《齒輪設(shè)計(jì)指南》由會(huì)員分享，可在線(xiàn)閱讀，更多相關(guān)《齒輪設(shè)計(jì)指南（50頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、1 1.齒廓嚙合基本定律：對(duì)齒輪傳動(dòng)的基本要求是保證瞬時(shí)傳動(dòng)比 i12=1/2= C（常數(shù)） 要使兩齒輪的瞬時(shí)傳動(dòng)比為一常數(shù)，則不論兩齒廓在任何位置接觸，過(guò)接觸點(diǎn)所作的兩齒廓公法線(xiàn)都必須與連心線(xiàn)交于一定點(diǎn)C ，這就是平面齒廓嚙合基本定律。凡能滿(mǎn)足齒廓嚙合基本定律的一對(duì)齒廓稱(chēng)為共軛齒廓，其中以漸開(kāi)線(xiàn)齒廓應(yīng)用最廣vK1和vK2在法線(xiàn)上的分速度應(yīng)相等 v K1cosK1=vK2cos K2 COCONONOcosKO cosKO 1211 221K1 2K221 要保證傳動(dòng)比為定值，C點(diǎn)應(yīng)為連心線(xiàn)上的定點(diǎn)，這個(gè)定點(diǎn)C稱(chēng)為節(jié)點(diǎn)。 一、漸開(kāi)線(xiàn)齒輪的嚙合原理和運(yùn)動(dòng)特性 2 2.漸開(kāi)線(xiàn)及漸開(kāi)線(xiàn)齒廓由漸開(kāi)線(xiàn)的

2、形成可知，它有以下性質(zhì)：1）發(fā)生線(xiàn)在基圓上滾過(guò)的一段長(zhǎng)度等于基圓上相應(yīng)被滾過(guò)的一段弧長(zhǎng)，即 KN=AN2）因N點(diǎn)是發(fā)生線(xiàn)沿基圓滾動(dòng)時(shí)的速度瞬心，故發(fā)生線(xiàn)KN是漸開(kāi)線(xiàn)K點(diǎn)的法線(xiàn)。又因發(fā)生線(xiàn)始終與基圓相切，所以漸開(kāi)線(xiàn)上任一點(diǎn)的法線(xiàn)必與基圓相切。3）發(fā)生線(xiàn)與基圓的切點(diǎn)N即為漸開(kāi)線(xiàn)上K點(diǎn)的曲率中心，線(xiàn)段為K點(diǎn)的曲率半徑。隨著K點(diǎn)離基圓愈遠(yuǎn)，相應(yīng)的曲率半徑愈大；而K點(diǎn)離基圓愈近，相應(yīng)的曲率半徑愈小。4）漸開(kāi)線(xiàn)的形狀取決于基圓的大小。如圖c所示，基圓半徑愈小，漸開(kāi)線(xiàn)愈彎曲；基圓半徑愈大，漸開(kāi)線(xiàn)愈趨平直。當(dāng)基圓半徑趨于無(wú)窮大時(shí)，漸開(kāi)線(xiàn)便成為直線(xiàn)。所以漸開(kāi)線(xiàn)齒條（直徑為無(wú)窮大的齒輪）具有直線(xiàn)齒廓。5）漸開(kāi)線(xiàn)是

3、從基圓開(kāi)始向外逐漸展開(kāi)的，故基圓以?xún)?nèi)無(wú)漸開(kāi)線(xiàn)。 3 K AB pvOrb rkAOrb u k(x,y)uy x 漸 開(kāi) 線(xiàn) 方 程 式 1.用 極 坐 標(biāo) 表 示 b kkbk rrOBBKtg )( kbk kkkk rr tginv cos 2.用 直 角 坐 標(biāo)表 示 X=rbsinu-rbucosu Y=rbcosu+rbusin 4 如圖d所示，兩漸開(kāi)線(xiàn)齒輪的基圓分別為rb1、rb2，過(guò)兩輪齒廓嚙合點(diǎn)K作兩齒廓的公法線(xiàn)N1N2，根據(jù)漸開(kāi)線(xiàn)的性質(zhì)，該公法線(xiàn)必與兩基圓相切。又因兩輪的基圓為定圓，在其同一方向的內(nèi)公切線(xiàn)只有一條。所以無(wú)論兩齒廓在任何位置接觸，過(guò)接觸點(diǎn)所作兩齒廓的公法線(xiàn)為一

