齿轮啮合结构
齿轮机构
齿轮机构(Gears)是现代机械中应用最广泛的一种传动机构，与其它传动机构相比，齿轮机构的优点是：结构紧凑，工作可靠，效率高，寿命长，能保证恒定的传动比，适用的范围广。
齿轮机构可以分为定传动比齿轮机构和变传动比齿轮机构。
本章仅讨论定传动比的齿轮机构。
齿轮机构的类型很多，根据其传动轴线的相对位置，它可分为三类：1、平行轴齿轮机构(Gears with Parallel Axes)两齿轮的传动轴线平行，这是一种平面齿轮机构，如表5-1所示。
它可分为：外啮合齿轮机构（有直齿轮、斜齿轮和人字齿轮传动三类）内啮合齿轮机构（有直齿轮和斜齿轮传动两类）齿轮齿条机构（有直齿条和斜齿条传动两类）点击表中图形，观察各类齿轮传动的运动特点和齿形。
表5-1 平行轴齿轮机构2、相交轴齿轮机构(Gears with Intersecting Axes)两齿轮的传动轴线相交于一点，这是一种空间齿轮机构，如表5-2所示。
它有直齿圆锥齿轮传动、斜齿圆锥齿轮传动和曲线齿圆锥齿轮传动。
表5-2 相交轴齿轮机构ff3、交错轴齿轮机构(Gears with Skew Axes)两齿轮的传动轴线为空间任意交错位置，它也是空间齿轮机构，如表5-3所示。
表5-3 交错轴齿轮机构此外，还有实现变传动比运动的非圆齿轮机构(Non-circular Gear)，如下图所示。
图5-2一、斜齿圆柱齿轮齿廓曲面的形成渐开线直齿齿廓曲面的生成原理如图5-33a 所示，发生面S在基圆柱上作纯滚动时，其上与基圆柱母线平行的直线KK所展成的渐开面即为直齿轮的齿面。
(a) (b) (c)图5-33斜齿轮的齿面形成原理如图5-34a所示，发生面S 沿基圆柱纯滚动时，其上一条与基圆柱母线呈βb角的直线KK所展成的渐开螺旋面就是斜齿轮的齿廓曲面。
(a) (b) (c)图5-34一对直齿轮啮合时，齿面的接触线与齿轮的轴线平行（图5-33b），而一对斜齿轮啮合时，齿面接触线是斜直线（图5-34b），接触线先由短变长，而后又由长变短，直至脱离啮合。
《齿轮机构啮合传动》课件
齿轮机构啮合传动的应用
应用
齿轮机构啮合传动广泛应用于各种机械传动系统和工业领域 ，如汽车、航空、船舶、能源、化工等。
举例
汽车发动机中的曲轴与凸轮轴之间的啮合传动，实现发动机 的工作循环；风力发电机中的齿轮箱，将风能转化为电能； 船舶推进器中的齿轮传动，驱动螺旋桨旋转等。
02
齿轮机构啮合传动的类型
业领域，如汽车、飞机、机床等。
蜗杆蜗轮传动
总结词
具有减速、自锁和传递大扭矩的特点，常用于精密设备和自动化控制系统。
详细描述
蜗杆蜗轮传动是一种特殊的齿轮类型，其特点是蜗杆和蜗轮相互啮合，传递旋转运动和 扭矩。与直齿圆柱齿轮、斜齿圆柱齿轮和圆锥齿轮相比，蜗杆蜗轮传动具有减速、自锁 和传递大扭矩的特点，常用于精密设备和自动化控制系统。这种传动方式广泛应用于各
BIG DATA EMPOWERS TO CREATE A NEW ERA
《齿轮机构啮合传动》ppt
课件
• 齿轮机构啮合传动的概述 • 齿轮机构啮合传动的类型 • 齿轮机构啮合传动的特性 • 齿轮机构啮合传动的优化设计 • 齿轮机构啮合传动的未来发展
目录
CONTENTS
01
齿轮机构啮合传动的概述
BIG DATA EMPOWERS TO CREATE A NEW
ERA
直齿圆柱齿轮传动
总结词
最常见的齿轮类型，两个直齿圆柱齿轮相互啮合，传递扭矩和旋转运动。
详细描述
直齿圆柱齿轮传动是最常见的齿轮类型，其特点是两个直齿圆柱齿轮相互啮合，通过传递扭矩和旋转运动来驱动 机械设备。这种传动方式广泛应用于各种工业领域，如汽车、飞机、机床等。
圆锥齿轮传动
总结词
适用于传递垂直或倾斜方向的扭矩和旋转运 动，具有较高的承载能力和可靠性。
齿轮齿条啮合方式
齿轮齿条啮合方式1. 介绍齿轮和齿条是机械设计中常见的传动装置。
它们通过齿与齿的啮合来完成动力传递。
本文将详细介绍齿轮和齿条的基本构造、啮合方式的分类，以及其在工程领域中的应用。
2. 齿轮和齿条的基本构造2.1 齿轮齿轮是一种具有齿形的圆盘状机械装置。
齿轮上有一定数量的齿和齿槽，它们的形状和分布是根据机械设计的需求确定的。
常见的齿轮类型包括直齿轮、斜齿轮、锥齿轮等。
