機械專業(yè)-機械原理

單擊以編輯母版標題樣式,單擊以編輯母版文本樣式,第二級,第三級,第四級,第五級,*,齒輪機構(gòu)及其設(shè)計,內(nèi) 容,應(yīng)用及分類,齒輪的齒廓,及其,嚙合特點,漸開線標準齒輪的參數(shù)和幾何尺寸,漸開線直齒圓柱齒輪的嚙合傳動,漸開線齒廓的切制原理,漸開線齒輪的變位修正,斜齒圓柱齒輪傳動,蝸桿傳動,圓錐齒輪傳動,重 點,漸開線直齒圓柱齒輪外嚙合,傳動的基本理論和設(shè)計計算。,其他齒輪傳動的特點及應(yīng)用。,1 齒輪機構(gòu)的應(yīng)用及分類,1、按傳動比是否恒定分：,定傳動比,圓形齒輪機構(gòu),(圓柱、圓錐）,變傳動比 非圓齒輪機構(gòu)（橢圓齒輪）,類型,傳動準確、平穩(wěn)、效率高、工作可靠且壽命長，適用的圓周速度和功率范圍很廣。廣泛應(yīng)用于傳遞空間任意兩軸的運動和動力。,平面齒輪機構(gòu),2、按傳動時兩輪軸的相對位置分：,外嚙合齒輪傳動,內(nèi)嚙合齒輪傳動,齒輪與齒條傳動,直齒圓柱齒輪,傳動,斜齒圓柱齒輪傳動,人字齒輪傳動,圓錐齒輪傳動(直齒、斜齒、曲線齒）,交錯軸斜齒輪傳動,蝸桿傳動.,空間齒輪機構(gòu),V,P1,=,V,P2,w,1,O,1,P,=,w,2,O,2,P,即:,i,12,=,w,1,w,2,O,1,P,O,2,P,齒廓嚙合基本定律,一對齒廓的瞬時速比，等于該瞬時接觸點的公法線,截連心線為兩段,線段的反比。,共軛齒廓,K,O,1,O,2,1,2,n,n,P,齒廓形狀影響傳動性能，若傳動比變化,從動輪轉(zhuǎn)速不均勻,慣性力、振動、噪音,傳動精度。,分析可知：P為齒廓1、2 的瞬心,則,2 齒廓曲線,節(jié)點位置固定,節(jié)圓,不論兩齒廓在何位置接觸，過其接觸點所作兩齒廓的公法線均須與連心線交于一,固定,的點P（,節(jié)點,）。,傳動比恒定的條件,K,O,1,O,2,1,2,n,n,P,圓形齒輪,節(jié)點位置變化,節(jié)曲線,非圓齒輪,傳動時，,兩節(jié)圓純滾動。,理論上齒廓曲線無窮多，實際選用,須考慮設(shè)計、加工、安裝、維修等要求。,常用:擺線、,漸開線,、圓弧線.,齒廓嚙合基本定律,一、漸開線形成,發(fā)生線,基圓,F,向徑,展角,壓力角,a,K,a,K,q,K,K,基圓半徑,r,b,V,K,r,K,r,b,3 漸開線齒廓的嚙合特點,K,二、漸開線特性,1.BK,=,BA .,2.法線切于基圓.,3.BK,=,r,K,.,4.漸開線形狀取決于,r,b,.,5.基圓內(nèi) 漸開線.,無,B,A,r,K,推論:,同一基圓上兩條漸開線間的公法線長度處處相等,(,等于兩漸開線間的基圓弧長,)。,K,1,K,2,K,1,K,2,B,B,A,1,A,2,三、漸開線方程,1.,r,K,=,r,b,cos,a,K,或 cos,a,K,=,r,K,r,b,2.,q,K,=,NOA,-,a,K,=,-,a,K,NA,r,b,=,-,a,K,NK,r,b,=,tg,a,K,-,a,K,令：inv,a,K,=,tg,a,K,-,a,K,.,.,inv,a,K,稱漸開線函數(shù).,漸開線方程:,r,K,=,r,b,cos,a,K,inv,a,K,=,tg,a,K,-,a,K .,a,K,a,K,q,K,K,r,K,r,b,O,N,A,四、漸開線齒廓的嚙合特點,1.嚙合線為一直線,嚙合線,嚙合點(在固定平面上)的軌跡線.,兩齒廓所有接觸點的公法線均重合,傳動時嚙合點沿兩基圓的內(nèi)公切線移動。,2.