7.3齿轮传动

7-3齿轮传动一、齿轮传动的结构与特点1、齿轮传动的结构如图7－23所示，齿轮传动由主动齿轮、从动齿轮和机架组成。靠齿面直接啮合来传递运动。§7-3齿轮传动2、齿轮传动的类型如图7－24所示，常用为外啮合直齿圆柱齿轮传动、内啮合直齿圆柱齿轮传动、齿轮齿条传动等。按两轴位置之间相互关系可分为三种类型：（1）两轴相互平行的圆柱齿轮传动；（2）两轴相交的圆锥齿数传动；（3）两轴交错的蜗杆蜗轮传动。7-3齿轮传动7-3齿轮传动7-3齿轮传动7-3齿轮传动7-3齿轮传动7-3齿轮传动3、齿轮传动的特点齿轮的轮廓齿形按渐开线曲线制作，具有许多特点：（1）传动比恒定无论任何瞬时传动，传动比都达到完全准确。（2）具有寿命长，传递功率大。（3）制造比较复杂，成本较高。由于齿轮传动具有其他传动不可比拟的优点，在工业上得到了广泛的应用。7-3齿轮传动二、渐开线齿轮渐开线齿轮齿廓曲线如图7－25所示。7-3齿轮传动1.渐开线齿轮的各部分名称如图7－26所示。3个圆分度圆（直径d）齿顶圆（直径da）齿根圆（直径df）3个高齿顶高ha齿根高hf全齿圆h3个齿齿厚s齿槽宽e齿距p1个顶隙顶隙c序号名称定义符号1齿顶圆过齿轮各齿顶所做的圆称为齿顶圆dara2齿根圆过齿轮各齿槽底所做的圆称为齿根圆dfrf3分度圆在齿顶圆和齿根圆之间取一个圆，作为计算、制造、测量齿轮尺寸的基准，该圆称为分度圆。标准齿轮分度圆上的齿厚和齿槽宽相等。dr4齿厚分度圆上一个轮齿两侧齿廓之间的弧长称为该齿轮的齿厚s5齿槽宽分度圆上一个齿槽两侧齿廓之间的弧长称为该齿轮的齿槽宽e6齿距分度圆圆周上相邻两齿同侧齿廓之间的弧长称为齿轮的齿距pp=s+e7齿顶高分度圆与齿顶圆之间的径向距离ha8齿根高分度圆与齿根圆之间的径向距离hf9全齿高齿顶圆与齿根圆之间的径向距离h10顶隙一个齿轮的齿顶与另一个齿轮的齿根在连心线上的径向距离，称为顶隙c2.直齿圆柱齿轮的主要参数（5个）(重点)①齿数z②模数m（5个参数中最重要的参数）定义：将分度圆上齿距p与无理数π的比值，称为齿轮模数，用m表示，单位是mm。公式：m=p/π或p=πm。由于比值是无理数，现将模数m进行标准化，即模数m是标准值，见表7－3。特点：（1）m越大，p越大，轮齿就越大，齿轮的承载能力就越强；反之轮齿越小，齿轮的承载能力就越弱。（2）由于πd=pz，可得分度圆直径d=mz。m为一系列标准值，即使分度圆的值成为一个比较整齐的数值。问题：m越大，轮齿就越大，那么齿轮的几何尺寸必然大吗？7-3齿轮传动7-3齿轮传动③压力角a=20º④齿顶高系数ha*=1不同的齿，其齿顶高不一样，标准齿轮齿顶高ha等于模数m乘齿顶高系数ha*，ha=ha*×m。⑤顶隙系数c*=0.25两个齿轮啮合时，齿顶与另一个齿根是有间隙的。3.圆柱齿轮的正确啮合传动的条件m1=m2=mα1=α2=α4.传动比与基本几何尺寸计算（1）传动比定义：主动齿轮与从动齿轮的转速之比。公式：i12=n1/n2=z2/z1习题：一对啮合的标准直齿圆柱齿轮传动，已知：主动轮转速n1=840r/min，从动轮转速n2=280r/min，求传动比i12。（2）基本几何尺寸计算（重、难点）首先明确的几点事项：1哪种齿轮的几何尺寸？2几何尺寸有哪几个？3根据怎么来计算？1外啮合标准直齿圆柱齿轮2根据渐开线齿轮的各部分名称，总结为3个高、3个圆（直径）、3个齿、1个顶隙、1个中心距。3根据5个参数来计算。3个高名称符号计算公式齿顶高haha=ha*m=m齿根高hfhf=ha+c=ha*m+c*m=(ha*+c*)m=1.25m全齿高hh=ha+hf=ha*m+(ha*+c*)m=(2ha*+c*)m=2.25m习题：1.一个标准圆柱齿轮的模数m=3mm，求该齿轮的齿顶高ha？2.一个标准圆柱齿轮的全齿高h=4.5mm,求模数m。3个圆直径名称符号计算公式分度圆直径dd=mz齿顶圆直径dada=d+2ha=mz+2m=m(z+2)齿根圆直径dfdf=d-2hf=mz-2×1.25m=m(z-2.5)习题：1.一个标准圆柱齿轮的模数m=5mm，齿数为z=24，求该齿轮的分度圆直径d？2.