第6章齿轮传动和蜗杆传动 齿轮传动是依靠主动轮的轮齿与从动轮的轮齿啮合来传递运动和动力 的,是现代机械中应用最广泛的机械传动形式之一;蜗杆传动用来传递交 错轴之间的运动和动力,常用作减速传动 6.1齿轮传动的类型和应用特点 6.2渐开线齿形 6.3直齿圆柱齿轮的主要参数和几何尺寸计算 64渐开线齿轮的啮合特点 65其他齿轮传动简介 66齿轮的根切、最少齿数、精度和失效 6.7蜗杆传动 68渐开线齿形的形成 69齿轮传动机构的观察与分析
第6章 齿轮传动和蜗杆传动 齿轮传动是依靠主动轮的轮齿与从动轮的轮齿啮合来传递运动和动力 的，是现代机械中应用最广泛的机械传动形式之一；蜗杆传动用来传递交 错轴之间的运动和动力，常用作减速传动。 6.1 齿轮传动的类型和应用特点 6.2 渐开线齿形 6.3 直齿圆柱齿轮的主要参数和几何尺寸计算 6.4 渐开线齿轮的啮合特点 6.5 其他齿轮传动简介 6.6 齿轮的根切、最少齿数、精度和失效 6.7 蜗杆传动 6.8 渐开线齿形的形成 6.9 齿轮传动机构的观察与分析
61.1齿轮传动的应用特点 1.齿轮传动的应用特点 齿轮传动由主动轮、从动轮和机架组成。齿轮传动是靠主动轮的轮齿与从动轮的 轮齿直接啮合来传递运动和动力的装置。下图所示,当一对齿轮相互啮合而工作时, 主动轮O1的轮齿1、2、3 通过啮合点法向力Fn的作用逐个地推动从动轮O2的 轮齿1、2、3°,,使从动轮转动,从而将主动轮的动力和运动传递给从动轮 1)传动比 右图所示的一对齿轮中,设主动齿轮的转速为n1,齿数 为z1,从动齿轮的转速为n2,齿数为z2,由于是啮合传动, 在单位时间里两轮转过的齿数应相等,即由此可 得一对齿轮的传动比为 I- n122 上式说明一对齿轮传动比,就是主动齿轮与从动齿轮转速(角速度)之比,与 其齿数成反比 若两齿轮的旋转方向相同,规定传动比为正;若两齿轮的旋转方向相反, 规定传动比为负,则一对齿轮的传动比可写为
6.1.1 齿轮传动的应用特点 1．齿轮传动的应用特点 齿轮传动由主动轮、从动轮和机架组成。齿轮传动是靠主动轮的轮齿与从动轮的 轮齿直接啮合来传递运动和动力的装置。下图所示，当一对齿轮相互啮合而工作时， 主动轮O1的轮齿1、2、3，…，通过啮合点法向力Fn的作用逐个地推动从动轮O2的 轮齿1’、2’、3’，…，使从动轮转动，从而将主动轮的动力和运动传递给从动轮。 （1）传动比 右图所示的一对齿轮中，设主动齿轮的转速为n1，齿数 为z1，从动齿轮的转速为n2，齿数为z2，由于是啮合传动, 在单位时间里两轮转过的齿数应相等，即 ，由此可 得一对齿轮的传动比为 1 1 2 n2 z n = z 1 2 2 1 z z n n i = = 上式说明一对齿轮传动比，就是主动齿轮与从动齿轮转速(角速度)之比，与 其齿数成反比。 若两齿轮的旋转方向相同，规定传动比为正；若两齿轮的旋转方向相反， 规定传动比为负，则一对齿轮的传动比可写为 1 2 2 1 z z n n i = =
61.1齿轮传动的应用特点 (2)应用特点 在机械传动中,齿轮传动应用最广泛。在工程机械、矿山机械、冶金机械以及各 类机床中都应用着齿轮传动。齿轮传动所传递的功率从几W至几万kW;它的直径从 不到1mm的仪表齿轮,到10m以上的重型齿轮;它的圆周速度从很低到100m/s 以上。大部分齿轮是用来传递旋转运动的,但也可以把旋转运动变为直线往复运动, 如齿轮齿条传动。 与其他传动相比齿轮传动有如下特点 ①瞬时传动比恒定,平稳性较高,传递运动准确可靠 ②适用范围广;可实现平行轴、相交轴、交错轴之间的传动;传递的功率和速度 范围较大 ③结构紧凑、工作可靠,可实现较大的传动比; ④传动效率高、使用寿命长; ⑤齿轮的制造、安装要求较高; ⑥不适宜远距离两轴之间的传动。 (3)对齿轮传动的基本要求 采用齿轮传动时,因啮合传动是个比较复杂的运动过程,对其要求是: ①传动要平稳要求齿轮在传动过程中,任何瞬时的传动比保持恒定不变。以保 持传动的平稳性,避免或减少传动中的噪声、冲击和振动 ②承载能力强要求齿轮的尺寸小,重量轻,而承受载荷的能力大。即要求强度 高,耐磨性好,寿命长
