一、齒輪傳動的特點

1）制造、安裝精度要求較高2）不適于中心距a較大兩軸間傳動3）使用維護費用較高，精度低時、噪音、振動較大

4）只能實現有級變速。優點：1）傳動功率大，傳動效率高；2）瞬時傳動比精確；3）可實現平行、相交、交錯等軸之間的傳動；4）工作平穩可靠、壽命長。缺點：

齒輪機構是現代機械中應用最廣泛的傳動機構，用于傳遞空間任意兩軸或多軸之間的運動和動力。它是依靠主動輪和從動輪的嚙合來傳遞運動和動力的。交錯軸齒輪傳動

1、按傳動軸相對位置

二、齒輪傳動的主要類型

平行軸齒輪傳動相交軸齒輪傳動平行軸齒輪傳動又稱為平面齒輪傳動機構

相交軸齒輪傳動機構和交錯軸齒輪傳動機構統稱為空間齒輪傳動機構外嚙合直齒輪內嚙合直齒輪兩軸線平行的圓柱齒輪傳動斜齒圓柱齒輪人字齒圓柱齒輪齒輪齒條傳動齒輪齒條應用直齒圓錐齒輪傳動相交軸齒輪傳動曲齒錐齒輪傳動兩軸相交錯的齒輪機構交錯軸斜齒輪傳動蝸輪蝸桿傳動錐蝸桿傳動8avi多路齒輪機構傳動③閉式——潤滑、密封良好，—汽車、機床及航空發動機等的齒輪傳動中。2、按工作條件①開式——適于低速及不重要的場合②半開式——農業機械、建筑機械及簡單機械設備（只有簡單防護罩）§2漸開線齒輪嚙合特性

一、齒輪傳動應滿足的基本要求

一個最基本要求：傳動平穩。

要求其瞬時傳動比I恒定不變，以避免沖擊、振動和噪聲傳動比：

為了保證傳動比恒定，需要采用適當的齒廓曲線，最常用的是漸開線齒廓。二、漸開線的形成

當一直線BK沿一個圓的圓周作純滾動時，直線上任一點K的軌跡

AK——漸開線

BK——發生線

rb

——基圓半徑

θK——漸開線AK段的展角θK

當直線沿一圓周作相切純滾動時，直線上任一點在與該圓固聯的平面上的軌跡k0k，稱為該圓的漸開線。K0K漸開線N發生線漸開線k0k的展角O基圓rb漸開線的形成N發生線漸開線k0k的展角K0KO基圓漸開線(2)漸開線上任意一點的法線必切于基圓，切于基圓的直線必為漸開線上某點的法線。發生線NK是漸開線在K點的法線PkVk(1)NK=NK0）rb漸開線上點Ｋ的壓力角(齒形角)

壓力角是指漸開線齒廓上任意一點Ｋ所受到的正壓力方向與受力點速度方向（運動方向線）之間所夾的銳角，稱為齒輪齒廓在該點的壓力角。用αk表示。

rk二、漸開線的性質(３)漸開線齒廓各點具有不同的壓力角，點Ｋ離基圓中心Ｏ愈遠，壓力角愈大。發生線的長度和發生線所滾過的軌跡相等。(4)漸開線的形狀取決于基圓的大小，基圓越大，漸開線越平直，當基圓半徑趨于無窮大時，漸開線成為斜直線。（5）基圓內無漸開線。KO1Σ1rb2o2α2α1rb1o1Σ3

KN1N2KO2Σ2齒數——Z，齒槽1、齒頂圓ra2、齒根圓rf3、在任意圓上rk(1)齒槽寬e(2)齒厚s(3)齒距P=e+s一、齒輪各部分名稱及代號§3漸開線直齒圓柱齒輪的基本參數和幾何尺寸4、分度圓：人為取定一個圓，使該圓上的齒厚和齒槽寬相等，模數和壓力角取標準值，這個圓稱為分度圓。分度圓上所有參數不帶下標。分度圓：r，d，s，e，p對標準齒輪s=e=P/2的圓5、齒頂高ha：d與da之間齒全高h：h=ha+hf齒根高hf：d與df之間齒輪圓周上輪齒的數目稱為齒數,用z表示。定義模數：

或：

則：

d=mz1、模數m二、標準齒輪的基本參數任一直徑為dK

的圓周上：人為的將齒輪上某一特定圓上的p/π定為標準值（有理數）

決定齒輪尺寸和齒形的基本參數有5個：齒輪的模數m、壓力角a、齒數z、齒頂高系數ha*及頂隙系數c*。以上5個參數，除齒數z外均已標準分度圓上的齒距p對p的比值稱為模數，單位：mm

