齒輪設計指南PPT課件

1，1 .齒輪廓網(wǎng)面的基本規(guī)則：齒輪傳動的基本要求是確保瞬時傳動比，i12=1/2=c(常數(shù))要使兩個齒輪的瞬時傳動比成為常數(shù)，無論在任何位置上的接觸點，由接觸點產(chǎn)生的兩個齒輪廓孔法都必須與合選線和特定點c相交。這是平面齒輪廓網(wǎng)面的基本規(guī)則。符合齒輪廓網(wǎng)面預設規(guī)則的一對齒輪廓稱為共軛齒輪廓，它最常用于漸開線齒輪廓，vK1和v22必須在法線處分割為與v k1 cosk1=vK2 cosk2相等的速度，并且要將傳動比設定為值，c點必須是連接線上的點，此點c稱為節(jié)點。一、漸開線齒輪的嚙合原理和運動特性，2，2。漸開線和漸開線齒輪廓由漸開線形成具有以下特性：1)引用線在基準圓上滾動的線段的長度等于基準圓上相應滾動的圓弧的長度(KN=AN2)。引用線KN是漸開線k點的法向，因為n點是沿基準圓滾動時速度瞬間的中心。復本線永遠與基準圓相切，因此漸開線點的法線與基準圓相切。3)復本線和基準圓上的切點n是漸開線上k點的曲率中心，段是k點的曲率半徑。k點距離基準圓越遠，相應的曲率半徑就越大。k點越靠近基準圓，其曲率半徑越小。4)漸開線形狀取決于基本圓的大小。如圖c所示，基本圓的半徑越小，漸開線彎曲越大?；緢A的半徑越大，漸開線直?；鶞蕡A半徑達到無窮大時，將成為漸開線線。因此，漸開線齒條(直徑無限的齒輪)具有直齒輪廓。5)漸開線從基準圓向外逐漸擴展，因此基準圓內(nèi)沒有漸開線。3，漸開線方程，1 .以極坐標表示，2 .x=Rb sinu-rbucosuy=RBC OSU r bussin，4以直角座標表示，如圖d所示，兩個漸開線齒輪的基準圓必須與兩個齒輪廓的共線N1N2相切，共線必須與兩個基準圓相切，具體取決于漸開線性質(zhì)兩輪的基準圓是花園，因此同一方向只有一條內(nèi)部公共切線。因此，兩個齒輪廓在任意位置的接觸點形成的兩個齒輪廓的共線必須是固定線，并且與接合線O1O2的相交c必須是特定點。因此，漸開線齒輪廓符合角速度比要求。3 .漸開線齒輪廓是齒輪廓網(wǎng)面的基本規(guī)則，5，4。漸開線齒輪廓的壓力角度、一對齒輪廓嚙合過程中齒輪廓接觸點的垂直壓力和該點處齒輪廓速度方向的角度，在此點稱為齒輪廓的壓力角度。齒輪廓k點的垂直壓力Fn與該點的速度vK之間的角度k稱為齒輪廓k點的壓力角度，如圖e所示。如圖所示，直徑越大，壓力角越大，6，5 .嚙合線、嚙合角、壓力工作線一對齒輪嚙合時，齒廓嚙合點軌跡被稱為嚙合線。對于漸開線齒輪，與齒截面輪廓接觸的孔法始終是兩個基本圓的內(nèi)部公共切線N1N2(圖d)。齒輪嚙合時，齒輪廓接觸點均在公法線上，因此內(nèi)部公共切線N1N2是漸開線齒輪廓的嚙合線。節(jié)點c是兩個圓的公共切線，與夾線N1N2的角度稱為夾角。嚙合角度等于節(jié)圓中齒截面輪廓的壓力角1，漸開線齒截面輪廓的嚙合線是線性N1N2，因此嚙合角度的大小始終保持不變。分度圓和壓力角位于單個齒輪本身上，而節(jié)圓和嚙合角僅在兩個齒輪相互嚙合時顯示。標準齒輪傳動只有在分度圓與節(jié)圓匹配時，壓力角和嚙合角才相同。6.