齿轮传动经典课件
合集下载
齿轮传动 完整ppt课件
精选课件PPT
19
练习
• 2007年会考题（8分）
相啮合的一对标准直齿圆柱齿轮，齿数 z1=20，z2=32，模数m=10mm，试计算分 度圆直径d1，齿顶圆直径da1，齿厚s1和两 轮中心距a。
精选课件PPT20ຫໍສະໝຸດ • 2002 会考（10分）
• 已知相啮合的一对标准直齿圆柱齿轮 n1=900r/min，n2=300r/min，a=200mm， m=5mm，求分度圆直径d1，齿顶圆直径da2
齿轮暴露在外，不能保证良好润滑。 ② 半开式齿轮传动：
齿轮浸入油池，有护罩但不封闭。 ③ 闭式齿轮传动：
齿轮、轴和轴承等都装在封闭箱体内，润 滑条件良好，灰沙不易进入，安装精确，齿轮 传动有良好的工作条件，是应用最广泛的齿轮 传动。
精选课件PPT
6
精选课件PPT
7
渐开线齿轮
精选课件PPT
8
精选课件PPT
• 求：（1）齿数z1，z2；
（2）齿轮1的分度圆直径d1，齿轮2 的齿根圆直径df2.
精选课件PPT
27
常用的齿轮结构
常见的圆柱齿轮结构如图所示。齿轮轴、实心式、 腹板式、轮辐式
精选课件PPT
28
渐开线齿轮的切削加工
• 仿形法 铣床
铣直齿
精选课件PPT
铣斜齿
29
渐开线齿轮的切削加工
• 展成法 插齿加工
精选课件PPT
2
分类
精选课件PPT
3
类型
两轴平行
(a)外啮合圆柱齿轮
(b)内啮合齿轮
(c)齿轮齿条
(d)斜齿轮圆柱齿轮
(e)斜齿条
精选课件PPT
(f)人字齿圆柱齿轮
齿轮传动解析精选课件PPT
④渐开线的形状取决于基圆的大小。如果基圆越大那 么渐开线就越平直，当基圆的半径无穷大时，那么渐 开线就是直线了；
⑤基圆内无渐开线。
2021/3/2
11
二、渐开线齿廓啮合的特点
1. 四线合一 啮合线、公法线、基圆的公切线、正压力的作用线。 2. 渐开线齿廓啮合具有可分性
以r1′=O1C与r2′=O2C为半径所作的圆，称为节圆。一对渐开 线齿轮的啮合传动可以看作两个节圆的纯滚动，则vC1=vC2，而 vC1=ω1·O1C=vC2=ω2·O2C。 又 △ O1CN1∽△O2CN2 ， 所 以 两 轮 的 传 动 比 为： i12=ω1/ω2=O2C/O1C=r2′/r1′=rb2/rb1
齿轮传动在具体的工作条件下，必须有足够的工作能力， 以保证齿轮在整个工作过程中不致产生各种失效。这与齿轮 的尺寸、材料、热处理工艺因素有关。
2021/3/2
8
§10—2 齿廓啮合基本定律
一、齿廓啮合基本定律
啮合： 一对轮齿相互接触并进行相对运动的
状态称为啮合。 传动比：两轮角速度之比。 共轭齿廓：
交错轴斜齿轮传动
2021/3/2
5
2021/3/2
6
2021/3/2
7
三、对齿轮传动的基本要求：
齿轮用于传递运动和动力，必须满足以下两个要求:
1. 传动准确、平稳
齿轮传动的最基本要求之一是瞬时传动比恒定不变。以避 免产生动载荷、冲击、震动和噪声。这于齿轮的齿廓形状、 制造和安装精度有关。
2. 承载能力强
2021/3/2
3
二、齿轮传动类型
1. 按照轮齿齿廓曲线的形状：
2.
分为渐开线齿轮、圆弧齿轮、摆线齿轮等。
3.