4、固定直線(xiàn)，它與連心線(xiàn)O1O2的交點(diǎn)C必是一定點(diǎn)。因此漸開(kāi)線(xiàn)齒廓滿(mǎn)足定角速比要求。 3.漸開(kāi)線(xiàn)齒廓符合齒廓嚙合基本定律12122112 bbrrCOCOi 5 4.漸開(kāi)線(xiàn)齒廓的壓力角在一對(duì)齒廓的嚙合過(guò)程中，齒廓接觸點(diǎn)的法向壓力和齒廓上該點(diǎn)的速度方向的夾角，稱(chēng)為齒廓在這一點(diǎn)的壓力角。如圖e所示，齒廓上K點(diǎn)的法向壓力Fn與該點(diǎn)的速度vK之間的夾角K稱(chēng)為齒廓上K點(diǎn)的壓力角。由圖可知說(shuō)明向徑越大，壓力角越大 kbK rrOKON cos 6 5.嚙合線(xiàn)、嚙合角、壓力作用線(xiàn)一對(duì)齒輪嚙合傳動(dòng)時(shí)，齒廓嚙合點(diǎn)軌跡稱(chēng)為嚙合線(xiàn)。對(duì)于漸開(kāi)線(xiàn)齒輪，無(wú)論在哪一點(diǎn)接觸，接觸齒廓的公法線(xiàn)總是兩基圓的內(nèi)公切線(xiàn)N1N2（圖d）。

5、齒輪嚙合時(shí)，齒廓接觸點(diǎn)又都在公法線(xiàn)上，因此，內(nèi)公切線(xiàn)N1N2即為漸開(kāi)線(xiàn)齒廓的嚙合線(xiàn)。過(guò)節(jié)點(diǎn)C作兩節(jié)圓的公切線(xiàn)，它與嚙合線(xiàn)N1N2間的夾角稱(chēng)為嚙合角。嚙合角等于齒廓在節(jié)圓上的壓力角1，由于漸開(kāi)線(xiàn)齒廓的嚙合線(xiàn)是一條定直線(xiàn)N1N2，故嚙合角的大小始終保持不變。分度圓和壓力角是單個(gè)齒輪本身所具有的，而節(jié)圓和嚙合角是兩個(gè)齒輪相互嚙合時(shí)才出現(xiàn)的。標(biāo)準(zhǔn)齒輪傳動(dòng)只有在分度圓與節(jié)圓重合時(shí)，壓力角和嚙合角相等。6.漸開(kāi)線(xiàn)齒輪的可分性當(dāng)一對(duì)漸開(kāi)線(xiàn)齒輪制成之后，其基圓半徑是不能改變的，因此從式（ ）可知，即使兩輪的中心距稍有改變，其角速比仍保持原值不變，這種性質(zhì)稱(chēng)為漸開(kāi)線(xiàn)齒輪傳動(dòng)的可分性。這是漸開(kāi)線(xiàn)齒輪傳動(dòng)的另一重要

6、優(yōu)點(diǎn)，給齒輪的制造、安裝帶來(lái)了很大方便。 一對(duì)漸開(kāi)線(xiàn)直齒圓柱齒輪齒廓的嚙合特性： 能保證實(shí)現(xiàn)恒定傳動(dòng)比傳動(dòng) 嚙合線(xiàn)是兩基圓的一條內(nèi)公切線(xiàn) 中心距的變化不影響角速比 嚙合角是隨中心距而定的常數(shù) 嚙合角在數(shù)值上等于節(jié)圓上 的壓力角 7 基 本 參 數(shù) ： m 、 z、 、ha*、 c* 二 、 漸 開(kāi) 線(xiàn) 標(biāo) 準(zhǔn) 齒 輪 的 基 本 參 數(shù) 和 幾 何 計(jì) 算 1.齒 數(shù) ： Z 2.分 度 圓 模 數(shù) ： m = p/（ d = z*p/,避免 無(wú) 理 數(shù) ， 選 標(biāo) 準(zhǔn) 值 ） 3.壓 力 角 ： =20 ； 4.齒 頂 高 系 數(shù) ha*； 齒 頂 高 ： ha=ha*m 5.頂 隙 系 數(shù)

