齒輪機(jī)構(gòu)-齒廓

1、一般分類一般分類平面機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 齒輪傳動(dòng)齒輪傳動(dòng)直齒輪平行軸斜齒輪傳動(dòng)平行軸斜齒輪傳動(dòng)人字齒人字齒外嚙合齒輪傳動(dòng)外嚙合齒輪傳動(dòng)內(nèi)嚙合齒輪傳動(dòng)內(nèi)嚙合齒輪傳動(dòng)齒輪與齒條傳動(dòng)齒輪與齒條傳動(dòng)圓錐齒輪傳動(dòng)圓錐齒輪傳動(dòng)交錯(cuò)軸斜齒輪傳動(dòng)交錯(cuò)軸斜齒輪傳動(dòng)蝸輪蝸桿傳動(dòng)蝸輪蝸桿傳動(dòng)齒輪機(jī)構(gòu)空間平面齒輪機(jī)構(gòu)平面齒輪機(jī)構(gòu) ( 二軸平行二軸平行) 直齒圓柱齒輪機(jī)構(gòu)直齒圓柱齒輪機(jī)構(gòu) 外嚙合傳動(dòng)外嚙合傳動(dòng) 內(nèi)嚙合傳動(dòng)內(nèi)嚙合傳動(dòng) 齒輪齒條傳動(dòng)齒輪齒條傳動(dòng) 外嚙合傳動(dòng)外嚙合傳動(dòng)二輪轉(zhuǎn)向相反二輪轉(zhuǎn)向相反機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 齒輪傳動(dòng)外齒輪外齒輪內(nèi)嚙合傳動(dòng)內(nèi)嚙合傳動(dòng)二輪轉(zhuǎn)向相同二輪轉(zhuǎn)向相同齒輪齒條傳動(dòng)齒輪齒條傳動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)移動(dòng)

2、移動(dòng)內(nèi)齒輪內(nèi)齒輪外齒輪外齒輪 齒條齒條外齒輪外齒輪斜齒圓柱齒輪機(jī)構(gòu)斜齒圓柱齒輪機(jī)構(gòu) 外嚙合傳動(dòng)外嚙合傳動(dòng) 內(nèi)嚙合傳動(dòng)內(nèi)嚙合傳動(dòng) 齒輪齒條傳動(dòng)齒輪齒條傳動(dòng) 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 齒輪傳動(dòng)空間齒輪機(jī)構(gòu)空間齒輪機(jī)構(gòu) 圓錐齒輪傳動(dòng)圓錐齒輪傳動(dòng) 二軸相交二軸相交 外嚙合傳動(dòng)外嚙合傳動(dòng) 二輪轉(zhuǎn)向相反二輪轉(zhuǎn)向相反機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 齒輪傳動(dòng)斜齒圓錐齒輪傳動(dòng)斜齒圓錐齒輪傳動(dòng)直齒圓錐齒輪傳動(dòng)直齒圓錐齒輪傳動(dòng)交錯(cuò)軸斜齒輪傳動(dòng)（螺旋齒輪傳動(dòng)）交錯(cuò)軸斜齒輪傳動(dòng)（螺旋齒輪傳動(dòng)） 二軸交錯(cuò)二軸交錯(cuò)機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 齒輪傳動(dòng)交錯(cuò)軸斜齒輪傳交錯(cuò)軸斜齒輪傳動(dòng)動(dòng)蝸桿傳動(dòng)蝸桿傳動(dòng) 二軸交錯(cuò)，通常交二軸交錯(cuò)，通常交90 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 齒輪傳動(dòng)蝸桿傳動(dòng)

3、蝸桿傳動(dòng)一、齒廓嚙合基本定律一、齒廓嚙合基本定律對(duì)齒廓曲線的要求：對(duì)齒廓曲線的要求： 直觀上直觀上 不卡不離不卡不離 幾何學(xué)上幾何學(xué)上 處處相切接觸處處相切接觸 運(yùn)動(dòng)學(xué)上運(yùn)動(dòng)學(xué)上 法線上沒(méi)有相對(duì)運(yùn)動(dòng)法線上沒(méi)有相對(duì)運(yùn)動(dòng)根據(jù)三心定理，二齒輪嚙合之速度瞬根據(jù)三心定理，二齒輪嚙合之速度瞬心心機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 齒輪傳動(dòng)齒廓嚙合基本定律： 互相嚙合的一對(duì)齒輪，在任一位置時(shí)互相嚙合的一對(duì)齒輪，在任一位置時(shí)的傳動(dòng)比，都與其連心線被其嚙合點(diǎn)的傳動(dòng)比，都與其連心線被其嚙合點(diǎn)的公法線所分兩線段成反比的公法線所分兩線段成反比12O1O2C212C1nnPvK1vK2KvK2K1POPOi122112 二、節(jié)點(diǎn)、節(jié)圓二、節(jié)