齿轮传动PPT精选课件
二、齿根弯曲疲劳强度
目的：防止“疲劳断齿”。 强度 条件： F ≤ F
1、力学模型
（1）轮齿为悬臂梁（长l，宽b） （2）载荷由一对轮齿负担,实际上εα>1，
多对齿啮合， 用重合度系数Yε考虑其影响 l
（3）载荷作用于齿顶，危险截面30°切线法
Fn
Fr
F
Ft
30°30°
Ft Fn cos F：使齿根受弯→弯曲应力σb
4 × 2
××
差
×1 3 好
例： 图示减速器哪端输入更好？
措施：
（1）↑齿轮及支承刚度； （2）合理选择齿轮布置形式 （对称、非对称、悬臂） （3）合理选择齿宽； （4）↑制造安装精度； （5）采用鼓形齿； （6）齿轮位于远离转矩输入端。
4、齿间载荷分配系数Kα
考虑同时啮合的各对轮齿间载荷分配不均匀的系数。 见图5-15
二、计算载荷Fnc
上述Fn 为轮齿所受的名义工作载荷。实际传动中由于原动机、工作机
性能的影响以及制造误差的影响，载荷会有所增大。
计算载荷为： Fnc KFn
K 为载荷系数，
计算接触应力时： 计算弯曲应力时：
K H K AKυ K K H K F K AKυ K K F
式中：KA ─ 使用系数：是考虑外部附加动载荷的系数，见表5-11。
力Fn 代替轮齿所受的分布力，将 Fn 分解，得：
切向力： 径向力：
Ft
2T1 d1
Fr Ft tan
（5－3）
法向力：
Fn
Ft
cos
式中：d1 －－为小轮的分度圆直径（mm） T1 －－为小轮的名义转矩（N·mm） －－为分度圆压力角
齿轮传动设计PPT课件
一、渐开线的形成和特性 二、渐开线齿廓满足定角速比要求
17
一、渐开线的形成和特性
发生线
K
1、渐开线的形成:
一直线在一个圆周上做 纯滚动时，直线上任意一点 的轨迹称为渐开线。
AK曲线称为渐开线。 BK直线称为发生线。 这个圆称为基圆。
k 称渐开线A K的展角
B
rb
基圆
A
k
O
18
2、渐开线特性:
（1）BK = A B 发生线沿基圆滚
标准齿轮
分度圆上齿厚与齿槽宽相等，且模数、压力 角、齿顶高系数及顶隙系数均为标准值的齿轮称 为标准齿轮。
33
三、齿条的基本参数：
齿条的主要特点是：
1.齿条同侧齿廓为平行的直 线，齿廓上各点具有相同的 压力角，即为其齿形角，它 等于齿轮分度圆压力角。
2.齿廓在不同高度上,具有 相同的齿距。但齿厚和槽宽各不相同.
为使前后两轮齿能同时 在啮合线上接触，必须使法 向齿距K1K'1 ＝ K2K'2，否 则 若K1K'1 > K2K'2 ，传动中断。
若K1K'1 < K2K'2 ，两轮可能卡住。
38
Pn1 Pn2
Pn1 Pn2
Pn1 Pn2
39
pb
db
z
d
z
db d
p cos
m cos
pb1 m1 cos 1 ; pb2 m2 cos 2
5
外啮合 内啮合
齿轮齿条
6
斜齿轮
人字 齿轮
直齿 圆锥 齿轮
海拔
齿轮
7
蜗轮蜗杆
交错轴斜齿轮 （旧称螺旋齿轮）
8
17
一、渐开线的形成和特性
发生线
K
1、渐开线的形成:
一直线在一个圆周上做 纯滚动时，直线上任意一点 的轨迹称为渐开线。
AK曲线称为渐开线。 BK直线称为发生线。 这个圆称为基圆。
k 称渐开线A K的展角
B
rb
基圆
A
k
O
18
2、渐开线特性:
（1）BK = A B 发生线沿基圆滚
标准齿轮
分度圆上齿厚与齿槽宽相等，且模数、压力 角、齿顶高系数及顶隙系数均为标准值的齿轮称 为标准齿轮。
33
三、齿条的基本参数：
齿条的主要特点是：
1.齿条同侧齿廓为平行的直 线，齿廓上各点具有相同的 压力角，即为其齿形角，它 等于齿轮分度圆压力角。
2.齿廓在不同高度上,具有 相同的齿距。但齿厚和槽宽各不相同.