2.2 齿条齿条是一种长条形机械装置，其表面有一定数量的平行分布的齿。
齿条通常用于与齿轮配合，将旋转运动转换为直线运动。
齿条分为直齿条、斜齿条和弧齿条等。
3. 齿轮齿条的啮合方式齿轮和齿条的啮合方式可以根据齿形和齿轮轴线的相对位置来区分。
常见的啮合方式有以下几种：3.1 直啮合直啮合是最常见的齿轮和齿条的啮合方式。
当齿轮的齿轴和齿条相互平行并且相交时，它们可以通过直线形成的啮合曲线进行直接的啮合。
3.2 倾斜啮合倾斜啮合是齿轮和齿条的齿轴倾斜一定角度后进行的啮合方式。
倾斜啮合可以减小齿轮和齿条之间的冲击和噪声，提高啮合效率。
3.3 鞍形啮合鞍形啮合是一种特殊的啮合方式，是指齿轮和齿条的齿形为鞍状。
鞍形啮合常用于高精度和高扭矩传递的场合，可以提高传动效率和稳定性。
3.4 弧形啮合弧形啮合是齿轮和齿条的齿形呈弧形的啮合方式。
它常用于需要相对平稳的传动的场合，可以平滑地传递动力和转矩。
4. 齿轮齿条的应用齿轮和齿条的应用非常广泛，主要应用于以下几个方面：4.1 机械传动齿轮和齿条广泛应用于各种机械传动系统中，包括汽车、船舶、航空航天、工业生产线等。
通过齿轮和齿条的组合，可以实现不同速度、不同转矩的传递，满足机械设备的运动要求。
4.2 机器人在机器人领域，齿轮和齿条通常用于实现机器人关节的运动。
通过控制齿轮和齿条的啮合关系，可以精确地控制机器人的运动轨迹和力量。
4.3 三维打印在三维打印技术中，齿轮和齿条常用于实现打印机床的运动。
通过齿轮和齿条的精确配合，可以使打印机在三维坐标系中精确地定位和运动。
齿轮啮合
顶隙的作用有两个：一是可以避免一个齿轮的齿顶与 另一个齿轮齿槽底部发生顶死现象，二是为了贮存润滑油 以润滑齿廓表面 当安装中心距不等于标准中心距(即非标淮安装)时，节
圆半径要发生变化，但分度圆半径是不变的，这时分度圆与 节圆分离。啮合线位置变化．啮合角也不再等于分度圆上的 压力角。此时的中心距为
但无论是标准安装还是非标准安装，其传动比都为一恒值
可得：
pb m1 cos1 m2 cos 2
由于渐开线齿轮的模数和压力角 α均为标准值，所以两轮的正确啮合 条件是： m m m
1 2
即：两轮的模数相等，两轮的压力角相等
1
2
1
k
o1
N1 k N2
o1
N1 k k1
k 2
o1
N1 k k2 1
N2
N2 k
a arccos
rb ra
rb arccos r
而
rb r cos z cos cos a * ra r ha z 2ha
可见重合度与齿数有关而与模数无关
当齿数趋向无穷多，齿轮变成齿条时，重合度增大，在 直齿圆柱齿轮中 max = 1.98
11.5.3
o2
机械设计基础 ——齿轮传动
两轮法向齿距不等时
两轮法向齿距不等时（
pn1≠pn2 ），轮齿发生干 涉，两轮不能正确啮合传动
两轮法向齿距相等时（ pn1=pn2 ），两轮能正确啮 合传动
由渐开线性质可知，法向齿距等于
两轮基圆上的齿距，因此，要使两轮正 确啮合，必须满足：
pb1 pb 2
重合度的物理意义(
0.3Pn B1
双对齿 啮合区Pn Nhomakorabea 1.3 )
一大一小齿轮的啮合条件
一大一小齿轮的啮合条件引言：齿轮作为一种常见的传动装置，在机械工程中起着重要的作用。
不同大小的齿轮之间的啮合关系是齿轮传动的基础，而一大一小齿轮的啮合条件更是齿轮传动中的常见情况之一。
本文将从齿轮的基本概念、啮合条件的要点和影响因素三个方面进行阐述，以期帮助读者更好地理解一大一小齿轮的啮合条件。
一、齿轮的基本概念齿轮是由多个齿形相同、沿轴线均匀分布的齿组成的，并通过齿间啮合来传递运动和力的装置。
齿轮一般分为大齿轮和小齿轮两种，其中大齿轮的齿数较多，而小齿轮的齿数较少。
二、啮合条件的要点1. 齿数比：一大一小齿轮的齿数比应为整数，即两者的齿数之比应为整数。
这是因为只有齿轮齿数之比为整数时，才能保证齿轮在运动中始终保持着良好的啮合关系，避免产生冲击和振动。
2. 齿轮啮合角：齿轮啮合角是指齿轮齿廓线的轴线与齿轮轴线之间的夹角。
在一大一小齿轮的啮合中，齿轮啮合角的大小对于传动效果具有重要影响。
一般来说，啮合角越小，啮合效果越好，但同时也会增加齿轮的弯曲应力和齿面接触应力。
3. 齿轮的模数：模数是衡量齿轮尺寸的重要参数，它定义了齿轮齿廓的形状和尺寸。