7、 c*： ； 齒 根 高 ：hf=(ha*+c*)m 標(biāo) 準(zhǔn) 規(guī) 定 ： m 1mm時(shí) ： h* =1 ; c*=0.25 m 1 注 ： 重 合 度 a表 證 一 對(duì) 齒 輪 嚙 合 傳 動(dòng)時(shí) 同 時(shí) 嚙 合 的 輪 齒 的 對(duì) 數(shù) 。mmm 21 21 21 es 12 es 11 B2B1=pb剛 好 連 續(xù) B2B1 pb則 中 斷 B2B1 pb則 連 續(xù) 有 余 ， 即 連 續(xù) 傳動(dòng) 的 條 件 ： B2B1pb或 B2B1/ pb 1 3.1 重 合 度 的 計(jì) 算 1） 外 嚙 合 =B2B1 /pb =z1(tga1-tg)+ z2(tga2-tg)/2 當(dāng)= 時(shí)， =z1(

8、tga1-tg)+ z2(tga2-tg)/2 注 意 ：cos a=rb/ra=rcos /(r+ha) =zcos /(z+2ha*) 與 m無(wú) 關(guān) ， 而 隨 z1、 z2、 ha*的 而 隨 的 而 O2O1B1 B2N2 N1ra1 ra2rb1rb2N1N2 B1B2 pp O1O2 N1B1 O1 B2pha2a1 、 a2分別為兩齒輪的頂圓壓力角， 為嚙合角。 12 2） 內(nèi) 嚙 合 =z1(tga1-tg)- z2(tga2-tg)/2 3） 齒 輪 齒 條 嚙 合 =z1(tga1-tg)/2+2ha*/sin2 當(dāng) 齒 輪 1的 齒 數(shù) z1趨 向 無(wú) 窮 大 時(shí) ， p

9、B1= ha*m/sin， 此 時(shí) ， max=4ha*/sin2 對(duì) 于 =20 ， ha*=1的 標(biāo) 準(zhǔn) 直 齒 圓 柱齒 輪 max=4ha*/sin2=1.981O2 O1B1 B2N2 N1ra1 ra2rb1rb2N1N2 B1B2 pp O1O2 N1B1 O1 B2pha2 13 四、直齒圓柱外齒輪的范成加工原理 范 成 法 利用一對(duì)齒輪嚙合原理來(lái)加工齒廓，其一個(gè)齒輪（或齒條）作為刀具，另一個(gè)齒輪則為被切齒輪毛坯。 a) 標(biāo) 準(zhǔn) 齒 條 刀 具 ： 由于被加工齒輪：hf=ha*m+c*m 從而要求：刀具比標(biāo)準(zhǔn)齒條在齒頂部高出c*m一段 b) 切 制 標(biāo) 準(zhǔn) 齒 輪 ： 將輪坯的

10、外圓按被切齒輪的齒頂圓直徑預(yù)先加工好。 將刀具的中線(xiàn)與輪坯的分度圓安裝成相切的狀態(tài)。 齒輪和刀具有相同的模數(shù)和壓力角 由于范成運(yùn)動(dòng)相當(dāng)于無(wú)側(cè)隙嚙合，所以：齒輪的齒厚=刀具的齒槽寬=并且 2mmhh aa * mcmhh af * 因 此 ， 加 工 出 來(lái) 的 齒 輪 為 標(biāo) 準(zhǔn) 齒 輪 14 1.根切形成：刀具齒頂線(xiàn)位于理論嚙合點(diǎn)之上x(chóng) mmin h m arb2*a sin)( rmxh )1(sin2 min*a2*a zzhzhx 2.不出現(xiàn)根切的最小變位系數(shù)min22min 2sin;sin2 ZhhZ aa )1( min*amin zzhx 五、變位齒輪 15 當(dāng) 時(shí)，17201

