机械设计基础 第五讲 齿轮机构
【机械设计基础】第五章齿轮机构
铣刀号 齿数范围
1
2
3
4
5
6
7
8
12~13 14~16 17~20 21~25 26~34 35~54 55~134 ≥135
每一号铣刀的齿形是按所加工一组齿轮中齿数最少的齿轮齿形制 成的，故用此铣刀加工同组其它齿数的齿轮时，其齿形是有误差 的。
二、分类
•两轴平）
分类
平面齿轮传动 （两轴平行）
圆柱齿轮传动
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 （两轴不平行）
两轴交错
蜗杆传动
曲齿
交错轴斜齿轮传动
分类：
外齿轮传动
直齿 内齿轮传动
齿轮机构及其设计
Spur/Helical/Bevel Gear •直齿渐开线齿轮的啮合特性 •斜齿渐开线齿轮的基本参数
4-4、4-5、4-6、4-12
§5-1 特点与分类
一、特点
• 速度、功率范围广； • 效率高； • 传动比稳定； • 工作可靠性较高; • 寿命较长； • 传递任意两轴间的运动和动力; • 制造和安装精度要求较高； • 成本较高； • 传动距离不宜过大
为保证可靠工作，工程上要求： ε≥[ε]
使用场合 [ε]
[ε]的推荐值：
一般机械制造业 汽车拖拉机
1.4
1.1～1.2
金属切削机 1.3
采用标准齿轮，总是有： ε≥1故不必验算。
§5-6 渐开线齿轮齿廓的切制
加工方法：
铸造法、热扎法、冲压法、模锻法、粉末冶金法、 切制法。其中切制法最常用
机械设计基础第5章齿轮传动1原理
由前所述已知，标准齿轮分度圆 的齿厚与齿槽宽相等，又知正确啮合 的一对渐开线齿轮的模数相等，故
s1=e1=s2=e2=πm/2 我们把一对标准齿轮分度圆相切
一直线在一圆周上作纯滚动，直线 上任意点的轨迹称为圆的渐开线，这个圆 称为渐开线的基圆，该直线称为发生线 (参见右图)。
由渐开线形成过程可知，渐开线具有 下列特性：
（1）因发生线与基圆之间为纯滚动， 没有相对滑动，所以
KB=AB （2）当发生线沿基圆作纯滚动时，B点 是它的速度瞬心，因此直线BK是渐开线上 K点的法线，且线段BK为其曲率半径。又 因发生线始终切于基圆，故渐开线上任意 一点的法线必与基圆相切；或者说，基圆 的切线必为渐开线上某一点的法线。
重合度越大，同时啮合的齿对数越多。 可以证明，重合度的计算公式为：
直齿：
1.88
3.2( 1 z1
1 z2
)
斜齿：
[1.88 3.2( 1 z1
1 )] cos z2
上式表明：相啮合的一对齿轮，齿数和越 大，重合度越大。对于标准齿轮传动，重合度 恒大于1，故标准齿轮一定满足连续条件。
三、无侧隙啮合和标准中心距
为了简便，分度圆上的 齿距、齿厚及齿槽宽习惯上 不加分度圆字样，而直接称 为齿距、齿厚及齿槽宽，各 参数的代号也都不带下标。
模数与齿高
分度圆上的齿距p对π 的比值 称为模数，用m表示，单位为mm，
即m=p/π。
模数是齿轮的主要参数之一， 齿轮的主要几何尺寸都与模数成正
比，m越大，则p越大，轮齿就越大，
机械设计课件齿轮机构
0.1 0.12 0.15 0.2 0.25 0.5 0.4 0.5 0.6 0.8 第一系列 1 1.25 1.5 2 2.5 3 4 5 6 8 10 12 16 20 25 32 40 50
高速、中速、低速齿轮传动。
定传动比、变传动比齿轮传动。
开式齿轮传动、闭式齿轮传动。
球齿轮
抛物线齿轮(近年)
内齿轮传动
齿轮齿条