为使前后两轮齿能同时 在啮合线上接触，必须使法 向齿距K1K'1 ＝ K2K'2，否 则 若K1K'1 > K2K'2 ，传动中断。
若K1K'1 < K2K'2 ，两轮可能卡住。
38
Pn1 Pn2
Pn1 Pn2
Pn1 Pn2
39
pb
db
z
d
z
db d
p cos
m cos
pb1 m1 cos 1 ; pb2 m2 cos 2
5
外啮合 内啮合
齿轮齿条
6
斜齿轮
人字 齿轮
直齿 圆锥 齿轮
海拔
齿轮
7
蜗轮蜗杆
交错轴斜齿轮 （旧称螺旋齿轮）
8
第十一章 齿轮传动PPT课件
影响载荷分布的均匀性 如：齿向误差
引起载荷分布不均匀
渐开线圆柱齿轮精度标准（GB10095－88）中规定了12个精度 等级。其中，1，2等级为远景级；
3，4，5级为高精度级； 6，7，8为中精度级，常用； 9，10，11，12级为低精度级。
常用6-9级
§11－4 直齿圆柱齿轮传动的作用力及计算载荷
措施：提高齿面硬度、 减小粗糙度；低速时采用 粘度大的润滑油；高速时 油中加抗胶合添加剂。
4、齿面磨损 原因：齿面进入磨料 后果：齿形破坏、变薄引起冲击
、振动，甚至断齿
措施：改善润滑、提高齿面硬度 、改用闭式传动
5 、轮齿塑性变形 齿体塑性变形：突然过载，引起齿体歪斜 齿面塑性变形：齿面表层材料沿摩擦力方向流动 原因：齿面软，润滑失效、摩擦变大 后果：齿廓形状变化，不能正确啮合 措施：提高齿面硬度、提高润滑油粘度
齿轮传动除需运转平稳外，还必须具有足够的承载能力。 本章讨论标准齿轮传动的强度计算。
齿轮传动的分类
开式：齿轮外露，不能防尘，周期润滑，精度低；
按工作条件
闭式：封闭在箱体内，安装精度高，润滑条件好。
按齿面硬度
软齿面: HBS<350 硬齿面: HBS>350
齿轮各部分的名称和符号
§11－1 轮齿的失效形式
最常用的材料：优质碳素钢，合金结构钢； 其次：铸钢、铸铁，还有非金属材料。
多采用锻件或轧制钢材。当直径大、不易 锻造时采用铸钢。低速传动可用灰铸铁。
二、齿轮的热处理 1. 表面淬火 表面淬火后再低温回火。
常用材料：中碳钢、中碳合金钢（45、40Gr） 齿面硬度52~56 HRC，齿变形不大，可不磨齿。 高频淬火、火焰淬火。 表面硬，芯部韧。
齿轮传动基础知识ppt课件
z 、m、 、 ha*和 c*是齿轮的基本参数，其它几何尺寸可 通过它们求得。 标准齿轮:是指m、a、ha*和 c*均为标准值，且s=e的齿轮。
3.分度圆的定义
分度圆是齿轮上具有标准模数和标准压力角的圆。 任一齿轮都有一分度圆，且只有一个分度圆。齿轮一经
制造，其分度圆大小就确定，与安装位置无关。
2.承载能力高：齿轮有足够的承载 能力，能传递较大的动力 ．
必须采用合理的齿轮轮廓曲线 ，可以论证，齿轮轮廓曲线采 用渐开线、摆线和圆弧时，能 使瞬时传动比恒定。
要求齿轮具有足够的抵抗破坏的能力
最新课件
6
二、直齿圆柱齿轮各部分名称及其基本参数
渐开线齿轮的每个轮齿两侧齿廓都 是由形状相同而方向相反的渐开线 曲面组成。
1.齿轮各部分名称
齿槽宽 齿厚
齿宽 齿距
分度圆 齿根圆
全齿高
齿顶高 齿根高 齿顶圆
最新课件
7
2．标准直齿圆柱齿轮的基本参数
（1）齿数
齿轮圆周上轮齿的数目称为齿数,用 z表示。
（2）模数m 分度圆周长Z p = πd
p 则d= z
为了便于计算、制造和检验，而人为地把p/p的比值规
定为一个有理数列，称为模数m。
第八章 齿轮传动
最新课件
1
一、齿轮传动的组成 齿轮传动由主动齿轮、从动齿轮、机架组成。
二、工作原理 主、从动轮轮齿直接接触（啮合），通