11、 mino*a zh、 1717min zx 當(dāng) 時(shí)， 為了避免根切，刀具應(yīng)向遠(yuǎn)離輪坯輪心方向移動(dòng)不少于距離 這時(shí)，齒輪的分度圓與齒條刀的中線(xiàn)相離。17z ,0min x mxmin當(dāng) 時(shí)， 只從不根切的角度看，刀具可向輪坯輪心方向移動(dòng)，距離不超過(guò) 。這時(shí)，分度圓與中線(xiàn)相交。17z ,0min xmxmin 0: 0: 0: 21 21 21 xx xx xx負(fù)傳動(dòng)正傳動(dòng)角度變位零傳動(dòng)高度變位齒輪傳動(dòng)類(lèi)型 3.變位齒輪應(yīng)用： 1.Z17時(shí)避免根切 ； 2.湊中心距 3.減小齒輪尺寸； 4.提高齒輪彎曲疲勞強(qiáng)度。 1.應(yīng)用等移距傳動(dòng)，避免根切， 2.改 善 小 齒 輪 的 壽 命 （ 傳動(dòng) 比

12、較 大 時(shí) ， 使 小 齒 輪 齒厚 增 大 ， 大 齒 輪 齒 厚 減 小， 使 一 對(duì) 齒 輪 的 壽 命 相 當(dāng)） 3.應(yīng)用角度變位傳動(dòng)可配湊中心距。 16 4、變位齒輪尺寸計(jì)算1)、 與 標(biāo) 準(zhǔn) 齒 輪 相 比 沒(méi) 有 變 化 的 尺 寸 和 參數(shù) 參 數(shù) ： 尺 寸 ： 2)、 與 標(biāo) 準(zhǔn) 齒 輪 相 比 變 化 的 尺 寸。Zchm a , 。Prr b,s e r r h hf a f a, , , ,( , )。 (1)、分度圓齒厚s與齒間e s m xmtg 2 2e m xmtg 2 2 (2)、齒根高 與齒頂高h(yuǎn) h c m xm f a ( )* xmmhh aa 在保

13、證齒全高不變時(shí)： 17 3）、齒根圓半徑 與齒頂圓半徑r r h r h c x mf f a ( )在保證齒全高不變時(shí)：r r h r h x ma a a ( ) 4) 漸開(kāi)線(xiàn)圓柱齒輪任意圓上的齒厚如圖所示：s CC ri i i i i iBOB BOCs rs r inv inv 222( )( ) 18 )( kk inv 5.變位齒輪傳動(dòng)正確嚙合條件與連續(xù)傳動(dòng)條件（同標(biāo)準(zhǔn)齒輪傳動(dòng)）。即 ： m m m1 2 1 2 , ; . 中心距和嚙合角中心距要求：1).無(wú)側(cè)隙傳動(dòng)2).滿(mǎn)足標(biāo)準(zhǔn)頂隙aa 節(jié) 圓 與 分 度 圓 不 重 合 ,中心距與嚙合角的關(guān)系仍為： a acos cos t

14、gzz xxinvinv 21 21 )(2 19 齒根高及齒頂高 齒根高： hf=(ha*+c*)m-xm 齒頂高： ha=(ha*-y)m+xm為 了 按 無(wú) 側(cè) 隙 傳 動(dòng) 中 心 距 a安 裝 ， 同 時(shí)又 保 證 頂 隙 ， 應(yīng) 將 兩 齒 輪 的 齒 頂 高 削 減ym高 度 。規(guī) 定 ： a=a+ym（ ym表 征 兩 齒 輪 分 度圓 的 分 離 量 ）于 是 可 以 推 導(dǎo) 得 ： y =x1+x2-y從 而 定 義 ： y中 心 距 變 動(dòng) 系 數(shù) y齒 頂 高 變 動(dòng) 系 數(shù) 20 21 21 6.變位齒輪傳動(dòng)的類(lèi)型和特點(diǎn) 1、零傳動(dòng)：1 0 0 01 2 1 2) ,標(biāo)

15、 準(zhǔn) 齒 輪 傳 動(dòng) x x x x ， ，且 ),( rraa齒數(shù)條件：2 0 01 2 1 2) ( ),等 移 距 齒 輪 傳 動(dòng) 高 度 變 位 傳 動(dòng)且x x x x ),( rraa齒數(shù)條件：x x h Z ZZx x h Z ZZ h aa a1 1 12 2 2 1 min minminmin minmin( )( ) 兩 式 相 加 ， 設(shè)減小機(jī)構(gòu)的尺寸，改善磨損情況；提高小齒輪強(qiáng)度，提高承載能力。 略 有下 降 ， 互 換 性 差 。 22 2、角度變位傳動(dòng)：1)正傳動(dòng)：x x1 2 0 ,aa不受任何限制。可配湊中心距；結(jié)構(gòu)尺寸小，改善 磨損情況；強(qiáng)度提高,承載能力大。

