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简介
这是齿轮传动ppt课件，包括了优点，分类，两轴平行，两轴相交，不完整的齿轮传动，非圆齿轮，齿廓啮合基本定律，畜力翻车汲水图等内容，欢迎点击下载。
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齿轮
第一节 概述
齿轮机构是一种是应用最广泛的机械传动，是一种啮合传动。
优点
传动比准确
结构紧凑
工作可靠
效率高，η=0.97--0.99
寿命长
适用范围广，允许传递的功率大，速度高
缺点
制造精度要求高
成本较高
不适用较大中心距传动
减振性能和抗冲击性能不如带传动
分类
按工作条件
开式齿轮传动
闭式齿轮传动
按齿面硬度
软齿面 HB 350
硬齿面 HB > 350
直齿轮(内啮合)
斜齿轮
圆锥齿轮
不完整的齿轮传动
非圆齿轮
第二节 齿廓啮合基本定律
对齿轮传动的基本要求：
瞬时传动比恒定，传动平稳
齿轮靠主动轮齿廓推动从动轮齿廓来传递运动和动力，因此要研究齿廓的形状对瞬时传动比的影响。
畜力翻车汲水图
早期的齿轮是用木料制造的，齿廓为直线形，齿距要求不严格，承载能力很小，传动质量也很低。
为什么齿轮的齿形是曲线？
齿廓啮合基本定律
在K点两齿廓速度必须满足:
齿廓啮合基本定律
要使齿轮传动比为一常数，则必须满足：不论两轮在任何位置啮合，过接触点所作两齿廓的公法线都必须与两轮的连心线相交于固定点C。称为齿廓啮合基本定律。
连心线O1O2与两齿廓触点公法线nn的交点C称为节点，以O1O2为圆心过节点的圆称为节圆。
凡满足齿廓啮合基本定律的齿廓称为共轭齿廓
齿廓曲线的选择应考虑设计、加工、安装、使用等方面的因素；
常用的齿廓曲线有：渐开线、摆线、圆弧曲线等
齿廓为渐开线
齿廓为圆弧
思考题
两个物体在任一接触点处，必定有一条公法线，为什么？
第三节 渐开线齿廓的形成及特点
一．渐开线齿廓的形成及特性
1．渐开线齿廓的形成：直线AB在圆上做纯滚动，直线上任一点A的轨迹就是该圆的渐开线。
渐开线齿廓的特性
发生线在基圆上滚过的线段长NK，等于基圆上被滚过的一段弧长NA: NK=NA
渐开线齿廓的特性
渐开线上任意点的法线必与基圆相切，并为该点处的曲率半径。
渐开线各点处的曲率半径不同，离基圆愈远，曲率半径愈大。
渐开线齿廓的特性
渐开线的形状取决于基圆的大小。
基圆内无渐开线。
二．渐开线齿廓能满足传动比恒定的条件
两齿廓接触点公法线nn与两基圆公切，过N1、N2可得两基圆，基圆半径为rb1、rb2。
如两轮的中心距一定，基圆半径rb1，rb2一定，两基圆的公切线仅此一条NN（另一条对称）。
因此齿廓在任一点接触时，公法线与连心线只能交与C点。
渐开线齿廓的优越性
啮合线是一条定直线。所以，齿廓间的正压力方向保持不变。
渐开线齿廓的优越性
齿轮工、车工和铣工配换交换齿轮时，都凭目测安装，安装中心距与设计中心距可能会有误差，这对齿轮传动质量会有影响吗？
三．渐开线齿廓的压力角α
齿廓上任一点K的法线与该点速度方向线所夹的锐角，叫压力角
安装中心距与设计中心距不同时，压力角如何变化？
当a’>a时，
cos> cos’
’>
4、啮合角
啮合线与过节点C所作两节圆的公切线的夹角，称为啮合角α’。
啮合角＝节圆压力角。
思考题
啮合角与压力角有什么关系和区别？
关系：标准安装的标准齿轮的啮合角与压力角的大小相同，都是20°。
区别：
啮合角就是啮合线与过节点C所作两节圆的公切线的夹角，随安装中心距的不同而不同。
压力角在齿轮齿廓上各点位置的不同而不同。
思考题
渐开线齿轮在啮合时，两个齿面之间是否是纯滚动？
齿顶圆直径da
