ch9 齿轮传动(中)-2
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各种齿轮机械传动原理齿轮传动是一种常见的机械传动方式,它通过齿轮之间的啮合来传递动力和转动运动。
齿轮传动具有传动效率高、传递功率大、传动精度高等优点,广泛应用于各种机械设备中。
下面将介绍几种常见的齿轮传动原理。
1.平行轴齿轮传动平行轴齿轮传动是指齿轮轴线平行于传动方向的齿轮传动方式。
该传动方式可分为直齿轮传动、斜齿轮传动和锥齿轮传动三种形式。
直齿轮传动是最常见的一种齿轮传动方式,它的齿轮齿面为直线齿,轴线平行于传动方向。
直齿轮传动适用于传递小范围的速比,并且传动平稳、传动效率高。
斜齿轮传动是指齿轮齿面为斜面齿,轴线平行于传动方向。
斜齿轮传动适用于需要较大传动功率和转矩的场合,并且具有较高的传动精度。
锥齿轮传动是指齿轮齿面为圆锥面齿,轴线平行于传动方向。
锥齿轮传动适用于需要传递大范围速比和转向的场合,如汽车差速器和旋转机械。
2.交叉轴齿轮传动交叉轴齿轮传动是指齿轮轴线相交的齿轮传动方式。
常见的交叉轴齿轮传动包括蜗轮蜗杆传动和行星轮传动。
蜗轮蜗杆传动是一种传动比较大的传动方式,可以实现大范围的速比。
蜗轮蜗杆传动通过蜗杆和蜗轮的啮合来实现传递,具有传动平稳、传动比可调等优点,广泛应用于工程机械和船舶等设备中。
行星轮传动是一种多齿轮传动,由太阳轮、行星轮和内齿圈组成。
行星轮传动具有传递大范围的速比、传动平稳等优点,广泛应用于汽车变速器和工程机械中。
3.锁扣式齿轮传动锁扣式齿轮传动是一种无齿轮轴的齿轮传动方式,通过齿轮的锁扣连接来实现传递。
锁扣式齿轮传动具有节拍齿轮和轮毂式齿轮两种形式。
节拍齿轮传动是一种用于精确定位的传动方式,通过齿轮的锁扣连接,使得传动精度较高。
节拍齿轮传动广泛应用于印刷机械和纺织机械等需要定位的设备中。
轮毂式齿轮传动是一种用于连接轮毂和发动机的传动方式,通过轮毂和发动机的齿轮锁扣连接来实现传递。
轮毂式齿轮传动具有传递大转矩和传动平稳等优点,广泛应用于汽车和船舶等交通工具中。
以上是几种常见的齿轮机械传动原理,每种传动方式都有自身的特点和适用范围。
齿轮几何要素的名称、代号齿顶圆:通过圆柱齿轮轮齿顶部的圆称为齿顶圆,其直径用 d a 表示。
齿根圆:通过圆柱齿轮齿根部的圆称为齿根圆,直径用 d f 表示。
齿顶高:齿顶圆 d a 与分度圆d 之间的径向距离称为齿顶高,用 h a 来表示。
齿根高:齿根圆 d f 与分度圆 d 之间的径向距离称为齿根高,用 h f 表示。
齿顶高与齿根高之和称为齿高,以h 表示,即齿顶圆与齿根圆之间的径向距离。
以上所述的几何要素均与模数 m 、齿数z 有关。
齿形角:两齿轮圆心连线的节点P处,齿廓曲线的公法线(齿廓的受力方向)与两节圆的内公切线(节点P 处的瞬时运动方向)所夹的锐角,称为分度圆齿形角,以α表示,我国采用的齿形角一般为20°。
传动比:符号i ,传动比i 为主动齿轮的转速n 1(r/min )与从动齿轮的转速n 2(r/min )之比,或从动齿轮的齿数与主动齿轮的齿数之比。
即i= n 1/n 2 = z 2/z 1中心距:符号a ,指两圆柱齿轮轴线之间的最短距离,即:a=(d 1+d 2)/2=m(z 1+z 2)/2齿轮几何参数计算压痕法是在被测齿轮的齿顶涂色后,使其在一张纸上滚动,这张纸上就留下了齿顶滚过的痕迹,根据压痕作出齿顶线的延长线及辅助线,然后用量角器测量出齿向角度,该角即为齿轮齿顶处的螺旋角β,然后再根据齿轮其它几何参数,计算出齿轮分度圆处的螺旋角β。