模數越大，輪齒越大，輪齒的承載能力就越強，當分度圓直徑相同時，模數小的輪齒小，其齒數多。2、壓力角α（α是決定漸開線齒廓形狀的一個基本參數）

GB1356-88規定標準壓力角：α=20°某些場合：α=14.5°、15°、22.5°、25°。

漸開線各處的壓力角不相等，分度圓上的壓力角簡稱為壓力角

分度圓就是齒輪上具有標準模數和標準壓力角的圓。在齒輪傳動中，齒廓曲線和分度圓交點處的速度方向與該點的法線方向（即力的作用線方向）之間所夾的銳角稱為分度圓壓力角。

以后凡是不加指明，壓力角都是指分度圓上的標準壓力角a。3、齒數z：一個齒輪的輪齒總數。表明：齒輪的大小和漸開線齒輪形狀都與齒數有關

當齒輪模數一定時，齒數越多，齒輪幾何尺寸越大，齒廓曲線越平直。

4、齒頂高系數和頂隙系數稱為齒頂高系數，我國標準規定正常齒為1.齒頂高\齒根高與模數成正比。

頂隙：一對相互嚙合的齒輪中，一個齒輪的齒根圓與另一個齒輪的齒頂圓之間在連心線上度量的距離，用C表示。頂隙系數用c*表示。在標準直齒圓柱齒輪中頂系系數為0.25.r2r1cao1o2'''頂隙（也稱徑向間隙）標準齒輪：標準齒輪是指m、α、ha*、c*

均取標準值，具有標準的齒頂高和齒根高，且分度圓齒厚等于齒槽寬的齒輪。一個齒輪：

d=mz

da=d+2ha=(z+2ha*)mdf=d-2hf=(z-2ha*-2c*)mha=ha*mhf=(ha*+c*)mh=ha+hf=(2ha*+c*)mp=πm一對標準齒輪：①m、z決定了分度圓的大小，而齒輪的大小主要取決于分度圓，因此m、z是決定齒輪大小的主要參數②輪齒的尺寸與m，ha*

，c*

有關與z無關③至于齒形，與m，z，α有關三、標準直齒輪的幾何尺寸四、標準齒條Z→∞

2、齒廓在不同高度上的齒距均相等，但齒厚和槽寬各不相同

p=пm，

分度線（齒條中線）：s=e3、尺寸計算：同標準齒輪一樣1、齒廓不同高度上的壓力角均相等，且等于齒廓的傾斜角，此角稱為齒形角，標準值為20°

α=齒形角（20°）§4漸開線直齒圓柱齒輪的傳動一、嚙合方式：一對平行軸齒輪的轉向機構運動簡圖機構運動簡圖漸開線齒廓的嚙合過程

兩齒輪的相鄰兩對輪齒分別在K和K'同時接觸，才能使兩個漸開線齒輪搭配起來并正確的傳動kN2N1k2'o1o2(b)k1'kN2N1k'o1o2(a)欲使兩齒輪正確嚙合，兩輪的基圓齒距必須相等。二、正確嚙合條件齒輪副的正確嚙合條件：即

一對漸開線直齒圓柱齒輪的正確嚙合條件是：兩輪的模數相等，兩輪的壓力角相等。三、連續運動條件

為保證一對漸開線齒輪能夠連續傳動，必須做到前一對嚙合輪齒尚未脫離嚙合，而后一對輪齒應進入嚙合，否則傳動就會間斷。因此一對齒輪在任何嚙合瞬間必須有一對或一對以上的齒處于嚙合狀態。斜齒輪傳動的嚙合性能：①兩齒輪由一端面進入嚙合，接觸線先由短變長，再由長變短，到另一端面脫離嚙合，重合較大，承載能力高，可用于大功率傳動。②輪齒上的載荷逐漸增加，逐漸卸掉，承載和卸載平穩、沖擊、振動和噪聲小。③由于輪齒傾斜，傳動中會產生一個軸向力。④斜齒輪在高速、大功率傳動中應用十分廣泛。

1、法面：垂直于分度圓柱面螺旋線的切線的平面2、端面：垂直于軸線的面斜齒圓柱齒輪的基本參數和尺寸計算3、螺旋角β：螺旋線與軸線的夾角。斜齒圓柱齒輪各個圓柱面的螺旋角不同，平時所說的螺旋角均指分度圓上的螺旋角，有β表示。

β越大，輪齒傾斜程度越大，因而傳動平穩性越好，但軸向力也越大，所以一般取β=8?！?0。，常用β=8?！?5。.

