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第4章 齿轮机构

类别:在线留言   发布时间:2019-08-25 01:36   浏览:

  第4章 齿轮机构_物理_自然科学_专业资料。第4章 齿轮机构 齿轮机构 靠齿与齿之间的啮合传递动力和运动的高副机构。 ?机械制造行业 齿轮机构的应用: ?汽车工业 ?农业机械 第4章齿轮机构 ? 齿轮机构 第4章齿轮机构 §4-1

  第4章 齿轮机构 齿轮机构 靠齿与齿之间的啮合传递动力和运动的高副机构。 ?机◇…=▲械制造行业 齿轮机构的应用: ?汽车工业 ?农业机械 第4章齿轮机构 ? 齿轮机构 第4章齿轮机构 §4-1 齿轮机构的特点和类型 一、齿轮传动的特点 优点: ?传动比可恒定不变 ?适用功率和速度范围广 ?传动平稳,机构紧凑 ?可实现平行轴、任意角相交轴和交错轴之间的传动 缺点: ?齿轮制造需专用工具 ?安装精度要求高 ?不宜用于轴间距离较大的传动 第4章齿轮机构 二、齿轮类型 第4章齿轮机构 二、齿轮类型 第4章齿轮机构 §4-2 渐开线齿廓 一、渐开线的形成和特性 发生线沿基圆作纯滚动时,直线 渐开线齿廓 一、渐开线.渐开线的形成 发生线沿基圆作纯滚动时, 直线上任一点的轨迹。 渐开线.压力角 αK 发生线 基圆 渐开线上某一点的法线与齿廓上该 点速度方向线章齿轮机构 三、渐开线方程和渐开线齿廓的压力角 渐开线方程 rb rk = cos(αk ) NK 0 NK θk = - αk = - αk rb rb = tgαk - αk = inv(αk ) θk为展角 第4章齿轮机构 二、渐开线特性 ? ① NK = NK 0 ②切点N是渐开线上 K 点的曲率中心。 KN是渐开线上 K 点的曲率半径。 ③发生线KN是渐开线上K点处的法线。 ④基圆的大小决定渐开线的形状 ⑤基圆内无渐开线章齿轮机构 四、渐开线齿廓满足定角速比的要求 1.渐开线齿廓能够保证瞬时传动比恒定 n1 ?1 r2 i12 ? ? ? n2 ?2 r1 ? ?O1PN1 ? ?O2 PN2 ?1 O2 P O2 N 2 rb 2 ? i12 ? ? ? ? ?2 O1P O1 N1 rb1 齿廓啮合基本定律 ?满足齿廓啮合基本定律的一对齿轮为共扼齿轮 。 第4章齿轮机构 四、渐开线齿廓满足定角速比的要求 2.渐开线齿轮的啮合线和啮合角恒定不变 啮合线是传力的方向线,啮合线为 直线是渐开线.可分性 制造、安装时实际中心距与理论中心 距可略有偏差而不影响其瞬时传动比。 第4章齿轮机构 §4-3 渐开线标准齿轮的基本尺寸 ?齿轮各部分部件的名称 第4章齿轮机构 ?渐开线标准齿轮的基本尺寸 一、齿宽、齿槽宽和齿距 ?分度圆 d : 为便于齿轮个部分尺寸的计算,在 齿轮上选择一个作为计算的基准。 ?在分度圆上齿厚 S ,齿槽宽 e ,齿距 p p ?e?s ★分度圆上的尺寸为渐开线章齿轮机构 ?渐开线标准齿轮的基本尺寸 二、模数和压力角 ?模数m:定义齿距 p 与π 比◆▼值为模数 m? p ? 模数的大小是齿轮 抗弯能力的重要标志。 设齿轮齿数为Z ? ?d ? z? p d? p ? ? z ? m? z 第4章齿轮机构 ? 渐开线标准齿轮的基本尺寸 ?压力角:分度圆上的压力角用α表示 ? 此时压力角为标准值,我国规定 ? ? 20 rb ? rk ? cos ? k Db ? D ? cos ? 第4章齿轮机构 ? 标准直齿圆柱齿轮 ?标准模数,标准压力角。 ?标准齿顶高系数和标准顶隙系数。 ?分度圆上齿厚等于▷•●齿槽宽的直齿圆柱齿轮。 p ?m e?s? ? 