1) 什么是「模数」?模数表示轮齿的大小。
R模数是分度圆齿距与圆周率(π)之比,单位为毫米(mm)。
除模数外,表示轮齿大小的还有CP(周节:Circular pitch)与DP(径节:Diametral pitch)。
【参考】齿距是相邻两齿上相当点间的分度圆弧长。
2) 什么是「分度圆直径」?分度圆直径是齿轮的基准直径。
决定齿轮大小的两大要素是模数和齿数、分度圆直径等于齿数与模数(端面)的乘积。
过去,分度圆直径被称为基准节径。
最近,按ISO标准,统一称为分度圆直径。
齿轮传动科学知识点总结齿轮传动是机械传动中常用的一种方式,利用两个或多个相互啮合的齿轮,通过齿轮的旋转来传递动力和运动。
齿轮传动主要用于各种工业设备和机械设备中,如汽车、飞机、船舶、工程机械等。
齿轮传动具有传动效率高、传动比稳定、结构简单、使用寿命长等优点,因此被广泛应用。
二、齿轮的基本形式齿轮主要分为直齿轮、斜齿轮、螺旋齿轮、锥齿轮等几种基本形式。
直齿轮是最为常见的形式,它们的齿轮轴线平行,且啮合时齿轮的齿尖和齿谷分别与对应齿轮的齿谷和齿尖接触。
而斜齿轮的齿轮轴线不平行,啮合时两齿轮每时都有两个点处于啮合。
螺旋齿轮则是齿轮齿榫呈螺旋状。
锥齿轮分为直齿圆柱锥齿轮和螺旋锥齿轮。
三、齿轮传动的传动机理齿轮传动的传动机理源自齿轮的啮合运动,其原理主要表现在两个方面:传递动力和转动速度及方向的变化。
1. 传递动力:当齿轮旋转时,其齿与啮合的齿轮齿相互作用,从而将动力传递给啮合齿轮,实现传动效果。
2. 转速及方向的变化:通过不同大小的齿轮组合,可以实现转速的变化和方向的转换。
具体来说,如果一个齿轮的直径比另一个小,那么它的转速就会更快,反之亦然。
四、齿轮传动的优点1. 传动效率高:正常情况下,齿轮的传动效率可以达到95%以上,远高于其他传动方式。
2. 传动比稳定:齿轮传动可以通过不同大小的齿轮组合来实现不同的传动比,且传动比稳定。
3. 结构简单:齿轮传动结构简单,不易受外界影响。
4. 使用寿命长:齿轮传动件的材料硬度高,因此使用寿命长。
五、齿轮传动的缺点1. 噪音大:齿轮传动在高速运转时会产生噪音,影响使用环境。
2. 需要精确配合:齿轮传动需要齿轮齿数进行精确的配合,如果配合不当则会影响传动效果。
3. 受载能力有限:齿轮传动的受载能力有限,对于大功率传动需求时需要增加齿轮尺寸和减小齿轮轴承受载极限。
4. 需要润滑和维护:齿轮传动需要经常润滑和维护,才能保证其正常运转。
六、齿轮副的传动效率齿轮传动的传动效率一般在95%以上,传动效率主要受到齿轮啮合副的摩擦、挤压和变形等因素的影响,齿轮传动的传动效率一般都包含失效效率和机械效率两种。
机械齿轮传动的工作原理1、工作原理与和传动形式齿轮传动是由主动齿轮1、从动齿轮2和机架所组成,如下图所示。
▲齿轮传动工作原理1—主动齿轮2—从动齿轮当一对齿轮相互啮合工作时,主动轮O1的轮齿(a、b、c、…),通过啮合点法向力Fn的作用逐个地推动从动轮O2的轮齿(a′、b′、c′、…),使从动轮转动,从而将主动轴的动力和运动传递给从动轴。
齿轮传动时,两齿轮轴线相对位置不变,并各绕其自身的轴线而转动。
按照齿轮工作条件不同,齿轮传动又可分为开式传动、半开式传动和闭式传动3种形式。
