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索氏提取器蜗杆蜗轮传动及直齿圆锥齿轮传动的特点

发布时间:2016-12-16 08:50:00 点击:

本章重点分析渐开线直齿圆柱齿轮机构的啮合特性和齿轮机构设计的基本 方法。索氏提取器在此基础上,简要介绍了平行轴斜齿圆柱齿轮传动•●、交错轴斜齿轮传动•●、 蜗杆蜗轮传动及直齿圆锥齿轮传动的特点•●、标准参数及基本尺寸计算。 !"# 齿轮机构的应用•●、特点和分类 !"#"# 齿轮机构的特点和应用 齿轮机构用以传递空间任意两轴之间的运动和动力,它具有传递功率范围 大•●、效率高•●、传动比准确•●、使用寿命长•●、工作安全可靠的特点。是现代机械中应用 最广泛的一种传动机构。 !"#"$ 齿轮机构的分类 按照一对齿轮的传动比是否恒定,可将其分为两大类:其一是定传动比的齿 轮机构,该机构中齿轮呈圆形的,称为圆形齿轮机构,应用最为广泛;其二是变传 动比齿轮机构,齿轮一般呈非圆形的,故称为非圆齿轮机构,仅在某些特殊机械 中使用。 按照一对齿轮传递的相对运动是平面运动还是空间运动,可分为平面齿轮 机构和空间齿轮机构两类。作平面相对运动的齿轮机构称为平面齿轮机构,用 作两平行轴间的传动;



作空间相对运动的齿轮机构称为空间齿轮机构,用作非平 行两轴线间的传动。具体类型见表 !"#。 表 !"# 圆形齿轮机构的类型 平 面 齿 轮 机 构 传递平行轴运动的直齿圆柱齿轮机构 外啮合齿轮机构 内啮合齿轮机构 齿轮与齿条 传递平行轴运动的斜齿圆柱齿轮机构 人字齿轮机构 空 间 齿 轮 机 构 传递交错轴运动的外啮合齿轮机构 交错轴斜齿轮机构 蜗轮蜗杆机构 #"! 第!章 齿轮机构及其设计 续表 空 间 齿 轮 机 构 传递相交轴运动的外啮合圆锥齿轮机构 直齿圆锥齿轮机构 斜齿圆锥齿轮机构 曲齿圆锥齿轮机构 !"# 齿廓啮合基本定律 一对齿轮传动,是通过主动轮轮齿的齿廓推动从动轮轮齿的齿廓来实现的。 对齿轮传动最基本的要求是传动准确•●、平稳,即要求瞬时传动比必须保持不变。 否则,当主动轮以等角速度回转时,从动轮作变角速度转动,所产生的惯性力不 仅影响齿轮的寿命,而且还会引起机器的振动和噪声,影响工作精度。为此,需 要研究轮齿的齿廓形状应符合什么条件才能满足齿轮瞬时传动比保持不变的要 求,即齿廓啮合基本定律。 图 !"# 所示为两齿廓 !# •●、!$ 某一瞬时在 " 点啮合,设主•●、从动轮角速度分 别为!# •●、!$ ,过 " 点作两齿廓的公法线 #— #,其与两轮连心线 $# •●、$$ 的交点为 %。由三心定理可知 % 点为两轮的相对瞬心,故 !%# % !%$ ,所以该对齿轮的传动 比为 &#$ % !# !$ % $$ % $# % (!"#) 上式表明:一对齿轮传动在任意瞬时的传动比等于其连心线 $# $$ 被接触 点的公法线 #— # 所分割的线段的反比,这个规律称为齿廓啮合基本定律。 由齿廓啮合基本定律可知,若要求一对齿轮的传动比恒定不变,则上述点 % 应为连心线 $# •●、$$ 上一固定点。由此可得,要使两轮传动比为一常数,则其齿 廓曲线必须符合:不论两齿廓在任何位置相啮合,过其啮合点所作的公法线都必 


!"# 齿廓啮合基本定律 #’& 图 !"# 齿廓啮合基本定律 须通过两连心线上的一固定点 !。通常称 ! 点为节点,分别以 "# •●、"$ 为圆心过 ! 点所作的两个相切的圆称为节圆,其半径分别用 ## % •●、#$ % 表示。一对圆柱齿轮 传动可视为一对节圆所作的纯滚动。如果两轮中心 "# •●、"$ 发生改变,两轮节圆 的大小也将随之改变,所以 $#$ & !# !$ & "$ ! "# ! & #$ % ## % (!"$) 凡能满足齿廓啮合基本定律的一对齿廓称为共轭齿廓。只要给定轮 # 的齿 廓曲线 %# ,则根据齿廓啮合基本定律用作图法就可确定轮 $ 的共轭齿廓曲线 %$ ,因此,在理论上满足一定传动比规律的共轭齿廓曲线是很多的。但在生产 实践中,选择齿廓曲线时,还必须从设计•●、制造•●、安装和使用等方面予以综合考 虑。对定传动比齿轮传动,其齿廓曲线目前最常用的有渐开线•●、摆线•●、变态摆线 等。而渐开线齿廓具有良好的传动性能,同时具有便于制造•●、安装•●、测量等优点。 故被广泛应用。 !"# 渐开线齿廓 !"#"$ 渐开线齿廓的形成及其性质 如图 !"$ 所示当一直线 &’ 在圆周上作纯滚动时,其上任一点 ’ 的轨迹 (’ 即为该圆的渐开线。该圆称为渐开线的基圆,其半径用 #’ 表示;直线 &’ 称为 渐开线的发生线,角"’ &!("’ 称为渐开线上点 ’ 的展角。 #)( 第!章 齿轮机构及其设计 根据渐开线的形成过程可知,渐开线具有下列特性: (!)发生线在基圆上滚过的长度 !"等于基圆上被滚过的弧长 ) #!,即 !" " ) #!。 (#)当发生线沿基圆作纯滚动时,切点 ! 为其转动中心,故发生线上点 " 的速度方向与渐开线在该点的切线 $— $ 方向重合,即发生线!"是渐开线在" 点 的法线;又因为发生线总是基圆的切线,故渐开线上任意点的法线必与基圆相 切。 ($)发生线与基圆的切点 ! 是渐开线上 " 点的曲率中心,而线段!"是其曲 率半径。由此可知!" " !",渐开线离基圆愈远曲率半径愈大,而离基圆愈近曲 率半径愈小,在基圆上曲率半径为零。 (%)渐开线形状完全取决于基圆的大小



,基圆半径愈大,曲率半径 !"愈大, 渐开线愈平直,当基圆半径趋于无穷大时,渐开线则成为与发生线 !"垂直的一 条直线(如齿条的直线齿廓亦为渐开线),如图 &’$ 所示。 (()基圆内无渐开线。 图 &’# 渐开线齿廓 的形成及性质 图 &’$ 基圆与渐开线 形状的关系 !"#"$ 渐开线的极坐标方程 如图 &’ # 所示,设 ) #"为某齿轮的渐开线齿廓,它与另一齿轮的渐开线齿廓 于 " 点啮合," 点的向径"%用 &" 表示。传动时,作用于 " 点的力的方向线 !" 与该点的速度方向!" 所夹的锐角"" ,称为渐开线在该点的压力角,由图示可知 )*+"" " &, &" !"# 渐开线齿廓 !(- !" ! !" #$%!" (&’() 从上式可知:渐开线上每一点的压力角各不相等,当 !" ! !" 时,则!" ! ),即 基圆处的压力角等于零。

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