十一齿轮机构设计 1.教学目标 了解齿轮机构的类型和应用; 2.了解平面齿轮机构的齿廓啮合基本定理; 3.深入了解渐开线齿轮的啮合特性及正确啮合的条件、连续传动条件等; 4.熟悉渐开线齿轮各部分的名称、基本参数及几何尺寸计算 5.了解渐开线齿廓的展成切齿原理及根切现象、最少齿数; 6.了解斜齿圆柱齿轮齿廓曲面的形成、啮合特点,并能计算其几何尺寸; 7.了解标准直齿圆锥齿轮的传动特点及其基本尺寸计算 8.了解掌握齿轮传动的失效形式和设计准则,常用的材料及热处理方法。 掌握囻柱齿轮传动的设计和强度校核方法。对斜齿囻柱齿轮传动的设计方法有所了解和 掌握。 10.掌握圆锥齿轮传动设计的特点。 2.教学重点和难点 重点:渐开线直齿圆柱齿轮外啮合传动的基本理论和设计计算。齿轮传动的失效形式和设计 准则。圆柱齿轮传动的设计和强度校核方法。 难点:共轭齿廓的确定;啮合过程;锥齿轮的当量齿轮和齿数。 3.讲授方法:
73 十一 齿轮机构设计 1．教学目标 1．了解齿轮机构的类型和应用； 2．了解平面齿轮机构的齿廓啮合基本定理； 3．深入了解渐开线齿轮的啮合特性及正确啮合的条件、连续传动条件等； 4．熟悉渐开线齿轮各部分的名称、基本参数及几何尺寸计算； 5．了解渐开线齿廓的展成切齿原理及根切现象、最少齿数； 6．了解斜齿圆柱齿轮齿廓曲面的形成、啮合特点，并能计算其几何尺寸； 7．了解标准直齿圆锥齿轮的传动特点及其基本尺寸计算。 8．了解掌握齿轮传动的失效形式和设计准则，常用的材料及热处理方法。 9．掌握圆柱齿轮传动的设计和强度校核方法。对斜齿圆柱齿轮传动的设计方法有所了解和 掌握。 10．掌握圆锥齿轮传动设计的特点。 2．教学重点和难点 重点：渐开线直齿圆柱齿轮外啮合传动的基本理论和设计计算。齿轮传动的失效形式和设计 准则。圆柱齿轮传动的设计和强度校核方法。 难点：共轭齿廓的确定；啮合过程；锥齿轮的当量齿轮和齿数。 3．讲授方法：
§6.1概述(齿轮机构的应用和分类) 对于齿轮的形状,我们大家并不陌生,同时也知道几乎所有的机器上都有齿轮的应用。但是, 对于各种各样的齿轮各有什么特点,为什么应用的这么广泛,我们如何才能对其进行科学的分类 等等,我们也许不太清楚,或者说不能用科学的语言对其进行描述。那么这一节中我们就要来了 解这些内容,这些内容也是我们对齿轮进行进一步讨论所必须的。 齿轮机构是历史上应用最早的传动机构之一,被广泛地应用于传递空间任意两轴间的运动和 动力。它与其它机械传动相比,具有传递功率大、效率高、传动比准确、使用寿命长、工作安全 可靠等特点。但是要求有较高的制造和安装精度,成本较高;不宜在两轴中心距很大的场合使用。 在所有众多的齿轮机构中,直齿圆柱齿轮机构是最基本、也是最常用的-种,所以本章中我 们也就以直齿圆柱齿轮作为研究的重点。 齿轮传动类型很多,有不同的分类方法。 1、按照齿轮副中两轴的相对位置、齿轮传动可以分为平行轴齿轮传动、相交铀齿轮传动和 交错轴齿轮传动三类。(按照传递运动和力的方向可以分为平面齿轮机构和空间齿轮机构,也就 是按照主、从动轮轴线是否平行的划分方法 2、按传动比 (l2=21)是否恒定分 惴中 为定传动比(2=常数) 张 和变传动比(i2≠常数) 图6-1 传动齿轮机构
74 §6.1 概述（齿轮机构的应用和分类） 对于齿轮的形状，我们大家并不陌生，同时也知道几乎所有的机器上都有齿轮的应用。但是， 对于各种各样的齿轮各有什么特点，为什么应用的这么广泛，我们如何才能对其进行科学的分类 等等，我们也许不太清楚，或者说不能用科学的语言对其进行描述。那么这一节中我们就要来了 解这些内容，这些内容也是我们对齿轮进行进一步讨论所必须的。 齿轮机构是历史上应用最早的传动机构之一，被广泛地应用于传递空间任意两轴间的运动和 动力。它与其它机械传动相比，具有传递功率大、效率高、传动比准确、使用寿命长、工作安全 可靠等特点。