16、下降，互換性差。2)負(fù)傳動(dòng)：x x1 2 0 ,aa可配湊中心距； 略有增大。強(qiáng)度下降，承載能力下降，互換性差。 23 7.變位系數(shù)的選擇選擇變位系數(shù)應(yīng)滿(mǎn)足的基本條件：選擇變位系數(shù)應(yīng)滿(mǎn)足的質(zhì)量方面的要求:1）等彎曲強(qiáng)度;2）等磨損強(qiáng)度。選擇變位系數(shù)的方法： 24 25 六、漸開(kāi)線(xiàn)齒輪傳動(dòng)的滑動(dòng)系數(shù) 1滑動(dòng)系數(shù)的基本概念 一對(duì)嚙合的齒輪，在同一嚙合點(diǎn)上二齒廓的線(xiàn)速度并不相同（節(jié)點(diǎn)除外）， 因而齒廓間存在滑動(dòng)，從而導(dǎo)致齒面的磨損或膠合破壞。 通常用滑動(dòng)系數(shù)表示齒面間相對(duì)滑動(dòng)的程度。 ，就是輪齒接觸點(diǎn)K處兩齒面間的相對(duì)切向速度（即滑動(dòng)速度）與該點(diǎn)切向速度的比值，用表示，即：小齒輪1齒面滑動(dòng)系數(shù)為 1

17、121 / ttt vvv）（大齒輪2齒面滑動(dòng)系數(shù)為2212 / ttt vvv）（ 輪齒在K處嚙合時(shí)，齒面間的滑動(dòng)速度v21=vt2-vt1與v12=vt1-vt2的數(shù)值相等而方向相反，因而其滑動(dòng)系數(shù)1與2的符號(hào)就不同。KNrvv kkkkt 11111111 sinsin KNrvv kkkkt 22222222 sinsin CKCNCNCKKNKNvvv tt )()( 2111222111221221 KNCKvvv ttt 11211121 /)(/)( 26 )1( )1(22 11 uKNCK uuKNCK 12/zzu 1）滑動(dòng)系數(shù)為嚙合點(diǎn)K的位置函數(shù)，隨K點(diǎn)位置的改變，其值

18、在0之間變化。在節(jié)點(diǎn)C嚙合時(shí)，1=2=0，在節(jié)點(diǎn)兩側(cè)不同位置嚙合時(shí)，滑動(dòng)速度方向改變，符號(hào)改變。滑動(dòng)系數(shù)的數(shù)值大小是衡量齒面磨損情況的指標(biāo)之一。 2）輪齒在極限嚙合點(diǎn)N1、N2附近嚙合時(shí)，1或2將分別趨近，齒廓磨損嚴(yán)重，應(yīng)避免在極限嚙合點(diǎn)附近嚙合。3）輪齒只能在實(shí)際嚙合線(xiàn) 上嚙合，在B2點(diǎn)嚙合時(shí)，小齒輪1齒根的滑動(dòng)系數(shù)1達(dá)到實(shí)際的最大值1max；在B1點(diǎn)嚙合時(shí)，大齒輪2齒根的滑動(dòng)系數(shù)2達(dá)到實(shí)際的最大值2max。由圖5-29可求得：21BB )1(tantan)/1( tantan)1( )1(tantan)/1( tantan)1( 112 112 1max2 221 221 2max1 uu

19、zzuuBNCB uuzzuuBNCB aa aa 27 圖5-30為外嚙合齒輪滑動(dòng)系數(shù)曲線(xiàn)，由圖中可以看出，若將實(shí)際嚙合線(xiàn)B1B2向左移動(dòng)，即可減小1max，這可以通過(guò)變位齒輪來(lái)實(shí)現(xiàn)，適當(dāng)選擇變位系數(shù)，可以減小滑動(dòng)系數(shù)值并可使1max=2max， 由于滑動(dòng)系數(shù)的大小影響到輪齒齒面磨損和膠合破壞，為此應(yīng)盡量減小滑動(dòng)系數(shù)值，一般要求：當(dāng)節(jié)圓周速度v20m/s時(shí)， max 1.5， 當(dāng)v=210m/s時(shí)，max4。 大齒輪小齒輪齒頂齒根U1U2 U1maxU2max B1 B2pUN2 N1 改 進(jìn) 措 施 ： 1） 加 硬 小齒 輪 材 料 ； 2） 變 位 ，ha1 ha2 28 七、行星輪系