2、齿轮传动的类型和特点齿轮传动的类型很多,按照一对齿轮轴线间的相互位置不同,可分为两轴平行的齿轮传动,如圆柱齿轮传动;两轴相交的齿轮传动,如锥齿轮传动;两轴交错的齿轮传动,如螺旋圆柱齿轮传动。
按照轮齿的方向,可分为直齿、斜齿、人字齿、圆弧齿等齿轮传动。
按啮合情况不同,又可分为外啮合齿轮传动、内啮合齿轮传动、齿轮与齿条啮合传动。
(1)齿轮传动的优点①由于采用合理的齿形曲线,所以齿轮传动能保证两轮瞬时传动比恒定,平稳性较高,传递运动准确可靠。
①适用的传动功率和圆周速度范围较大。
①传动效率高(一般为0.94~0.99,一般圆柱齿轮的传动效率可达98%),使用寿命长。
①结构紧凑、体积小。
(2)齿轮传动的缺点①齿轮的制造、安装精度要求较高,制造成本大。
①承受过载和冲击的能力差,低精度齿轮传动时噪声和振动较大。
①当两传动轴之间的距离较大时,若采用齿轮传动结构就会复杂,所以齿轮传动不适宜于距离较大两轴间的运动传递。
①没有过载保护。
①在传递直线运动时,不如液压传动和螺旋传动平稳。
齿轮的种类:齿轮为有齿之轮,藉其啮合作用将一轴之旋转运动传至他轴,在两轴之间传达运动或扭力,齿轮有许多种类,依照齿轮轴性区分,有平行轴(parallel axis),直交轴(intersecting axis),错交轴(non-parallel and non-intersecting axis) 模数:表示齿轮轮齿大小的一个指针,一对咬合的齿轮其模数必需一致,否则两齿轮的轮齿规格不同,无法平顺的运转。
用文字来解释模数为:节径和齿数的比值,单位通常为(㎜),模数通常是用在公制中的,而在英制中,与其相同地位的是径节,亦即齿轮齿数和节径的比值,在意义上是模数的倒数。
单位为(齿/吋)。
模数:m=D/N 径节:Pd=N/D节圆:是一个理论圆,一对咬合的齿轮中,其节圆必互切节径:就是节圆的直径,D压力线:两齿轮在接触时,垂直于接触面的方向即是,通常正向负荷是沿压力线的方向传递。
压力角PA:此为两齿轮节圆公切线和压力线所夹的角,一般的压力角有 14.5 度和20度,现今多用20的压力角,以防止干涉的情形发生。
以上信息来源:齿轮/new.asp?id=84齿轮传动的特点和应用及用途齿轮传动是应用极为广泛的传动形式之一。
特点:能够传递任意两轴间的运动和动力,传动平稳、可靠,效率高,寿命长,结构紧凑,传动速度和功率范围广。
但需要专门设备制造,加工精度和安装精度较高,且不适宜远距离传动。
齿轮传动的类型齿轮传动的类型很多,按照两齿轮传动时的相对运动为平面运动或空间运动,可将其分为平面齿轮传动和空间齿轮传动两大类1.平面齿轮传动平面齿轮传动是用于两平行轴之间的传动。
外啮合直齿圆柱齿轮传动内啮合直齿圆柱齿轮传动齿轮齿条传动(直齿条)外啮合斜齿圆柱齿轮传动人字齿轮传动齿轮齿条传动(斜齿条)2.空间齿轮传动空间齿轮传动用于相交轴和交错轴之间的传动。
直齿圆锥齿轮传动曲齿圆锥齿轮传动螺旋齿轮传动(交错轴斜齿轮传动)蜗杆传动准双曲面齿轮传动齿轮传动的类型平面齿轮运动(传递平行轴间的运动)直齿圆柱齿轮传动(轮齿与轴平行)外啮合内啮合齿轮齿条斜齿圆柱齿轮传动(轮齿与轴不平行)外啮合内啮合齿轮齿条人字齿轮传动(轮齿成人字形)空间齿轮运动(传递不平行轴间的运动)传递相交轴运动(锥齿轮传动)直齿斜齿传递交错轴运动交错轴斜齿轮传动蜗轮蜗杆传动准双曲面齿轮传动齿廓啮合基本定律齿轮传动要求准确平稳,即要求在传动过程中,瞬时传动比保持不变,以免产生冲击、振动和噪音。