齿轮传动的基本原理（机械传动基础知识）

齿轮传动——利用齿轮副来传递运动和（或）动力的一种机械传动。

一、齿轮传动的常用类型

二、齿轮传动的应用

1．传动比

齿轮传动的传动比是主动齿轮转速与从动齿轮转速之比，也等于两齿轮齿数之反比。

2．应用特点

（1）优点 ：能保证瞬时传动比恒定，工作可靠性高，传递运动准确可靠；传递的功率和圆周速度范围较宽；结构紧凑、可实现较大的传动比；传动效率高，使；用寿命长，维护简便。

（2）缺点 ：运转过程中有振动、冲击和噪声；齿轮安装要求较高；不能实现无极变速；不适宜用在中心距较大的场合

三、齿轮渐开线的形成

动直线沿着一固定的圆作纯滚动时，此动直线上任一点K的运动轨迹CK称为渐开线，该圆称为渐开线的基圆，其半径以rb表示，直线称为渐开线的发生线。

四、齿轮渐开线性质

发生线在基圆上滚过的线段长等于基圆上被滚过的弧长

渐开线上任意一点的法线必切于基圆

渐开线的形状取决于基圆的大小

渐开线上各点的曲率半径不相等

渐开线上各点的齿形角（压力角）不等

渐开线的起始点在基圆上，基圆内无渐开线

五、渐开线齿廓的啮合特性

能保持瞬时传动比的恒定

具有传动的可分离性

六、斜齿圆柱齿轮传动

1．斜齿圆柱齿轮的形成

2．斜齿圆柱齿轮传动的啮合性能

轮齿的接触线先由短变长，再由长变短，承载能力大，可用于大功率传动。轮齿上的载荷逐渐增加，又逐渐卸掉，承载和卸载平稳，冲击、振动和噪声小。由于轮齿倾斜，传动中会产生一个轴向力。斜齿圆柱齿轮在高速、大功率传动中应用十分广泛。

3．斜齿圆柱齿轮的主要参数和几何尺寸

端面：垂直于齿轮轴线的平面，用 t 作标记

法面：与轮齿齿线垂直的平面，用 n 作标记。

判别方法：将齿轮轴线垂直放置，轮齿自左至右上升者为右旋，反之为左旋。

4．斜齿圆柱齿轮的正确啮合条件

法面模数（法向齿距除以圆周率π所得的商）相等，即m n1= m n2 = m

法面齿形角（法平面内，端面齿廓与分度圆交点处的齿形角）相等，即αn1=αn2 =α

螺旋角相等、旋向相反，即β1= -β2

七、直齿圆锥齿轮传动

以大端的参数作为标准参数。

应满足的条件： 大端端面模数相等。 大端齿形角相等。

八、齿轮齿条传动

1．齿条

齿轮的齿数增加到无穷多时，其圆心位于无穷远处，齿轮上的基圆、分度圆、齿顶圆等各圆成为基线、分度线、齿顶线等互相平行的直线，渐开线齿廓也变成直线齿廓，齿轮即演化成为齿条。

齿条的主要特点： 齿廓上各点的法线相互平行。传动时，齿条作直线运动，且速度大小和方向均一致。齿条齿廓上各点的齿形角均相等，且等于齿廓直线的倾斜角，标准值α为20º。不论在分度线上、齿径线上，还是在与分度线平行的其他直线上，齿距均相等，模数为同一标准值。

2．齿轮齿条传动 ：

v —齿条的移动速度，mm/min

n1—齿轮的转速，r/min

d1——齿轮分度圆直径，mm

m——齿轮的模数，mm

z1——齿轮的齿数

L—齿轮每回转一周齿条的移动距离

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