测控装置结构设计课件.ppt

XCHL,测控装置结构设计课件,1,第六章齿轮传动,6.1概述6.2齿廓啮合基本定律6.3渐开线齿廓曲线6.4渐开线齿轮各部分的名称、符号和几何尺寸计算6.5渐开线直齿圆柱齿轮的正确啮合条件6.6渐开线齿廓的切制原理、根切和最少齿数6.7齿轮传动的失效形式和材料6.8轮系6.9齿轮传动精度6.10齿轮传动链的设计,,XCHL,测控装置结构设计课件,2,6.1概述,齿轮传动的三种功能传递任意两轴之间的运动和转矩变换运动的方式，将转动变为移动或将移动变为转动变速将高速变成低转速，或将低转速变成高转速齿轮传动的分类三种分类方法按齿廓曲线渐开线齿轮、摆线齿轮、圆弧齿齿轮按齿线相对齿轮母线方向直齿、斜齿、人字齿、曲线齿按两轴的相对位置（见教材p135）圆柱齿轮传动、圆锥齿轮传动和双曲线回转体齿轮传动（如螺旋齿轮传动）,XCHL,测控装置结构设计课件,3,平行轴齿轮机构,直齿圆柱齿轮传动spurgear,斜齿圆柱齿轮传动helicalgear,人字齿圆柱齿轮传动double-helicalgear,直齿内齿轮传动internalgear,斜齿内齿轮传动helicalinternalgear,XCHL,测控装置结构设计课件,4,相交轴齿轮机构GearswithIntersectingAxes,斜齿齿轮齿条传动helicalrack,直齿齿轮齿条传动rack,XCHL,测控装置结构设计课件,5,交错轴齿轮机构GearswithSkewAxes,XCHL,测控装置结构设计课件,6,齿轮传动的特点传动比恒定传动效率高传递功率和转速范围较大直齿圆柱齿轮传动精度高结构简单紧凑，工作可靠，寿命长制造安装较为复杂，价格较高高速传动场合里噪音和振动难消除不适用距离较远的两轴间的力和力矩传动返回本章首页,XCHL,测控装置结构设计课件,7,7.2齿廓啮合基本定律,齿廓啮合的原理齿廓啮合的基本要求接触点K处的法向线速度必须相等。齿廓啮合的基本定律数学描述文字描述不论两齿廓在任何位置接触，过接触点的公法线必须与两齿轮的连心线交于一定点P。结论齿轮的齿廓曲线必须满足齿廓啮合基本定律才能实现齿轮的正确传动，符合这种要求的齿廓曲线有渐开线、摆线及修正摆线等。常用的是渐开线齿轮。,返回本章首页,XCHL,测控装置结构设计课件,8,齿廓啮合的原理图,,,,,,,,O2,O1,N2,N1,C1,C2,P,K,,w2,,w1,返回本节首页,定点P称为节点，分别以O1和O2为圆心，O1P和O2P为半径画圆，称它们为两齿轮的节圆。符合齿廓啮合的基本定律的两齿轮传动相当于它们的对应节圆在作纯滚动。,XCHL,测控装置结构设计课件,9,7.3渐开线齿廓曲线,渐开线的形成发生线在基圆上作纯滚动渐开线的基圆渐开线的发生线渐开线的展角渐开线的性质渐开线上任意点的法线是基圆的切线；渐开线上任意点的曲率半径等于基圆上被展开的圆弧长；渐开线从基圆开始向外扩展，基圆内无渐开线；渐开线的形状取决于基圆。渐开线方程渐开线齿廓满足啮合基本定律渐开线齿廓的形成,返回本章首页,XCHL,测控装置结构设计课件,10,一、渐开线形成,发生线,基圆,,向径,展角,压力角,,,,基圆半径rb,rK,渐开线齿廓曲线特点,,,,XCHL,测控装置结构设计课件,11,二、渐开线特性,2.法线切于基圆.,4.渐开线形状取决于rb.,5.