第一讲 齿轮传动的特点及渐开线齿廓啮合的基本定律

齿轮传动⼀、齿轮传动的应⽤特点1.齿轮、齿轮副与齿轮传动齿轮是⼀个有齿的机械元件，它利⽤它的齿与另⼀个有齿的元件连续啮合，从⽽将运动传递给后者，或者从后者接受运动。

齿轮副是由两个相互啮合的齿轮组成的基本结构，两齿轮轴线相对位置不变，并各绕其⾃⾝的轴线转动。

齿轮副是线接触的⾼副。

齿轮传动是利⽤齿轮副来传递运动和（或）动⼒的⼀种机械传动。

2.传动⽐齿轮传动的传动⽐是主动齿轮与从动齿轮⾓速度（或转速）的⽐值，也等于两齿轮齿数的反⽐，即I=ｎ1/ｎ2=Ｚ2/Ｚ1圆柱齿轮副的传动⽐ｉ≤8，圆锥齿轮传动副的传动⽐ｉ≤5。

3. 齿轮传动的特点1）传递功率的范围⼤，速度⼴2）能保证瞬时传动⽐恒定，平稳性较⾼，传递运动准确可靠。

3）传动效率⾼，使⽤寿命长，⼯作可靠。

4）可以实现平⾏或不平⾏轴之间的传动。

5）齿轮的制造、安装精度、成本较⾼。

6）不宜⽤于远距离的传动提问：⽐较齿轮和以前所学过的⼏种传动装置的不同点？齿轮机构的类型a)齿轮传动的基本要求从传递运动和动⼒两个⽅⾯来考虑，齿轮传动应满⾜下列两个基本要求：1.传动要平稳2.承载能⼒要⼤三、齿轮传动的常⽤类型外啮合直齿圆柱齿轮内啮合齿轮齿条平⾏轴传动斜齿圆柱齿轮⼈字齿轮按两轴的相对位置和齿向直齿圆锥齿轮相交轴传动曲齿圆锥齿轮交错轴斜齿轮交错轴传动蜗杆机构四、⼩结五、作业Ｐ71第2题图⼀、渐开线的形成、性质 1、渐开线的形成当⼀条动直线（发⽣线），沿着⼀个固定的圆（基圆）作纯滚动时，动直线上任意⼀点K 的轨迹称为该圆的渐开线。

2、渐开线的性质由渐开线的形成可知：（1）发⽣线在基圆上滚过的线段KB ，等于基圆上被滚过的圆弧长AB 。

（2）渐开线上的任意⼀点K 的法线必与基圆相切。

（3）渐开线上的各点的曲率半径不相等。

点离基圆越远，其曲率半径越⼤，渐开线越平直。

反之亦然。

（4）渐开线的形状决定与基圆的⼤⼩。

基圆相同，渐开线的形状完全相同。

基圆半径⽆穷⼤时，渐开线将变成直线，齿轮就变成齿条。

第一节齿轮传动的特点和类型一、齿轮传动的特点齿轮传动是应用最为广泛的一种传动形式，与其它传动相比，具有传递的功率大、速度范围广、效率高、工作可靠、寿命长、结构紧凑、能保证恒定传动比；缺点是制造及安装精度要求高，成本高，不适于两轴中心距过大的传动。

二、齿轮传动分类1、按轴线相互位置：平面齿轮传动和空间齿轮传动。

平面齿轮传动：按轮齿方向：直齿轮传动，斜齿轮传动和人字齿轮传动；按啮合方式：外啮合、内啮合和齿轮齿条传动；空间齿轮传动：锥齿轮传动、交错轴斜齿轮传动和蜗杆蜗轮传动。

2、按齿轮是否圭寸闭：开式和闭式齿轮传动三、齿轮传动的基本要求1、传动准确平稳；齿廓啮合基本定律：为保证齿轮传动的瞬时传动比保持不变，则两轮不论在何处接触，过接触点所作两轮的公法线必须与两轮的连心线交于一定点。

定点C称为节点，分别以01、02为圆心，过节点C所作的两个相切的圆称为节圆。

根据齿廓曲线满足齿廓啮合基本定律制出的齿轮有渐开线齿轮、摆线齿轮和圆弧线齿轮。

我们主要介绍渐开线齿轮。

渐开线的有关概念：1、发生线在基圆上滚过的长度等于基圆上相应被滚过的弧长；2、发生线即渐开线的法线，它始终与基圆相切，故也是基圆的切线；3、同一基圆上生成的任意两条反向渐开线间的公法线长度处处相等，任意两条同向渐开线间的法向距离处处相等；4、渐开线的形状取决于基圆的大小。

基圆越小，渐开线越弯曲；基圆越大，渐开线越平直；5、基圆内无渐开线。

2、承载能力高和较长的使用寿命。

第二节渐开线齿轮的基本参数及几何尺寸计算一、各部分名称端平面：垂直于齿轮轴线的平面；齿槽：相邻两轮之间的空间；齿顶圆（da）、齿根圆（df）、齿槽宽（ek）、齿厚（sk）、齿顶高（ha ）、齿根高（hf）、齿宽（p）、全齿高（h）二、基本参数1、模数m: ;2、压力角：规定分度圆上的压力角为标准压力角；3、齿顶高系数：；4、顶隙系数：；5、齿数z:。