傳動比恒定,P,公法線不變,節(jié)點 P 為定點.,速比 為定值.,i,12,=,w,1,w,2,O,1,P,O,2,P,作用力方向恒定,傳動比恒定,O,1,O,2,P,P,O,1,O,2,r,b1,r,b2,r,b2,r,b1,3.中心可分離性,i,12,=,w,1,w,2,O,1,P,O,2,P,r,b1,r,b2,i,12,=,w,1,w,2,O,1,P,O,2,P,r,b1,r,b2,i,12,=,i,12,若,中心距略有誤差,傳動比不變,4 漸開線標準齒輪的基本參數(shù)和幾何尺寸,.,一、名稱和符號(外齒輪),=20,o,、d、p、s、e,模數(shù),有標準系列（表10-1）,分度圓上模數(shù)和壓力角均為標準值。,令,齒數(shù)Z,齒頂圓,齒根圓,齒槽寬,齒厚,齒距,齒寬,齒頂高,齒根高,分度圓,二、基本參數(shù)和計算,(基本參數(shù)為 m、Z、,和 h 、c,*,),*,a,1.分度圓直徑,2.基圓直徑,3.齒頂高,4.齒根高,頂隙系數(shù),齒頂高系數(shù),正常齒制,5.齒全高,基準,6.齒頂圓直徑,7.齒根圓直徑,8.齒距,9.齒厚,10.齒槽寬,齒條,比較,標準齒輪,m、h,*,a,、c,*,（15,或20,）,為標準值且 e=s,幾何尺寸計算公式,（P307表10-2）,三、標準齒條,特點:,1）齒廓為一直線，壓力角不變，也稱為齒形角。,2）與分度線平行的任一條直線上齒距 p 相等 p=,m,齒輪,與齒條比較,內(nèi)齒輪,1）齒廓內(nèi)凹,2）根圓大于頂圓,3）頂圓必須大于基圓,任意圓齒厚,一、漸開線齒輪的嚙合過程,理論嚙合線段N,1,N,2,實際嚙合線段B,1,B,2,齒廓工作段,二、正確嚙合的條件,保證前后兩對輪齒有可能同時在嚙合線上相切接觸。,條件：,傳動比,m,1,=m,2,=m,a,1,=,a,2,=,a,正確嚙合條件,5 漸開線直齒圓柱齒輪傳動,三、齒輪傳動的中心距及嚙合角（,側(cè)隙為零、頂隙為標準值,）,a,1.節(jié)圓 d,、嚙合角,2.具有標準頂隙的中心距,a,=,r,1,+,r,2,=,r,1,(h*+c*),m,+,c*,m,+,r,2,+,h*,m,=,r,f1,+,c,+,r,a2,r,f1,r,a2,=,r,1,+,r,2,標準中心距,3.側(cè)隙,為零的,中心距,無側(cè)隙嚙合條件:,S,1,=,e,2,;,e,1,=,S,2,S,1,=e,2,=e,1,=S,2,標準齒輪:S=e=,m/2,當兩標準齒輪按分度圓相切來安裝,則滿足傳動條件,。,正確安裝,a,分度圓與節(jié)圓重合,由于 m,1,=m,2,4.嚙合角,與壓力角,O,1,O,2,a,a,r,1,r,2,P,r,b1,r,b2,r,b,=,rcos,a,=rcos,a,=,rr,cos,a,cos,a,r,b1,+r,b2,=,r,1,cos,a,+r,2,cos,a,=,r,1,cos,a,+r,2,cos,a,a,cos,a,=,a,cos,a,5.齒輪與齒條嚙合傳動,特點,嚙合線切于齒輪基圓并垂直于齒條齒廓,標準安裝或非標準安裝,d,=,d ,=,分度圓、節(jié)圓、壓力角、嚙合角,分度圓與節(jié)線相切,重合度,分析：,1）=1 表示在嚙合過程中，始終只有一對齒工作；,2）1 2 表示在嚙合過程中，有時是一對齒嚙合，,有時是兩對齒同時嚙合。,重合度,傳動平穩(wěn)性,承載能力,。,四、連續(xù)傳動條件,作業(yè)：10-26,重合度的計算,重合度與Z,1,、Z,2,及,有關(guān),齒數(shù)愈多,重合度愈大,嚙合角愈大,重合度愈小,6 漸開線齒廓的切制原理、根切和最少齒數(shù),1.仿型法（成型法）,精度低、生產(chǎn)率低,刀具：1.圓盤銑刀,2.指形銑刀,刀具的選擇與m、,、z有關(guān)。