20、運(yùn)動(dòng)特性方程1.單排單行星輪系的結(jié)構(gòu)，如圖1所示根據(jù)行星輪力矩平衡條件：F1R3=F2R3 即，F(xiàn)1=F2根據(jù)行星輪力的平衡條件：F3=F2+F1，故，F(xiàn)3=2F1行星輪機(jī)構(gòu)三元件轉(zhuǎn)矩令三元件中太陽(yáng)輪、齒圈及行星架的轉(zhuǎn)矩分別為M1、M2、M3，則： M1=F1R1 ; M2 =F2R2=F1R2 ; M3= F3(R1+R3)=F1(R2+R1) 功率守恒：太陽(yáng)輪、行星架及齒圈三元件的輸入與輸出功率相等 M1n1+M2n2+M3n3=0（式中n 1、n2、n3分別為太陽(yáng)輪、齒圈、行星架轉(zhuǎn)動(dòng)角速度）將M1、M2、M3代入上式，整理得：n1R1+ n2R2= n3(R2+R1)（1）n1 Z1+

21、n2 Z2= n3( Z2 +Z1) （2） 29 特性方程：n1+an2-(1+a)n3=0n1太陽(yáng)輪轉(zhuǎn)速，n2齒圈轉(zhuǎn)速，n3行星架轉(zhuǎn)速，a-齒圈與太陽(yáng)輪齒數(shù)比。由特性方程可以看出，由于單排行星齒輪機(jī)構(gòu)具有兩個(gè)自由度，在太陽(yáng)輪、環(huán)形內(nèi)齒圈和行星架三個(gè)機(jī)構(gòu)中，任選兩個(gè)分別作為主動(dòng)件和從動(dòng)件，而使另一個(gè)元件固定不動(dòng)，或使其運(yùn)動(dòng)受一定的約束（即該元件的轉(zhuǎn)速為某定值），則機(jī)構(gòu)只有一個(gè)自由度，整個(gè)輪系以一定的傳動(dòng)比傳遞動(dòng)力。下面分別討論三種情況。 301、齒圈固定，太陽(yáng)輪為主動(dòng)件且順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，太陽(yáng)輪是小齒輪，被動(dòng)件行星架沒(méi)有具體齒數(shù)的傳動(dòng)關(guān)系，因此定義行星架的當(dāng)量齒數(shù)等于太陽(yáng)輪和齒圈齒數(shù)之和。這樣，太

22、陽(yáng)輪帶動(dòng)行星架轉(zhuǎn)動(dòng)仍屬于小齒輪帶動(dòng)最大的齒輪，是一種減速運(yùn)動(dòng)且有最大的傳動(dòng)比。因?yàn)榇藭r(shí)n2=0，故傳動(dòng)比i13=n1n3=1+a。 31 2、太陽(yáng)輪固定，行星架為主動(dòng)件且順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，齒圈為被動(dòng)件。當(dāng)行星架順時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，勢(shì)必造成行星輪的順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，但因太陽(yáng)輪制動(dòng)，太陽(yáng)輪齒給行星輪齒 B齒一個(gè)反作用力F1,行星輪在F1的作用下順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，其輪齒給齒圈輪齒A一個(gè)F2的推力，齒圈在F2的作用下順時(shí)針旋轉(zhuǎn)。在這里，主動(dòng)件行星架的旋轉(zhuǎn)方向和被動(dòng)件齒圈相同。由于行星架是一個(gè)當(dāng)量齒數(shù)最大齒輪，因此被動(dòng)的齒圈以增速的方式輸出，兩者間傳動(dòng)比小于1。因?yàn)榇藭r(shí)n1=0，故 傳動(dòng)比i23=n3n2=a/(1+a) 32