在一大一小齿轮的啮合中，齿轮的模数要保持一致，以保证两者的齿廓能够良好地匹配，从而实现稳定的啮合。
三、影响因素除了上述的啮合条件要点外，一大一小齿轮的啮合还受到以下因素的影响：1. 齿轮材料：齿轮的材料直接影响着其强度和耐磨性。
一般情况下，大齿轮和小齿轮的材料应选择相对硬度较高、强度较大的材料，以保证齿轮在高速运动和大负荷传动时不发生过早磨损和断裂。
2. 齿轮的润滑：齿轮传动中的润滑是保证齿轮正常运转的重要条件之一。
适当的润滑可以减小齿轮之间的摩擦和磨损，降低噪音和能量损失。
3. 齿轮的加工精度：齿轮的加工精度直接影响着齿轮的啮合效果。
一大一小齿轮的加工精度要求较高，尤其是齿廓曲线的准确度和齿距的一致性。
结论：一大一小齿轮的啮合条件是保证齿轮传动正常运转的重要因素之一。
齿轮啮合原理(一)
齿轮啮合原理(一)齿轮啮合原理1. 什么是齿轮啮合？•齿轮啮合是指两个或多个齿轮的齿顶和齿谷之间的正面接触，使得齿轮能够传递转矩和运动。
2. 齿轮的结构•齿轮由齿圈和齿柱组成。
齿圈是齿轮的外部圆柱形部分，齿柱则是齿圈上的齿状突起。
3. 齿轮的类型•齿轮根据其结构和用途可分为直齿轮、斜齿轮、锥齿轮等类型。
4. 齿轮啮合的基本原理•原理1：齿轮的啮合使得两个齿轮之间形成了准确的传动比。
例如，一个小齿轮传递给一个大齿轮，可以实现转速的降低但转矩的增加。
•原理2：齿轮啮合过程中，两个齿轮的齿面通过滚动或滑动方式接触，形成传递转矩的力。
•原理3：齿轮的齿顶和齿谷之间接触面积大，接触压力均匀分布，从而能够传递较大的转矩。
5. 齿轮啮合的应用•齿轮啮合广泛应用于机械传动系统，如汽车变速箱、工业机械、机器人等。
•齿轮还被用于时钟、钟表等领域，通过啮合方式实现精确的时间测量。
6. 齿轮啮合的优势和注意事项•优势：齿轮传动的效率高，传递效果稳定可靠，使用寿命长。
•注意事项：齿轮的制造和安装需要保持精度，以确保齿轮的准确啮合，避免因啮合不良造成的振动和噪音。
7. 齿轮啮合的未来发展•随着科技的发展，新材料和新制造技术的应用，齿轮啮合技术将不断进步和改进，以提高效率、降低噪音和延长使用寿命。
•齿轮啮合的自动化和智能化应用也将成为未来的发展方向，提高生产效率和精确度。
以上是对齿轮啮合原理的简要解释。
齿轮啮合作为一项重要的机械传动技术，其原理和应用对我们日常生活和工业制造有着重要的影响。
希望通过本文能够让读者对齿轮啮合有一个初步的了解。
8. 齿轮啮合的计算与设计•齿轮啮合的计算与设计是确保齿轮传动有效运行的重要环节。
•在计算过程中，需要考虑齿轮的模数、齿数、压力角、重合度等参数，并采用力学原理进行力和转矩的计算。
•齿轮啮合设计的目标是使得齿轮的使用寿命长、传动效率高，并且尽量减小噪音和振动。
9. 齿轮啮合的振动和噪音控制•齿轮啮合过程中，由于齿轮齿面的不完全匹配和啮合角度的误差，会产生振动和噪音。
齿轮机构齿廓啮合基本规律、特点和类型高中教育
齿轮机构齿廓啮合基本规律、特点和类型-高中教育齿轮机构的齿廓啮合基本规律、特点和类型第一节齿轮机构的齿廓啮合基本规律,特点和类型平行轴垂直轴交叉轴返回齿轮机构的齿廓啮合基本规律、特点和类型一,齿轮机构的特点和类型(一)平行轴线齿轮传动返回齿轮机构的齿廓啮合基本规律、特点和类型齿轮机构的齿廓啮合基本规律、特点和类型(二)空间齿轮传动5返回齿轮机构的齿廓啮合基本规律、特点和类型齿轮传动的基本要求传动精确和平稳(任意瞬时传动比恒定) 传动精确和平稳(任意瞬时传动比恒定)------由齿由齿轮轮廓和制造精度打算. 轮轮廓和制造精度打算. 传动比ω1 i12 = ω2承载力量强(足够强度,刚度,耐磨) 承载力量强(足够强度,刚度,耐磨)--------由齿由齿轮尺寸,材料和工艺打算. 轮尺寸,材料和工艺打算.返回齿轮机构的齿廓啮合基本规律、特点和类型二,齿廓啮合基本定律保证两齿廓在公法线n-n 保证两齿廓在公法线方向不发生分别或相互嵌接触点k的线速度在公入,接触点的线速度在公法线上的投影应相等. 法线上的投影应相等.即Cυk1 cosαk1 =υk 2 cosαk 2ω1 O2 N 2 O2 P i12 = = = ω 2 O1 N1 O1 P返回齿轮机构的齿廓啮合基本规律、特点和类型齿廓啮合基本定律:相互啮合传动的一对齿廓,在齿廓啮合基本定律:相互啮合传动的一对齿廓,任意瞬时的传动比, 任意瞬时的传动比,必等于该瞬时两轮连心线被齿廓接触点公法线所分割的两线段长度的反比. 