基圆内渐开线.,无,B,A,rK,▲推论,同一基圆上两条渐开线间的公法线长度处处相等等于两渐开线间的基圆弧长。,A1,A2,,,,XCHL,测控装置结构设计课件,12,基圆越小，渐开线越弯曲；基圆越大，渐开线越平直。当基圆半径为无穷大时，渐开线变成直线，此时，齿轮变成齿条。,基圆对渐开线的形状的影响,返回本节首页,XCHL,测控装置结构设计课件,13,三、渐开线方程,1.,2.qK∠NOA-aK,tgaK-aK,令invaKtgaK-aK..,invaK称渐开线函数.,渐开线方程{,invaKtgaK-aK.,N,A,,,,XCHL,测控装置结构设计课件,14,四、渐开线齿廓的啮合特点,1.啮合线为一直线,,,,,啮合线,啮合点在固定平面上的轨迹线.,两齿廓所有接触点的公法线均重合,传动时啮合点沿两基圆的内公切线移动。,2.传动比恒定,公法线不变,节点P为定点.,作用力方向恒定,传动比恒定,,,,XCHL,测控装置结构设计课件,15,,,O1,O2,O1,O2,,,,,3.中心可分离性,i12i12,若中心距略有误差,传动比不变,,,,XCHL,测控装置结构设计课件,16,渐开线齿廓的形成,,返回本节首页,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,XCHL,测控装置结构设计课件,17,7.4渐开线齿轮各部分的名称、符号和几何尺寸计算,一、名称和符号齿顶圆ra齿根圆rf齿槽宽ek齿厚sk齿距pkskek分度圆直径d2r，齿厚s，齿槽宽e标准齿轮se周节p分度圆齿距p≡πd/zse＝2s＝2e，齿数z,XCHL,测控装置结构设计课件,18,内齿轮几何尺寸,XCHL,测控装置结构设计课件,19,模数mp/π，dmz，模数已标准化，见教科P141分度圆压力角α分度圆上是正压力和速度的夹角cosαrb/r压力角已标准化α20或15基圆rbrcosα基节pb基圆齿距pb≡2πrb/z，pbpcosα齿顶高haha*m齿顶高系数ha*已标准化ha*1或0.8短齿齿根高hfha*C*m顶隙系数C*当m≥1时，C*0.25；当m≤1时，C*0.35齿宽b,,XCHL,测控装置结构设计课件,20,（一）齿轮基本尺寸的名称和符号,二、渐开线直齿圆柱齿轮的基本参数和几何尺寸总结,同一圆上,齿根圆（df和rf）,齿顶圆（da和ra）,分度圆（d和r）,基圆（db和rb）,,齿厚si,齿槽宽ei,齿距pi,,1、分度圆与模数,模数,人为地把mipi/规定为简单的有理数，该比值称为模数。,分度圆,齿数，模数，压力角是决定渐开线形状的三个基本参数。,XCHL,测控装置结构设计课件,21,注意模数m、分度圆压力角α、齿顶高系数ha*及顶隙系数C*都是标准化的参数。设计计算时需根据标准进行选取。下列是常用的模数表。,表6－1渐开线圆柱齿轮的模数GB1357-87mm,XCHL,测控装置结构设计课件,22,齿条,比较,标准齿轮m、、h*a、c*（15或20）为标准值且es几何尺寸计算公式（P142表8-3）,,,,XCHL,测控装置结构设计课件,23,三、标准齿条特点1）齿廓为一直线，压力角α不变，也称为齿形角。