齿轮传动机构
机械原理_齿轮传动
齿轮机构及其设计 渐开线直齿圆柱齿轮的啮合传动 一对轮齿的啮合过程及连续传动条件
1 [ Z1(tg a1 tg ) Z 2 (tg a 2 tg )] 外啮合 2 1 [ Z1 (tg a1 tg ) Z 2 (tg a 2 tg )] 内啮合 2 2ha Z1 (tg a1 tg ) 齿轮齿条 2 sin 2 与m无关，随Z增大而增大，当Z 也增大到无
齿轮机构及其设计 渐开线标准齿轮的基本参数和几何尺寸 标准齿条的特点
1) 各同侧齿廓均为相互平行的直线，且齿廓上各 点压力角α相等，均等于齿形角 2) 不同线上的齿距相等，均为pi=p =πm，但 只有分度线上e=s
ha 、 h f 、h 、e 、s 、p 、c 等 仍用表10—2中有关公式计算
齿轮机构及其设计 渐开线直齿圆柱齿轮的啮合传动 渐开线直齿圆柱齿轮传动的 啮合过程 N1N2—理论上可能 的最长啮合线段， 特称为理论啮合线 N1、N2为啮合极限点 B1B2—实际啮合线
齿轮机构及其设计 渐开线直齿圆柱齿轮的啮合传动 一对轮齿的啮合过程及连续传动条件 齿轮齿条啮合传动
PB1不变， ha 2 ha m PB2 且 sin sin 2 h 1 a [ Z1 (tg a1 tg ) ] 2 sin cos 2ha Z1 (tg a1 tg ) 2 sin 2
m1 m2 m 正确啮合条件 1 2
齿轮机构及其设计 渐开线直齿圆柱齿轮的啮合传动 齿轮传动的中心距与啮合角
1 a (d 1 d 2 ) 2 m ( Z1 Z 2 ) 2
c
c c m
标准安装
1 d2 ) a (d 1 2
齿轮传动机构
机械原理—齿轮机构 正传动 x1+x2 >0
中心距a↑，啮合角α’↑
机械原理—齿轮机构 负传动 x1+x2 <0
中心距a↓，啮合角α’↓
机械原理—齿轮机构
齿 轮 传 高 角 动 度 度 类 负 正 零 变 变 型 传 传 ::传 位 :x 位 xx 1 11 动 动 x x动 x 2 22 0 00
问题2：G1、G3为同一基圆上所生成的两条反向渐
开线，试问 K1K2 和
K1' K
' 2
有何关系？
K1K2 K1'K2'
6.同一基圆上所生成的两条 反向渐开线为法向等距曲线。
机械原理—齿轮机构
Байду номын сангаас
4.3.3 渐开线方程
1.渐开线的压力角
cosK
rb rK
2.渐开线方程
K
rKrb/coαK s
invKKtgKK
C点：啮合节点，简称节点
机械原理—齿轮机构
齿廓啮合基本定律 齿廓接触点的公法线始终通过中心连线上一 定点，速比恒定。
节圆：由节点决定的圆 共轭齿廓 凡满足齿廓啮合基本定律而相互啮合的一对 齿廓
机械原理—齿轮机构
轭
两头牛背上的架子称为轭，轭使两头牛同步 行走。共轭即为按一定规律相配的一对。
机械原理—齿轮机构
rb—基圆半径； BK—渐开线发生线 θK—渐开线上K点的展角
机械原理—齿轮机构
4.3.2 渐开线的性质
1.渐开线的发生线展直前后长度不变；
弧ABKB
机械原理—齿轮机构
第9章_齿轮传动
直齿
斜齿 人字齿轮
外啮合 内啮合
齿轮齿条 直齿
两轴相交 圆锥齿轮传动 斜齿
空间齿轮传动 （两轴不平形）
两轴交错
蜗杆传动
曲齿
交错轴斜齿轮传动
三、齿轮结构
