齿轮机构及其设计

齿轮机构及其设计知识总结，包括齿轮机构的特点、齿轮的啮合过程及连续传动条件、渐开线标准直齿圆柱齿轮、蜗杆蜗轮机构及其设计等内容。

第五章：齿轮机构及其设计

• 齿轮机构的特点
  • 特点
    • ①传动比准确、传动平稳可靠。 ②承载能力强，效率高，寿命长。 ③传动功率范围大，从几瓦到10万千瓦。 ④圆周速度可达300m/s。 ⑤制造安装精度要求较高，需专用设备，加工成本高。
  • 功用
    • 传递空间任意两轴（平行、相交、交错）的运动或动力
• 分类
  • 平面齿轮传动（轴线平行）
    • 圆柱齿轮
      • 直齿
      • 斜齿
      • 分类
        • 外齿轮
        • 内齿轮
        • 齿轮齿条
      • 人字齿
  • 空间齿轮传动（轴线不平行）
    • 两轴相交
      • 圆锥齿轮
        • 直齿
        • 斜齿
        • 曲线齿
    • 两轴交错
      • 交错轴斜齿轮
      • 蜗轮蜗杆
      • 准双曲面齿轮
• 齿轮的啮合过程及连续传动条件
  • 啮合过程
  • 连续传动条件
    • 齿轮传动时，若发现重合度小于1，则修改设计的措施应是增大齿数（pz=d∏)
• 渐开线齿廓
  • 渐开线的形成及性质
    • 一对渐开线直齿圆柱齿轮啮合时，在啮合点处两轮的压力角不一定相等，而在节点啮合时则一定相等
    • 根据渐开线性质，基圆之内没有渐开线，所以渐开线齿轮的齿根圆必须设计的比基圆大（错）
      • 错在“渐开线齿轮的齿根圆必须设计比基圆大”这半句上,因为没有明确规定基圆一定要小于齿根圆.一正常齿制的标准直圆柱齿轮,当齿根轮圆大于基圆时齿数要大于17,如果齿数小于这个值,采用范成法加工齿轮时,齿轮根部要发生根切,因为渐开线是由基圆开始发生的,基圆内没有渐开线,加工出的曲线是将加工好的渐开线切去一部分的形状,即根切现象.
  • 渐开线方程
• 渐开线标准直齿圆柱齿轮
  • 外齿轮
    • 齿轮各部分的名称及符号
    • 为了便于制造、检验和互换使用，国标GB1357-87规定了标准模数系列（了解）
    • 分度圆的压力角是决定渐开线齿形的重要参数
    • 几何尺寸的计算
  • 内齿轮
  • 齿条
  • 易错点
    • 分度圆和标准齿轮的定义
      • 分度圆
        • 齿轮上具有标准模数和标准压力角的圆
        • 分度圆是齿轮设计、制造、检验的基准。一个齿轮只有一个分度圆
      • 标准齿轮
        • 指分度圆上具有标准模数m、标准压力角a、以及标准齿顶高和标准齿根高，且s=e=p/2的齿轮
  • 正确啮合条件
    • 模数相等，压力角相等，齿轮重合度大于1
• 锥齿轮机构及其设计
• 蜗杆蜗轮机构及其设计
• 变位齿轮机构简介
  • 产生背景
  • 齿轮变位修正
  • 变位齿轮与标准齿轮的比较
• 斜齿圆柱齿轮
  • 当量齿轮及当量齿数
    • 概念
      • 当量齿轮：与斜齿轮法面齿形相当的直齿轮，其齿数称为当量齿数
    • 研究的目的
      • 仿形法加工时选择刀号
      • 利用当量齿轮可直接利用直齿轮的某些结论进行强度计算
      • 拿来判断是否根切
  • 斜齿圆柱齿轮齿廓曲面的形成及啮合特点
  • 斜齿圆柱齿轮的基本参数及几何尺寸
  • 斜齿圆柱齿轮的啮合传动及优缺点
• 齿轮的齿廓曲线
  • 齿廓啮合基本定律
    • 相关概念
      • 节曲线：节点P在两齿轮动平面上的轨迹
  • 齿廓曲线的选择
    • 最广泛的是渐开线，其次是摆线（仅用于钟表）和变态摆线（摆线针轮减速器）