2）与分度线平行的任一条直线上齿距p相等pm,齿轮与齿条比较,,,,XCHL,测控装置结构设计课件,24,四、内齿轮,1）齿廓内凹2）根圆大于顶圆3）顶圆必须大于基圆,任意圆齿厚,,,,XCHL,测控装置结构设计课件,25,7.5渐开线直齿圆柱齿轮的正确啮合条件,渐开线齿轮的啮合过程理论啮合线段N1N2实际啮合线段B1B2齿廓工作段一对渐开线齿轮正确啮合的条件一对渐开线直齿圆柱齿轮齿廓的啮合特性一对渐开线齿轮的啮合传动渐开线齿轮连续啮合条件一对渐开线轮齿的啮合过程重合度及连续传动条件重合度与基本参数的关系,XCHL,测控装置结构设计课件,26,渐开线齿轮的啮合过程,一对具有渐开线齿廓齿轮的啮合传动，是依靠主动齿轮的齿廓推动从动齿轮的齿廓来实现的。理论啮合线段N1N2实际啮合线段B1B2齿廓工作段,,,,,,,,,,,,,,XCHL,测控装置结构设计课件,27,一对渐开线齿轮正确啮合的条件,一对渐开线齿轮正确啮合的条件一对渐开线直齿圆柱齿轮齿廓的啮合特性能保证实现恒定传动比传动啮合线是两基圆的一条内公切线中心距的变化不影响角速比啮合角是随中心距而定的常数一对渐开线齿轮的啮合传动正确啮合条件无侧隙啮合传动顶隙,XCHL,测控装置结构设计课件,28,可以证明渐开线齿轮齿廓的啮合传动满足齿廓啮合基本定律。,一对渐开线直齿圆柱齿轮齿廓的啮合特性1,1、能保证实现恒定传动比传动,XCHL,测控装置结构设计课件,29,,,啮合线两齿廓啮合点在机架相固连的坐标系中的轨迹。啮合线、齿廓接触点的公法线、正压力方向线都是两基圆的一条内公切线。,2、啮合线是两基圆的一条内公切线,一对渐开线直齿圆柱齿轮齿廓的啮合特性2,XCHL,测控装置结构设计课件,30,,一对渐开线直齿圆柱齿轮齿廓的啮合特性,,渐开线齿廓啮合的中心距可变性当两齿轮制成后，基圆半径便已确定，以不同的中心距a或a安装这对齿轮，其传动比不会改变。,3、中心距的变化不影响角速比,啮合角过节点所作的两节圆的内公切线tt与两齿廓接触点的公法线所夹的锐角。用表示。,一对齿廓啮合过程中，啮合角始终为常数。当中心距加大时，啮合角随中心距的变化而改变。,啮合角在数值上等于节圆上的压力角。,XCHL,测控装置结构设计课件,31,一对渐开线齿轮的啮合传动,两齿轮的相邻两对轮齿分别K在和K同时接触，才能使两个渐开线齿轮搭配起来并正确的传动。,（一）正确啮合条件,齿轮的啮合过程,XCHL,测控装置结构设计课件,32,欲使两齿轮正确啮合，两轮的法节必须相等。,,,,,,法节齿轮上两相邻轮齿同侧齿廓在法线上的距离。用pn表示。,XCHL,测控装置结构设计课件,33,（二）无侧隙啮合传动,齿轮的啮合过程,正确安装中心距无侧隙啮合的中心距称为正确安装中心距。,XCHL,测控装置结构设计课件,34,顶隙一对相互啮合的齿轮中，一个齿轮的齿根圆与另一个齿轮的齿顶圆之间在连心线上度量的距离，用C表示。,（三顶隙（也称径向间隙）,XCHL,测控装置结构设计课件,35,连续传动的条件,1）一对渐开线轮齿的啮合过程,,啮合的终止点主动轮的齿顶圆与啮合线N1N2的交点B1。,齿轮的啮合过程,一对轮齿在啮合线上啮合的,起始点从动轮2的齿顶圆与啮合线N1N2的交点B2,XCHL,测控装置结构设计课件,36,（2）重合度及连续传动条件,连续传动的条件,,,,,,,XCHL,测控装置结构设计课件,37,连续传动的条件,XCHL,测控装置结构设计课件,38,3重合度与基本参数的关系,同理,又由于,从上式可知,a与m无关,而与齿数有关z1,z2,a，在直齿圆柱齿轮中max1.98。