第7章齿轮传动齿轮传动的精度齿轮结构7.1概述按照齿廓曲线的形状，齿轮传动又可分为渐开线齿轮传动、摆线齿轮传动和圆弧齿轮传动。按齿轮传动是否封闭，齿轮传动还可分为开式齿轮传动和闭式齿轮传动。齿轮传动在工作过程中两项基本要求。①传动平稳：要求齿轮传动的瞬时传动比不变，尽量减小冲击、振动和噪声，以保证机器的正常工作。②承载能力高：要求在尺寸小、重量轻的前提下，轮齿的强度高、耐磨性好，在预定的使用期限内不出现断齿、齿面点蚀及严重磨损等失效现象。图7-1齿轮传动的主要类型7.2.1渐开线的形成和性质根据渐开线的形成，可知渐开线具有下列性质。图7-2渐开线的形成及齿廓啮合基本定律①发生线从位置I滚到位置Ⅱ时，发生线沿基圆滚过的长度等于基圆上被滚过的弧长，即②渐开线上任一点的法线必与基圆相切。发生线沿基圆作纯滚动，所以为渐开线上K点的法线，且必与基圆相切。又是K点的曲率半径，B点为曲率中心，因此渐开线各点的曲率半径是变化的，K点离基圆越远，曲率半径越大，渐开线形状越平缓。③渐开线的形状取决于基圆的大小。同一基圆上的渐开线形状完全相同。基圆越大，渐开线越平直，基圆半径趋向无穷大时，渐开线就成为直线（见图7-3）。④因渐开线是从基圆开始向外展开的，故基圆以内无渐开线。⑤渐开线上各点压力角不相等。离基圆越远，压力角越大。上式表明：相互啮合传动的一对齿轮，在任一啮合位置时的传动比都与连心线O1O2被啮合点K处的公法线nn所分成的两线段成反比。如果要求两轮的传动比恒定，则必须使过啮合点所作的公法线nn与连心线O1O2的交点即P点为固定点。这就是齿廓啮合的基本定律。齿轮各部分名称、基本参数及图7-32锻造齿轮结构——腹板式10直齿圆柱齿轮传动设计计算准则及主要设计参数的选择良好的润滑可以减少齿轮传动的磨损、降低噪声、散热和防锈蚀。11齿轮结构失效概率（按使用要求提出）齿制ha*=1，短齿制ha*=0.斜齿圆柱齿轮传动，u可取6～7。表7-6最小安全系数SH、SF齿轮润滑油的选择由齿轮的类型、工况、载荷、速度和温升等条件决定。④齿向载荷分布系K1齿轮各部分名称及符号特别不重要的飞机、汽车、拖拉机用齿轮h=(2ha*+c*)m常用的精度等级是5、6、7、8级。内啮合圆柱齿轮传动，当标准安装时，其标准中心距计算公式为图7-8渐开线齿廓的啮合2．中心距可分离性渐开线齿轮的传动比等于两轮基圆直径的反比。对于标准齿轮，这一可分性只限于制造、安装误差和轴的变形、轴承磨损等微量范围内。中心距增大，两轮齿侧的间隙增大，传动时会产生冲击、噪声等3．齿廓间作用的压力方向不变4．齿廓间的相对滑动两轮在节点处的速度相同，所以节点处齿廓间没有相对滑动，距节点愈远，齿廓间的相对滑动愈大。7.3.1齿轮各部分名称及符号1．齿顶圆、齿根圆、基圆、分度圆分别用da、df、db和d表示。2．齿厚、齿槽宽和齿距用sk表示。用ek表示。用pk表示。pk=sk+ek分度圆处的p、s、ep=s+e用ha表示。用hf表示。用h表示。h=ha+hf1．模数分度圆直径d与齿距p及齿数z之间的关系为d=pz或式中，为无理数，计算d时很不方便。为了便于齿轮的设计、制造、测量及互换使用，人为地把规定为简单有理数并标准化，称为齿轮的模数，用m表示，其单位为mm，即第一系列采用=22.5°或=25°。当=25°时，ha*=1，c*=0.2。如果用模数来表示轮齿的齿顶高和齿根高，则可写为m、、ha*和c*均为标准值，且s=e的齿轮，称为标准齿轮。5、中心距渐开线直齿圆柱齿轮分为外齿轮（见图7-5）、内齿轮（见图7-6）和齿条（见图7-7）三种。图7-6内齿轮图7-7齿条名称7.4.1正确啮合条件两轮的相邻轮齿同侧齿廓沿法线的距离（称法向齿距，以pn表示）必须相等，即pn1=pn2前对齿在1点啮合时，后对齿不是相互嵌入，就是分离，均不能正确啮合。图7-9正确啮合条件式中，表示实际啮合线段与基圆齿距pb的比值，称为重合度。重合度越大，表示同时参加啮合的轮齿对数越多，传动越平稳。重合度的详细计算公式可参阅有关机械设计手册。对于标准直齿圆柱齿轮传动，其重合度一般大于1，故可保证连续传动。图7-10连续传动条件标准中心距也可表示为两轮分度圆半径之和内啮合圆柱齿轮传动，当标准安装时，其标准中心距计算公式为7.5.1齿轮轮廓加工方法1、仿形法仿形法是用圆盘铣刀（见图7-11）或指状铣刀（见图7-12）在普通铣床上将轮坯齿槽部分的材料逐渐铣掉。图7-11圆盘铣刀切制齿轮图7-12指状铣刀切制齿轮1）．齿轮插刀2）．齿轮插刀3）．齿轮滚刀图7-13齿轮插刀切制齿轮图7-14齿条插刀切制齿轮图7-15齿轮滚刀切制