23、3、行星架固定，太陽(yáng)輪為主動(dòng)件且順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，而齒圈則作為被動(dòng)件。由于行星架被固定，則機(jī)構(gòu)就屬于定軸傳動(dòng)，太陽(yáng)輪順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，給行星輪齒A一個(gè)作用力F1，行星輪則逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，給齒圈輪齒B一個(gè)作用力F2，齒圈也逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，結(jié)果齒圈的旋轉(zhuǎn)方向和太陽(yáng)輪相反。在定軸傳動(dòng)中，行星輪起了過(guò)渡輪的作用，改變了被動(dòng)件齒圈的旋向。因?yàn)榇藭r(shí)n3=0，故傳動(dòng)比i12=n1n2=-a。 334、聯(lián)鎖行星齒輪機(jī)構(gòu)的任意兩個(gè)元件。若行星齒輪機(jī)構(gòu)的太陽(yáng)輪、行星架和環(huán)形內(nèi)齒圈三者中，有任意兩個(gè)機(jī)構(gòu)被聯(lián)鎖成一體時(shí)，則各齒輪間均無(wú)相對(duì)運(yùn)動(dòng)，整個(gè)行星機(jī)構(gòu)將成為一個(gè)整體而旋轉(zhuǎn)，此時(shí)相當(dāng)于直接傳動(dòng)。太陽(yáng)輪與齒圈連成一體時(shí)，太陽(yáng)輪的輪齒與齒

24、圈的輪齒間便無(wú)任何相對(duì)運(yùn)動(dòng)，夾在太陽(yáng)論與齒圈之間的行星輪也不會(huì)相對(duì)運(yùn)動(dòng)，因此太陽(yáng)輪、齒圈和行星架便成為一體，傳動(dòng)比為1。 34 5、不固定任何元件。若行星齒輪機(jī)構(gòu)的太陽(yáng)輪、行星架和環(huán)形內(nèi)齒圈三者中，無(wú)任何元件被固定，而無(wú)任意兩個(gè)機(jī)構(gòu)被聯(lián)鎖成一體，各構(gòu)件將都可做自由運(yùn)動(dòng)，不受任何約束。當(dāng)主動(dòng)件轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，從動(dòng)件可以不動(dòng)，這樣可以不傳遞動(dòng)力，從而得到空擋。 下面討論齒圈的輸出是增速或減速的問(wèn)題。從結(jié)構(gòu)圖上已經(jīng)可以看到，太陽(yáng)輪的齒數(shù)小于齒圈的齒數(shù)，屬于小齒輪帶動(dòng)大齒輪的傳動(dòng)關(guān)系，因此齒圈顯然是減速狀態(tài)，即兩者間的傳的比大于l。注意，由于行星輪是過(guò)渡輪，傳動(dòng)比的大小與行星輪的齒數(shù)多少無(wú)關(guān) 35 三、行星齒

25、輪機(jī)構(gòu)基本特征通過(guò)以上三種傳動(dòng)關(guān)系的分析，可以把簡(jiǎn)單行星齒輪機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)特征歸納成下列幾點(diǎn)：1、當(dāng)行星架為主動(dòng)件時(shí)，從動(dòng)件超速運(yùn)轉(zhuǎn)。2、當(dāng)行星架為從動(dòng)件時(shí)，行星架必然較主動(dòng)件轉(zhuǎn)速下降。3、當(dāng)行星架為固定時(shí)，主動(dòng)件和從動(dòng)件按相反方向旋轉(zhuǎn)。4、太陽(yáng)輪為主動(dòng)件時(shí)，從動(dòng)件轉(zhuǎn)速必然下降。5、若行星架作為被動(dòng)件，則它的旋轉(zhuǎn)方向和主動(dòng)件同向。6、若行星架作為主動(dòng)件，則被動(dòng)件的旋轉(zhuǎn)方向和它同向。7、在簡(jiǎn)單行星齒輪機(jī)構(gòu)中，太陽(yáng)輪齒數(shù)最少，行星架的當(dāng)量齒數(shù)最多而齒圈齒數(shù)則介于中間。（注：行星架的當(dāng)量齒數(shù)=太陽(yáng)輪齒數(shù)十齒圈齒數(shù)。）8、若行星齒輪機(jī)構(gòu)中的任意兩個(gè)元件同速同方向旋轉(zhuǎn)，則第三元件的轉(zhuǎn)速和方向必然與前兩者相同