齿轮齿条传动a,连续传动的条件,而,XCHL,测控装置结构设计课件,39,7.6渐开线齿廓的切制原理、根切和最少齿数,一、齿廓切制原理（一）仿形法p148（二）范成法范成法是齿轮刀具（形状也是齿轮）与被切齿轮对滚来形成轮齿的方法。实质是利用渐开线包络形成齿廓曲线。插齿法p149滚齿法p149二、齿廓根切现象,XCHL,测控装置结构设计课件,40,仿形法ing,铣齿GearMilling仿形法加工齿轮时，刀具的形状与齿轮的齿槽形状相同。用一般铣床即可以铣去齿槽的金属而形成齿轮的轮齿。请仔细观察其加工情况。,XCHL,测控装置结构设计课件,41,拉刀拉齿GearBroaching拉刀拉齿主要用来拉削内齿轮，拉刀的最终形状与齿轮的完整的齿槽空间相同，它是仿形法加工的一种，因拉刀的制造成本高，故它适用于批量生产的情况。冲压齿轮GearStamping冲头的形状与完整的齿轮或完整的齿槽的形状相同，它可以冲压出外齿轮，也可以冲压出内齿轮。它适用于批量生产。,XCHL,测控装置结构设计课件,42,铣齿,拉刀拉齿,冲压齿轮,XCHL,测控装置结构设计课件,43,范成法Generating,利用轮齿啮合时齿廓曲线互为包络线的原理来加工齿廓，其中一个齿轮（或齿条）作为刀具，另一个齿轮则为被切齿轮毛坯，刀具相对于被切齿轮毛坯运动时，刀具齿廓即可切出被加工齿轮的齿廓。,XCHL,测控装置结构设计课件,44,,,,,范成法形成渐开线,ra,,rf,44,XCHL,测控装置结构设计课件,45,刀具及其齿形齿条插刀Rack-GeneratingCutter又称梳刀齿轮插刀GearShapingCutter的形状与外齿轮相似，它不但能够加工外齿轮，还能加工内齿轮。,XCHL,测控装置结构设计课件,46,连续切削、生产率高、精度高,滚齿刀加工,齿条插刀,范成法加工特点,XCHL,测控装置结构设计课件,47,切削过程中的运动范成运动GeneratingMotion齿条插刀加工齿轮时，刀具的节线与被加工齿轮齿坯的分度圆相切并作纯滚动运动，齿轮插刀加工齿轮时，刀具的节圆与齿坯节圆相切并作纯滚动运动，该运动称为范成运动。齿条插刀梳刀插齿切削运动及其它运动CuttingMotionandOtherMotion切削运动刀具沿齿轮毛坯轴向的切齿运动。让刀运动插齿刀具返回时,为避免擦伤已加工出的齿廓,工件后退的运动。进给运动为了加工出全齿高，刀具沿齿轮毛坯径向的进给运动。齿条插刀插齿齿轮插刀插外齿齿轮插刀插内齿磨齿,XCHL,测控装置结构设计课件,48,滚齿加工的特点CharacteristicofGearHobbing为了克服齿条插刀插齿的切削不连续和齿条刀齿数一定与被加工齿轮齿数为任意的矛盾，提出滚齿加工。滚刀在轮坯端面的投影相当于直线齿形的齿条，滚刀旋转时，相当于直线齿廓的齿条沿其轴线方向连续不断移动，从而可以加工任意齿数的齿轮。滚齿法既可以加工直齿轮，又能很方便地加工出斜齿轮，它是齿轮加工中普遍应用的方法。,XCHL,测控装置结构设计课件,49,（1）同侧齿廓为互相平行的直线。（2）齿条齿廓上各点的压力角均相等，且数值上等于齿条齿形角。（3）凡与齿条分度线平行的任一直线上的齿距和模数都等于分度线上的齿距和模数。