,一、切削原理,.,刀號,1,2,3,4,5,6,7,8,加工齒數(shù)范圍,12,13,14,16,17,20,21,25,26,34,35,54,55,134,135,每把刀的刀刃形狀,按它加工范圍的,最少,齒數(shù),齒輪的齒形來設(shè)計。,.,2.范成法,切削,（沿輪坯軸向）,進刀和讓刀,（沿輪坯徑向）,范成運動,（,模擬齒輪嚙合,傳動）,刀具與輪坯以,i,12,=,1,/,2,=Z,2,/Z,1,回轉(zhuǎn),用同一把刀具,通過調(diào)節(jié),i,12,就可以,加工相同模數(shù)、相同,壓力角,不同齒數(shù),的齒輪。,齒輪插刀,齒條插刀,齒輪滾刀,二、根切現(xiàn)象、不根切的最少齒數(shù)和變位修正法,1.根切現(xiàn)象,用范成法切削標準齒輪時,如果齒輪的齒數(shù)過少，刀具的齒頂就會切去輪齒根部的一部分，這種現(xiàn)象稱為,根切,。,2.根切原因,.,P,N,1,a,B,2,3.不產(chǎn)生根切的最少齒數(shù),PN,1,PB,2,h,a,r,r,sin,a,a,h,a,sin,a,m,Z,2,sin,a,m,sin,a,*,h,a,得:,Z,sin,2,a,*,h,a,2,當,=20,0,、,*,h,a,=,1、,Z,min,=,17,不根切條件,4.避免發(fā)生根切的措施,限制小齒輪的最小齒數(shù)；,減少齒頂高系數(shù)(,重合度減少、非標準刀具,)；,增大分度圓壓力角(,正壓力徑向力增大、非標準刀具,)；,B,P,N,1,xm,（x 變位,系數(shù)，m 模數(shù)）,通過改變刀具與輪坯的相互位置以避免根切，從而達到可以制造較少齒數(shù)的齒輪。這樣制造出來的齒輪稱為,變位齒輪,。切齒刀具所移動的距離 xm 稱為,移距,。,采用變位修正法：,最小變位系數(shù),h,a,m,X,m,*,N,1,P,B,2,a,a,r,b,4.最小變位系數(shù),xm 變位量（移距）,x 變位系數(shù),x0 正變位齒輪,x0 負變位齒輪,7 斜齒圓柱齒輪傳動,1.齒廓曲面的形成,直齒輪:,AA是直線,。,斜齒輪:,AA是螺旋線,。,斜齒輪齒廓曲面為:,螺旋漸開面,一、斜齒圓柱齒輪的形成原理,.,2.特點（與直齒圓柱齒輪比較）,1、傳動較為平穩(wěn)，適用于高速傳動。,二、,斜齒輪主要參數(shù)各部分名稱和,幾何尺寸,1.主要參數(shù)(,法向參數(shù)、端面參數(shù)),螺旋角,(左旋、右旋）,齒 距 P,n,=P,t,cos,模 數(shù) m,n,=m,t,cos,齒 寬 b=B/cos,法向參數(shù)規(guī)定為標準值。,為什么？,（m,n,、,n,、h,an,*,、c,n,*,）,2.幾何尺寸,分度圓直徑,d=,m,t,z=m,n,z/cos,中心距,a=,m,n,（z,1,+z,2,）/2 cos,2、改變螺旋角可調(diào)整中心距,進刀方向,.,其它幾何尺寸計算（見表8-6）,四、重合度,3、,承載能力高，傳動平穩(wěn)。,三、正確嚙合條件,模數(shù)和壓力角分別相等且螺旋角的大小相等、旋向相反（一個左旋，另一個右旋）。,B,2,B,1,B,V,.,五、當量齒數(shù),不產(chǎn)生根切的最少齒數(shù)為：,當量齒輪,齒形與斜齒輪的法向齒形接近的“直齒輪”,當量齒數(shù),“直齒輪”的齒數(shù),計算當量齒數(shù)的意義：,仿形法加工輪齒 選刀具,彎曲強度計算 查齒形系數(shù),齒厚測量、變位系數(shù)選擇,橢圓在節(jié)點的曲率半徑為當量齒輪的,分度圓半徑：,4、結(jié)構(gòu)緊湊,.,結(jié)束,