6.1 齿轮机构的特点及类型在线视频

接下来我们讲

第六章齿轮机构及其设计

对这一个章节来说

属于我们学习里面的一个大章

这一章的对大家的要求也比较多

我们可以了解一下

首先第一个需要了解的就是

我们齿轮机构它的类型和应用

另外就是齿轮机构的

齿廓啮合基本定律

以及共轭齿廓的一些基本知识

还要了解渐开线直齿圆柱齿轮的啮合特性

以及渐开线齿轮传动它的正确啮合条件

连续传动条件

熟悉我们渐开线齿廓

各个部分的名称

基本参数以及各部分

几何尺寸的计算

另外还要了解渐开线齿廓的

范成切齿的原理以及根切现象

渐开线标准齿轮的最少齿数

渐开线齿轮的变位修正

以及变位齿轮传动的一些概念

还要了解斜齿圆柱齿轮

齿廓曲线的形成啮合特点

并能计算标准

斜齿圆柱齿轮的几何尺寸

另外还要了解的就是

直齿圆锥齿轮的传动特点

以及基本尺寸的计算

蜗杆蜗轮传动的一些特点

好我们开始第一小节的学习

齿轮机构的特点和类型

齿轮机构是用来传递

两轴之间的运动和动力的

一种啮合传动机构

它所传递的运动准确可靠

传动的效率是很高的

是应用最为广泛的一种传统机构

齿轮机构也是历史上

应用最早的传动机构之一

公元前152年

我们国家就已经有了

关于齿轮的记载

并且被应用在了翻水车指南车

和记里鼓车等这样一些器械里面

不过当时所运用的齿轮

大多数是属于拨棍式的齿轮

齿轮的齿廓形状是很简单的

承载能力和传动质量也就很差

三国的时候

诸葛亮制作的木牛流马是脍炙人口的

可惜到现在已经失传了

传说中的诸葛亮的木牛流马可以不吃不喝

却能够驮运粮食

行走自由

魏兵很是羡慕

夺得木牛流马以后

也仿制了很多用来驮运粮食

结果就被蜀兵截住

把嘴里的机关一扳

木牛流马就都走不动了

魏兵再次夺回去以后也没有办法驱赶

反而损失掉了很多的粮食

同样也是三国时期

马钧制造出了一辆指南车

车上有一个小木人

不论车子如何前进后退转弯

木人的手它是一直指向南方的

南齐皇帝萧道成

命祖冲之制造指南车

祖冲之设计了一套铜质齿轮传动机构

和另外一个能人造的指南车比试

结果那个人就输了

就只好把自己的车烧掉了

中国汉末魏晋时期出现了记里鼓

记里鼓分上下两层

上层设一钟

下层设一鼓

记里鼓车上面有一个小木人

它是高坐在车上的

车走十里

小木人就击一次鼓

当击鼓十次

它就会敲一次钟

这样就可以把整个的里程就给记录在案了

当然随着生产和科学技术的发展

到了17世纪的时候

我们就已经知道用摆线

作为齿轮的齿廓曲线了

使得齿轮机构的传动质量大大提高了

1829年的时候就出现了第一台插齿机

解决了高精度齿轮的大量生产问题

使得齿轮机构得到了更加广泛的应用

到现在为止

我们已经积累了非常丰富的

关于齿轮机构的知识

在齿轮的几何学强度结构材料精度

以及制造齿轮的机床刀具

包括检测手段等等方面

都有了许多系统的理论和实践经验

而我们这门课程

着重需要大家了解的

是齿轮几何学方面的一些基本的知识

为我们后续课程的

相关内容的学习奠定一个基础

下面我们就来看看齿轮机构的分类问题

齿轮机构根据传动比是否恒定

可以分为两大类

第一类定传动比

也就是i12是等于常数的

这一类齿轮机构

它的齿轮的形状大多是圆形的

也就是圆柱或者是圆锥形的

所以我们也把这一类齿轮

称之为圆形齿轮机构

第二种就是变传动比

i12是以一定的规律变化的

这一类齿轮机构

它的齿轮的形状一般是非圆形的

就像我们现在看到的这一种

椭圆齿轮机构称为非圆齿轮机构

当然这里面应用最广的

就是圆形齿轮机构

所以说我们重点研究的