,1、渐开线齿条的几何特点,XCHL,测控装置结构设计课件,50,2、渐开线齿轮齿条的啮合特点,,,,,,,,,,,,,,,r1,,,,,,,rb1,o1,,,,n,n,,,,p,k,N1,v2,,,节线,分度线,,,,,,,,,,,,,,,,,,,r1,,,,,,,rb1,o1,,,n,n,,,,p,k,N1,v2,,,节线,分度线,,,,,,,,,,,,,,,a,b,1齿轮齿条传动的中心距为齿轮中心到齿条分度线的垂直距离。齿轮齿条传动也具有中心距可变性。,,,,,,,,,,,,,,,,,,XCHL,测控装置结构设计课件,51,,2齿廓公法线为一固定直线nn，与中心线的交点为固定点P（节点）。啮合时齿轮节圆与分度圆始终重合，但齿条的节线与分度线位置随中心距的变化而不同。,XCHL,测控装置结构设计课件,52,3齿轮齿条传动时无论中心距增大还是减小，其啮合角始终不变，且数值上等于齿条齿廓的齿形角。,,,,,,,,,,,,,,,r1,,,,,,,rb1,o1,,,n,n,,,,p,k,N1,v2,,,节线,分度线,,,,,,,,,,,,,,,,,,,r1,,,,,,,rb1,o1,,,n,n,,,,p,k,N1,v2,,,节线,分度线,,,,,,,,,,,,,,,a,b,,,,,,,,,,,,,,,,,（4）齿条移动的速度为,XCHL,测控装置结构设计课件,53,齿条刀中线与齿轮坯分度圆相切，并使它们之间保持纯滚动。这样切出的齿轮必为标准齿轮Sehahamhfhac*m,*,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,ha,*,cm,,ha,cm,,,,,,,,hac*m,,ham,,,,s,p,,,,,,,,2,m,分度圆,中线,m,,*,*,*,*,,,,,*,*,,,,3、用齿条刀切制轮齿,a、标准齿轮的切制,（分度线）,XCHL,测控装置结构设计课件,54,齿条刀中线由切制标准齿轮的位置沿轮坯径向远离或靠近齿轮中心所移动的距离称为径向变位量xm（简称变位量），其中x称为径向变位系数（简称变位系数）。,,,,,,,分度圆,分度圆,,,,中线,节线,节线,中线,中线,节线,xm,,,,,,,xm,齿条刀中线相对于被切齿轮分度圆可能有三种情况,,b、变位齿轮的切制,XCHL,测控装置结构设计课件,55,,,,,,,分度圆,分度圆,,,,中线,节线,节线,中线,中线,xm,,,,,,,xm,1齿条刀中线与轮坯分度圆相离加工出的齿轮为正变位齿轮，用x0表示正变位，切出的齿轮分度圆的齿厚s大于齿槽宽e,齿根高hfham。,*,*,,XCHL,测控装置结构设计课件,56,（2）齿条刀中线与轮坯分度圆相交，加工出的齿轮为负变位，xhac*m。,,,,,,,分度圆,分度圆,,,,中线,节线,节线,中线,中线,xm,,,,,,,xm,*,*,,XCHL,测控装置结构设计课件,57,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,负变位齿轮,正变位齿轮,标准齿轮,分度圆,,若用同一把齿条刀切出齿数相同的标准齿轮、正变位齿轮及负变位齿轮的轮齿，它们的齿廓是相同基圆上的渐开线（齿形一样），只是取渐开线的不同部位作为齿廓。,XCHL,测控装置结构设计课件,58,当时，两分度圆分离；时，两分度圆相交。,C、变位齿轮传动的中心距a及中心距变动系数y,式中,y分度圆分离系数（中心距变动系数）,,,,,,,,,,,,,,,,r2,,,r1,,,,O1,O2,,,,,,ym,,,,,,a,时y0,时y0,当,,,,XCHL,测控装置结构设计课件,59,齿廓根切用范成法切制齿轮时，有时刀具会把轮齿根部已切制好的渐开线齿廓再切去一部分，这种现象称为齿廓根切。