过啮合处法向反力来推动从动轮转动，从 而传递运动和动力。
齿轮传动是机械传动中应用最广泛的一 种传动形式。可用于传递任意两轴间的 运动和动力。
最新课件
2
第一节 齿轮传动的特点和类型
人字齿轮
4.按工作条件分
《机械设计基础》课件 第11章 齿轮传动
H
2
bd1
u
Zβ cos
32
§11-8 斜齿圆柱齿轮传动
2 KT1
F
YFaYSa F
bd1mn
2 KT1 YFaYSa
2
mn 3
cos
2
d z1 F
z
zv
3
cos
33
§11-9 直齿圆锥齿轮传动
34
§11-9 直齿圆锥齿轮传动
35
轴向力：
Fa Ft tan
29
§11-8 斜齿圆柱齿轮传动
力的方向：
圆周力t ：主动轮与运动方向相反，
从动轮与运动方向相同
径向力r ：两轮都是指向各自的轴心
轴向力a ：主动轮的左（右）手法则
30
根据主动轮轮齿的齿向（左旋或右旋）伸左手或右手，四指
沿着主动轮的转向握住轴线，大拇指所指即为主动轮所受的
轮齿会变形，需要磨齿。
二、主要参数
1. 齿数比：一般≤7，同要求的传动比误差≤ (3~5)%
2. 齿数：一般z1>17
3. 齿宽：过大，宽度方向载荷分布不均匀
28
§11-8 斜齿圆柱齿轮传动
一、轮齿上的作用力
轮齿所受总法向力
可分解为：
2T1
圆周力：Ft
d1
Ft tan n
径向力：Fr
cos
开式传动的主要失效形式为齿面磨粒磨损和轮齿的弯曲疲劳
折断。
由于目前齿面磨粒磨损尚无完善的计算方法，因此通常只对
其进行抗弯曲疲劳强度计算，并采用适当加大（10%～20%）
模数（或降低许用弯曲应力）的方法来考虑磨粒磨损。
齿轮传动简PPT课件
在齿轮的齿数、模数和压力角一定时，齿轮的基 圆的大小亦即一定，即渐开线齿廓的形状即一定。把
z、m、α这三个参数称为渐开线齿轮的三个基本参数。
➢ 齿轮的主要几何尺寸 都与模数成正比。m 越大，p 越大，轮齿 就越大。
➢ 模数m是轮齿抗弯能 力的重要标志。
标准齿轮 —— m、α、ha*、c*均为标准值，
C
第三节 渐开线标准直齿圆柱齿轮传动
一、齿轮各部分的名称和主要参数
齿轮圆周上轮齿 的数目称为齿数, 用z表示。
齿距 pk :
任意圆周 pk=sk+ek
分度圆上
分度圆 d :
zp=πd
d=zp/π
规定p/π为标准值（整数或有限位小
数），其压力角定为标准值20°。
模数 m :
分度圆上的压力角简称为压力角，以α表示， 压力角为200。
轮基圆半径的反比，为一常数。 安装时若中心距略有变化不会改 变传动比大小，此特性称为中心 距可分性。
2.渐开线齿廓的啮合特点 3)四线合一： 啮合线（啮合点的轨迹）、力作用线、基
圆内公切线、齿廓接触点的公法线四线重
合。
4)啮合角不变： 啮合线与两节圆公切线所夹的锐角称为啮
合角，用α’表示 。显然，齿轮传动啮 合角不变，正压力的大小、方向不变。
第一节 齿轮传动的特点与类型
一、齿轮传动的特点
➢1）适用的功率和圆周速度范围广 传递的功 率可达数十万千瓦，圆周速度可达200m／s2。
➢2）效率高 常用的机械传动中，齿轮机构的效 率为最高，可达99％。
➢3）传动比稳定 齿轮机构能保证平均传动比 和瞬时传动比稳定。
➢4）结构紧凑 在同样的使用条件下，齿轮机构 所需的空间尺寸较小。
齿廓精度低 分度低
z、m、α这三个参数称为渐开线齿轮的三个基本参数。
➢ 齿轮的主要几何尺寸 都与模数成正比。m 越大，p 越大，轮齿 就越大。
➢ 模数m是轮齿抗弯能 力的重要标志。
标准齿轮 —— m、α、ha*、c*均为标准值，
C