（斜齒輪在端面內的嚙合相當于直齒輪的嚙合）4、正確嚙合條件兩齒輪螺旋角相等、旋向相同或相反斜齒輪螺旋方向判定：將齒輪軸線垂直放置，輪齒自左至右上升者為右旋，反之為左旋。右旋左旋三、齒輪齒條傳動齒條分為直齒條和斜齒條。齒條的主要特點：①由于齒條的齒廓是直線，所以齒廓上各點的法線相互平行。傳動時，齒條作直線運動，且速度大小和方向一致。齒條齒廓上各點的齒形角均相等，且等于齒廓直線的傾斜角，其標準值為20。。②由于齒條上各齒的同側齒廓互相平行，所以無論是分度線（即基本齒廓的基準線）上、齒頂線上，還是在與分度線平行的其他直線上，齒距均相等，模數為同一標準值。齒條分度線上齒厚和槽寬相等，是確定齒條各部分尺寸的基準線。

齒輪齒條移動的主要目的：將齒輪的回轉運動變為齒條的往復直線運動，或將齒條的直線往復運動變為齒輪的回轉運動。齒條的移動速度：

v=n1πd1=n1πmz1V:齒條的移動速度，mm/min;n1：齒輪的轉速，r/min;d1:齒輪分度圓直徑，mm;m:齒輪的模數;z1:齒輪的齒數。齒輪每回轉一周，齒條移動的距離為：L=πd1=πmz1,L:齒條的移動距離，mm.

§6

漸開線齒輪的失效形式一、失效形式輪齒折斷:疲勞折斷；過載折斷。折斷均起始于輪齒受拉應力一側。

齒面點蝕:點蝕總是密集于靠近節線的齒根部位。齒面膠合：閉式重載齒輪產生熱膠合；低速重載產生冷膠合。齒面磨損：開式傳動齒輪的主要失效形式。齒面塑性變形失效：齒輪傳動過程中，如齒輪發生折斷、齒面損壞等現象，則齒輪失去了正常的工作能力，稱為失效。一、齒面點蝕齒輪傳動時，兩齒輪在理論上是線接觸，而由于彈性變形的原因，實際上是很小的面接觸，表面卻產生很大的接觸應力。接觸應力按一定規律變化，當循環次數超過某一限度時，輪齒表面會產生細微的疲勞裂紋，裂紋逐漸擴展，使表層上的小塊金屬剝落，形成麻點和斑坑，這種現象稱為齒面的疲勞點蝕。防止點蝕的辦法：①設計時應合理選用齒輪參數，②選擇合適的材料及提高齒面硬度，減小表面粗糙度值；③選用黏度高的潤滑油并采用適當的添加劑，以提高輪齒抗點蝕的能力。注意：齒面點蝕是在潤滑良好的閉式齒輪傳動中輪齒失效的主要形式之一。二、齒面磨損齒輪在傳動過程中，接觸的兩齒面產生一定的相對滑動，也即產生滑動摩擦，使齒面發生磨損。磨損速度符合規定的設計期限，磨損量在界限內視為正常磨損。當齒面磨損嚴重時，輪齒就失去了準確的漸開線齒廓形狀，引起傳動的不平穩和沖擊。此外，輪齒磨損后厚度變薄也可能導致輪齒折斷。減少齒面磨損的主要措施：①提高齒面硬度，減少表面粗糙度值；②采用合適的材料組合；③改善潤滑條件和工作條件（如采用閉式傳動）等。注意：對于開式齒輪傳動，潤滑條件不好，又有硬質顆粒等雜物落入輪齒的工作表面，會加劇齒面磨損，所以齒面磨損是開式齒輪傳動的主要失效形式。三、齒面膠合齒輪輪齒在很大壓力下，齒面上的潤滑油被擠走，兩齒面金屬直接接觸，局部產生瞬時高溫，致使兩齒面發生粘連。隨著齒面的相對滑動，較軟輪齒的表面金屬會被熔焊在另一輪齒的齒面上形成溝痕，這種現象稱為齒面膠合。注意：對于高速和低速重載的齒輪傳動，容易發生齒面膠合。防止齒面膠合的方法：①選用特殊的高黏度潤滑油或者在油中加入抗膠合的添加劑；②選用不同材料使兩輪不易粘連；③提高齒面硬度；④降低表面粗糙度；⑤改進冷卻條件。四、齒面塑變當齒輪的齒面較軟時，在重載情況下，可能使表層金屬沿著摩擦力方向發生局部塑性流動，出現塑性變形。發生塑性變形后，主動齒輪沿著節線形成凹溝，而從動齒輪沿著節線形成凸棱。若整個輪齒發生永久性變形，則齒輪傳動喪失工作能力。防止塑性變形的主要措施：①提高齒面硬度；②采用黏度大的潤滑油；③盡量避免頻繁啟動和過