,产生根切的原因当刀具齿顶线与啮合线的交点超过啮合极限点N，刀具由位置Ⅱ继续移动时，便将根部已切制出的渐开线齿廓再切去一部分。,,,,,,,,,齿轮根切现象,4、不产生齿廓根切的条件,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,r,rb,p,,N,,,B,刀刃,,,节线,0,,,,齿顶线,1,,B,2,Ⅱ,XCHL,测控装置结构设计课件,60,,,,,,,,rb,r,,,刀具齿顶线,啮合线,节点,,,,,,rf,60,回到节首,XCHL,测控装置结构设计课件,61,要避免根切，应使齿条刀的齿顶线与啮合线的交点B2不超过啮合线与齿轮基圆的切点N1。,避免根切的方法,,,,,p,,,,,,,,,xm,,,,,,节线,分度线,ham,,,,,,,,,,r,rb,N1,B2,,,,,,,,o,,,*,,,,XCHL,测控装置结构设计课件,62,不发生根切的最少齿数Zmin不发生与发生根切的临界状态为刀具齿顶线通过啮合线与基圆的切点N。当α20，ham时，Zmin17,,,,,,,,,,,N,刀具齿顶线,,62,XCHL,测控装置结构设计课件,63,,,（1）采用变位齿轮,不产生根切的最小变位系数,当20，,1时，,（2）采用足够多的齿数,当,，,，,x0（标准齿轮）时，zmin17,,,,,p,,,,,,,,,xm,,,,,,节线,分度线,ham,,,,,,,,,,r,rb,N1,B2,,,,,,,,o,,,*,,,,返回,标准齿轮不产生根切的最小齿数为zmin17,XCHL,测控装置结构设计课件,64,根据一对齿轮变位系数之和（x1x2）的不同，齿轮传动类型可分为以下几种类型,2）等移距变位齿轮传动（又称高度变位齿轮传动）即x1-x2且不为零,小齿轮取正变位，大齿轮取负变位。无侧隙啮合时节圆与分度圆重合aa,y0。.当z1z2≥2zmin时，可采用这种传动。其主要优点是可以制造出齿数z1zmin而无根切现象；可以使两轮的弯曲强度趋于相等，提高了齿轮的承载能力。,a、零传动（x1x20）,1）标准齿轮传动（x10，x20）无侧隙啮合时，分度圆与节圆重合aa，，z1≥zmin,z2≥zmin,齿轮机构的传动类型与功用,XCHL,测控装置结构设计课件,65,（1）可以减少齿轮机构的尺寸当z1z20的传动）,节圆大于分度圆,，,，,。,正传动与标准齿轮传动相比有如下特点,c、负传动（x1x22Zmin。此类传动一般不用，只有在aa的场合才不得不用。,′,a′a,y0,返回,XCHL,测控装置结构设计课件,66,6.7齿轮传动的失效形式和材料,一、齿轮传动失效的主要形式p162轮齿的折断齿根载荷过大，应力集中，冲击或疲劳加强齿根，光滑齿面，齿面表面强化齿面点蚀只发生有润滑的闭式齿轮，齿面疲劳引起噪声和振动光滑齿面，硬化齿面，加强润滑，减少齿面弯曲齿面磨损软硬齿面磨损和异物磨损,XCHL,测控装置结构设计课件,67,齿厚减薄，强度失效硬化齿面，光滑齿面，加强润滑，减少齿面弯曲，防止异物夹入齿面间齿面胶合表面粘合焊接撕裂剥落形成沟痕抗胶合材料，大小齿轮硬度差，硬化齿面，光滑齿面，抗胶润滑油，减少齿面弯曲二、齿轮材料根据载荷，温度，介质，速度选择考虑工作，寿命，工艺，成本四方面常用45或40Cr，调质，表面淬火或表面化学处理,XCHL,测控装置结构设计课件,68,轮齿的失效,一、失效形式,1、轮齿折断,齿根弯曲应力大；齿根应力集中。