4、點(diǎn)、節(jié)圓定傳動(dòng)比條件：定傳動(dòng)比條件：若兩輪作定傳動(dòng)比傳動(dòng)若兩輪作定傳動(dòng)比傳動(dòng)機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 齒輪傳動(dòng)則則P點(diǎn)為定點(diǎn)，即不論兩齒輪輪廓點(diǎn)為定點(diǎn)，即不論兩齒輪輪廓在何位置接觸，過(guò)接觸點(diǎn)所作的在何位置接觸，過(guò)接觸點(diǎn)所作的兩齒廓公法線與連心線相交于定兩齒廓公法線與連心線相交于定點(diǎn)點(diǎn)P定點(diǎn)定點(diǎn)P節(jié)點(diǎn)節(jié)點(diǎn)節(jié)圓節(jié)圓(d1,d2): 過(guò)節(jié)點(diǎn)所作的兩圓過(guò)節(jié)點(diǎn)所作的兩圓12O1O2C212C1nnPvK1vK2KvK2K1.constPOPOi122112 節(jié)圓節(jié)圓節(jié)圓節(jié)圓三、齒廓曲線的確定三、齒廓曲線的確定 能滿足定傳動(dòng)比能滿足定傳動(dòng)比( (或某種變傳動(dòng)或某種變傳動(dòng)比規(guī)律比規(guī)律) )要求的齒廓曲線，理論要求的齒廓

5、曲線，理論上有無(wú)窮多個(gè)上有無(wú)窮多個(gè)機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 齒輪傳動(dòng)理論上無(wú)窮多共軛曲線：能滿足定理論上無(wú)窮多共軛曲線：能滿足定傳動(dòng)比傳動(dòng)比( (或某種變傳動(dòng)比規(guī)律或某種變傳動(dòng)比規(guī)律) )要求的要求的齒廓曲線齒廓曲線實(shí)際選用實(shí)際選用, , 須考慮設(shè)計(jì)、制造、安須考慮設(shè)計(jì)、制造、安裝、使用等因素裝、使用等因素常用常用: : 漸開(kāi)線、擺線、圓弧線、拋漸開(kāi)線、擺線、圓弧線、拋物線等物線等本章主要研究漸開(kāi)線齒廓的齒輪本章主要研究漸開(kāi)線齒廓的齒輪12O1O2C212C1nnPvK1vK2KvK2K1節(jié)圓節(jié)圓節(jié)圓節(jié)圓一、漸開(kāi)線的形成二、漸開(kāi)線的性質(zhì)三、漸開(kāi)線齒輪的嚙合特性機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 齒輪傳動(dòng)一、漸開(kāi)線的形成一、漸開(kāi)

6、線的形成 當(dāng)一直線在一圓周上作純滾動(dòng)時(shí)，此直線上任一點(diǎn)的軌當(dāng)一直線在一圓周上作純滾動(dòng)時(shí)，此直線上任一點(diǎn)的軌跡跡-該圓的漸開(kāi)線該圓的漸開(kāi)線 該圓稱該圓稱基圓基圓(r(rb b) )；該直線稱為；該直線稱為發(fā)生線發(fā)生線機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 齒輪傳動(dòng)漸開(kāi)漸開(kāi)線線發(fā)生線發(fā)生線基圓基圓F向徑向徑壓力角壓力角a aKa aKq qKK基圓半徑基圓半徑 rbvKrKrb展角展角基圓基圓二、漸開(kāi)線的性質(zhì)二、漸開(kāi)線的性質(zhì)1) 發(fā)生線沿基圓滾過(guò)的長(zhǎng)度等于發(fā)生線沿基圓滾過(guò)的長(zhǎng)度等于基圓上被滾過(guò)的弧長(zhǎng)基圓上被滾過(guò)的弧長(zhǎng),機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 齒輪傳動(dòng)2) 漸開(kāi)線上任一點(diǎn)法線恒切于基漸開(kāi)線上任一點(diǎn)法線恒切于基圓圓3) 切點(diǎn)是漸開(kāi)線上切

7、點(diǎn)是漸開(kāi)線上K點(diǎn)的曲率中點(diǎn)的曲率中心，心，KB為曲率半徑為曲率半徑; 越接近基圓，越接近基圓，曲率半徑越小，反之越大曲率半徑越小，反之越大4) 基圓內(nèi)無(wú)漸開(kāi)線基圓內(nèi)無(wú)漸開(kāi)線BKBAOkrbrkakaABKB kbkrrOKOB a acos壓力角壓力角a ak k為受力方向與為受力方向與速度方向的所夾的銳角速度方向的所夾的銳角5) 漸開(kāi)線的形狀決于基圓半徑漸開(kāi)線的形狀決于基圓半徑機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 齒輪傳動(dòng)基圓半徑越大，漸開(kāi)線越基圓半徑越大，漸開(kāi)線越平展（綜合曲率半徑越大）平展（綜合曲率半徑越大）直線也是漸開(kāi)線直線也是漸開(kāi)線C1A1B1qiC2A2qiO2rb2B2O38B38A38C3O1rb1K

8、推論推論 同一基圓上漸開(kāi)線形狀相同同一基圓上漸開(kāi)線形狀相同 同一基圓所生成的同向漸開(kāi)同一基圓所生成的同向漸開(kāi)線為法向等距曲線線為法向等距曲線機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 齒輪傳動(dòng)兩反向漸開(kāi)線公法線處處相等兩反向漸開(kāi)線公法線處處相等( (等于兩漸開(kāi)線間的基圓弧長(zhǎng)等于兩漸開(kāi)線間的基圓弧長(zhǎng)) )OC2AC1BC3A1B1A2B2N1N2K1K22211KBKB？2211BABA？三、漸開(kāi)線齒輪的嚙合特性三、漸開(kāi)線齒輪的嚙合特性漸開(kāi)線齒輪符合齒廓嚙合基本定漸開(kāi)線齒輪符合齒廓嚙合基本定律，即能保證定傳動(dòng)比傳動(dòng)律，即能保證定傳動(dòng)比傳動(dòng)由齒廓嚙合基本定律知由齒廓嚙合基本定律知機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 齒輪傳動(dòng)rb2O212N2CCO1rb1KPK.121212