ω2 作者：潘存云教授 ω1 椭圆齿轮 准双曲面齿轮 作者：潘存云教授 斜齿圆锥齿轮 作者：潘存云教授 曲线齿圆锥齿轮
§4－2 齿廓实现定角速度比的条件
设计：潘存云
o1
rb
定义：啮合时K点正压力方向与速度方向所夹锐角为渐开线上该点之压力角αk。
rb＝rk cosαk
B3
o3
θk
A2
B2
o2
⑦同一基圆上任意两条渐开线的公法线处处相等。
设计：潘存云
B
C’
A
C
rb
O
E
C”
由性质①和②有：
两条反向渐开线,
两条同向渐开线：
B1E1 = A1E1－A1B1
B2E2 = A2E2－A2B2
表示符号： d、r、s、e，p= s+e
法向齿距 （周节） —— pn
s
e
sk
ek
= pb
pb
rf
r
pk
2.基本参数
m=4 z=16
②模数—— m
①齿数—— z
出现无理数,不方便为了计算、制造和检验的方便
分度圆周长：πd=zp,
d=zp/π
称为模数m 。
m=2 z=16
2024版机械设计基础完整齿轮机构Hppt课件[1]
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设计齿轮的润滑和冷却系统，确保齿轮机构的正常运转 和寿命
考虑齿轮的加工精度和公差配合，选择合适的加工方法 和精度等级
考虑齿轮机构的装配和调整方便性，设计合理的装配结 构和调整方法
06
齿轮机构应用案例分析与讨论
汽车变速器中齿轮机构应用案例
变速器齿轮机构组成
01
包括行星轮系、定轴轮系等。
工程机械齿轮机构工作原理
02
通过齿轮的啮合传递动力和扭矩，实现工程机械的行走、转向、
工作装置动作等功能。
工程机械齿轮机构设计要点
03
需考虑负载特性、工作环境、使用寿命等因素，确保齿轮机构
的承载能力和稳定性。
其他领域典型应用案例
1 2 3
航空航天领域 齿轮机构在飞机发动机、直升机传动系统中有广 泛应用，需满足高温、高压、高速等极端条件下 的工作要求。
B
C
D
4. 实验总结
总结实验过程中的经验教训，提出改进意 见和建议，为后续的实验和研究提供参考。
3. 结果讨论
将实验结果与理论值或设计要求进行比较， 讨论实验结果的一致性和差异性，分析可 能的原因和改进措施。
08
课程总结与展望
课程重点内容回顾
齿轮机构基本概念和分类
详细介绍了齿轮机构的基本概念、分类及应 用场景。
承载能力。
齿轮精度等级与公差配合
精度等级
根据齿轮的使用要求和制造工艺水平，将齿轮的各 项误差限定在一定范围内，形成不同的精度等级。
齿形误差与齿向误差
齿形误差是指齿轮齿廓形状与理论形状的偏差，齿 向误差是指齿轮齿向与理论齿向的偏差，两者均会 影响齿轮的传动精度和平稳性。
第5章 齿轮机构
A b 0
n
K
K rK
K A
B
rb
n
O
§4－2齿廓啮合基本定律及渐开线齿廓
4、渐开线上各点的压力角不同。
齿廓在接触点的正压力方向与该 点速度方向所夹锐角-----压力角。
cos K
rb rK
F
n
K
v
K
K rK
K B
n
K A
rb
O
§4－2齿廓啮合基本定律及渐开线齿廓
1、渐开线齿廓能保证定传动比传动
i12
1 2
O2C O1C
设E1、E2为一对渐开线齿廓，两齿廓在任意
点K啮合时，过K作两齿廓的法线N1N2，
N1N2与O1O2的交点即为节点C。
O1O2为定直线 N1N2为定直线
C为定点
1
rb1
K N2
K C N1 E1
E2
rb 2 2
i12
1 2
O2C O1C
渐开线齿廓的提出已有近两百多年的历史，目前还没有 其它曲线可以替代。主要在于它具有很好的传动性能，而且 便于制造、安装、测量和互换使用等优点。本章只研究渐开 线齿轮。
