齿轮传动的特点和应用.docx

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齿轮传动的特点和应用

齿轮传动的特点和应用

外

合直齿圆啮齿柱轮动

内啮传直合圆齿齿轮传柱

齿动轮条传动（齿直条齿

外啮合）齿斜柱齿圆轮动传

字人轮传动

齿轮齿条齿动传（斜条）齿

．空2齿轮传间动．间齿轮空动用传于交轴相交和轴之错间的动。

空间齿轮传传用于相动交和交错轴轴间的之动。

传

螺旋轮齿传动齿直锥圆齿传轮动曲齿圆锥齿传轮动交错（轴齿斜轮动传）蜗

传杆

动

双准曲齿轮传动

面

齿轮传的类动型齿直圆柱齿轮动外传啮

合啮内

平合齿面轮运齿（动传递平轴行的运动）间轮传动间空齿轮运（传动递不行轴间的平动）

运

（齿与轮轴平）行轮齿条齿

啮合斜外齿柱齿轮传动圆内合啮轮齿（与不平行轴齿轮）条齿

人字轮齿动传（齿成轮字形）

人递传交轴相运动（齿锥传轮动）直齿斜齿交错轴斜齿传动轮传递错轴交运动蜗轮杆蜗动传准双曲齿轮面动传

121..3廓啮齿基本合律定齿轮动传要求确准平，即要稳在求传过动程中瞬时传比保动持不变以免，生产击、冲齿传动轮求准确要平，即要稳求传动在过程中，瞬传动比时持不保，以免产生变击冲振动、噪音。

和振和动音。

噪论齿廓不任何点接触在，过触点所作两齿廓接的法线必须公连与线交心于固一定点不论齿，廓在任何点触接过接，触所点作两齿的廓法公线必与连心线须交一于定点，这固就是廓齿合基本定律。

就啮齿廓啮是基合定律。

本

212.渐线开轮12.2.齿1开渐线的形成基及性质本.1渐开的形线

成2．渐开

线的质性．据根渐线的形开，成可知开渐具有下列线些一特性：

据根渐开的线成形，知可渐开线有下列具些特性一：

）1生线沿基发圆过滚直线的长，等度于

基圆上滚被过的弧长圆度；发）生沿基圆滚过的直线线度，等于基长上圆被滚过的弧圆度；长

2））发线k生n是开渐在任线意点k法的。

线法线的因此，。

生线发任上一点法的必线切基于。

因圆，此发生线上任一的法点必线切基于圆。

）3开渐线廓上某点的齿法线该与点速度的方向线所夹锐的α角k称为该的压点角。

力）称为点的该压角力。

上式由知可，开线渐各点的上压力是不角等相的。

由上可式，知开线上各渐点的压力角不是等相的。

4）开线渐的形状全取决完于基的圆小。

大渐开线的形状完全）决于取圆的基大。

小图如所，基示半圆径相，等则开线相渐；同基半圆径愈，则小渐线愈开弯曲；如所图示基，圆径半相，等则渐线相开；基同半圆愈小，则径渐线愈开曲弯；基半径愈圆，则大渐线开平愈；基直半径圆无穷大时，为则渐开线变成就直。

愈线大，渐则开愈线平直基；半径为圆无穷大，则渐时线开变成直线。

就5基圆）无内开渐线。

）圆基无内开线渐。

1.222.渐开线标准直齿圆柱齿的基本轮数参几和尺何寸1.轮齿各部分名称和的要参数齿主轮部各分名称和的主参数要齿轮部分各名的称p=pzd=d（p/）zp=p/pmm—模数，—位为单m模m数，模数d=mzocas=db/d=b/mzd2.基参本数本基参数标准齿直圆齿轮柱基的参本数五个有：

