圆弧齿圆柱齿轮传动简介

齿轮基本知识1齿轮传动概述：功率：⼏⼗万千⽡；速度：⼏⼗万转/min，圆周速度：300m/s；啮合效率：0.95；精度：0.99.制造需⽤专⽤设备及⼑具，运转过程中⽆过载保护。应⽤：机床、汽车、船舶、飞机、起重机械、矿⼭机械、轻⼯机械和仪表部门。 2齿轮的分类：定传动⽐（圆形齿轮机构）和变传动⽐（⾮圆齿轮机构） ●圆形齿轮机构：平⾯齿轮机构和空间齿轮机构 ★平⾯齿轮机构：直齿圆柱齿轮机构（直齿轮）⽤于滑移式变速齿轮传动。齿轮齿条可将回转运动转变为直线运动。 ★平⾏轴斜齿圆柱齿轮机构（斜齿轮）螺旋⾓，⼯作时有轴向⼒，轴可能受轴向负荷。内啮合多⽤于轮系。 ★⼈字齿齿轮机构：⼯作稳定性好，承载能⼒⾼，⼯作时轴向⼒可抵消。减速机 ★曲线齿圆柱齿轮机构： ●空间齿轮机构： ★锥齿轮（相交）机构交⾓⼀般为90度，其中斜齿⽤于低速重载，曲齿⽤于⾼速重载。 ★交错轴（平⾏但不相交）斜齿轮机构：可以实现任意交错⾓的两交错轴之间的传动。齿⾯为点接触，接触应⼒⼤，齿⾯任意压溃，促使轮齿磨损加快。齿⾯的滑动速度⼤，承载能⼒⼩。不宜⽤于⾼速、⼤功率的传动。通常仅⽤于仪表或载荷不⼤的辅助传动装置中，来传递任意交错轴之间的运动。 ★蜗轮蜗杆机构（交错）在机床、冶⾦机械、起重机械船舶和仪表中应⽤。 ★准双曲线齿轮机构：传动平稳，利⽤偏置距可增⼤⼩轮直径，能实现两端⽀撑，提⾼耐性。应⽤：越野车、⼩客车、卡车。★⾮圆齿轮机构：⾮圆齿轮是分度曲⾯不是旋转曲⾯的齿轮，它和另⼀个齿轮组成齿轮副以后，在啮合过程中，其瞬时⾓速度⽐按某种既定的运动规律⽽变化。⾮圆齿轮的英语为non-circular gear。⾮圆齿轮可以实现特殊的运动和函数运算，对机构的运动特性很有利，可以提⾼机构的性能，改善机构的运动条件。⾮圆齿轮⼴泛运⽤于⾃动机器仪器仪表及解算装置中。⾮圆形齿轮⽤于提⾼性能、简化复杂机械过程。1、⽣产流⽔线、装配线上的速度匹配2、多重速度的切割循环3、急速回转的线性运动4、停⽌和暂停运动。⾮圆齿轮应⽤案例：问题：停⽌和暂停运动时⾮圆齿轮应⽤。采⽤停⽌、暂停或者逆向运动，输⼊速度保持不变。解决办法：采⽤持续转动的⾮圆形齿轮和圆形齿轮以及差动齿轮。改变圆形齿轮的⽐率使齿轮的速度曲线沿着速度轴变动。⾮圆形齿轮可以提供两种速度，瞬间停⽌、停⽌和暂停，或者相反的运动，这取决于所使⽤的圆形齿轮。