建立漸開線齒輪的可分離性漸開線齒輪對后，預設圓半徑無法變更，因此，(ii)即使兩個操控盤的中心距離略有變更，角度速度比率仍保持原始值不變。這種特性稱為漸開線齒輪傳動的可分離性。漸開線齒輪傳動的另一個重要優(yōu)點，為齒輪制造和安裝提供了極大的方便。，一對漸開線直齒輪齒廓的嚙合特性：保證恒齒輪比傳動；嚙合線是兩個基準圓的內(nèi)共切線。*中心距離的變化對角度速度比沒有影響。嚙合角度根據(jù)節(jié)圓的壓力角值確定恒定嚙合角度，7，基本參數(shù)：m，z，ha*，c*，2，漸開線標準齒輪的基本參數(shù)和幾何計算，1。齒數(shù)：Z2。百分度圓模塊：m=p/(d=z*p/，防止不合理的計數(shù))4。齒高系數(shù)h a*；齒高：ha=ha*m5。頂部間隙系數(shù)c *:齒根高度：hf=(ha* c*)指定m標準：m1mm時：h *=1；如果c *=0.25 m1 mm:h *=1；C*=0.35，分度圓是為齒輪的齒設計計算的基本圓。8，6。共法線長度與兩個齒輪最接近的平行直線之間的距離(通過多個齒進行測量)，w=mcos(k-0.5)zinvk=z/0.5 w =w2x msinPb=wk1-wk ppb，9，標準齒輪：標準齒輪具有標準值m、ha*、c*，它們具有標準齒和齒根高度，分度圓齒厚度等于槽寬度。10，3，1對漸開線齒輪嚙合驅(qū)動器，11，B2B1=pb連續(xù)中斷b2b1 Pb，即B2B1pb或b2b1/Pb 1，3.1匹配度 的計算1)外部嚙合 與ha*中的，12，2)內(nèi)嚙合=Z1(TGa1-TG)-z2(TGa2-TG)/23)機架嚙合=z1(，a)標準機架工具：加工的齒輪：hf=ha*m c*m要求：刀具比標準機架高c*m段，b)倒角標準齒輪。根據(jù)小齒輪的齒圓直徑預先加工小齒輪的外圓。將工具的中心線與坯的分度圓相切安裝。齒輪和刀具具有相同的模塊和壓力角度，并且總運動等于齒隙網(wǎng)格：齒輪的齒厚=刀具的螺距寬度=和，因此加工齒輪為標準齒輪，14，1。形成齒根切削：刀具齒線位于理論嚙合點上，2 .沒有根部切削的最小位移系數(shù)，5，可變齒輪，15，時，此時，刀具必須在齒條刀具的螺距方向上移動相當遠，以避免根部切削。齒輪的分度圓必須遠離齒條刀具的中心線。當時工具只能以絕對根切削的角度在車輪心方向移動。索引圓與中心線相交。3 .應用位移齒輪：1 .防止Z17中的根切削；2.中心距離3。減小齒輪大小。4.提高齒輪彎曲疲勞強度。1 .應用等距齒輪以避免根部切削，2 .提高小齒輪的壽命(齒輪越大，小齒輪的厚度越大，齒輪的齒厚越小，一對齒輪的壽命就越接近)。3 .應用角度位移驅(qū)動可以調(diào)整中心距離。16，4，可變齒輪大小計算，1)，與標準齒輪相比未變更的大小和參數(shù)：標注：2)，與標準齒輪相比已變更的大小(1)，分度圓齒厚度s與齒之間的e，(2)，齒根高度與齒高度，17，3可變齒輪傳動，正確嚙合條件對連續(xù)傳動條件(相同標準齒輪傳動)。，中心距離和嚙合角度，中心距離要求：1)。沒有齒隙驅(qū)動器，2)。滿足標準齒隙并且與中心距離嚙合角度之間的關系仍然是：19，法規(guī)：a=a ym(ym表示兩個齒輪分度圓的分離): y=x1x2-y定義：y中心距離波動系數(shù) y齒高度變化系數(shù)，20，21，6?？