§4－2齿廓啮合基本定律及渐开线齿廓
一、 渐开线的形成
―条直线在定圆上作纯滚动时，其
上任一点的轨迹
渐开线
渐开线
n
发生线
K
圆－基圆 BK－发生线 二、渐开线的性质
const
rb 2 rb1
§4－2齿廓啮合基本定律及渐开线齿廓
2、渐开线齿廓啮合具有可分性
i12
1 2
O2C O1C
rb 2 rb1
机械基础-齿轮机构
齿轮啮合几何
要考虑齿轮啮合的接触比例和角度。
齿轮材料
应选择合适的材料以满足承载和耐磨的要求。
润滑和冷却
确保齿轮运转时有适当的润滑和冷却。
结论和要点
• 齿轮机构是机械系统中常见的传动装置。 • 它们具有不同的种类和工作原理。 • 齿轮机构在许多领域中有广泛的应用。 • 优点包括高效能量传递和精确的动力转换。 • 设计时需要考虑参数和材料选择。
机械基础-齿轮机构
齿轮机构是机械系统中常见的传动装置，由一组齿轮组成。它们在各种机械 领域中起着重要作用，实现了精确的动力转换和传递。
齿轮机构的定义
齿轮机构是由相互啮合的齿轮组成的机械装置。它们通过齿廓的啮合传递运 动和力量。
齿轮机构的种类
直齿轮
最常见的类型，齿轮齿条是直的。
锥齿轮
齿轮轴倾斜，可实现角度传动。
2 机械制造
齿轮机构用于工厂设备和机械运行的传动系统。
3 航天工业
齿轮机构用于控制和导航飞行器，实现精确的运动控制。
齿轮机构的优缺点
优点
• 高效能量传递 • 精确的动力转换 • 可靠性和耐久性
缺点
• 噪音和振动 • 需要润滑和维护 • 有限的速度和扭矩范围
齿轮机构的设计考虑因素
齿轮模数
决定齿轮尺寸和啮合性能的参数。
斜齿轮
齿条倾斜，产生平滑的齿轮啮合。
行星齿轮
中心齿轮包围周围的行星齿轮，实现高速与低 速的转换。
齿轮机构的工作原理
1
啮合
齿轮通过齿廓的啮合，沿着相对方向旋转。
2
转速比
齿轮数量和直径确定了转速的比例。
3
传递力量
齿轮之间的啮合使能量和力量得以传递。
齿轮机构的应用领域
机械设计基础齿轮传动最新PPT课件
k
k
k 同侧齿廓弧长
法向齿距
（周节） －
p
n
=
p
b
基圆－ d 、r
bb
齿顶圆－ d 、r
aa
齿根圆－ d 、r
齿宽－ B f f
B p
k
s k
e k
pn
r
f
r
a
O
5.4 标准直齿圆柱齿轮的名称及几何尺寸参数
5.4.1 齿轮各部分名称
分度圆－
人为规定的计算基准圆
表示符号： d、r、s、e， h
a
s=e，p= s+e
在啮合传动时，齿廓之间将产生相对滑动。相 对滑动是任何齿廓曲线齿轮都具有的特性。齿廓间 的滑动将引起啮合时的摩擦效率损失和齿廓的磨损。
5.4 标准直齿圆柱齿轮的名称及几何尺寸参数
5.4.1 齿轮各部分名称 齿数－z
齿槽宽－ e
k 弧长
齿厚－ s 齿距 （周节） k 任意圆上的弧长
－ p = s +e
第五章 齿轮传动
5.1 齿轮传动的类型和特点 5.2 齿廓啮合的基本定律 5.3 渐开线齿廓 5.4 标准直齿圆柱齿轮的名称及几何尺寸参数 5.5 标准渐开线直齿圆柱齿轮啮合传动的条件 5.6 渐开线齿轮的切齿原理及根切现象 5.7 齿轮传动的失效形式和计算准则 5.8 齿轮常用材料及热处理 5.9 直齿圆柱齿轮传动的作用力及计算载荷 5.10 直齿圆柱齿轮的强度计算 5.11 平行轴斜齿圆柱齿轮传动 5.12 直齿圆锥齿轮传动 5.13 齿轮传动设计计算中的主要问题
③ 不适宜用于两轴间距离较大的传动。
5.2 齿廓啮合的基本定律