接触点公法线所分割的两线段长度的反比. C—节点,节圆半径分别为节点, 节点r ,r/ 1/ 2O1r'1一对齿轮传动, 一对齿轮传动,可视为上述两节圆作纯滚动的摩擦轮传动. 作纯滚动的摩擦轮传动.cO2 r'2ω1 O2 N 2 O2C r2 ' i12 = = = = ω2 O1 N1 O1C r1 '返回齿轮机构的齿廓啮合基本规律、特点和类型其次节渐开线齿廓渐开线的形成----一条直线在圆周上作纯滚动时, 渐开线的形成一条直线在圆周上作纯滚动时,该一条直线在圆周上作纯滚动时直线上任意一点的轨迹称该圆的渐开线. 直线上任意一点的轨迹称该圆的渐开线.返回齿轮机构的齿廓啮合基本规律、特点和类型一,渐开线的形成和特性(1) NK = NA线长是K点的曲率半径(2)NK 线长是点的曲率半径, ) 线长是点的曲率半径, N点为曲率中心.靠近基圆的渐点为曲率中心. 点为曲率中心开线曲率半径小,曲率大. 开线曲率半径小,曲率大. NK 线是K点的法线点的法线. 点的速度垂线是点的法线. K点的速度垂直于NK. 直于. (3)渐开线外形取决于基圆) 的大小; rb →∞,渐开线趋近的大小; , 直线(齿条). 直线(齿条).(4)基圆内无渐开线. )基圆内无渐开线.返回齿轮机构的齿廓啮合基本规律、特点和类型的压力角---渐开线齿廓上(5)渐开线齿廓上任意点的压力角渐开线齿廓上)渐开线齿廓上任意点K的压力角K点的法线与齿廓上该点速度方向线之间的夹角k. 点的法线与齿廓上该点速度方向线之间的夹角α 点的法线与齿廓上该点速度方向线之间的夹角cos αk =ON/OK= rb/r k齿轮机构的齿廓啮合基本规律、特点和类型二,渐开线齿廓啮合特点r'1 O1 rb1 N1(一)中心距可分性渐开线齿廓两基圆内公切线只有一条, 渐开线齿廓两基圆内公切线只有一条, 因而与中心线只有一个交点. 因而与中心线只有一个交点.CN2 rb2 r'2 O2ω1 rb 2 r2 ' i12 = = = ω 2 rb1 r1 '中心距具有可分性---中心距变化, 点中心距具有可分性中心距变化,P点中心距变化位置变化, 变化, 位置变化,则r'1,r'2变化,但因基圆半径固定不变,所以传动比不变. 径固定不变,所以传动比不变.返回齿轮机构的齿廓啮合基本规律、特点和类型(二)啮合线为直线啮合线----齿轮传动时, 啮合线齿轮传动时,一对齿啮齿轮传动时合点所走过的轨迹. 合点所走过的轨迹.对于渐开线齿轮,啮合线是一条不变的直线, 齿轮,啮合线是一条不变的直线, 即两基圆的内公切线N 即两基圆的内公切线1N2.返回齿轮机构的齿廓啮合基本规律、特点和类型啮合角----啮合线啮合角啮合线N1N2与两节圆过啮合线节点P 的公切线所夹锐角α' 的公切线tt所夹锐角节点的公切线所夹锐角.该角在啮合过程中保持不变. 角在啮合过程中保持不变.cos α' =rb1/r1'= rb2/r2'齿轮机构的齿廓啮合基本规律、特点和类型第三节渐开线标准齿轮几何尺寸返回齿轮机构的齿廓啮合基本规律、特点和类型1,齿数Z ,齿数2,齿顶圆直径:da=d+2ha=m(z+2) ,齿顶圆直径: 3,齿根圆直径:df=d-2hf=m(z-2.5) ,齿根圆直径: 4,齿厚sk,齿槽宽k ,齿厚齿槽宽e 齿距P 齿距k= sk+ ek= π dk/Z, , dk= Z Pk/ π5,分度圆---圆周上的P/ π =m(模数)为标准值,分度圆圆周上的(模数) GB1357-87,压力角亦为标准值的圆. 亦为标准值的圆. ,压力角α亦为标准值的圆d=m Z,α=200,标准齿轮P=s+e,s=e= π m/2 , ,返回齿轮机构的齿廓啮合基本规律、特点和类型6,全齿高h= ha+ hf ,全齿高齿顶高h 齿顶高a=ha*m=m, , 齿根高h 齿根高f=(ha*+c*)m=1.25m, , 其中:c= c*m顶隙作用是避开轮齿顶撞,贮存润滑油. 