勺凖X輪傳動的類型和特性，1，0驅(qū)動：齒數(shù)條件：齒數(shù)條件：優(yōu)點：減小機構大小，提高磨損；提高小齒輪強度，提高承載能力。缺點：略有減少，互換性差。22，2，角度可變驅(qū)動器：1)正驅(qū)動器：齒數(shù)條件：無限制。優(yōu)點：您可以擬合中心距離。結構尺寸小，磨損改善；強度高，承載能力大。缺點：減少，互兼容差異。2)負驅(qū)動：齒數(shù)條件：優(yōu)點：中心距離適用；略有增加。缺點：強度下降，承載能力下降，交換性下降。23，7。選擇轉(zhuǎn)移系數(shù)，選擇轉(zhuǎn)移系數(shù)必須滿足的基本條件：轉(zhuǎn)移系數(shù)必須滿足的質(zhì)量的要求選擇：1等彎曲強度；2)等的磨損強度。位移系數(shù)選擇方法：閉合圖法；圖表方法。24，25，6，漸開線齒輪傳動的滑動系數(shù)，1?；瑒酉禂?shù)的基本概念一對嚙合齒輪在同一嚙合點處兩個齒輪廓的線速度不相同(節(jié)點除外)，因此齒側(cè)面之間存在滑動，可能會磨損或損壞接頭?；瑒酉禂?shù)通常表示牙齒表面相對滑動的程度?；瑒酉禂?shù)表示為，表示為齒接觸點k到兩個齒面的相對切向速度(即滑動速度)與該點的切向速度之間的比率。換句話說，小齒輪1齒側(cè)滑動系數(shù)是小齒輪2齒側(cè)滑動系數(shù)，齒在k嚙合時，齒側(cè)之間的滑動速度v21=vt2-vt1和v12=vt1-vt2的值相同，方向相反，因此滑動系數(shù)1和2的符號不同。26，1)滑動系數(shù)是嚙合點k的位置函數(shù)，當k點位置變更時，其值會在0到之間變更。節(jié)點c嚙合時1=2=0，節(jié)點兩側(cè)不同位置嚙合時滑動速度方向改變，符號改變?；瑒酉禂?shù)的數(shù)值大小是測量齒側(cè)磨損的指標之一。2)齒在極限嚙合點N1，N2附近嚙合時，1或2分別接近；齒輪磨損嚴重，應避免在極限嚙合點附近嚙合。討論：1或2只能在實際嚙合線上嚙合，當B2點嚙合時，齒輪1齒的滑動系數(shù)1達到實際最大 1 max。當B1點嚙合時，正齒輪2齒根的滑動系數(shù)2達到實際最大2max。圖5-29顯示了以下結果：27，圖5-30是外齒輪滑動系數(shù)曲線。表明，向左移動實際嚙合線B1B2可以減小1max。這可以作為置換齒輪實現(xiàn)，通過適當?shù)剡x擇置換系數(shù)，降低滑動系數(shù)值，并且可以使用1max=2max?；瑒酉禂?shù)的大小會影響齒表面磨損和粘合劑破壞，因此，必須最小化滑動系數(shù)值。一般要求：節(jié)圓速度v 20m/s時需要max，改進：1)硬小齒輪材料；2)位置改變，ha1ha228，7，行星輪系運動特性方程，1 .單排單行星輪系的結構根據(jù)圖1所示，行星齒輪扭矩平衡條件如下：根據(jù)行星齒輪力的平衡條件，F(xiàn)1R3=F2R3(即F1=F2)如下：F3=F2 F1，因此，F(xiàn)3=2F1行星齒輪機構的三個元件扭矩導致了三個元件中太陽能車輪、齒輪環(huán)齒輪和行星齒輪傳動系統(tǒng)的扭矩分別為M1、M2、M3、m1=f1和R1。