5.2 齿廓啮合的基本定律
一对齿轮传动，是依靠主动齿轮的齿廓依次推动从动齿轮的 齿廓来实现的，齿轮的齿廓曲线与传动比有密切的关系。
机械设计基础 第五讲 齿轮机构
一、齿轮传动机构的特点
齿轮机构是应用最广的传动机构之一 优点： 1）适用的圆周速度和功率范围广； 2）传动效率高； 4）寿命较长； 3）传动比稳定； 5）工作可靠性较高；
6）可实现平行轴、任意角相交轴和任意角交错轴之 间的传动。 缺点： 1）要求较高的制造和安装精度，成本较高。
2）不适宜于远距离两轴之间的传动。
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• • • •
对齿廓曲线的要求： 直观上—— 不卡不离 几何学上—— 处处相切接触 运动学上—— 法线上没有相对运动
E2
E1
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C
E2 n o2
ω2
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∎ 两齿轮在K点的线速度 分别为：
K 1 1 1 K
o1
Vk2
a
ω1 n k
K 2 2 2 K
∎ 显然1、2在公法线nn 上的分速度相等。否则两齿 廓啮合时将互相嵌入或分离
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锥齿轮
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交错轴斜齿轮 （旧称螺旋齿轮）
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机械设计基础课件齿轮机构H(2024)
工业机器人通常需要承受较大的负载，齿轮机构具有较高的承载能 力和耐久性。
实现多轴联动
通过多个齿轮机构的组合，实现工业机器人多轴联动，完成复杂的空 间运动。
2024/1/25
27
航空航天领域中齿轮机构应用
实现动力传输
在航空航天器中，齿轮机构用于将发动机的动力 传输到各个需要驱动的部件上。
减轻重量
2024/1/25
15
04
齿轮机构设计方法与步骤
2024/1/25
16
设计任务书解读与参数确定
明确设计任务
了解齿轮机构的工作条件、传动性能要求以及设计约束等。
2024/1/25
参数确定
根据设计任务书，确定齿轮机构的传动比、中心距、模数等 关键参数。
ห้องสมุดไป่ตู้17
传动方案选择及优化
传动类型选择
根据工作条件和性能要求，选择合适 的齿轮传动类型，如平行轴齿轮传动 、相交轴齿轮传动或交错轴齿轮传动 等。
机械设计基础课件齿轮机构 H
2024/1/25
1
contents
目录
2024/1/25
• 齿轮机构概述 • 齿轮机构基本原理 • 常见齿轮机构类型及特点 • 齿轮机构设计方法与步骤 • 齿轮机构制造工艺与质量控制 • 齿轮机构应用实例分析
2
2024/1/25
01
齿轮机构概述
3
齿轮机构定义与分类
工业革命时期
随着工业革命的兴起，齿轮机构得到了广泛的应用和发展 。蒸汽机的出现促进了齿轮机构的改进和完善，使得其能 够传递更大的动力和承受更高的负载。
现代发展
随着计算机技术和先进制造技术的不断发展，现代齿轮机 构的设计、制造和检测水平不断提高，使得其性能更加优 越、应用范围更加广泛。
2024年机械设计基础课件!齿轮机构H