当m、a不变时，z越大，db越大, 渐开线越平直，若当z—x时，db—%，渐开线变成直线，齿轮变成齿条。

《机械原理》课程教学大纲一、课程基本信息课程编号：020*******课程名称：机械原理总学时：56学时实验学时：12学时总学分： 3.5学分课程类别：专业技术基础课课程性质：必修课先行课程：高等数学机械制图工程力学材料科学基础适用专业：机械设计制造及其自动化专业本科生责任单位：机电工程学院开课学期：第4学期二、课程简介机械原理课程是高等工科学校本科机械类专业教学计划中的一门必修的技术基础课。

本课程主要研究各种机械的一般共性问题，即机构的组成原理、运动学及机器动力学和常用机构的分析与设计，以及机械传动系统方案设计等问题。

本课程的内容包括绪论、机构的结构分析、平面连杆机构、凸轮机构、齿轮机构、轮系、其他常用机构、机械平衡、机械系统动力学和机械传动系统方案设计等。

三、课程目标课程目标1.具有正确识别和表达常用机构并能正确选择常用机构的能力。

课程目标2.具有利用基本知识、原理、特性分析比较机构的能力。

课程目标3.具有运用基本知识、方法和原理拟定、设计机械运动方案，设计机构的能力。

课程目标4.能够按着实验要求，正确构建实验方案的能力。

课程目标5.能够选择并熟练使用常用测量工具、仪器，获取实验数据的能力。

课程目标6.能够对获得的实验数据进行分析处理、获得有效结论的能力。

四、课程目标与毕业要求指标点的支撑关系五、课程的内容及要求、教学重点与难点（一）机械原理概述（支撑课程目标1）（1）主要教学内容本课程的研究对象和研究内容，课程的地位与作用，课程的性质与学习方法。

（二）平面机构的结构分析（支撑课程目标1、2、4、5、6）（1）主要教学内容机构结构分析的内容及目的，机构的组成，机构的运动简图(在实验课中结合实验进一步讲述)，机构具有确定运动的条件，平面机构自由度的计算，计算平面机构自由度时应注意的事项，机构的组成原理、结构分类及结构分析。

（2）知识点与能力点要求知识点：掌握机器、机构的概念及组成；了解高副低代方法和杆组划分及机构的级别；理解机器、机构、零件、构件、运动副、运动链、约束、自由度等基本概念；掌握机构运动简图绘制的方法；掌握机构具有确定运动的条件、机构自由度的计算、自由度计算注意事项。

齿轮传动第一节、齿轮传动的类型及应用一、概念：齿轮机构是由齿轮副组成的传递运动和动力的装置。

二、齿轮传动的类型：（一）两轴平行：按轮齿方向分为直齿圆柱齿轮传动、斜齿圆柱齿轮传动按啮合情况分为人字齿圆柱齿轮传动、外啮合齿轮传动、内啮合齿轮传动（二）两轴不平行时：相交轴齿轮传动齿轮的种类很多，可以按不同方法进行分类。

（1） 根据轴的相对位置，可分为两大类：即平面齿轮传动（两轴平行）与空间齿轮传动（两轴不平行时）（2）按工作时圆周速度的不同，分低速、中速、高速三种。

（3）按工作条件不同，分为闭式齿轮传动（封闭在箱体内，并能保证良好润滑的齿轮传动）、半开式齿轮传动（齿轮浸入油池，有护罩，但不封闭）和开式齿轮传动（齿轮暴露在外，不能保证良好的润滑）三种。

（4）按齿宽方向齿与轴的歪斜形式，分直齿、斜齿和曲齿三种。

（5）按齿轮的齿廓曲线不同，分为渐开线齿轮、摆线齿轮和圆弧齿轮等几种。

（6）按齿轮的啮合方式，分为外啮合齿轮传动、内啮合齿轮传动和齿条传动。

三、齿轮传动的应用：1、传动比：122112z z n n i == 式中n1、n2表示主从动轮的转速，z1、z2表示主从动轮的齿数2、应用特点：优点：缺点：第二节、渐开线齿廓一、齿轮传动对齿廓曲线的基本要求：一是传动要平稳，二是承载能力要强二、渐开线的形成、性质：1、渐开线的形成：2、渐开线的性质：三、渐开线齿廓啮合基本定律：四、渐开线齿廓的啮合特点：1、传动比恒定2、3、4、第三节、渐开线标准直齿圆柱齿轮的基本参数和几何尺寸计算【复习】1、齿轮传动的分类及特点2、渐开线齿轮的性质【新授】一、齿轮各部分的名称：1、齿槽：2、齿顶圆：3、齿根圆：4、齿厚：5、齿槽宽：6、分度圆：7、齿距：8、齿高：9、齿顶高：10、齿根高：11、齿宽：二、主要参数：1、齿形角就单个齿轮而言，在端平面上，过断面齿廓上任意一点的径向直线与齿廓在该点的切线所夹的锐角为该点的齿形角。

分度圆压力角——齿形角——2、齿数Z——一个齿轮的牙齿数目即齿数。