6.1.1 齿轮传动的应用特点 （2）应用特点 在机械传动中，齿轮传动应用最广泛。在工程机械、矿山机械、冶金机械以及各 类机床中都应用着齿轮传动。齿轮传动所传递的功率从几w至几万kW；它的直径从 不到1mm的仪表齿轮，到10 m以上的重型齿轮；它的圆周速度从很低到100m／s 以上。大部分齿轮是用来传递旋转运动的，但也可以把旋转运动变为直线往复运动， 如齿轮齿条传动。 与其他传动相比齿轮传动有如下特点： ①瞬时传动比恒定，平稳性较高，传递运动准确可靠； ②适用范围广；可实现平行轴、相交轴、交错轴之间的传动；传递的功率和速度 范围较大； ③结构紧凑、工作可靠，可实现较大的传动比； ④传动效率高、使用寿命长； ⑤齿轮的制造、安装要求较高； ⑥不适宜远距离两轴之间的传动。 (3）对齿轮传动的基本要求 采用齿轮传动时，因啮合传动是个比较复杂的运动过程，对其要求是： ①传动要平稳 要求齿轮在传动过程中，任何瞬时的传动比保持恒定不变。以保 持传动的平稳性，避免或减少传动中的噪声、冲击和振动。 ②承载能力强 要求齿轮的尺寸小，重量轻，而承受载荷的能力大。即要求强度 高，耐磨性好，寿命长
61.2齿轮传动的常用类型 齿轮的种类很多,可以按不同方法进行分类。 (1)根据轴的相对位置,分为两大类,即平面齿轮传动(两轴平行) ●与空间齿轮传动(两轴不平行 (2)按工作时圆周速度的不同,分低速(<3中速()35高速 (3)按工作条件不同,分闭式齿轮传动(封闭在箱体内,并能保证良 好润滑的齿轮传动)、半开式齿轮传动(齿轮浸入油池,有护罩,但不封 闭)和开式齿轮传动(齿轮暴露在外,不能保证良好润滑)三种; (4)按齿宽方向齿与轴的歪斜开式,分直齿、斜齿和曲齿三种; (5)按齿轮的齿廓曲线不同,分为渐开线齿轮、摆线齿轮和圆弧齿轮 等几种 (6)按齿轮的哒合方式,分为外啮合齿轮传动、内啮合齿轮传动和齿 条传动
6.1.2 齿轮传动的常用类型 齿轮的种类很多，可以按不同方法进行分类。 （1）根据轴的相对位置，分为两大类，即平面齿轮传动（两轴平行） 与空间齿轮传动（两轴不平行） （2）按工作时圆周速度的不同，分低速( )、中速（ ）、高速 （ ）三种； （3）按工作条件不同，分闭式齿轮传动（封闭在箱体内，并能保证良 好润滑的齿轮传动）、半开式齿轮传动（齿轮浸入油池，有护罩，但不封 闭）和开式齿轮传动（齿轮暴露在外，不能保证良好润滑）三种； （4）按齿宽方向齿与轴的歪斜形式，分直齿、斜齿和曲齿三种； （5）按齿轮的齿廓曲线不同，分为渐开线齿轮、摆线齿轮和圆弧齿轮 等几种； （6）按齿轮的啮合方式，分为外啮合齿轮传动、内啮合齿轮传动和齿 条传动。 v 3m s v = 3 ~ 5m s v 15m s
6.2.1渐开线齿廓的形成 如图所示,一直线AB切于一圆周,当该直线在此圆周上作无滑动的纯 滚动时,直线上任一点K的轨迹CKD称为渐开线。这个圆称为基圆,其半径 以、直径以d表示;该直线称发生线。即在平面上,发生线沿着个固 定的基圆作纯滚动时,发生线上一点的轨迹,称为该圆的渐开线 A 渐开线的形成 渐开线轮廓的形成 渐开线齿轮的轮齿由两条对称的渐开线作齿廓而组成,见上图所示
6.2.1 渐开线齿廓的形成 如图所示，一直线AB切于一圆周，当该直线在此圆周上作无滑动的纯 滚动时，直线上任一点K的轨迹CKD称为渐开线。这个圆称为基圆，其半径 以rb、直径以db表示；该直线称发生线。即在平面上，发生线沿着一个固 定的基圆作纯滚动时，发生线上一点的轨迹，称为该圆的渐开线。 渐开线齿轮的轮齿由两条对称的渐开线作齿廓而组成，见上图所示。 渐开线的形成 渐开线轮廓的形成