、、标、直准齿柱圆轮齿的基参本有数个：

五zm、、、hαa*、*，其中cah*为称顶齿系高、，称齿为高系顶称顶为系隙。

数数c，*称为隙系顶数。

两个系这在我数国标已准化，h了a*=，1c=*.250称为。

隙顶数系两个系这在我国已标准化了，数，3。

.几何尺计寸算几何尺计算寸何尺寸几计公算式表见几何尺寸计算公。

式见表。

法公线度长12.渐开线3准标直齿柱齿圆的轮啮传动合1.2.13开渐齿轮啮线传合特动点1.渐线齿开廓保证瞬能传动比时定恒

2一对.渐线开廓在齿何位任置啮时，合触接的公法线点是同一条都线直n1n2这，明一对渐开线齿廓说从始开合到脱啮离合啮所啮有合均应点在1nn2上线。

因此，n21两是n齿廓触接点的轨线，称迹啮为合线由。

于啮线合公与法是同一线直条，线齿故廓间正压的力向不变方。

这有于齿利传轮的平动稳。

性啮合线

n1n2与过点的节两节公切圆线t-t所夹的角称锐为啮合角，α用表示（图’1271）显然,开渐线轮齿的合啮角是不也变。

的3.由可图知△，on1p∽1△o2n2p所以两，的轮动比还可传以成

写

2.132.开线渐齿啮合轮传的条件动渐开线轮啮合齿动传的件条1.确啮合条正件

须足p满b1p=b，2且pbπ=mocsαm=m211α=α渐开线2直齿圆齿轮的正确柱啮条合是件：

轮两模数的压和角分力

别相等。

2.标准安装条件了为避冲击、免振，理论上动轮齿传动为应侧无隙动传。

对满足于确啮正条合件的一对标准齿轮，其分度上圆的厚与齿齿宽槽等相即，=seπ=m/2。

所，以保证无侧隙传要，要动求度分与节圆圆重。

合度分与圆节圆重的安装称合为标安准，此时的中装心称距为标准心距。

中

.连续3传条动1件）开线渐齿轮啮合过程的

2）连传续动条件ε称为合度，它重表同明参与啮时轮合的对数齿ε=。

1表明始有一终齿对合啮，=2表明ε终有始两对齿啮，合而ε=.31表在齿轮转过明个基圆一齿的时间内有距30的%时间是两对啮齿，合0%7时间的是对齿啮合一。

2.14开线渐齿轮的切齿原及变理位轮的齿概念2.41.1开线齿轮的渐切齿原理齿加轮工法方多，很有造铸法热轧法、冲压、法、末粉冶法金和制法切等，等最用的常切制是法按其加工。

理可原为仿形分和范法法成。

1.仿法仿形法加工是刀具在通过其形轴线平面的内刀刃，形状和被的齿轮切齿形间状同相。

一采用般形盘刀铣和状铣指刀。

如图所为盘形铣刀切制示齿轮切。

时制铣，刀转动，同毛时坯沿其轴移线一个行动程，样这切就一个出齿间。

后然坯退回原毛来位，将置坯转毛过3006z/再，续切制，继直到出切全部间齿。

齿、由于数开线渐形状决取于基大小圆，基而圆径直bd=mzcoαs，齿廓形状与故模数、力压角有关理。

上，论模和数压力相角同，同不齿数的齿轮应，用不采同刀具的，在这实中际是可能不的。

常每种刀通具加工一定范的齿数围刀，具齿形此范内某一特定围的齿设计数因此。

对大数多轮齿这种，加工理在论就存在误上。

差

盘

形铣切刀制轮

齿

指状刀切铣制轮

齿铣

直齿画演示动

铣斜

齿画动示演.范成法2成范法称展成法，也是用一利对轮齿合时两啮的轮廓齿互为包线的络理加工原齿轮，的图如所。

加工时示，具与刀齿坯当于相对齿一（轮或轮与齿齿条的）侧隙啮无合动。

传范法加工齿轮常用成刀的具齿轮有插刀齿、插条和齿刀轮刀。

滚

插齿

机加直工齿

轮插齿加工斜机齿轮

滚

齿机工加齿轮直

齿机加滚斜齿工

轮

用成范加工法齿，一把齿轮轮具刀以加可模数工、压力相角而齿同不同数的齿轮且生产，率较，所高以应广用。

齿泛轮工实加景像

12录4..2根切现与象发生不根时的切最少齿1数根切.现用象范法加成工轮时，齿刀具若的齿线（顶或顶圆）超过啮合齿极点n时（如图限所示），被齿轮切根的部被切了一去分（如图部所），这示现象称为种根切象。