2 2 db ? d cos ? 第4章齿轮机构 ? 标准直齿圆柱齿轮 ? 标准中心距 标准齿轮分度圆与节圆重合时的中心距为标准中心距。 对于标准齿轮: e?s 标准中心距为: 1 m a ? (d1 ? d 2 ) ? ( z1 ? z2 ) 2 2 ?此时,两齿轮◆◁•的齿顶圆与齿根圆之间的间隙为标准顶隙。 c ? c m ? 0.25m * 第4章齿轮机构 ? 渐开线标准齿轮的基本尺寸 三、齿顶高、齿根高和全齿高 h ? h f ? ha ha ? h m hf ? ha ? C ? (h ? c )m * ? a ? a da ? d ? 2ha 正常齿:ha 短齿: * d f ? d ? 2hf 有利于润 滑油流动 ? ha :齿顶高系数。 c, c?:顶隙和径向间隙系数 = 1,c* = 0.25 * ha = 0.8,c* = 0.3 第4章齿轮机构 例 题1 已知:一对标准直齿圆柱齿轮传动,齿数Z1=20,传动比 i=3.5,模数m=5mm 。 求:两齿轮的分度▼▼▽●▽●圆直径,顶圆直径,根圆•●直径,齿距, 齿厚及中心距。 解: 大齿轮齿数 z2 ? iz1 ? 3.5 ? 20 ? 70 d1 ? mz1 ? 5 ? 20 ? 100mm 分度圆直径 d2 ? mz2 ? 5 ? 70 ? 350mm 顶圆直径 da1 ? m( z1 ? 2) ? 5(20 ? 2) ? 110mm da 2 ? m( z2 ? 2) ? 5(70 ? 2) ? 360mm d f 1 ? m( z1 ? 2.5) ? 5(20 ? 2.5) ? 87.5mm d f 2 ? m( z2 ? 2.5) ? 5(70 ? 2.5) ? 337.5mm 根圆直径 第4章齿轮机构 例 题(续) 齿距 齿厚 中心距 p ? ? m ? 5 ? ? ? 15.708mm p s ? ? 7.854mm 2 m 5 a ? ( z1 ? z2 ) ? (20 ? 70) ? 225mm 2 2 第4章齿轮机构 例 题2 已知:现有一标准直齿圆柱齿轮。测得: 顶圆直径da▪•★=134.8mm,齿数z=25。 求: 齿轮的模数,分度圆上渐开线mm圆周上渐开线的压力角。 da ? 4.99mm 取标准模数 m ? 5mm 解: 模数 d a ? m( z ? 2) ? m ? z?2 分度圆半径 r ? mz ? 62.5mm 2 基圆半径 rb ? r cos? ? 62.5cos 20? ? 58.731mm ? ? r 2 ? rb 2 ? 21.376mm 分度圆上渐开线; ? k ? arccos ? arccos ? 25? 2215 dk圆周上的压力角 130 rk 2 第4章齿轮机构 ?知识拓展 已知: 现有一渐开线直齿圆柱齿轮,压力角α=20°,模数m1=4。 试判断:能否正确啮合传动。 解: ▪…□▷▷•要保证正确啮合,应使其法向齿距相等。 另有一渐开线 ? ? m1 cos ?1 pn 2 ? pb 2 ? ? m2 cos ? 2 ? pb1 ? ? ? 4 ? cos 20? ? 11.808526mm pb 2 ? ? ? 4.5 ? cos 33.354752 ? 11.808526mm ? ? pb1 ? pb 2 能够正确啮合。 第4章齿轮机构 §4-4渐开线标准齿轮的啮合 一、齿轮啮合的几个名词 1.节圆 2.节点P 3.啮合线章齿轮机构 二、正确的啮合条件 第4章齿轮机构 二、正确的啮合条件 1.正确啮合条件(分齿条件) 要使两齿轮正确啮合,必须 使两齿间的法向齿距相等。 由渐开线性质: 两齿轮法向齿距 B2 K等于各自的基圆齿距。 