机械设计基础课件!齿轮机构H机械设计基础课件：齿轮机构一、引言齿轮机构是机械设计中应用最广泛的一种传动机构，其结构简单、传动效率高、可靠性好，广泛应用于各种机械设备中。
齿轮机构由齿轮副组成，包括齿轮、轴、轴承等零部件。
本课件将介绍齿轮机构的基本原理、分类、传动比计算、齿轮啮合条件、齿轮强度计算等内容。
二、齿轮机构的基本原理齿轮机构是利用齿轮的啮合来实现两轴之间的运动和动力传递的装置。
当两个齿轮啮合时，主动齿轮转动，通过齿轮啮合将动力传递给从动齿轮，从而实现运动的传递。
齿轮的啮合原理是基于齿廓曲线的几何关系，齿廓曲线是齿轮啮合的基础。
三、齿轮机构的分类齿轮机构根据齿轮的形状和布置方式可以分为多种类型，常见的有直齿轮机构、斜齿轮机构、蜗轮蜗杆机构等。
1.直齿轮机构：直齿轮机构是齿轮齿面与轴线垂直的齿轮机构，其传动平稳、噪音低，但承载能力相对较小。
2.斜齿轮机构：斜齿轮机构是齿轮齿面与轴线呈一定角度的齿轮机构，其传动效率高、承载能力强，但噪音相对较大。
3.蜗轮蜗杆机构：蜗轮蜗杆机构是利用蜗杆和蜗轮的啮合来实现传动的，其传动比大、传动平稳，但效率相对较低。
四、齿轮机构的传动比计算齿轮机构的传动比是指主动齿轮与从动齿轮转速的比值。
传动比的计算公式为：传动比=从动齿轮齿数/主动齿轮齿数在实际应用中，根据工作需求确定传动比，然后根据传动比选择合适的齿轮齿数，以满足设计要求。
五、齿轮啮合条件1.齿廓重合条件：齿轮啮合时，齿廓必须保持连续接触，避免齿廓间的冲击和滑动。
2.齿顶隙条件：齿轮啮合时，齿顶之间应保持一定的间隙，以避免齿顶干涉。
3.齿根隙条件：齿轮啮合时，齿根之间应保持一定的间隙，以避免齿根干涉。
4.齿侧隙条件：齿轮啮合时，齿侧之间应保持一定的间隙，以允许润滑油的进入和排出。
六、齿轮强度计算齿轮强度计算是齿轮设计的重要环节，主要包括齿面接触强度计算和齿根弯曲强度计算。
1.齿面接触强度计算：齿面接触强度计算是确定齿轮齿面接触应力是否满足材料屈服极限的要求。
机械设计基础齿轮机构
机械设计基础齿轮机构1. 引言齿轮机构是机械设计中常见的一种传动方式。
它通过齿轮的咬合来传递动力和扭矩，广泛应用于机械设备、交通工具和工业机械等领域。
本文将介绍齿轮机构的基本原理、常见类型以及设计考虑要点。
2. 齿轮机构的基本原理齿轮机构的基本原理是利用齿轮的咬合来传递动力和扭矩。
齿轮是一种具有齿形的圆盘，上面分布着一定数量的齿。
在使用过程中，两个齿轮通过齿形之间的咬合来实现动力传递。
齿轮机构中常见的几个重要参数包括模数、齿数、齿轮的齿宽、齿高和齿形等。
这些参数直接影响着齿轮机构的传动效率、准确性和稳定性。
3. 齿轮机构的常见类型齿轮机构可以分为多种类型，其中比较常见的有以下几种：3.1 平面齿轮机构平面齿轮机构是最为常见的一种齿轮机构。
在平面齿轮机构中，齿轮的齿面在一平面上，可以实现平行轴的传动。
3.2 锥齿轮机构锥齿轮机构是一种轴线不平行的齿轮机构。
它主要通过两个锥齿轮的咬合来实现不同轴线的传动。
3.3 内外啮合齿轮机构内外啮合齿轮机构是由一个内圆周上的内齿轮和一个外圆周上的外齿轮组成的。
它可以实现多个轴线上的传动。
3.4 行星齿轮机构行星齿轮机构是由一个固定轴上的太阳齿轮、一个行星齿轮和一个内外啮合的太阳齿轮组成的。
行星齿轮机构可以实现大扭矩传动。
4. 齿轮机构的设计考虑要点在设计齿轮机构时，需要考虑以下几个要点：4.1 传动比传动比是指驱动齿轮与被驱动齿轮之间的齿数比例。
传动比的选择要满足设计要求，例如实现一定的速度比或者扭矩比。