现根

切

2.不发根生时的切少最齿数少齿最

数mzni=2a*/sih2an当h*=a1a=2，0，0zmni=7。

12.1.34变齿轮位

的概1念变位.轮的齿概念轮发齿生切根原的是因，刀的具顶线齿过超啮合极限了点n如。

所示，我图可以将们刀向远离具坯中心轮方的向移动一个距离m，刀具x不就切会到齿的轮部，从而根不再发根切现象。

通生改变刀具和过轮的坯对位相置切制来轮齿的法方为称位修正变，法样这切的齿轮制称为变位轮齿。

刀向具离轮远坯向方移，称为正动位变；刀具靠向近轮坯向方移，动为负称变。

刀具位动移为量mx，x称变位为数。

系正变位时变，系数位为值正；负变时，位变位系数负值。

（刀为可拉动）具于加工变由齿轮位，时齿轮模的、数力压、角齿以及分数圆、度基都圆与标准轮齿同，所以两相的者廓曲线齿是相同渐的开线，是只截取不了的部同位（图如所）。

示由图以看出可正，变位齿轮齿部根分齿厚大增提高了，轮的齿抗弯强度，齿而顶薄；减负位变齿轮与相反其。

.2不发根切的最小生变位数系

上由图以可看出，避要免根，刀切具的最小动量移xminm，为具的齿刀线顶过通n点，则

1

.52渐线直开圆齿齿柱传动的设轮计12..15失效式齿轮失效一形都般是其齿轮分失部。

效主要失效形式有：

齿轮失效般都是一其轮齿部失效。

分要主效失式形有：

．轮1折断．轮齿象齿个一臂梁，悬载受齿根后部弯曲应力大最而，有且力集中，应齿象一轮悬个臂，受载后梁齿根部曲弯力应最，而大有应且力集，中得使齿轮容在根易部折断部。

折断轮。

齿折分断为两情况：

一种种当重是受复载后，齿处产生根疲裂劳，裂纹纹步逐扩展，齿轮断折为两种情况：

一种分是重复受载后，当齿根产生疲劳处纹，裂纹逐裂扩步展，使致齿轮折断；另一种是齿轮到短时受过或载冲击荷而载然折断。

突致轮齿折使；另断种是轮一受齿到短时过载或击冲荷载而然突断折。

．2面齿点．蚀轮齿作工，时啮合其面表上任一合啮所产点生的触接应是力零由（点未该进啮合时）入齿轮作工时，啮合其面上任一表合啮点所产生接的触力应由是零该点未进入啮（合时）逐变到最大渐值该（啮点时合）即，面接齿应触是按力动循脉环化变。

），即的齿面接触力是应脉动循环变化按的逐渐变到大最值（点该啮时），合齿面即接触力应是脉按动循变化的。

齿面环时间长在这循种应力环用作，下的齿表就会发面生细微疲劳的裂，纹这循环种力作用应下齿，表面的就会发生细的微疲劳裂，裂纹纹的扩展表层金使微属裂纹剥粒下落来成形齿点面。