pb1 ? ? db1 z1 z1 ? db 2 ? d cos ? 2 pb 2 ? ? ? ? m2 cos ? 2 z2 z2 ? ? d cos ?1 ? ? m1 cos ?1 第4章齿轮机构 二、正确的啮合条件 两齿轮法向齿距B2 K等于各自的基圆齿距 pb1 ? pb 2 渐开线齿轮正确的啮合条件: m1 ? m2 ,?1 ? ? 2 2.齿轮的传动比为: ?1 n1 rb 2 Z 2 m2 cos(? 2 ) Z 2 i12 ? ? ? ?•□▼◁▼ ? ?2 n2 rb1 Z1m1 cos(?1 ) Z1 第4章齿轮机构 三、连续传动条件 N 1.理论啮合线.实际啮合线.啮合弧: 啮合时B点在分度圆上 经过的弧线.重合度:啮合弧与齿距之比值。 定义 ? B1 B2 ?? ? P 第4章齿轮机构 三、连续传动条件◇=△▲ ★齿轮连续传动条件: 实际啮合弧大☆△◆▲■于齿距。 ? B1 B2 ?? ? ?1 P ?? ? 1 ? ?? ? 1 ? ? ?1 ? ? 保持连续正确传动。 处于传动的连续和不连续的边界状态。 不能保证定比传动。 第4章齿轮机构 §4-5 渐开线齿轮的切齿原理 一、齿廓切制的基本原理 齿轮加工方法:成形法和范成法 1.成形法 用渐开线的成形铣刀直接切出齿形。 ? 这种切齿方法简单,但生产率低,精度差。 ? 要求不同的齿数,准备不同的铣刀。 第4章齿轮机构 §4-5 渐开线齿轮的切齿原理 二、范成法 利用一对齿轮互相啮合,把其中一齿轮做成刀具,就可以 切出共轭的渐开线齿廓。 ?加工精度高,是目前轮齿切削加工的主要方法。 ?刀具和被加工齿轮模数和压力角相等,不管被加工齿轮的 齿数为多少,都能用同一把刀具加工。 第4章齿轮机构 §4-6 根切、最小齿数和变位齿轮 一、根切和最小齿数 1、齿轮根切现象 形成根切现象 被加工齿轮齿数少 基圆半径过小 齿条刀的齿顶超过了被切齿轮的啮合极限点 第4章齿轮机构 §4-6 根切、最小齿数和变位齿轮 2.最小齿数 mz1 2 H ? N1M ? PN1 sin ? ? r1 sin ? ? sin ? 2 2 H ?h m ? 2ha z? 2 sin (? ) ? a zmin ? 17(? ? 20 h ? 1) ? * 标准齿的最小齿数 第4章齿轮机构 §4-6 根切、最小齿数和变位齿轮 二、变位齿轮及其齿厚的确定 1.变位齿轮 ?当需要齿轮 z ? zmin 可采用变位齿轮的方法。 变位齿轮:将刀具自轮坯中心向外移出一段距离 用这种方法切制的齿轮为△▪▲□△变位齿轮。 2.变位齿轮的齿厚和齿槽宽 s1 ? ?m e1 ? ?m 2 2 ? 2 xmtg? 移出距离 ? xm 齿距、模数和压力角不变 ? 2 xmtg? 负变位x为 负值代入。 第4章齿▽•●◆轮机构 ?变位齿轮 优点: 1.当被切齿数z ? zmin时,可通过变位齿轮切出不根切的齿轮。 2.当实际中心距◆■不等于标准中心距时,可用变位齿 轮来凑配中心距。 3.★-●=•▽用变位齿轮啮合传动,可以改善啮合传动性能,提高小 齿轮的抗弯强度。 变位齿轮的几何参数: 模数、压力角、齿距、分度圆直径、基圆直径不变。 齿厚、齿槽宽、齿顶高、齿根高、齿顶圆、齿根圆▪•☆■▲▼▲▲□◁变。 ha ? (h? ? x)m hf ? (h? ? C? ? x)m 第4章齿轮机构 第4章 齿轮机构 重点学习内容 1.渐开线.齿廓啮合基本定律。 3.标准齿轮的尺寸计算。 4.一对标准齿轮保证正确啮合的条件。 第4章齿轮机构

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