顶隙作用是避开轮齿顶撞, 其中顶隙作用是避开轮齿顶撞贮存润滑油. m≥1时, ha*=1, c*=0.25 时, m1时, ha*=1, c*=0.35 时, 7,标准直齿圆柱齿轮的分度圆半径, r=rb/cos α,db=d cos α=mZ cos α ,返回齿轮机构的齿廓啮合基本规律、特点和类型第四节渐开线标准直齿圆柱齿轮的啮合传动一,正确啮合条件---一对齿相正确啮合条件一对齿相邻两齿同侧齿廓间在啮合线上的法线距离相等, 的法线距离相等,pn1=pn2 . 渐开线的特性即p 渐开线的特性即b1=pb2 推导: 推导: π db1/z1= π db2/z2 m1cos α1= m2cos α2 结论: 结论:m1= m2=m, α1= α2=200 ,二,标准中心距a=(d2+d1)/2=m(z2+z1)/2 标准安装, (标准安装,s1=e2,侧隙为零) ,侧隙为零)返回齿轮机构的齿廓啮合基本规律、特点和类型三,连续传动条件连续传动条件---前一对齿轮即将脱离连续传动条件前一对齿轮即将脱离啮合时,后一对齿轮刚好进入啮合. 啮合时,后一对齿轮刚好进入啮合. 重合度: ε=B2B1/pb= [Z1(tgαa1-tg α')+ Z2(tgαa2-tg α')] ≥1 ha*=1, α=200时,εmax≈1.982 , 标准齿轮恒有1ε2,不必校核标准齿轮恒有, 但要理解其物理含义. 但要理解其物理含义. 返回齿轮机构的齿廓啮合基本规律、特点和类型第五节渐开线齿廓的根切现象一,齿轮加工方法(一)仿形(成型)法仿形(成型)返回齿轮机构的齿廓啮合基本规律、特点和类型(二)范成法返回齿轮机构的齿廓啮合基本规律、特点和类型二,根切现象和最少齿数避开根切的条件: 避开根切的条件: PB2≤PN 而:PB2= ha*m/sin α PN=PO sin α =mz/2sinα 有:Z≥2 ha*/sin2α ha* =1,a=200时, Zmin=17返回。
＜机械原理＞第五章_齿轮机构及其设计
1:22 PM
第五章 齿轮机构及其设计
二、共轭齿廓
凡是满足齿廓啮合基本定律的一 对齿廓叫共轭齿廓。 只要给出一条齿廓曲线，就可以 根据齿廓啮合基本定律求出与其 共轭的另一条齿廓曲线。 理论上满足一定传动比规律的共 轭曲线有很多。如：渐开线、摆 线、变态摆线、圆弧曲线、抛物 线等。
两头牛背上的架子 称为轭,轭使两头牛 同步行走。 共轭即为按一定的 规律相配的一对。
但啮合角≡齿形角
意味着：同1把齿条形刀具制造的齿轮（无论标准或变位、无论 齿数多少）压力角都相同。
1:22 PM 第五章 齿轮机构及其设计
中心距
侧隙 无 有 无 有
顶隙 标准 >标准 标准 >标准
节圆(线) =分度圆 >分度圆
啮合角 =压力角 >压力角
标准 标准齿 安装 轮与标 准齿轮 非标 安装
第五章 齿轮机构及其设计
渐开线的 极坐标参 数方程式
1:22 PM
二、渐开线齿廓
1、渐开线齿廓能满足定传动比的要求
公 两 公 法线是 基圆 切线 通过连心线上 定点 节点 = 一对齿轮传动比
1 O2 P r '2 rb 2 i Const 2 O1P r '1 rb1
第五章 齿轮机构及其设计
标准齿 标准 轮与标 安装 准齿条 非标 安装
标准中心距 >标准中心距 标准中心距 >标准中心距
1:22 PM
第五章 齿轮机构及其设计
§5-5 渐开线直齿圆柱 齿轮的啮合传动
渐开线齿轮的啮合过程
主动轮与从动轮 啮合起始：主动轮齿根部 接触从动轮齿顶 啮合终止：主动轮齿顶接 触从动轮齿根部 啮合点
齿轮机构4
o1 s e p / 2 m / 2 * * h f (ha c* ) m ha ha m
•标准安装：其分度圆与节圆重合， ( s1=e1,s2=e2 , s1=e2 ,s2=e1) 啮合角等于分度圆压力角 标准中心距（标准齿轮无侧隙传动中心距）
' r1 ' ' r2
m a ( z1 z2 ) 2
齿距（周节）（pk）
显然，pk＝sk＋ek
5、分度圆（r，d）：在齿顶圆和齿根圆之间规定 一个 尺寸计算的基准圆 该圆上，齿厚s，齿槽宽e，齿距（周节）p d = (p /π)z 模数m：将p/π人为地规定为一 些简单的有理数 p/π＝m，d=m z, p= πm 分度圆压力角：规定为标准值
=20°
齿槽宽e
分度圆
齿顶圆 基圆
齿顶高ha
齿根圆
齿根高hf
rb
rf o
ra
r
h f (h c )m h ha h f