蚀实表践明，齿点蚀面多现出在轮节齿线附靠齿近根一侧的。

剥落来下成齿形点蚀。

面践实表明，面齿点多出现在蚀轮齿节附线

近靠齿的根侧一3。

齿．胶面．在高合速载的齿轮重传动，由于齿中面压间很力大造，啮成合间面滑润膜油破裂，的在高速重载的轮齿动传中，于齿由间压力面大，很成造啮面间合滑油膜的破裂，润使滑速度较大动的、直接接触的金表属产生瞬时高温面而粘连动，速度大的、直较接接的金触表属面产生时高温而瞬粘，其中连软较面上的金属颗齿粒啮合齿沿相面滑对速度方向动被另齿面撕一，这种失效下形式为齿面称胶，沿合啮合面相对齿动滑度方速被向一齿另面撕，这下失效形式称为种齿胶合，面如图2-10所示3。

所示在低速。

重载的齿传轮动中由，齿于面间不形成油膜，也易可出现胶能现合。

在象速重载低的齿轮传动，中于由齿间不易面成形油膜，可能出也胶现现象合为了提。

高轮的抗齿胶能力，可合采用以抗合胶力能强润滑油，的择不同选轮材料组齿合为，了提高齿的轮抗合能胶，可力采以用抗胶能合力的润滑强，油择选同齿不材料组合轮，高齿的面度硬光洁和等度。

高提面的齿度硬和光洁度等。

．齿4磨损面．当尘灰砂、粒铁屑、落入等面间时齿，将引起齿面磨粒磨损的（）闭。

式齿当灰尘、砂、粒铁等落入齿面屑间时，将起引齿面磨的粒磨损图（2-131）闭式齿）。

。

轮传，只要注动润滑油意的换和清更洁，般一会不出现这齿种磨面损开。

齿式传轮，动传动，轮要只意润注滑的更换和油清洁，一般会出现这不种面磨损。

开式齿轮传齿动由于齿，轮露外，主其失要效形为式面磨齿损。

由齿轮外于，其主露要失效形式齿为磨损。

5面齿面．性变塑形．轮齿的若硬度低，较在啮合程中过，轮齿面齿会产上生局部金属流动象—现塑性—变形，性塑形，变若轮齿的度硬低，较啮合过程中在，轮齿齿上面产生会局金属部流动现象性变塑从而形坏破齿了面的渐线开齿形。

种失这形式常在效低、速过和起载动繁的传动频中生发从而破坏。

齿面了的渐开线形齿这种。

失效式常形低在、速过载起和频动繁传动中的发生。

提高齿面硬度选用粘度较，的润滑油高，都等助有于止或防轻减齿面塑性形。

变高齿面硬提，选度用度较粘的润滑高等油，有都于防止或减轻齿面塑性助变。

形12

..25齿轮料材选1择.齿轮材料基本的求要齿轮材的料本基要由求轮的失效齿形式可知对齿轮，料材基的本要求：

（1为齿）面应足有的硬度够；（；

（2）齿由的轮失形效可式知对齿，轮材的基料要本为：

（求）齿面应足有够的硬度（；）：

（齿芯有足够应强的和度性韧；（（3）；有应良好加工工艺性能及的热处理能性齿。

芯有足够

应的强度韧和性；（）应有良好加工的艺工性及能处热性能。

理齿轮常用材是钢料，次是铸铁，其有也采用非时属材料金齿。

常用轮材料钢是，次其铸铁，有时也采用是金属非材料2.。

轮齿料材及处理热齿轮料材热处及理1）钢锻）2）铸钢）齿当轮尺寸的大较（而便于锻造不，当齿时的轮寸尺大（大于较400～60mm0）而不便锻造于时可，铸造方法用造制成铸钢坯，齿再进正行火处。