二．基本参数
直齿圆柱齿轮的参数有五个：
齿数z，
模数m，
压力角α，
齿顶高系数ha*，
顶隙系数c*；
其中m，α， ha*， c*已标准化。
如果m，α， ha*， c*是标准值，且s=e，称为标准齿轮
二．基本参数
1．模数m
2．压力角α
思考题：分度圆和节圆有什么关系和区别？
关系：
标准安装的标准齿轮，其分度圆和节圆重合
径节制齿轮
在采用英制为计量单位的国家中，径节DP是齿轮的基本参数，单位是1/in、1/ft。
径节DP是指每英寸长度分度圆直径有多少个齿：
DP=z/d 1/in
例：英制齿轮的齿数为80，分度圆直径为10in
则其径节：DP=z/d=80/10=8
当齿轮的齿数一定时，DP越大，轮齿尺寸越小
径节与模数的关系
由DP=z/d m=d/z 得：
DP=1/m×25.4(1/in) 或 m=25.4/DP(mm)
径节制齿轮不能用模数制齿轮来替换，也不能用模数制齿轮刀具生产出来。
例：DP＝10(1/in)的轮齿，根据
m=25.4/DP(mm) ＝2.54mm
模数标准系列中没有2.54这个模数。
为什么压力角取20 °？
确定齿轮分度圆上压力角大小的目的是为了在一定基圆的渐开线上，取哪一段作为齿轮的齿廓最合适。
从传递力矩的大小及效率来看：分度圆上压力角越小，越省力，效率越高。
压力角的取值
压力角过小：
齿的根部厚度较薄，容易在根部折断，齿轮的承载能力较差；
一部分齿廓在基圆以内，导致齿根部分无法满足渐开线齿轮传动的要求，影响传送质量。
压力角的取值
压力角过大：
做出的齿形上尖下宽，齿根较厚，齿顶较尖。
轮齿强度有所提高，但传动很费力，效率降低。
压力角的取值
我国规定标准齿轮压力角α=20°，就表示取渐开线的中间一段。
α=20°时，齿形匀称，强弱比较合适。
3．齿顶高系数ha*
4．顶隙系数c*
三．几何尺寸计算
分度圆直径
汽车变速箱中的齿轮比标准齿轮短而粗，但齿顶并不尖。为什么？
在变速箱中常使用一种短齿齿轮。
短齿齿轮的齿顶高系数为0.8，顶隙系数为0.3，所以齿顶高为0.8m，齿根高为0.8m+0.3m＝1.1m。
短齿齿轮的齿顶圆和齿根圆都向分度圆靠近，径向间隙增加，分度圆齿厚不变，轮齿短而粗。
汽车变速箱中的齿轮比标准齿轮短而粗，但齿顶并不尖。为什么？
也可以采用“双模数制”设计短齿齿轮的尺寸：
双模数m1/m2为2.5/2，
其中m1=2.5，用于计算分度圆直径d、齿厚s、齿距e、基圆直径db、基圆齿距sb和中心距a
而m2=2，用于计算齿顶高ha、齿根高hf、全齿高h、齿顶圆直径da和齿根圆直径df。
模数相同的齿轮，它们的齿形是否一样？
模数相同的齿轮，它们的齿形是否一样？
但渐开线齿形取决于基圆直径的大小，而 db=d cos=mz cos
当模数一定时：
齿数少，基圆小，齿形平均曲率较大，齿根较薄
齿数大，基圆大，齿形渐趋于平直，齿根增厚
齿数趋于无穷大，齿形变成直线，即齿条齿形
齿根圆与基圆哪个大?
如果齿根圆比基圆小，则肯定有一部分齿廓不能做成渐开线。
基圆: db=dcos20°=0.94mz
齿根圆: df=(z-2.5)m
c=df-db=(z-2.5)m-0.94zm=(0.06z-2.5)m
如果要求齿根圆大于基圆：
c=(0.06z-2.5)m>0
z=2.5/0.06=41.67
当标准齿轮齿数<42时，齿根圆比基圆小
齿根圆与基圆之间的一段齿廓不可能是渐开线，只能是一段过渡弧线。
齿根圆与基圆的关系
理论上，齿根圆附近有一段齿廓是不参与啮合的
渐开线齿廓到齿根圆之间采用过渡弧线，从强度考虑是必要的
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