• 齿轮轴：齿轮与轴做成一体，一般用于直 径很小的齿轮。
• 制造工艺复杂，同时制造，同时报废。
• 实心式齿轮：齿顶圆直径da≤160mm • 齿轮与轴分开制造
当基圆半径趋 于无穷大时，渐开 线成为斜直线。它 就是渐开线齿条的 齿廓。
C3
C2
C1
K
N1 N2
ri
rb2
O2
O
3
8
推论
➢ 同一基圆上渐开线形状相同
➢ 同一基圆所生成的同向渐开
线为法向等距曲线
A2
A1
➢ 两反向渐开线公法线处处相
等（等于两渐开线间的基圆
弧长）
➢ 同一基圆上任意两条渐开 线的公法线处处相等
C1
N1 N2
C3
N1 K1
N2
N
K2
O
4、 基圆以内无渐开线。
弧长等于发生线， 基圆切线是法线， 曲线形状随基圆， 基圆内无渐开线。
5、渐开线上点Ｋ的压力角
在不考虑摩擦力、重力和惯性力
的条件下，一对齿廓相互啮合时，齿
轮上接触点Ｋ所受到的法线与受力点
速度方向之间所夹的锐角，称为齿轮
齿廓在该点的压力角。
2、承载能力大 即要求齿轮传动能传递较大的动力，且体积
小、重量轻、寿命长。
为了满足基本要求，需要对齿轮齿廓曲线、啮 合原理和齿轮强度等问题进行研究。
第二节 齿廓啮合的基本定律
齿轮传动的基本要求之一就是要保证传动平 稳。所谓平稳，是指啮合过程中瞬时传动比：
《齿轮传动机构作业设计方案》
《齿轮传动机构》作业设计方案一、设计任务本次作业设计的任务是设计一个齿轮传动机构，实现两个轴之间的传动。
通过设计和制作这个机构，学生将能够了解齿轮传动的原理和应用，提升自己的机械设计和制造能力。
二、设计要求1. 齿轮传动机构需要包括至少两组齿轮，分别为主动齿轮和从动齿轮。
2. 齿轮传动比需为2:1，即主动齿轮的齿数是从动齿轮的两倍。
3. 齿轮传动机构需要能够实现顺时针和逆时针传动。
4. 齿轮传动机构需要具有较高的传动效率和稳定性。
5. 设计材料为金属材料，如钢铁等。
6. 设计尺寸需符合实际工程需求，具有一定的可制造性。
三、设计方案1. 齿轮选型：主动齿轮和从动齿轮的选型是整个设计的关键。
根据传动比要求，主动齿轮的齿数应是从动齿轮的两倍。
同时，为了保证传动效率和稳定性，需要选择质量较好的齿轮材料，如20CrMnTi合金钢等。
2. 齿轮传动设计：根据传动比要求，设计主动齿轮和从动齿轮的齿数，同时思量齿轮的模数、齿宽等参数，确保传动效率和稳定性。
3. 轴设计：设计两个轴，分别用于毗连主动齿轮和从动齿轮，轴材料也需选择合适的金属材料。
4. 轴承选型：为了保证齿轮传动的稳定性和蔼畅性，需要选择合适的轴承，确保轴的旋转自由度。
5. 结构设计：设计齿轮传动机构的整体结构，包括齿轮的安装方式、轴的毗连方式等，确保整个机构的稳定性和可靠性。
四、制作过程1. 齿轮加工：根据设计要求，加工主动齿轮和从动齿轮，确保齿轮的齿数、模数等参数符合设计要求。
2. 轴加工：加工毗连主动齿轮和从动齿轮的轴，确保轴的直线度和圆度符合要求。
3. 装配：将齿轮和轴进行装配，确保齿轮传动机构的正常运转。
4. 调试：进行齿轮传动机构的调试，检查传动比、传动效率等参数是否符合设计要求。
五、安全注意事项1. 在加工和装配过程中，需要戴好防护眼镜，避免金属屑伤害眼睛。
2. 在调试过程中，需要注意机械传动部件的运转状态，避免发生意外伤害。