4.2 效率齿轮机构的传动效率是指实际输出功率与输入功率之间的比值。
设计时要尽量提高传动效率，减少能量损失。
4.3 空间布局齿轮机构的空间布局对整个机构的紧凑性和运动平稳性影响很大。
在设计时要充分考虑机构的空间限制，合理布置各个齿轮。
4.4 齿轮材料选择齿轮的材料选择要满足设计要求，例如高强度、耐磨性和耐腐蚀性等。
常见的齿轮材料有钢、铸铁和塑料等。
5. 结论齿轮机构是机械设计中常见的一种传动方式，通过齿轮的咬合来实现动力和扭矩的传递。
机械设计基础课件第五章齿轮传动
(9) 齿根高 : 分度圆和齿根圆之间的 径向距离称为齿根高 , 用 hf 表示。显然 hf=(d-df)/2。 (10) 齿高: 齿顶圆和齿根圆之间的径 向距离称为齿高 , 用 h 表示。显然 h=ha+hf 。 (11) 齿轮宽度： 沿齿轮轴线的长度 称为齿宽, 用b表示。
5.3.2、渐开线齿轮的基本参数和尺寸计算
1、齿数：齿轮整个圆周上轮齿的总数, 用z表示。
2、 模数： 根据圆的周长和齿距的定义可知
d k zpk
dk
zpk
式中, 比值pk/π含有无理数π, 这给设计、制造及测量带来不便, 为此需在齿轮上取一圆, 将该圆pk/π的比值规定为标准值,并使该
圆上的压力角也为标准值, 这个圆即为分度圆。规定分度圆上的齿
5.1 齿轮传动的类型和特点
齿轮传动：用于传递空间任意两轴 之间的运动和动力。 一、齿轮传动的特点
①传动比准确； ②传动效率高；
优点： ③工作可靠、寿命长； ④结构紧凑；
⑤适用范围广。
①制造和安装精度要 求较高； 缺点： ②不适宜用于两轴 间距离较大的传动。
齿轮传动动画（3D)
二、齿轮传动的类型
1 O2 P r2' rb 2 i12 ' 2 O1 P r1 rb1
渐开线齿轮的传动比又与两轮基圆半径成反比。 其基圆的大小是不变的，所以当两轮的实际中心 距与设计中心距不一致时，而两轮的传动比却保 持不变。这一特性称为传动的可分性。
α
3. 齿廓间正压力方向不变
如图所示，过节点C作两节圆 的公切线t- t，它与啮合线n-n的 夹角α’称为啮合角。由理论力学 知道，齿廓间正压力方向为接触 点公法线方向，由于公法线与啮 合线重合且位置不变，显然，啮 合角α’是一个常数，所以齿廓间 正压力方向也不会改变。当齿轮 传递的转矩为常数时，正压力的 大小也不变。这对于提高齿轮传 动的平稳性是极为有利的。由图 还可知道，啮合角α’在数值上等 于渐开线在节圆上的压力角。
机械设计基础.第五章_轮系机构
z2 zn 1 H n H z1 z n 1
各轮齿数已知，就可以确定1、n、H之间的关系； 如果其 中两个转速已知，就可以计算出第三个，进而可以计算周转轮系 的传动比。
1、i1H 是转化机构中齿轮1为主动轮、齿轮n为从动轮时的传动 n
比，其大小和方向可以根据定轴轮系的方法来判断； 2、表达式中 1、n、H的正负号问题。若基本构件的实际 转速方向相反，则 的正负号应该不同。
1 z 2 z 3 z 4 z 5 i15 5 z1 z 2' z 3' z 4
1 2 3 4 1 i15 2 3 4 5 5
大小：
i1 k
1 m 从 动 轮 齿 数 连 乘 积 ( 1) k 主动轮齿数连乘积
m： 外 啮 合 的 次 数
3 要在 先计 学算 会传 分动 析比 传大 动小 路之 线前 Ⅱ 1 2 Ⅲ
动力输出
4
传动路线 动力输入
Ⅰ
两级齿轮传动装置
例1
如图所示轮系，分析该轮系传动路线。
Ⅴ Ⅰ
z1
z7 z8
Ⅲ
z9
Ⅵ
n1 z2
Ⅱ
z5 Ⅳ z6
z3
z4