铸钢耐理性磨和度强均好较，承能力载低稍锻钢能于力稍于低锻。

成铸钢齿坯，钢进行正再处理。

火钢铸耐性磨强度均较好，承载和力稍低于锻钢能。

3）铁铸）速低轻载、合的齿轮场以可制成铁齿坯。

铸铁铸轮齿的工性加能、点蚀抗、低速、载场合轻齿的轮以制可铸成铁坯。

齿铸铁轮齿的加性能、抗点蚀、抗胶合性能工较均好，但强度，低耐性磨及抗击冲性差。

均较好，但强低，耐磨度性抗冲及击差。

3.性计准则设设准计则齿轮动的传计设则准如：

齿下传动的设轮计则准如：

下对闭于软齿面式轮传齿，齿面点蚀是主动要失效形的，式先应齿按接面触疲劳强度进行于闭对软齿面式齿传动，轮齿面点是主要的蚀失形效，式设计算，确定齿轮计的要参数主和尺寸然后再，按曲弯劳强度疲校齿根的核弯强度曲。

设计计，算定齿确轮主要参的数尺和，然寸再按后弯疲劳强度校曲齿核的根曲弯强。

度闭式硬齿面齿轮传动因齿常折断而失效根，式硬齿闭面轮传动齿因常根折断齿而效，故通失常先按根弯曲疲齿强度进行劳计设确定齿轮计模的和其他数尺寸，后然按接再触疲强劳校度齿面的接触核度强。

算确，定轮的模齿和数他尺寸其然，再按后触疲接劳强度核齿面校接触强度。

的于开对式齿传轮动中的齿轮齿磨损为面其要主效形失，式动中的轮齿，对于式齿轮开传中动齿的轮齿面，损为磨主其失要形式，效故通常按照根弯齿疲曲劳度进行设计强算，计确定轮的模齿数，虑磨损考素，因将模再增数大01—2％0，而％度进行设无计计，确定齿轮算的数模考，虑磨损因，素％，而无％，％校需核触强度。

接校需接触核度强。

2.1.35齿轮传动度精等选择在设计级齿传动时轮应根，据轮齿的途、使用用条、件传的圆周递速和度率功小大，等在设计齿轮动传，应时根据齿的用途、轮使条件用、传递的周圆度速和功率大等小，择齿轮选度精级。

各精等等度级对应的项公各值差，择齿轮精等级度各精度。

级对应等各项公的差，值查可gb001598—或有关8计设手册。

册手。

1.524.齿直圆柱齿轮传设动计.1齿轮力受析和分算计载轮荷受力分齿和计算载析荷1）受

力分析）

式

：

是中动主轮递传扭矩；的是动主分轮度圆径直；压是角力。

中：

式1t是主动轮传的递扭；矩1d主动是分轮圆直径；α是压力角度。

主动在轮圆周力的方向上与动方向相转反；从在轮动上圆周的力方向与动方向转一。

致主在轮上圆周动力方向的转与动方向反相；从动轮在圆上力的方向周与转动向一致方。

径力向方的向分别向指自的各轮。

径向力心的向分方别指向各的自轮心。

2）算载计）由荷上式计算载的均荷齿为的名轮载义，荷由式计上的载算荷均齿轮的为名义载荷，虑考齿轮传动实工况等际响影素因通过，修正考虑齿轮传动际工况等实响影素因，因素'计算到的得载，在荷轮传动强齿度计算，计中算得到的载，荷为称算计载荷f。

在齿n传动轮强计算度，中载大荷小应计算载荷按行进。

行。

f'n进=kf2.齿面接触疲n劳度强算齿计接触疲面强劳计算齿度点蚀面主于要面齿接触的力的大应有小关。

齿点面蚀主要于面齿接触的力应的大小有。

关防止齿面为点，蚀防为止齿面蚀，点保证齿应面最的接大触应力σ不大h齿轮材于料许用接的触应[σ力h]。

3齿根弯曲疲劳强度计算齿.弯曲根疲强度劳算计齿弯根疲劳强度曲算计为是了止防根出现疲齿劳折断。

齿根弯曲疲劳度计算是为了强止防根出现疲劳折断齿因。

此因，此应保，齿证根最弯大应力σf曲不大齿于轮料的材许用曲弯力应[fσ]。

216．1．斜齿圆齿柱轮动传．．1．斜圆柱齿轮齿廓曲齿面的成、啮合特形点及应1）用斜圆齿齿轮齿廓曲柱的面成形发生面绕当基柱作圆纯滚动时发生面上，基与柱圆轴的线相平的行条直一线k（见图）在空间的运动轨迹就k形成直了轮的齿开渐线面，简称齿渐开。