3. 在应用过程中，需要定期检查齿轮传动机构的运转状态，确保机构的安全性和稳定性。
齿轮传动机构工作原理
齿轮传动机构工作原理齿轮传动机构是一种常见且广泛应用于各种机械设备中的传动方式。
它是利用相互啮合的齿轮来传递动力和运动的机构，具有传递大扭矩、平稳传动、传动效率高等优点。
本文将详细介绍齿轮传动机构的工作原理及其应用。
一、齿轮的基本概念和分类齿轮是一种特殊形状的圆盘状零件，其表面上有齿数固定、特定形状的齿。
根据齿轮传动的形式和结构特点，齿轮可以分为直齿轮、斜齿轮、蜗杆齿轮、锥齿轮等多种类型。
其中，直齿轮是最常见的一种，其齿轮齿面与齿轮轴线平行。
二、齿轮传动机构的工作原理齿轮传动机构是利用齿轮啮合形成相对运动，使输入轴和输出轴实现动力传递的一种传动方式。
其工作原理可以概括为以下几点：1. 齿轮的啮合：两个齿轮之间通过齿轮齿面的啮合来传递动力。
当输入齿轮转动时，齿轮轴上的齿与另一个齿轮的齿面接触，形成啮合，从而使另一个齿轮转动。
2. 齿轮的转速和转矩计算：根据齿轮传动的特点，我们可以通过齿轮的齿数和模数来计算齿轮的转速和转矩。
一般来说，输入轴和输出轴的转速和转矩之间存在一定的关系。
3. 齿轮传动的速比和力矩变化：根据齿轮的齿数和齿轮的模数，我们可以计算出齿轮传动的速比，即输出轴转速与输入轴转速的比值。
同时，齿轮传动可以改变输入轴的转矩大小，通常输出轴的转矩会比输入轴的转矩大。
4. 齿轮传动的密封和润滑：为了保证齿轮传动的正常工作，我们需要对齿轮传动机构进行密封和润滑处理。
密封可以防止外界的灰尘和杂质进入齿轮箱，润滑则可以减小齿轮之间的摩擦，提高传动效率。
三、齿轮传动机构的应用领域齿轮传动机构广泛应用于各种机械设备中，包括汽车、列车、飞机、工程机械、电动机等领域。
具体应用包括：1. 传动行走装置：齿轮传动机构常用于工程机械、农机等设备的传动行走装置中，通过齿轮的运动实现设备的前进、后退、转弯等动作。
2. 传动变速箱：齿轮传动机构是汽车、摩托车等车辆中常见的传动方式。
通过不同齿轮的组合，可以实现车辆的不同速度和扭矩要求。
齿轮机构全解.pptx
因刀具不变，故变位齿轮的齿距.模数 和压力角均不变，分度圆和基圆也保持 不变。 变位→齿廓形状不相同。 刀具外移(正变位)→齿轮的齿根变宽，齿顶变窄。 刀具内移(负变位)→齿轮的齿根变窄，齿顶变宽。 ∵齿廓取同一渐开线的不同部位，不同部位的渐开线其曲率半径不相同
刀具中线
第16页/共25页
└tgαn=tgαt·cosβ
4,p.68) ┌d=mnZ/cosβ ( ha*=1 ,C*=0.25) │da=d+2ha=d+2mn │df=d－2hf=d－2.5mn └a=(d1+d2)/2=mn(Z1+Z2)/(2cosβ)
3. 斜齿的重合度:由于螺旋角的影响,斜齿传动的啮合弧增长了,故重合
装和强度。
第8页/共25页
n K
(P12)
C
2
(P23)O2 图4-2
§4-3渐开线齿廓
(二)渐开线齿廓满足定角速比要求
p.56
→i 瞬 =常数 (齿廓公法线通过节点P) 证明：渐开线齿廓E1和E2在任一点K接触，过K点作两齿廓的
公法线nn与两轮连心线交于P点。根据渐开线的性质，nn必同时 与两基圆相切 →两齿廓公法线nn即为两基圆内公切线，齿轮传 动时基圆位置变，同一方向的内公切线只有一条 → nn与连心线 O1O2交点P 为定点→故渐开线满足定角速比的条件。