但是要求有较高的制造和安装精度，成本较高；不宜在两轴中心距很大的场合使用。 在所有众多的齿轮机构中，直齿圆柱齿轮机构是最基本、也是最常用的一种，所以本章中我 们也就以直齿圆柱齿轮作为研究的重点。 齿轮传动类型很多，有不同的分类方法。 1、按照齿轮副中两轴的相对位置、齿轮传动可以分为平行轴齿轮传动、相交轴齿轮传动和 交错轴齿轮传动三类。（按照传递运动和力的方向可以分为平面齿轮机构和空间齿轮机构，也就 是按照主、从动轮轴线是否平行的划分方法）。 2 、 按 传 动 比 （ 2 1 12 i = ）是否恒定分 为定传动比（ i 12 = 常数 ） 和变传动比（ i 12 常数 ） 传动齿轮机构。 图 6-1
在定传动 比传动的齿轮 机构中,齿轮都 是圆柱形或圆 锥形的,所以我 们把这类齿轮 机构又称为圆 乎 形齿轮机构,如 图6-1所示 在定传动 比齿轮机构中,根据啮合方式的不同有多种类型的齿轮机构,如外 啮合直齿、斜齿,内啮合直齿、斜齿 手。如图 而在变传动比的传动机构中,齿轮一般是非圆形的,例如椭圆 齿轮机构传动,如图4-2所示。所以该类机构又称为非囻齿轮机 构 3、按使用要求分类 传递运动为主的传动齿轮,要求运动准确 传递功率为主的动力齿轮,要求强度寿命 4、从齿廓曲线分类:渐开线齿廓 非渐开线齿廓 5、从外形分类:圆柱齿轮:平行轴之间传动 圆锥齿轮:交错轴之间传动
75 在定传动 比传动 的齿轮 机构中，齿轮都 是圆柱 形或圆 锥形的，所以我 们把这 类齿轮 机构又 称为圆 形齿轮机构，如 图 6-1 所示。 在定传动 比齿轮机构中，根据啮合方式的不同有多种类型的齿轮机构，如外 啮合直齿、斜齿，内啮合直齿、斜齿，曲齿啮合，齿条等等。如图 所示。 而在变传动比的传动机构中，齿轮一般是非圆形的，例如椭圆 齿轮机构传动，如图 4－2 所示。所以该类机构又称为非圆齿轮机 构。 3、按使用要求分类： 传递功率为主的动力齿轮，要求强度寿命 传递运动为主的传动齿轮，要求运动准确 4、从齿廓曲线分类： 非渐开线齿廓 渐开线齿廓 5、从外形分类： 圆锥齿轮：交错轴之间传动 圆柱齿轮：平行轴之间传动 图 6-2
6、从工作条件分类 ∫开式传动,用于低速传动 闭式传动,用于高速传动 齿轮传动的主要类型、特点和应用见下表5-1。 衰10-1齿轮传动的类型、特点和应用 Hie 两齿轮转向相反,轮齿与轴线平行,工作时 无轴向力 外嗜合直 重合度较小,传动平稳性较差,承载能力较 齿圆柱齿轮 传动 多用于速度较低的传动,尤其适用于变速 箱的换档齿轮 行 内啮合圆 重合度大,轴间距离小,结构紧凑,效率较 轴柱齿轮传动 齿轮齿条 齿条相当于一个半径为无限大的齿轮 用于连续转动到往复移动的运动变换 两齿轮转向相反。轮齿与轴线成一夹角,工 外啮合斜 作时存在轴向力,所需支承较复杂 重合度较大,传动较平稳,承载能力较高 适用于速度较高、载荷较大或要求结构较 紧凄的场合 示意图 特点和应用 外啮合人 两齿轮转向相反 字齿圆柱齿 承载能力高,轴向力能抵消,多用于重载传 两轴线相交,轴交角为90°的应用较广 制造和安装简便,传动平稳性较差,承载能 直齿锥齿 力较低,轴向力较大 相 轮传动 用于速度较低(<5m/s),载荷小而稳定的
76 6、从工作条件分类： 闭式传动，用于高速传动 开式传动，用于低速传动 齿轮传动的主要类型、特点和应用见下表 5－1
由于动力渐开线圆柱齿轮传动的应用十分广泛,同时又是讨论其它类型齿轮传动的基础,所 以我们在本章主要讨论这类齿轮传动。 齿轮传动是靠主、从动轮的轮齿依次啮合来传递连续回转运动和动力的。因此,为了使传递
77 由于动力渐开线圆柱齿轮传动的应用十分广泛，同时又是讨论其它类型齿轮传动的基础，所 以我们在本章主要讨论这类齿轮传动。 齿轮传动是靠主、从动轮的轮齿依次啮合来传递连续回转运动和动力的。因此，为了使传递