n9
解
该轮系传动路线为：
Ⅰ
n1
z1 z2
Ⅱ
z3 z4
Ⅲ
z5 z6
Ⅳ
z7 z8
z 2 z3 z5 1 z 2 z 3 z 4 z 5 i15 5 z1 z 2' z 3' z 4 z1 z 2 ' z 3'
？
转向？
平面定轴轮系（各齿轮轴线相互平行）
例 1：
机械设计基础第五章 齿轮传动与蜗杆传动
第十节 轮系
一、轮系及其分类 1 轮系的概念----由一系列齿轮组成的传动系统称之。
2 轮系的分类----定轴轮系和行星轮系两大类。
二、定轴轮系的传动比计算
包含传动比大小的计算和转向的确定。 1 一对 圆柱齿轮啮合的传动比
2 定轴轮系的传动比：
1）轴线平行的定轴轮系（以图5--30为例分析） 2）轴线不平行的定轴轮系（以图5--32为例分析）。 三、简单行星轮系传动比计算 四、轮系的功用 1 传递相距较远的两轴间的运动和动力；2 实现分路传 动；3 实现变速传动；4 获得大传动比；5 用做运动的合 成和分解。 作业：32、33、34、36
四、径节制齿轮简介
英、美等国的标准制度；
径节——齿数与分度圆直径（英寸）的比值。DP
第四节 渐开线齿轮的啮合
一、渐开线齿轮可以保证定传动比传动 二、渐开线齿轮传递的压力方向不变 三、渐开线齿轮中心距具有可分性
（以上三点为：渐开线齿轮传动的特点）源自四、渐开线齿轮正确啮合的条件
五、直齿轮的标准中心距
六、连续传动条件
蜗
轮
pa
2 基本参数：
1）模数m和压力角； 2）蜗杆分度圆直径和导程角（如右图）；
d 1
蜗 杆 加 工
蜗 轮 加 工
3）蜗杆头数和蜗轮齿数；
4）标准中心距和传动比 3 蜗杆传动的几何尺寸（表5--10）
p z(导程)=z 1p a
三、蜗杆传动的失效和常用材料 1 蜗杆传动的失效形式 主要是蜗轮，和齿轮失效形式相似-------磨 损、胶合、疲劳点蚀和轮齿折断。 闭式传动中：胶合和点蚀； 开式传动：主要是磨损。 2 蜗杆、蜗轮的常用材料 1）蜗杆传动的相对滑动速度Vs 2）蜗杆材料 3）蜗轮材料
《机械设计基础》第五章轮系 ppt课件
机械设计基础
【例 5-1】如图 5-2 所示的平面定轴齿轮系中，已知 z1 z2 z3 z4 20 ，齿轮 1、
3、
3
和
5
同轴线，各齿轮均为标准齿轮。若已知轮
1
的转速为
n1
1440
r min
，求轮
5
的转速 n5 。
图 5-2 平面定轴齿轮系
图5-2 平面定轴齿轮系
机械设计基础
解 由图知该齿轮系为一平面定轴齿轮系，齿轮 2 和 4 均为惰轮，齿轮系中有两 对外啮合齿轮，由式（5-1）得
i15
n1 n5
(1)2
z3 z1
z5 z3
z3 z5 z1 z3
因齿轮 1、2、3 的模板相等，故它们之间的中心距关系为
a12 a23
m 2
(z1
z2 )
m 2
(z3
z2 )
此式中 m 为齿轮的模板。由上式可得
同理可得
z3 z1 2z2 20 2 20 60
z5 z3 2z4 20 2 20 60
自由度F＝2
差动轮系
5.2.2 行星齿轮系的传动比计算 定轴轮系与周转轮系比较。 显然，不能将定轴轮系传动比的计算公式直接用于周转轮系 一、周转轮系的转化轮系 根据相对运动原理，若给整个轮系加上一个公共的角速度
-ωH ，各构件之间的相对运动关系并不改变，但此时系杆Ｈ静止 不动。于是周转轮系就转化为一假想的定轴轮系—转化轮系。
机械设计基础
所以
n5
n1 (1)2
z1 z3 z3 z5
1440
20 20 60 60
r min
160 r min