和啮合角是两个齿轮啮合时才出现的。
第11页/共25页
三、重合度及连续传动条件
开始啮合点: 主动论齿根与从动轮齿顶接触点与N1N2交于A点。
退出啮合点：主动轮齿顶与从动轮齿顶根接触点与N1N2交于E点
ω1 da1
∴AE为实际啮合线段。 当两轮齿顶加大时，A和E驱
三齿轮传动机构
44
AT
D1档 D1档
AT
旋转方向 错误
正确
45
AT
AT
丰田A340E传动原理图
46
AT
AT
丰田A340E－O/D排旳直接传动
◆ O/D输入轴→O/D行星架→C0和F0锁住行星架和太阳 轮→O/D齿圈同速转动→中间轴。
◆ O/D行星排直接传动 ：1.00
47
AT
AT
丰田A340E－D1档（后两排传动）
AT
AT
自动变速器构造与维修 （ 齿轮传动机构 ）
1
AT
AT
§3.1 行星齿轮机构旳构成及构造
三大基本元件；
太阳轮 Sun Gear 齿圈 Ring Gear 行星架 Carrier
2
AT
AT
齿 圈 Ring Gear
齿圈
3
AT
AT
太 阳 轮 Sun G太e阳ar轮
4
AT
AT
行 星 架 Carr行ie星r 架
z1
Z1－太阳轮齿数 Z2－齿圈齿数
◇ 单排行星齿轮机构运动特征方程式：
n1 n2 1 n3 0
n1 －太阳轮转速 n2 － 齿圈转速
n3 －行星架转速
9
AT
减速档（方案一）
齿圈（n2=0）固定 太阳轮（n1）主动 行星架（n3）从动
AT 固定
n1 n2 1 n3 0
主动
i1、3
n1 n3
1 ＞1
从动
太阳轮顺时针转动，驱使行星轮在固定旳齿
圈内滚动（行星轮逆时针转动）并带动行星架作
顺时针转动。
10
AT
减速档（方案二）
太阳轮（n1=0）固定 齿圈（n2）主动 行星架（n3）从动
齿轮传动机构的装配要点
齿轮传动机构的装配要点1.齿轮的选择：在装配齿轮传动机构之前，首先要选择合适的齿轮。
要根据传动的要求和工作条件，选择合适的齿轮材料和齿轮参数。
齿轮的模数、齿数、压力角等参数都会直接影响到传动的性能。
2.清洗和润滑：在进行齿轮传动机构的装配之前，要先进行清洗和润滑。
清洗齿轮和轴承以去除表面的污垢和油脂，以保证装配的质量。
润滑齿轮和轴承可以减少磨损和摩擦，延长使用寿命。
选择合适的润滑剂，进行润滑。
3.配合间隙的控制：在装配齿轮传动机构时，要注意控制配合间隙的大小。
配合间隙是齿轮传动机构中齿轮与轴承、轴的配合间隙，过大会导致传动精度下降，过小会增大装配难度和摩擦损失。
可以通过调整轴承座的厚度、使用间隙承载传动等方式来控制配合间隙。
4.轴的安装：在装配齿轮传动机构时，要将齿轮和轴进行正确的配合。
轴的安装要保证轴承的精度和质量，避免轴的弯曲和偏斜。
可以使用专用的轴承安装工具来确保轴的正确安装。
5.调整传动间隙：在装配齿轮传动机构之后，要进行传动间隙的调整。
传动间隙是指齿轮传动机构中齿轮啮合时的间隙，需要根据传动的要求和工作条件进行调整。
通常可以通过调整轴承座的位置、调整齿轮的位置等方式来调整传动间隙。
6.检查和测试：在装配齿轮传动机构之后，要进行检查和测试。
检查齿轮和轴的配合是否良好，是否存在松动和变形等问题。
可以使用专用的测试设备进行齿轮传动的性能测试，检查传动的工作是否稳定、噪声是否正常等。