齿轮机构的齿廓啮合基本规律特点和类型齿轮机构是一种重要的传动机构，用于将转动的运动和转矩传递的机械元件。

齿轮的齿廓啮合是齿轮机构工作的核心部分，其基本规律、特点和类型对于齿轮机构的设计和应用具有重要的参考价值。

一、基本规律1.齿廓规律：齿廓规律描述了齿轮齿廓线的几何形状。

常见的齿廓规律有圆弧齿廓、渐开线齿廓和非渐开线齿廓等。

(1)圆弧齿廓：圆弧齿廓是通过圆弧曲线来描述齿槽的齿轮齿廓。

圆弧齿廓的优点是简单，易于加工，但啮合时存在齿间间隙和传动误差。

(2)渐开线齿廓：渐开线齿廓是常用的齿廓规律，可以在齿轮齿廓上实现圆顶啮合，具有传动平稳、效率高、传动误差小等优点。

常见的渐开线齿廓包括标准渐开线、修形渐开线和端面渐开线等。

(3)非渐开线齿廓：非渐开线齿廓是指不能用一个等角参数来描述的齿廓，例如双曲线齿廓和伞齿轮齿廓等。

非渐开线齿廓的优点是能够实现更大的传动比和更平滑的啮合过程。

2.齿廓规律的选择：选择合适的齿廓规律可以提高齿轮机构的传动效率和运动平稳性。

在选择齿廓规律时，需要考虑以下因素：(1)传动要求：根据齿轮机构的传动要求，选择适合的齿廓规律。

例如，要求传动平稳和效率高的应选用渐开线齿廓，要求传动比大且运动平稳的应选用非渐开线齿廓。

(2)制造和加工因素：考虑齿轮的加工工艺和精度要求，选择适合加工的齿廓规律。

例如，圆弧齿廓适合用铣床加工，而渐开线齿廓适合用滚齿机加工。

二、特点1.几何特点：齿廓啮合过程中，齿轮的齿廓线和花键的啮合点始终保持一定的关系，包括齿廓的曲率半径和齿廓线与法线的夹角等特征。

这些几何特点决定了齿轮的啮合性能和传动特性。

2.运动特点：齿轮机构的齿廓啮合过程中，齿轮的运动特点包括啮合速度、传动比和传动误差等。

齿轮的啮合速度是指齿轮工作时齿廓线移动的速度，而传动比是指输入轴和输出轴的转速之比。

传动误差则是齿轮啮合过程中由于齿廓不完美造成的传动误差，会导致振动和噪声。

三、类型1.直齿轮：直齿轮是最常见的齿轮类型，其齿廓线是直线，适用于输送大扭矩或平稳传动的场合。

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。

齿轮是应用非常广泛的传动件，用以传递动力和运动，并具有改变转速和转向的作用。

依据两齿合齿轮轴线在空间的相对位置不同，常见的齿轮传动可分为下列三种形式（图9-43）：(1) 圆柱齿轮传动——有于两平行之间的传动。

(2) 圆锥齿轮传动——用于两相之间的传动。

(3) 蜗杆蜗轮传动——用于两交叉之间的传动。

齿轮传动的另一种形式为齿轮齿条传动（图9-44），可用于转动和移动之间的运动转换。

常见的齿轮轮齿是直齿和斜齿。

齿轮又有标准齿和非标准齿之分，具有标准齿的齿轮称为标准齿轮。

本节介绍具有渐开线齿形的标准齿轮的有关知识与规定画法。

一、直齿圆柱齿轮（直齿轮）(一) 直齿圆柱齿轮各部分名称及有关参数（图9-45）1、齿顶圆（直径d1）通过圆柱齿轮齿顶的曲面称为齿顶圆柱面。

齿顶圆柱面与端平面的交线称为齿顶圆。

2、齿根圆（直径d2）通过圆柱齿轮齿根的曲面称为齿根圆柱面。

齿根圆柱面与端平面的交线称为齿根圆。

３.分度圆（直径d）齿轮设计和加工时计算尺寸的基准圆称为分度圆。

它位于齿顶圆和齿根圆之间，是一个约定的假想圆。

４.节圆（直径d）两齿轮合时，位于连心线OO上的两齿廓点P，称为节点。

分别以O O为圆心，OP为半径所作的两个相切的园称为节圆。

正确安装的标准齿轮的d=d。

5.齿高h轮齿在齿顶圆与齿根圆之间的径向距离称为齿高。

齿高h分为齿顶高h，齿根高h两段（h=h+h）:齿根高h齿根圆与分度圆之间的径向距离；吃根高h齿根圆与分度圆之间的径向距离；6.齿数z即轮齿的个数，它是齿轮计算的主要参数之一。

8.模数m由于分度圆周长πd=pz所以 d=p/πz令 p/π=m则 d=mz式中m称为齿轮的模数，它等于齿距与圆周率π的比值。

模数以毫米为单位，为了便于设计和制造，模数的数值已标准化，如图9-12所示。

模数是设计、制造齿轮的重要参数。

由于模数m与齿距p成正比。

而p决定了轮齿的大小，所以m的大小反映了轮齿的大小。

模数大，轮齿大，在其他条件相同的情况下，轮齿的承载能力也就大，反之承载能力就小。