,措施增大齿根圆角半径；正变位，增大模数；强化处理喷丸、滚压处理。,XCHL,测控装置结构设计课件,69,2、齿面疲劳点蚀,措施提高材料的硬度；加强润滑，提高油的粘度。,轮齿在节圆附近一对齿受力；载荷大；滑动速度低形成油膜条件差；接触疲劳产生的小裂纹-扩展-脱落-凹坑。,XCHL,测控装置结构设计课件,70,3.齿面磨损,加强润滑；开式改闭式传动。,砂粒、金属屑。,措施,XCHL,测控装置结构设计课件,71,措施加减小模数，降低齿高；抗胶合能力强的润滑油；材料的硬度及配对。,4.齿面胶合,高速重载；散热不良；滑动速度大；齿面粘连后撕脱。,XCHL,测控装置结构设计课件,72,措施,5.齿面塑性变形,合理的材料选择；提高硬度,XCHL,测控装置结构设计课件,73,齿面要硬，齿芯要韧；良好的加工性能及热处理性能。,经济性毛坯选择工艺要求热处理方式硬度选择*软齿面硬度350HBS；*软齿面齿轮HBS1-HBS230～50*避免胶合的合适配对软软；软硬；软铁；硬硬。,三、齿轮的材料及热处理,1.对齿轮材料的基本要求,二、设计准则,主要失效形式设计准则,闭式软齿面齿轮传动齿面疲劳点蚀齿面接触疲劳强度准则,闭式硬齿面齿轮传动齿根弯曲疲劳折断齿根弯曲疲劳强度准则,齿轮的材料,XCHL,测控装置结构设计课件,74,（P163（表8-7）钢45、40Cr、20CrMnTi铸钢ZG310-570铸铁HT300、QT500-7有色金属铜合金、铝合金非金属夹布塑胶、尼龙,3.齿轮材料的选择原则,钢制软齿面齿轮要求小齿轮硬度大于大齿轮30-50HBS,1）小齿轮齿根强度较弱2）小齿轮的应力循环次数较多3当大小齿轮有较大硬度差时，较硬的小齿轮会对较软的大齿轮齿面产生冷作硬化的作用，可提高大齿轮的接触疲劳强度,2.常用齿轮材料,原因,XCHL,测控装置结构设计课件,75,6.8轮系,,齿轮系由一系列齿轮组成的传动机构称为齿轮系,定轴轮系传动,轮系变速传动2,XCHL,测控装置结构设计课件,76,齿轮的组合传动,XCHL,测控装置结构设计课件,77,分类,,（1）定轴轮系,定轴轮系当齿轮系转动时，若其中各齿轮的轴线相对于机架的位置都是固定不动的。,轮系的分路传动,XCHL,测控装置结构设计课件,78,,（2）行星轮系,,,行星轮系当齿轮系转动时，若其中至少有一个齿轮的几何轴线绕另一齿轮的固定几何轴线运动。,行星轮系1,XCHL,测控装置结构设计课件,79,3复合轮系,复合轮系既有行星轮系又有定轴轮系或有若干个行星轮系组合而成的复杂轮系。,复合轮系,XCHL,测控装置结构设计课件,80,轮系的传动比,轮系的传动比轮系中首轮与末轮的角速度的比。,,一.单对齿轮的传动比,XCHL,测控装置结构设计课件,81,平面定轴轮系,m为外啮合的对数,XCHL,测控装置结构设计课件,82,行星轮系传动比的计算,（1）行星轮系当齿轮系转动时，若其中至少有一个齿轮的几何轴线绕另一齿轮的固定几何轴线运动。,一.行星轮系及其特点,（2）特点有一方面绕自身的几何轴线O2自转，另一方面又随同转臂H绕几何轴线O1公转的行星轮。