7.调试和调整：在装配齿轮传动机构之后，要进行调试和调整。
通过运行传动装置，检查传动的工作是否正常，有无异常声音和振动等。
根据实际情况进行调整，确保传动装置的性能和使用寿命。
综上所述，齿轮传动机构的装配要点包括齿轮的选择、清洗和润滑、配合间隙的控制、轴的安装、调整传动间隙、检查和测试、调试和调整等。
在进行装配时，要注意操作的规范和要求，确保装配的质量和性能。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
第3章 机器人机械结构
3.1.2 吸附式取料手
3. 磁吸附式取料手
磁吸附式取料手是利用电磁铁通电后产生的电磁吸力取料，因此 只能对铁磁物体起作用，但是对某些不允许有剩磁的零件禁止使用， 所以磁吸附式取料手的使用有一定的局限性。
第3章 机器人机械结构
3.1.3 专用末端操作器及换接器
1.专用末端操作器
第3章 机器人机械结构
3.2 机器人手腕
3.2.2 手腕的分类 1．按自由度数目来分类
手腕按自由度数目来分，可分为单自由度手腕、二自由度手腕和 三自由度手腕。 (1)单自由度手腕， 如图所示，图( a )是一种翻转( Roll )关节，它把手 臂纵轴线和手腕关节轴线构成共轴线形式，这种R关节旋转角度大， 可达到360°以上。图(b)、(c)是一种折曲 ( Bend )关节，关节轴线与 前后两个连接件的轴线相垂直。这种 B 关节因为受到结构上的干涉， 旋转角度小，大大限制了方向角。
第3章 机器人机械结构
3.1.1夹钳式取料手
第3章 机器人机械结构
3.1.1夹钳式取料手
2.传动机构
传动机构是向手指传递运动和动力，以实现夹紧和松开动作的 机构。该机构根据手指开合的动作特点分为回转型和平移型。回转型 又分为单支点回转和多支点回转。根据手爪夹紧是摆动还是平动，又 可分为摆动回转型和平动回转型。 斜楔杠杆式手部
第3章 机器人机械结构
3.1.1夹钳式取料手
夹钳式取料手由手指(手爪)和驱动机构、传动机构及连接与支承元 件组成，如图所示。它通过手指的开、合实现对物体的夹持。
1.手指
手指是直接与工件接触的部件。手部松开和夹紧工件，就是通过手指 的张开与闭合来实现的。机器人的手部一般有两个手指，也有三个、 四个或五个手指，其结构形式常取决于被夹持工件的形状和特性。
第3章 机器人机械结构
机器人机械结构的功能是实现机器人的运动机能，
完成规定的各种操作，包含手臂、手腕、手爪和行走机 构等部分。机器人的“身躯”一般是粗大的基座，或称 机架。机器人的“手”则是多节杠杆机械——机械手， 用于搬运物品、装卸材料、组装零件等，或握住不同的
工具，完成不同的工作，如让机械手握住焊枪，可进行
斜楔杠杆式手部
第3章 机器人机械结构
3.1.1夹钳式取料手
滑槽式杠杆回转型手部
双支点杆式手部
第3章 机器人机械结构
3.1.1夹钳式取料手
齿条齿轮杠杆式手部
第3章 机器人机械结构
3.1.1夹钳式取料手
直线平移型手部
第3章 机器人机械结构
3.1.1夹钳式取料手
四连杆机构平移型手部结构
第3章 机器人机械结构
机器人是一种通用性很强的自动化设备，可根据作业要求完成 各种动作，再配上各种专用的末端操作器后，就能完成各种动作。 如在通用机器人上安装焊枪就成为一台焊接机器人，安装拧螺母机 则成为一台装配机器人。