5个基本参数：m、z、 ha*、 c*、
a
二、内齿轮
特点
1、牙齿分布在空心圆柱体内表面上； 2、与外齿轮相反 内齿轮 外齿轮 齿厚 齿间 齿间 齿厚
尺寸
齿顶圆（da）——
两轮的模数相等，两轮的压力角相等。
m1 m2 m
1 2
二、标准中心距 （一）标准安装的条件 1、无侧隙啮合条件
' r1
齿轮的啮合过程
a
b
P
a'
b'
• 无侧隙啮合传动 • 无侧隙啮合传动条件 ' r2 一个齿轮齿厚的两侧齿廓与 一齿轮轮齿的节圆齿厚必 其相啮合的另一个齿轮的齿槽两 须等于另一齿轮节圆齿槽宽。 侧齿廓在两条啮合线上均紧密相 e s1 s 2 2 e1 切接触。 •实际有侧隙：靠公差保证
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的传动装置，通过齿轮的啮合来实现动力的传递和转速的调节。
它是各种机械设备中不可或缺的关键部件，具有稳定性高、传动效率高等特点。
本文将详细介绍齿轮传动机构的工作原理及其应用。
一、工作原理齿轮传动机构的工作原理主要依赖于齿轮的啮合。
齿轮有两种基本类型：直齿轮和斜齿轮。
当两个齿轮啮合时，它们通过齿的形状和尺寸来传递动力。
1.齿轮的啮合在齿轮的啮合过程中，较大齿轮称为主动齿轮，较小齿轮称为从动齿轮。
主动齿轮通过旋转带动从动齿轮转动，实现动力的传递。
两个齿轮的啮合需要使它们的齿距和模数相等，以确保齿轮的牙齿能正确地啮合。
2.转速的调节通过改变齿轮的齿数比，可以实现转速的调节。
如果主动齿轮的齿数比从动齿轮多，那么从动齿轮的转速就会比主动齿轮的转速更低，这被称为减速传动。
相反，如果主动齿轮的齿数比从动齿轮少，那么从动齿轮的转速就会比主动齿轮的转速更高，这被称为增速传动。
二、应用案例1.汽车传动系统齿轮传动机构广泛应用于汽车传动系统中，主要用于变速器和驱动桥的传动装置。
通过合理配置不同齿数的齿轮，可以实现汽车转速的调节和扭矩的放大。
2.工业机械设备齿轮传动机构也广泛应用于各种工业机械设备中，如风力发电机、起重机、机床等。
这些机械设备需要通过齿轮传动来实现高效能量传递和运动控制。
3.家用电器在家用电器中，齿轮传动机构通常用于洗衣机、搅拌机等设备，用于实现旋转和搅拌动作。
齿轮传动机构可以提供较大的扭矩输出，使得这些设备能够正常运行。
三、总结齿轮传动机构是一种基本的动力传递装置，其工作原理简单而有效。
通过齿轮的啮合和齿数比的变化，可以实现转速的调节和扭矩的放大。
齿轮传动机构在汽车、工业设备和家用电器中都具有重要的应用价值，为各种机械设备的正常工作提供了有力支持。
通过本文的介绍，相信读者对齿轮传动机构的工作原理有了更加深入的了解。
这种传动机构的应用领域广泛，未来随着科技的进步和创新，齿轮传动机构将会有更多的应用场景。
齿轮传动机构
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
轮齿与其轴线倾斜一个角度
机械原理—齿轮机构
平面—人字齿轮传动
由两个螺旋角方向相反的斜齿轮组成
机械原理—齿轮机构
空间—（圆）锥齿轮传动
用于两相交轴之间的传动
机械原理—齿轮机构
空间—交错轴斜齿轮传动
用于传递两交错轴之间的运动
机械原理—齿轮机构
空间—蜗杆传动
用于传递两交错 轴之间的运动，其两 轴的交错角一般为90º
’不变
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
高度变位 零传动: x1 x 2 0 齿轮传动类型 角度变位正传动: x1 x 2 0 负传动: x1 x 2 0
2.应用
z1 =18
凑中心距
z2 =36
z3 =38
z4 =40
机械原理—齿轮机构
修复旧齿轮；
减小齿轮尺寸；
提高齿轮弯曲疲劳强度。
机械原理—齿轮机构
4.9 斜齿圆柱齿轮 4.9.1 渐开线斜齿圆柱齿轮 1. 斜齿圆柱齿轮齿面的形成
机械原理—齿轮机构
端面是渐开线，符合齿廓啮合基本定律
机械原理齿轮
机械原理齿轮机械原理中的齿轮是一种常见且重要的机械传动元件，它通过齿轮的啮合来实现传动功能，广泛应用于各种机械设备中。
齿轮传动具有传递动力平稳、传动比恒定、传动效率高等特点，因此在工程领域中得到了广泛的应用。
本文将从齿轮的基本原理、结构特点、工作原理和应用领域等方面对齿轮进行深入探讨。