已知某标准直齿圆柱齿轮的齿顶圆直径da=340mm，齿根圆直径df=317.5mm，求模数、齿数。3个齿名称符号计算公式齿厚ss=p/2=πm/2齿槽宽ee=p/2=πm/2齿距pp=πm习题：1.一个标准圆柱齿轮的模数m=5mm，求齿距p。1个顶隙、1个中心距当一对标准直齿圆柱齿轮的分度圆相切时，称为标准安装。标准安装的中心距，用a表示。图中a=O1O2=r1+r2=?1个顶隙、1个中心距习题：一对标准直齿圆柱齿轮的传动比i=3/2，模数m=2，中心距a=60mm，分别求出两个齿轮的齿数。名称符号计算公式顶隙cc=c*m中心距aa=(d1+d2)/2=m(z1+z2)/27-3齿轮传动4.齿轮的结构及材料（1）齿轮的结构按齿轮的齿顶圆大小分为：齿轮轴如图7－29所示。齿根圆到键槽底部距离小于(2～2.5)m。实体齿轮如图7－30所示。da≤200mm。腹板式齿轮如图7－31所示。da＝200～500mm。轮幅式齿轮如图7－32所示。da＞500mm。7-3齿轮传动(2)齿轮的材料常用中碳钢和中碳合金钢锻造而成。锻钢d小于500mm。当表面硬度小于350HBW时，称软齿面齿轮；当表面硬度大于350HBW时，称硬齿面齿轮。铸钢当直径大于500毫米而不方便锻造时，采用铸钢或灰铸铁。铸铁用于低速、轻载的开式齿轮传动。非金属用于高速、轻载。如办公机械。7-3齿轮传动综合练习:已知某个旧齿轮需要更换，已测得齿轮的外圆直径为102mm,齿数Z1＝18，两轮中心矩a=121mm，请计算除齿轮的主要参数和几何尺寸。7-3齿轮传动7．加工切削（1）切削方法7-3齿轮传动7-3齿轮传动7-3齿轮传动（2）根切现象与最少齿数根切现象如图7－36所示。最少齿数z当齿数小于17时，需要变位。如图7－37所示。7-3齿轮传动三．齿轮的失效形式失效的形式有5种，但以折断和齿面点蚀为常见。1、轮齿折断如图7－38所示。2、齿面疲劳点蚀如图7－39所示。3、齿面胶合如图7－40所示。7-3齿轮传动4、齿面磨损如图7－41所示。5、齿面塑性变形如图7－42所示。7-3齿轮传动误差的影响：制造和安装齿轮传动装置时，不可避免会产生一定的误差，影响齿轮正常工作，必须对齿轮传动规定一定的精度要求。国标GB/T10095-2008给齿轮副规定了12个精度等级。其中1级最高，12级最低，常用的为6~9级精度。传递运动的准确性；齿轮传动的精度由三方面组成：传递运动的平稳性；载荷分布的均匀性。四．齿轮传动的精度7-3齿轮传动表7-1齿轮传动精度等级的选择及其应用精度等级直齿圆柱齿轮9级斜齿圆柱齿轮直齿圆锥齿轮圆周速度v(m/s)8级7级6级≤15≤10≤5≤3≤25≤17≤10≤3.5≤9≤6≤3≤2.5应用高速重载齿轮传动，如飞机、汽车和机床中的重要齿轮；分度机构的齿轮传动。高速中载或低速重载齿轮传动，如飞机、汽车和机床中的重要齿轮；分度机构的齿轮传动。机械制造中对精度无特殊要求的齿轮。低速及对精度要求低的齿轮7-3齿轮传动五．齿轮的装配与检测1.齿轮的装配装配工序包括两步，先将齿轮装到轴上，再将齿轮轴部件装入箱体。2．齿轮的检测①运动精度百分表测径向和端面跳动。②接触精度涂色法，检测接触斑点的位置。③齿侧间隙压铅法和打表法。按齿轮的精度来检测，一般齿轮的检测主要是接触斑点和侧隙。检测接触斑点用涂色法，检测侧隙用压铅法。一般标准安装时，不必作检测。接触斑点的检测与位置7-3齿轮传动六、齿轮传动的润滑润滑是减少摩擦磨损的有效方法。闭式传动的润滑方式由圆周速度v确定,夏天选用L-CKB320润滑油，冬天选用L-CKB220润滑油。俗称30号和20号机油。开式传动常采用人工定期润滑,选用脂润滑，如常用的钙钠基润滑脂，呈微黄色，俗称黄油。7-3齿轮传动油池润滑采用惰轮的油池润滑喷油润滑开式齿轮常采用人工定期润滑。可用润滑油或润滑脂。闭式齿轮传动的润滑方式由圆周速度v确定。当v≤12m/s时，采用油池润滑。当v12m/s时，采用油泵喷油润滑。适用于多级齿轮，且大小不等的场合。理由：1)v过高，油被甩走，不能进入啮合区；2)搅油过于激烈，使油温升高，降低润滑性能；3)搅起箱底沉淀的杂质，加剧轮齿的磨损。7-3齿轮传动