n5 为正值，说明齿轮 5 与齿轮 1 转向相同。
机械设计基础课件-齿轮传动
2 齿轮断裂
高负载、齿轮材料疲劳或制造缺陷可能导致 齿轮断裂。
3 电力工程
齿轮传动被用于风力发电机、水力发电机和发电站的传动系统。
齿轮传动的设计要点
齿数计算
根据传动比和传动类型计算 齿数，确保传动顺利。
齿轮模数选择
根据传动功率、齿轮材料和 空间限制选择合适的模数。
齿轮材ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ选择
根据负载、摩擦和磨损要求 选择合适的齿轮材料。
齿轮传动常见问题和故障
1 齿轮磨损
长时间使用会导致齿轮表面磨损，影响传动 效率和精度。
内齿轮
内齿轮用于空间有限的传动系统，如减速器和 传动箱。
锥齿轮
锥齿轮适用于传递动力和旋转方向的变化，常 用于交叉轴传动。
行星齿轮
行星齿轮由中心轴和围绕其旋转的卫星齿轮组 成，通常用于高扭矩应用。
齿轮传动的应用
1 汽车行业
齿轮传动广泛应用于汽车变速器、差速器和传动系统等部件。
2 机械制造业
齿轮传动用于机床、工厂自动化设备和重型机械等领域。
机械设计基础课件-齿轮 传动
欢迎来到机械设计基础课件-齿轮传动。在这个课件中，我们将一起探讨齿轮 传动的概述、不同类型的齿轮、齿轮传动的应用、设计要点以及常见问题和 故障。
齿轮传动的概述
• 什么是齿轮传动 • 齿轮传动的基本原理
不同类型的齿轮
直齿轮
直齿轮是最基本、最常见的齿轮类型，通常用 于平行轴传动。
机械设计基础(黄华梁)第5章 齿轮传动设计
第5章 齿轮传动设计一、基本内容及要求本章学习的主要内容是：（1）齿廓啮合基本定律。
渐开线及其性质。
渐开线齿轮的正确啮合条件、可分性和啮合过程；（2）齿轮各部分名称及标准齿轮的几何尺寸计算；（3）渐开线齿轮的切齿原理、根切现象和最小齿数，变位齿轮概念；（4）斜齿圆柱齿轮的齿廓形成、啮合特点、当量齿数和几何尺寸计算；（5）直齿圆锥齿轮的齿廓曲面、背锥、当量齿数和几何尺寸计算。
（6）轮齿失效形式、齿轮传动受力分析、齿轮传动强度计算的理论依据；（7）强度公式的物理意义、应用和参数选择。
本章的学习要求：1. 掌握齿廓啮合基本定律和渐开线特性。
理解渐开线齿轮啮合中的啮合线、重合度和可分性。
知道正确啮合条件和最小齿数。
2. 熟练掌握正常齿渐开线标准直齿圆柱齿轮的几何尺寸计算。
3. 了解斜齿圆柱齿轮和直齿圆锥齿轮的特点。
能够根据教材上的公式计算它们的几何尺寸。
4. 以直齿圆柱齿轮强度计算为重点，两个强度公式（弯曲、接触）为核心，掌握其理论依据、了解其推导过程、明确其使用范围、熟习其参数选取；5. 了解齿轮的构造、润滑和效率。
6. 掌握齿轮结构设计，结构设计中有些尺寸按经验公式计算，这些尺寸毋须严格保持计算值，应适当圆整，以便于加工和检验时测量。
二、自学指导1. 齿廓啮合基本定律的证明过程只要求看懂，此定律的结论应记住。
瞬时角速比不变是对齿廓的最基本要求，也是推导齿廓啮合基本定律的出发点。
今后只要不作特殊说明，所有齿廓都认为符合这一定律。
常用齿数表示角速比或转数比=21ωω21n n =12z z 。
应当注意，如果瞬时角速比不能保持常数，则上式关系不能成立，即21n n =12z z ≠21ωω。
从本节开始，学生就应建立节圆的概念并明确：（1）一对节圆作纯滚动；（2）节圆半径之和等于中心距；（3）节圆半径之反比等于角速比。
也可以形象地把一对节圆比作具有与齿轮相同中心距的一对摩擦轮。
2. 渐开线性质是研究渐开线齿轮的理论基础。