也是这一类机构

圆形齿轮机构按照

两个轴线的相对位置的不同

我们可以把它分为以下几类

第一个是用于平行轴之间

传动的齿轮机构

这里面有些基本概念

我们先了解一下

圆柱齿轮机构

轮齿它是均匀分布在

圆柱体表面上的齿轮机构

我们就称之为圆柱齿轮机构

第二个概念

直齿轮也叫做直齿圆柱齿轮

它的齿廓曲面的母线

和齿轮的轴线相平行

第三个外齿轮

轮齿排列在圆柱体的外表面的齿轮

我们就称为外齿轮

就像我们现在的a图所看到的

外啮合齿轮传动指的是

两个外齿轮相互啮合

它们的转动方向是相反的

轮齿排列在圆柱体内表面的

我们就称之为内齿轮

就像图b所看见的内啮合齿轮传动

它是指的一个外齿轮和一个内齿轮相互啮合

转动方向它们是相同的

还有就是齿条

轮齿是排列在直线平板上的齿轮

我们就称为齿条

图c所示

齿轮齿条传动

一个外齿轮和一个齿条相互啮合

将齿轮的圆周运动

就变成了齿条的直线运动

或者是相反的运动了

当然我们现在看到的

就是把圆周运动变成直线运动的

除了齿轮齿条以外

还有我们前面学到过的

很多的机构都会有这样一个功能

大家可以下去思考一下

接下来我们再看一下图d

d图所示是一个斜齿圆柱齿轮

齿廓曲面的母线

相对于齿轮轴线偏斜了一个角度

对于斜齿轮而言

它也分了有外啮合齿轮

内啮合齿轮机构以及齿轮齿条

图e所示是人字齿轮

它是由轮齿偏斜方向相反的

两个斜齿轮组成的

可以制成整体式或者拼合式的结构

刚才我们看到的是

用于平行轴之间传动的齿轮机构有这么多

接下来我们再来了解一下

用于相交轴间传动的齿轮机构

轮齿排列在圆锥体的表面

我们称为圆锥齿轮

也把它俗称为伞齿轮

a图所看见的是

直齿圆锥齿轮传动

这种圆锥齿轮

它的应用是非常广的

还有一种是斜齿圆锥齿轮

就像我们现在看到的动画一样

但这种齿轮

它加工制造不方便

所以说应用很少

图c所示的是曲齿圆锥齿轮

这种齿轮

它的传动很平稳

承载能力很高

一般呢是在高速重载的场合使用

但是它需要用专用的机床来加工

第三种是用于交错轴之间传动的齿轮机构

a图我们可以看到

从单个一个齿轮而言

它就是一个斜齿轮

而两个齿轮的轴线

它既不相交也不平行

是属于相互交错的

图b所看见的是蜗杆蜗轮传动

通常它是两个交错轴之间

呈90°的这样一种情况

这些都是我们一般的常规齿轮

还有一种齿轮

我们把它称之为谐波齿轮

谐波齿轮是20世纪60年代以来

发展起来的一种传动的新技术

它是建立在弹性变形理论基础上的新型传动

它有三个主要构件组成

具有内齿的刚轮

还有外齿的柔轮以及波发生器

这是比较新的一种齿轮的结构

齿轮结构传动它有哪些特点

主要有这么几个方面

第一个

齿轮是在轮缘上

按照一定规律分布着许多齿的

这样一个轮子

那齿轮传动就是通过

一对齿轮轮齿它的齿廓曲线

相互接触来实现的

那我们把两条齿廓曲线的

相互接触就称之为啮合

显然齿轮机构是一种高副机构

它主要的功能就是在两轴之间

传递连续的回转运动和动力

第二一个就是功率的范围是比较大的

速比范围也很大

效率很高

可以到达99%

它的精度也是很高的

第三一个方面就它的传动比很稳定

这一点对于我们的实际工作

是非常有利的

而且工作很可靠

结构很紧凑

第四个方面

它可以利用结构上的

一个优势来改变运动的方向

第五一个方面就是

它的制造安装的精度要求很高

所以一般是中心距比较大的时候

就不是太合适了

成本比较高

而且高速运转的时候

它的噪音也是比较大的

这就是齿轮的传动特点

好了

今天我们的课就上到这

谢谢大家