首先，我们来了解一下齿轮的基本原理。
齿轮是利用啮合齿轮的圆周上的齿来传递运动和动力的一种机械传动装置。
齿轮通常由两个或多个啮合的齿轮组成，其中一个为主动齿轮，另一个为从动齿轮。
当主动齿轮转动时，从动齿轮也随之转动，从而实现了动力的传递。
齿轮的传动比取决于齿轮的齿数和模数，通过不同齿轮的组合可以实现不同的传动比。
其次，我们来看一下齿轮的结构特点。
齿轮通常由齿轮轮毂、齿轮齿、齿顶圆、齿根圆等部分组成。
齿轮的齿数、模数、压力角等参数决定了齿轮的传动性能，不同的参数组合可以实现不同的传动效果。
齿轮的制造工艺一般包括铸造、锻造、车削、磨削等，以确保齿轮的精度和耐用性。
接下来，我们将探讨一下齿轮的工作原理。
齿轮传动是利用齿轮的啮合来传递运动和动力的一种机械传动方式。
当主动齿轮转动时，齿轮的齿与从动齿轮的齿进行啮合，从而使从动齿轮也跟随转动。
齿轮传动具有传递动力平稳、传动比恒定、传动效率高等特点，适用于各种机械设备的传动装置。
最后，我们来谈一下齿轮在实际应用中的领域。
齿轮广泛应用于各种机械设备中，如汽车、船舶、飞机、工程机械、农业机械等。
在这些设备中，齿轮传动起着至关重要的作用，它们可以实现不同转速、不同转矩的传动，满足机械设备的不同工作要求。
总之，齿轮作为一种重要的机械传动元件，在机械原理中具有重要的地位和作用。
通过对齿轮的基本原理、结构特点、工作原理和应用领域的深入了解，我们可以更好地应用齿轮传动技术，提高机械设备的传动效率和可靠性，推动机械工程技术的发展和进步。
第四章 齿轮机构
pk
sk ek
rk
ra
rf
齿厚s K 齿顶圆da ( ra ) 齿槽宽e K 齿根圆d f ( rf ) 齿距( 周节) pK 基 圆 d b ( rb ) pK sK e K
rb
任意圆dK (rK )
外齿轮
• • • • • • • 分度圆 齿顶高 齿根高 齿全高 齿槽宽 齿 厚 齿 宽
§4-4 齿轮各部分名称及标准直齿轮的几 何尺寸计算 一.各部分名称及符号:
齿距：在任意直径d k的圆周上， 齿槽宽：在任意直径d的圆周上， 齿厚：在任意直径dkk的圆周上， 轮齿：齿轮圆周上每个用于啮合的凸起部分 齿顶圆：轮齿顶部所确定的圆，daf、ra 齿根圆：齿槽底部所确定的圆，d 、rf 齿槽：相邻两轮齿之间的空间部分 齿槽两侧齿廓间的弧长，ekk 轮齿两侧齿廓间的弧长，s 相邻两齿同侧齿廓间的弧长，pk=sk+ek
§4-6渐开线齿轮加工原理
• 加工方法： 铸造法、热轧法、冲压法、模锻法、粉末冶金法、 切削法、电加工法等； • 按照齿轮轮廓形成原理不同，切削法分为： 仿形法（成型法） 用与齿形相同的刀具切削去 切削法 范成法
齿槽部分
利用一对齿轮相啮合时，其 共轭齿廓互为包络线的原理
1.成形法
1)成形铣刀铣制
b
r
ha hf h
e s
b
二.直齿圆柱齿轮的基本参数
1.齿数：一个齿轮的轮齿总数。用z表示 2.模数： 分度圆周长：
p
d=p z
d
p
z
是一个无理数，不利于齿轮几何 尺寸的计算和测量，人为规定： = p m（模数）
有关模数的说明:
• 模数m是齿轮几何尺寸计算的一个基本 参数，同时也是衡量齿轮承载能力的一 个重要标志。 • 当齿数z一定时，m越大，齿距p越大， 轮齿也越厚，相应的抗弯能力也越高。 • 为了便于设计和制造，m已经标准化。
齿轮的三种啮合方式
齿轮的三种啮合方式齿轮是一种常见的机械传动装置，广泛应用于各种机械设备中。
齿轮的啮合方式有三种，分别是直齿轮啮合、斜齿轮啮合和曲齿轮啮合。
直齿轮啮合是最常见的一种方式。
直齿轮是指齿轮齿面的齿廓与轴线平行的齿轮。
直齿轮的啮合方式是齿轮齿面直接接触，齿间力的传递通过齿面的摩擦来完成。
直齿轮啮合简单可靠，传动效率高，广泛应用于各种机械设备中，如汽车传动系统、机床等。
斜齿轮啮合是指齿轮齿面的齿廓与轴线不平行的齿轮。
斜齿轮啮合方式是通过斜齿轮的斜齿面来实现啮合，齿轮齿面的啮合点不断变化，因此斜齿轮啮合具有较大的传动比变化范围。
斜齿轮啮合的优点是传动平稳，噪音小，但制造和安装要求较高。
斜齿轮啮合常用于传动比要求较大的场合，如风力发电机、船舶等。
曲齿轮啮合是一种特殊的齿轮啮合方式。
曲齿轮是指齿轮齿面的齿廓不是直线，而是曲线的齿轮。
