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机械原理考研讲义九（齿轮机构及其设计） 第十章 齿轮机构及其设计10.1本章学问点串讲本章的重点有：齿轮的齿廓曲线；渐开线齿廓啮合传动的特点；渐开线各局部的名称、符号及标准齿轮几何尺寸的计算；渐开线直齿圆柱齿轮的啮合传动的条件；变位齿轮传动的根本理论及设计计算；斜齿轮﹑蜗轮蜗杆及圆锥齿轮传动的重点是它的啮合传动及设计计算的特别点等学问点1】齿轮的齿廓曲线 一、渐开线的形成当始终线沿半径为rb的圆作纯滚动时，该直线上任一点K的轨迹称为该圆的渐开线，该圆称为渐开线的基圆，直线x-x称为渐开线的发生线，角θK 称为渐开线AK段的展角 二、渐开线的性质 a．发生线在基圆上滚过的线段长度 KN 等于基圆上被滚过的圆弧长度 AN ，即 KN = AN b．渐开线上任一点的法线切于基圆c．切点N为渐开线上在点K处的曲率中心， NK为K点处的曲率半径d．基圆以内没有渐开线e．渐开线的形态仅取决于其基圆的大小f.同一基圆上随意两条渐开线间的法向距离相等 【学问点2】渐开线齿廓啮合传动的特点Oωr′2 r渐开线齿廓能保证定传动比?OPr1=2i==212?rOP211 渐开线齿廓传动的特点：N1．啮合线为定直线，啮合点的轨迹线——内公切线、啮合线、公法线三线合一2．啮合角为常数，啮合角：啮合线与过节点P处两节圆的内公切线之所夹锐角。

——它等于两齿轮在节圆上的压力角3．可分性NK′ P KrbωOr′1 【学问点3】渐开线各局部的名称、符号及标准齿轮几何尺寸的计算 一、齿轮各局部的名称及符号轮齿与齿槽随意圆上的周节 齿顶圆 pp 随意圆上的齿厚 随意圆上的齿槽宽 ss e ehf h 齿根圆 分度圆 O df dd h四圆：齿顶圆(ra，da)齿根圆(rf，df)基 圆(rb，db)分度圆(r，d)——设计基准圆 周向度量：齿厚(s)齿槽(e) 周节(p=s+e)径向度量：齿顶高(ha)d齿根高(hf) 全齿高(h) 二、渐开线标准直齿圆柱齿轮的几何尺寸1．渐开线齿轮的五个根本参数：齿数(z)，模数(m)，分度圆压力角(齿形角)，齿顶高系数ha*，径向间隙系数c*——亦称顶隙系数〔1〕齿数(z)齿数依据设计须要确定，如：传动比、中心距要求、接触强度等 〔2〕模数(m)a. 定义：模数的定义为齿距P与?的比值，即m= P/? b. 模数的意义确定模数m事实上就是确定周节p，也就是确定齿厚和齿槽宽e模数m越大，周节p越大，齿厚s和齿槽宽e也越大；模数越大，轮齿的抗弯强度越大〔3〕分度圆压力角(齿形角)? ?：在分度圆上的受力方向线与被作用点速度方向线所夹锐角。

国家标准中规定分度圆压力角为标准值为20? 〔4〕齿顶高系数(ha *) 齿顶高：ha= ha * m〔5〕径向间隙系数(c) 轮齿间的径向间隙：c = c*m齿顶高系数ha *和径向间隙系数 c*均为标准值正常齿标准：ha * = 1，c*= 0.25 2．渐开线标准直齿圆柱齿轮的几何尺寸名 称 分度圆直径 基圆直径 齿顶高 齿根高 齿顶圆直径 齿根圆直径 周 节 齿 厚 基圆周节 中心距【学问点4】渐开线直齿圆柱齿轮的啮合传动的条件 一、一对渐开线齿轮正确啮合的条件d db ha hf da df p s pb a 代 号 d1=mz1 ，d2=mz2 db1=mz1 cosα，db2=mz2 cosα ha = ha*m hf = ( ha* + c* ) m da1= d1+2 ha = m (z1 +2 ha* )， da1= d1+2 ha = m (z1 ±2 ha* ) df1= d1 -2 hf = m (z1 -2 ha* -2c* )， df1= d1 + 2 hf = m (z1 +2 ha* +2c* ) P=πm s=πm/2 Pb=πm cosα a=m(z1 ±z2)/2 公 式 * 渐开线齿轮正确啮合的条件： 两齿轮的模数和压力角对应相等。

二、齿轮正确安装条件1. 无齿侧间隙啮合条件：s1’=e2’;e1’=s2’2. 保证两轮的顶隙为标准值：顶隙为标准值，即：c = c*m 按标准中心距安装时，两齿轮的分度圆相切，即此时两轮的分度圆与节圆重合 3. 啮合角与中心距啮合角α′：节点P处圆周速度方向与啮合线N1N2之间所夹锐角a cosα =a’cosα′三、啮合传动过程及连续条件如下图，两齿轮在B2点起先进入啮合，B1点脱离啮合B1B2事实上是理论啮合线N1N2的一段，称为实际啮合线N1，N2称为啮合极限点为了两齿轮能够连续地传动，必需保证在前一对轮齿尚未脱离啮合时，后一对轮齿能刚好进入啮合为此，B1B2应大于齿轮的法向齿距Pb故连续传动的条件为：重合度ε=B1B2/pb＞1 (其中为实际啮合线的长度，pb为基圆周节)ε值越大，承载实力越高，连续性和平稳性越好 重合度的计算公式： 式中α′为啮合角，z1， z2及αa1，αa2分别为齿轮1，2的齿数及齿顶圆压力角本文来源：网络收集与整理，如有侵权，请联系作者删除，谢谢！第6页 共6页第 6 页 共 6 页第 6 页 共 6 页第 6 页 共 6 页第 6 页 共 6 页第 6 页 共 6 页第 6 页 共 6 页第 6 页 共 6 页第 6 页 共 6 页第 6 页 共 6 页第 6 页 共 6 页。