,F1（有一个中心轮作了机架）,F2（中心轮都是转动的）,行星轮系1,XCHL,测控装置结构设计课件,83,二.行星轮系传动比的计算,,,,,XCHL,测控装置结构设计课件,84,注意式中“”,,例如,1.转化轮系的传动比可按定轴轮系传动比求解,XCHL,测控装置结构设计课件,85,,解,用n1100r/min,n3200r/min代入,用n1100r/min,n3-200r/min代入,解得nH-100r/min与n1反向）,解得nH700r/min与n1同向）,1、3反向,1、3同向,XCHL,测控装置结构设计课件,86,将nk0代入,故,iH11/i1H10000,（5）对于F1的行星轮系（设k轮固定），,则得,右图,XCHL,测控装置结构设计课件,87,,复合轮系传动比的计算,,,,2.分列方程,3.联立求解,4.注意符号,1.分拆轮系,XCHL,测控装置结构设计课件,88,[例],Z11右旋），z299,z2z4,z4100,z51右旋,z5100,z1101,n1100rpm转向如图），求nH。,解,由2、3、4组成的F2的行星轮系,...（1）,由1、2组成的的定轴轮系,...（2）,由1、5、5、4组成的的定轴轮系,...（3）,,,,,将n2100/99,n4-101/100代入（1），解得nH1/19800（rpm）,XCHL,测控装置结构设计课件,89,6.10齿轮传动链的设计,一、齿轮传动形式的选择传动形式是指传动链各环节由什么类型的齿轮啮合组成。如直齿或斜齿圆柱齿轮，锥齿轮，螺旋齿轮，涡轮涡杆，齿轮齿条等等。从结构条件（空间大小，传动方向），工作速度，精度要求，润滑条件，工艺要求，传动效率，工作寿命等等考虑。可以采用简化设计。二、传动比的分配“先小后大”原则靠近原动轴齿轮副的传动比小，靠近负载轴的齿轮副传动比大。目的是减小从动轴的转角误差，提高传动精度。,XCHL,测控装置结构设计课件,90,--不考虑上级齿轮转角误差的传入，本级齿轮转角误差Δφ2来源于该齿轮的加工和安装误差，即与齿轮、轴和轴承有关，且在啮合传动后由从动轮2表现出来。--轮1传给轮2的转角误差Δφ12Δφ1/i12，即缩小传动比倍。--轮2的总转角误差轮2的转角误差Δφ2轮1传给轮2的转角误差Δφ12，即Δφ12Δφ2Δφ1/i12Δφ2,sr1Δφ1又sr2Δφ12故Δφ12Δφ1r1/r2Δφ1/i12,s,90,XCHL,测控装置结构设计课件,91,--可见主动轮的转角误差要除以传动比后才叠加到从动轮的误差上，靠近原动轴要除的传动比多一些，影响小一些，传动比可小一些；靠近从动轴要除得少一些，影响大一些，传动比应大一些，才能使最后的转角误差较小。用于精密齿轮传动。最小体积原则传动链中各级传动比相等，即各级大小齿轮分度圆直径相等，就是各级齿轮中心距彼此相等。用于一般齿轮传动。最小转动惯量原则在已知总传动比时，用计算线图或导出的公式确定各级传动比。一般也应先小后大，尽量减小第1个齿轮的直径，传动级数37，减小齿轮尺寸，重量。用于经常正反转的齿轮传动等需要转动灵活的构件。,XCHL,测控装置结构设计课件,92,三、齿数模数的确定直齿圆柱齿轮（20压力角）最少齿数1712，一般≥25模数应按结构条件，即传动装置外廓尺寸确定m2a/z11i12四、结构设计齿轮结构齿轮和轴的结构齿轮的支承,XCHL,测控装置结构设计课件,93,作业,P2272298-4、8-7、8-9,,