曲齿轮啮合方式是通过曲齿轮的曲齿面来实现啮合，齿轮齿面的啮合点始终保持在同一位置。
曲齿轮啮合具有传动平稳、噪音小的优点，但制造和安装难度较大。
曲齿轮啮合常用于需要传动平稳、噪音小的场合，如车辆变速器、工程机械等。
在实际应用中，不同的齿轮啮合方式有着各自的优缺点，需要根据具体的传动要求和工作环境选择合适的齿轮啮合方式。
同时，在设计和制造齿轮时，需要考虑齿轮的齿数、模数、齿轮轴的位置等因素，以确保齿轮的正常工作和传动效率。
直齿轮啮合、斜齿轮啮合和曲齿轮啮合是常见的齿轮啮合方式。
它们各有特点，适用于不同的传动要求和工作环境。
合理选择齿轮啮合方式，并严格控制齿轮的设计和制造质量，可以保证齿轮的正常工作和传动效率，提高机械设备的性能和可靠性。
齿轮啮合传动组成
齿轮啮合传动组成
齿轮啮合传动是一种常见的机械传动方式，由主动轮、从动轮和传动介质（通常是链条或齿条）组成。
主动轮是传动系统中的动力源，通过输入轴与传动介质相连，它的转动将动力传递给传动介质。
从动轮则接收来自传动介质的动力，并将其转化为输出轴的转动，从而实现机械运动的传递。
在齿轮啮合传动中，主动轮和从动轮的齿轮之间通过齿与齿的啮合来传递动力。
齿轮的齿形设计和制造精度对传动的效率、精度和可靠性有着重要影响。
常见的齿轮齿形包括直齿、斜齿和人字齿等，不同的齿形适用于不同的传动要求。
传动介质在齿轮啮合传动中起到连接主动轮和从动轮的作用。
常见的传动介质包括链条和齿条。
链条通过链节与齿轮的啮合来传递动力，适用于远距离传动和高速传动。
齿条则是一种直线传动介质，适用于直线运动的传递。
齿轮啮合传动具有传动比稳定、传递功率大、效率高、寿命长等优点，广泛应用于各种机械设备中，如汽车、机床、起重机械、工业机器人等。
总之，齿轮啮合传动是一种可靠的机械传动方式，通过主动轮、从动轮和传动介质的协同作用，实现了高效、精确的动力传递。
三齿轮不在同一平面的啮合结构
三齿轮不在同一平面的啮合结构
你可以想象一下，这就像是三个小伙伴在玩一种特别的“咬合”游戏，但是他们不在同一个“楼层”（平面）。
通常的齿轮啮合呢，就像在一个平整的桌面上，两个齿轮互相咬着转。
但这三齿轮不在同一平面，那就有点复杂又有趣了。
比如说，有个主齿轮在最上面的“楼层”，它就像个带头大哥。
然后中间有个齿轮在另一个平面，这个齿轮就像是个“中间人”，起到一种特殊的传递作用。
最下面还有个齿轮，在它自己的平面上。
主齿轮转起来的时候，它不能直接就把力量传给最下面的齿轮，得先通过中间这个“中间人”齿轮。
这个中间齿轮就像是个桥梁，不过是个有点斜着的桥梁，它一边接着上面的齿轮，一边再把力量以一种独特的角度传给下面的齿轮。
这种结构的好处呢？就像是在空间有限，但又需要复杂动力传递的情况下，它可以巧妙地利用不同平面来达到目的。
不过呢，它也有麻烦的地方。
因为不在同一平面，所以对齿轮的制造精度、安装的要求就特别高。
要是稍微有点偏差，这三个齿轮就没法好好地“合作”了，就像三个小伙伴如果没站对位置，就玩不好这个“咬合”游戏啦。
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齿轮啮合结构
齿轮啮合结构是指两个或多个齿轮通过齿与齿间的啮合来传递运动和力量的机械结构。
齿轮由齿轮齿和齿间间隙组成，齿轮齿的形状和数量决定了齿轮的传动比和传动性能。
齿轮啮合结构主要包括以下几个要素：
1. 齿轮齿型：常见的齿形有圆弧齿、直齿、渐开线齿等。
不同的齿轮齿型具有不同的传动效果和应用范围。
2. 齿轮模数：齿轮模数是表示齿轮齿的尺寸大小的参数，也是计算齿轮传动比和齿轮啮合参数的重要依据。
3. 齿轮传动比：齿轮传动比是指驱动齿轮和被驱动齿轮之间的转速比，可以通过齿轮的齿数比来计算。
4. 齿轮啮合噪音和振动：齿轮啮合过程中会产生噪音和振动，影响齿轮传动的平稳性和工作寿命，需要进行噪音和振动的控制与减小。
5. 齿轮材料：常见的齿轮材料有钢、铸铁、铜合金等，选择合适的齿轮材料可以确保齿轮的强度、硬度和耐磨性。
齿轮啮合结构广泛应用于各种机械设备和传动装置中，如汽车传动系统、工程机械、机床、风力发电机组等。
它具有传递效率高、传动精度高、承载能力大、结构紧凑等优点，并且能够实现正、反转变速和传递力矩的功能。