斜齿面齿面轮形成原的理直和轮齿一样，是也生发绕基圆柱作面纯动，滚所不的是形同成开渐面直线的kk不与轴再线平行，而是轴与线向偏方了斜个角度一βb所以，成形的面称曲为渐开螺面。

旋

2）啮

合特点直齿柱齿轮传圆动，时齿上面接触线是一的与条轴平线行的线直这就使。

齿的轮啮沿合整个宽齿同时触接或时同离分比，较易容起冲击引振、动和噪音斜。

轮齿传动齿面上的接线先触由短变长，由长变短再轮，齿逐是进入和渐离啮合脱的这种接。

方触使斜齿轮传动比较式平稳，冲击噪和小音。

由斜于齿的轮齿轮螺旋形是，所的以在啮合内区，齿上接面线触总的长比同度参数样齿轮的直齿面触接长线故斜齿轮，承载能的也力大。

较.斜2齿柱齿轮的基圆参数本于由齿轮斜轮齿的螺是旋形，所以斜齿的上轮的数参端有与面法之分面与轴线。

垂直的平面为称

端面与，旋螺垂直线的面称为法平。

面端面的参中数和法面中的参分别加以数标“下t和”n“”法面参。

数标为准值。

）1旋螺角不圆同柱的螺旋上是角不同的相。

度圆分上的螺柱旋（角简称螺旋）

齿轮传动的特点和应用角4正）啮确条合斜齿轮的件正啮确合件除条满足两轮模应数压力角和对相等应外，轮的两旋角螺应还小相等大旋，相反向内啮（旋向合同）。

相3．齿圆柱斜齿轮的何尺几寸计算齿轮的几何尺寸斜算计见表1-2。

7216..2圆齿轮传动锥1.直齿锥齿轮圆传的动点及应特圆用锥齿传轮是用于动传递相两轴交之间运的和动动力两轴间的，夹角可以是意的。

任械机动传中应最多的用是两轴角交Σ=90的直齿圆0齿轮锥传动。

锥圆齿轮的齿分轮在布圆表锥上，面轮齿直有和曲齿齿之（分图126、图1--27）这，我们只讨里论两交角轴Σ=900直齿圆的齿轮传动锥

。

2.直

圆齿齿轮的锥基本参圆数齿轮锥齿的由大形向小端逐渐收缩端为计。

和测算量便，规定大方端参数标为值准。

模数m

标见准gb23681-90；压角力α200；齿顶=高数系ha=1*顶，系隙数c*=0.。

2对直齿圆一锥轮齿动传的正啮合确件条：

两齿是大端的模数和压轮角对应力等。

相

.3齿圆锥齿直的轮何尺寸几算

12.计63.杆传动蜗1

.杆传动蜗的点、类特和型应用杆蜗动传于传递垂直交错用轴间运之和动动力广。

泛用应于各类床、矿机机山械冶金、及起重设备的等动传统中。

系杆蜗传动传比大动，机紧凑，构传平稳，动噪声小还可，具有锁自性。

但能是效低，率蜗轮料成本材较。

高按蜗杆状不形，同蜗杆传可分动为通普圆蜗柱杆传和圆弧面动（称也面）环杆蜗传动。

）圆蜗柱杆螺的纹切制圆在柱体上，车床上在削而成车。

弧面圆杆的齿蜗是一个在圆回弧转面，它上的承载能及传动效力率高均于圆蜗柱杆传动但加，工困难，制造安装较求较要。

高

圆柱杆传动蜗

圆

面（弧称也环面蜗）杆动

传蜗锥传动

望杆学者好努力好啊！