齿轮机构及其设计

 齿轮机构及其设计 本章以渐开线直齿圆柱齿轮外啮合传动的基本理论和设计计算展开讨论，并对其他类型的齿轮传动进行了分析，内容可归纳如下：  1．齿轮按照分类方式的不同分为内齿轮和外齿轮，直齿轮和斜齿轮。传动分为内啮合和外啮合，内啮合齿轮结构紧凑，斜齿轮传动平稳、噪声低，但传动有轴向力。 2．齿廓啮合接触点处公法线与两齿轮连心线的交点称为啮合节点。节点在分别与两 齿轮固联的平面上的运动轨迹称为两齿轮的节线。对于定传动比齿轮传动，节点固定， 节线为圆形，称其为节圆。  3．当直线沿着半径为 rb 的基圆作纯滚动时，其上 K点的轨迹称该圆的渐开线。渐开 线齿廓可以保证传动比恒定，即渐开线齿廓满足齿廊啮合基本定律。  4．渐开线齿轮的基本参数包括齿数 z，模数 m，压力角 a，齿顶高系数ha* ，顶隙系 数c* 。为考虑设计、制造、互换的要求，模数 m定义为m= p/π，式中 p为分度圆齿距 渐开线齿轮的模数 m、压力角α ，齿顶高系数ha* ，顶隙系数c* 均已标准化，将以上参数标淮化且分度圆上齿厚与齿槽宽相等的齿轮称为标准齿轮。  5．分度圆是模数和压力角均已标准化的圆，它只与齿轮模数和齿数有关，因此加工 后的齿轮的分度圆为一定值。两个啮合齿轮相当于两个直径等于节圆的摩擦圆在作纯滚 动，因此两节圆总是相切的，单个齿轮没有节圆。标准齿轮的分度圆与节圆重合。  6．啮合角是两节圆公切线与啮合线的夹角，啮合角即节圆压力角。  7．标准直齿圆柱齿轮正确啮合的条件是：两齿轮的模数和压力角分别相等。这个条 件对直齿圆柱齿轮，无论是标准齿轮还是变位齿轮，外啮合还是内啮合齿轮均适用，对 齿轮齿条啮合也同样适用。  8．齿条几何尺寸的特点是：对应齿轮的分度圆、齿顶圆、齿根圆，分别变为分度线 齿顶线及齿根线；其齿廓变为直线，压力角等于齿形角；同侧齿廓平行，齿距处处相等。 9．内齿轮几何尺寸的特点是：对应于外齿轮的齿槽变为内齿轮的轮齿，其齿廓是内 凹的，其齿根圆大于齿顶圆，而齿顶圆又必须大于基圆。     10．重合度是指实际啮合线长度与基圆齿距之比，即同时参与啮合的平均齿对数。要 保证传动的连续性，重合度必须大于 1。    11．轮齿加工方法分为仿型法和范成法，范成法加工精度高于仿型法，但需要专用机 床。用范成法加工齿轮时，当刀具齿顶线超过轮齿啮合极限点时，切出的齿轮将发生根 切，直齿圆柱齿轮不发生根切的最少齿数为 zmin=17。  12．分度圆上齿槽宽和齿厚不相等的齿轮为变位齿轮。变位齿轮的分度圆和基圆与同 样参数的标准齿轮相同，变位系数不同时，齿廓曲线是同一渐开线上的不同段。为避免 根切采用变位修正法切制齿轮。  13．平行轴斜齿圆柱齿轮的正确啮合条件是：两齿轮法面上的模数和压力角分别相等 螺旋角大小相等，方向相反(外啮合)或相同(内啮合)。斜齿轮的重合度包括端面重合度和 轴向重合度，重合度大于直齿圆柱齿轮，因此传动平稳，承载能力大。  14．斜齿轮的法面齿形与切齿的标准刀具齿廓形状相当，所以法面参数为标准值。与 斜齿轮法面齿形相当的假想直齿圆柱齿轮称为该斜齿轮的当量齿轮，斜齿轮的当量齿轮 齿数为zv=Z /cosβ 。  15．一对交错轴斜齿圆柱齿轮的正确啮合条件是：两齿轮法面上的模数和压力角分别 相等，且两齿轮的螺旋角之和等于轴夹角。  16．蜗轮蜗杆传动正确啮合条件是：在其中间平面内蜗轮与蜗杆的模数和压力角分别 相等，蜗杆导程角还应等于蜗轮螺旋角，且两者螺旋线方向相同。  17．一对圆锥齿轮的正确啮合条件也是两齿轮的模数和压力角(大端)分别相等，当量 齿轮齿数为zV=z /cosδ 。 

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