26、，即機(jī)構(gòu)鎖止，成為直接檔。（這是一個(gè)十分重要的特征，盡管上述的例子沒(méi)有涉及。）9、僅有一個(gè)主動(dòng)件并且兩個(gè)其它部件沒(méi)被固定時(shí)，此時(shí)處于空擋。 36 圖7 列出簡(jiǎn)單行星齒輪機(jī)構(gòu)的三元件經(jīng)組合后六種不同的運(yùn)動(dòng)狀況。若假設(shè)太陽(yáng)輪20齒，齒圈40齒，則行星架當(dāng)量齒數(shù)為60齒。以上敘述的簡(jiǎn)單行星齒輪機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)關(guān)系是屬于經(jīng)常遇到的，在確定三者關(guān)系時(shí)，首先把其中一件固定，然后確定另外兩者的主、被動(dòng)關(guān)系。實(shí)際上簡(jiǎn)單行星齒輪機(jī)構(gòu)還有一個(gè)很重要的特征，允許同時(shí)兩件作為主動(dòng)件輸入，而被動(dòng)件照樣有唯一的輸出，這是行星齒輪機(jī)構(gòu)的一個(gè)十分重要的特征，而且在自動(dòng)變速器上被廣泛采用。 37 八 斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)1.法面周節(jié)pn和

27、端面周節(jié)pt 法面模數(shù)mn和端面模數(shù)mt Pn=ptcos p=m 即： mn=mtcos m n=mtcos 2.法面壓力角n tgn=AC/CC=tgtcos 3.分度圓 d=mtz=mnz/cos 4.標(biāo)準(zhǔn)中心距 a=(d1+d2)/2= mt(z1+z2)/2=mn(z1+z2)/2cos 38 5.一 對(duì) 斜 齒 圓 柱 齒 輪 的 正 確 嚙 合 條 件 mt1=mt2=mt ，t1=t2=t 1= 2（外嚙合，+內(nèi)嚙合） 6.斜 齒 輪 傳 動(dòng) 的 重 合 度 nr msinB 39 40 九 負(fù) 載 能 力 計(jì) 算1)沖 擊 失 效 （ 彎 曲 強(qiáng) 度 不 足 ）2)長(zhǎng) 期 使

28、 用 失 效 （ 接 觸 疲 勞 強(qiáng) 度 不 足 ）措施：增大模數(shù)（主要方法）、增大齒根過(guò)渡圓角半徑、增加剛度（使載荷分布均勻）、采用合適的熱處理（增加芯部的韌性）、提高齒面精度、正變位等 措施：提高齒面硬度和質(zhì)量、增大直徑（主要方法）等 41 3)齒面塑性變形 按接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)，校核彎曲疲勞強(qiáng)度軟 齒 面 42 3.齒面接觸疲勞強(qiáng)度的計(jì)算最大接觸應(yīng)力許用接觸應(yīng)力單對(duì)齒嚙合區(qū)間的下界點(diǎn)D 處H最大 nEH FZ b 1 43 4.直齒圓柱齒輪齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算因 F1 F2， 44 45 46 用于中碳或中碳合金鋼，如45、40Cr、35SiMn等。因?yàn)橛捕炔桓?，故可在熱處理后精切齒形，且

29、在使用中易于跑合 能消除內(nèi)應(yīng)力、細(xì)化晶粒、改善力學(xué)性能和切削性能。機(jī)械強(qiáng)度要求不高的齒輪可用中碳鋼正火處理。大直徑的齒輪可用鑄鋼正火處理 用于中碳鋼和中碳合金鋼，如45、40Cr等。表面淬火后輪齒變形小，可不磨齒，硬度可達(dá)5256HRC，面硬芯軟，能承受一定沖擊載荷 滲碳鋼為含碳量0.15 % 0.25%的低碳鋼和低碳合金鋼，如20、20Cr等。齒面硬度達(dá)5662HRC，齒面接觸強(qiáng)度高，耐磨性好，齒芯韌性高。常用于受沖擊載荷的重要傳動(dòng)。通常滲碳淬火后要磨齒 一種化學(xué)處理方法。滲氮后齒面硬度可達(dá)6062HRC。氮化處理溫度低，輪齒變形小，適用于難以磨齒的場(chǎng)合，如內(nèi)齒輪。材料為：38CrMoAlA. 47 48 49 50