M2=F2R2=F1R2M3=-F3 (R1 R3)=-f1 (R2 R1)功率守恒：太陽能輪、行星齒輪和環(huán)形齒輪3零件的輸入和輸出功率M1n1 M2n2 M3n3=0(樣式的n1、n2和n3分別為太陽能輪、環(huán)形齒輪特性表達式在單個齒輪機構中有兩個自由度，因此，如果選擇太陽輪、環(huán)內(nèi)嚙合齒輪和行星齒輪三個機構中的兩個作為活動零件和從動齒輪，并使其他零部件固定或具有特定約束(即該零部件的速度為特定值)，則機構中只有一個自由度，并且整個車輪將以特定傳動比傳遞動力。下面分別討論三種情況。30，1，固定環(huán)，太陽輪是驅(qū)動零件，順時針旋轉(zhuǎn)，太陽輪是小齒輪，手動行星齒輪與特定齒數(shù)沒有驅(qū)動關系，因此定義行星托架的等效齒數(shù)等于太陽輪和環(huán)齒數(shù)的總和。這樣，前輪驅(qū)動行星齒輪旋轉(zhuǎn)仍屬于小齒輪驅(qū)動的最大齒輪，它是減速運動，具有最大傳動比。此時，n2=0，因此使用傳動比，i13=n1/n3=1 a。31，2，前輪固定，行星架驅(qū)動，順時針旋轉(zhuǎn)，齒輪被動。行星齒輪框架旋轉(zhuǎn)時，行星齒輪一定會順時針旋轉(zhuǎn)，但太陽能齒輪會使行星齒輪b齒產(chǎn)生反作用力F1，行星齒輪會在F1的作用下順時針旋轉(zhuǎn)，齒輪齒會給齒輪齒a施加F2的推力，齒輪會在F2的作用下順時針旋轉(zhuǎn)。這里，主動行星齒輪框架的旋轉(zhuǎn)方向與被動齒輪相同。由于行星齒輪是齒數(shù)最大的齒輪，因此手動齒輪以齒輪速度輸出，兩者之間的傳動比小于1。此時，n1=0，因此傳動比i23=n3/N2=a/(1 a)，32，3，行星齒輪固定，太陽輪是活動零件，順時針旋轉(zhuǎn)，環(huán)輪是手動零件。行星齒輪固定時，機構屬于雙軸驅(qū)動，太陽能車輪順時針旋轉(zhuǎn)，行星齒輪a力F1，行星齒輪逆時針旋轉(zhuǎn)，齒輪F2逆時針旋轉(zhuǎn)，齒輪逆時針旋轉(zhuǎn)，結果與齒輪相反。在雙軸傳動中，行星齒輪起到了變徑輪的作用，改變了手動零件齒輪的旋轉(zhuǎn)方向。此時，n3=0，因此傳動比i12=n1/N2=-a .33，4，驅(qū)動行星齒輪機構的兩個分量。行星齒輪機構的太陽輪、行星齒輪和環(huán)形齒輪三個齒輪中的任意一個驅(qū)動時，每個齒輪之間沒有相對運動，整個行星齒輪機構旋轉(zhuǎn)為一個，這與直接驅(qū)動相同。太陽輪與圓環(huán)結合后，太陽輪的齒和圓環(huán)的齒之間沒有任何相對運動，太陽輪和圓環(huán)之間的行星輪相對不運動，因此太陽輪、圓環(huán)、行星帶成為一個，傳動比為1。34，5，沒有固定組件。行星齒輪機構的太陽能、行星齒輪和環(huán)形齒輪三個零部件中的任何一個不固定，兩個機構不驅(qū)動，則每個零部件可以自由移動，不受約束。驅(qū)動部旋轉(zhuǎn)時，驅(qū)動部可能不會移動，因此無需傳送動力即可獲得空位。環(huán)形齒輪輸出是增長或減速問題。從原理圖中已經(jīng)可以看出，太陽輪的齒數(shù)屬于齒輪驅(qū)動大齒輪的驅(qū)動關系，因此齒輪處于減速狀態(tài)，即兩者