第3章 机器人机械结构
3.1.3 专用末端操作器及换接器
2.换接器或自动手爪更换装置
使用一台通用机器人，要在作业时能自动更换不同的末端操作器， 就需要配臵具有快速装卸功能的换接器。换接器由两部分组成：换 接器插座和换接器插头分别装在机器腕部和末端操作器上，能够实 现机器人对末端操作器的快速自动更换。
3.1.2 吸附式取料手
吸附式取料手靠吸附力取料，根据吸附力的不同分为 气吸附和磁吸附两种。吸附式取料手适应于大平面、易碎 (玻璃、磁盘)、微小的物体，因此使用面较广。 1．气吸附式取料手
第3章 机器人机械结构
3.1.2 吸附式取料手
气吸附式取料手与夹钳式取料手指相比，具有结构简 单、重量轻、吸附力分布均匀等优点。对于薄片状物体的 搬运更具有其优越性(如板材、纸张、玻璃等物体)，广泛 应用于非金属材料或不可有剩磁的材料的吸附。但要求物 体表面较平整光滑，无孔、无凹槽。
焊接；握住喷枪，可进行喷漆。使用机械手处理高温、 有毒产品的时候，它比人手更能适应工作。
第3章 机器人机械结构
3.1 机器人末端执行器
用在工业上的机器人的手一般称之为末端操作器，它 是机器人直接用于抓取和握紧专用工具进行操作的部件。 它具有模仿人手动作的功能，并安装于机器人手臂的前端。 机械手能根据电脑发出的命令执行相应的动作，不仅是一 个执行命令的机构，它还应该具有识别的功能，也就是 “感觉”。 末端操作器是多种多样的，大致可分为以下几类： (1)夹钳式取料手； (2)吸附式取料手； (3)专用操作器及转换器； (4)仿生多指灵巧手。
真空气吸附取料手
第3章 机器人机械结构
3.1.2 吸附式取料手
2. 挤压排气吸附式取料手
挤压排气吸附式取料手如图所示。其工作原理为：取料时吸盘 压紧物体，橡胶吸盘变形，挤出腔内多余的空气，取料手上升，靠 橡胶吸盘的恢复力形成负压，将物体吸住。释放时，压下拉杆3，使 吸盘腔与大气相连通而失去负压。该取料手结构简单，但吸附力小， 吸附状态不易长期保持。
第3章 机器人机械结构
3.2 机器人手腕
3.2.1 概述
机器人手腕是在机器人手臂和手爪之间用于支撑和调整手爪的 部件。机器人手腕主要用来确定被抓物体的姿态，一般采用三自由 度多关节机构由旋转关节和摆动关节组成。 机器人的腕部是连接手部与臂部的部件，起支承手部的作用。 工业机器人一般具有六个自由度才能使手部(末端操作器)达到目标 位臵和处于期望的姿态，手腕上的自由度主要是实现所期望的姿态。
第3章 机器人机械结构
3.1.4 仿生多指灵巧手
1.柔性手
为了能对不同外形的物体实施抓取，并使物体表面受力比较均匀， 因此研制出了柔性手。
第3章 机器人机械结构
3.1.4 仿生多指灵巧手
2.多指灵巧手
机器人手爪和手腕最完美的形式是模仿人手的多指灵巧手。如图 所示，多指灵巧手有多个手指，每个手指有3个回转关节，每一个关 节的自由度都是独立控制的。因此，几乎人手指能完成的各种复杂 动作它都能模仿，如拧螺钉、弹钢琴、作礼仪手势等动作。在手部 配臵触觉、力觉、视觉、温度传感器，将会使多指灵巧手达到更完 美的程度。多指灵巧手的应用前景十分广泛，可在各种极限环境下 完成人无法实现的操作，如核工业领域、宇宙空间作业，在高温、 高压、高真空环境下作业等。