第三节 渐开线标准直齿圆柱齿轮传动
一、齿轮各部分的名称和主要参数
齿轮圆周上轮齿 的数目称为齿数, 用z表示。
齿距 pk :
任意圆周 pk=sk+ek
分度圆上
分度圆 d :
zp=πd
d=zp/π
规定p/π为标准值（整数或有限位小
数），其压力角定为标准值20°。
模数 m :
分度圆上的压力角简称为压力角，以α表示， 压力角为200。
轮基圆半径的反比，为一常数。 安装时若中心距略有变化不会改 变传动比大小，此特性称为中心 距可分性。
2.渐开线齿廓的啮合特点 3)四线合一： 啮合线（啮合点的轨迹）、力作用线、基
圆内公切线、齿廓接触点的公法线四线重
合。
4)啮合角不变： 啮合线与两节圆公切线所夹的锐角称为啮
合角，用α’表示 。显然，齿轮传动啮 合角不变，正压力的大小、方向不变。
第一节 齿轮传动的特点与类型
一、齿轮传动的特点
➢1）适用的功率和圆周速度范围广 传递的功 率可达数十万千瓦，圆周速度可达200m／s2。
➢2）效率高 常用的机械传动中，齿轮机构的效 率为最高，可达99％。
➢3）传动比稳定 齿轮机构能保证平均传动比 和瞬时传动比稳定。
➢4）结构紧凑 在同样的使用条件下，齿轮机构 所需的空间尺寸较小。
齿廓精度低 分度低
第十一章 齿轮传动ppt课件
措施： 1.提高齿面硬度 2.减小齿面粗糙度
3.增加润滑油粘度低速
4.加抗胶合添加剂高速
齿面胶合
跑合磨损 齿面磨损 磨粒磨损
措施：1.减小齿面粗糙度 2.改善润滑条件
齿面塑性变形
主动齿 从动齿
§13-2 齿轮材料及热处理
常用齿轮材料
优质碳素钢
合金结构钢 铸钢 铸铁
热处理方法
表面淬火 渗碳淬火 调质 正火
3.调质 调质一般用于中碳钢和中碳合金钢，如45、
40Cr、35SiMn等。调质处理后齿面硬度为： 220~260HBS 。因为硬度不高，故可在热处理后精 切齿形，且在使用中易于跑合。
4. 正火 正火能消除内应力、细化晶粒、改善力学性能和
切削性能。机械强度要求不高的齿轮可用中碳钢正火 处理。大直径的齿轮可用铸钢正火处理。
Fr1 、Fr2分别指向各自齿轮的轮心
n2 Fr2 2
Ft2 1
n1 Fr1
n2
Ft1
n1
注意：
各力应画在 啮合点上！
二、计算载荷
名义载荷：机器铭牌上给定的载荷或经受力分 析得到的载荷。如 P、T、Fn 等。
计算载荷：实际计算时，为尽可能接近实际情况，需
要计入影响受力效果的各种因素（制造、安装误差，轮 齿、轴和轴承受载后的变形，原动机与工作机的不同性 能，传动中工作载荷与工作速度的变化等 ），以系数的 形式对名义载荷进行修正。名义载荷的修正值称为计算
c
N2 αt t
N1
Fn
d1 T1 2
N1
Fr
Fn N2 αt
c Ft
T1
d1 2
α ω1 O（1主动）
α ω1 （主动）
O1
各作用力方向判断
3.增加润滑油粘度低速
4.加抗胶合添加剂高速
齿面胶合
跑合磨损 齿面磨损 磨粒磨损
措施：1.减小齿面粗糙度 2.改善润滑条件
齿面塑性变形
主动齿 从动齿
§13-2 齿轮材料及热处理
常用齿轮材料
优质碳素钢
合金结构钢 铸钢 铸铁
热处理方法
表面淬火 渗碳淬火 调质 正火
3.调质 调质一般用于中碳钢和中碳合金钢，如45、
40Cr、35SiMn等。调质处理后齿面硬度为： 220~260HBS 。因为硬度不高，故可在热处理后精 切齿形，且在使用中易于跑合。
4. 正火 正火能消除内应力、细化晶粒、改善力学性能和
切削性能。机械强度要求不高的齿轮可用中碳钢正火 处理。大直径的齿轮可用铸钢正火处理。
Fr1 、Fr2分别指向各自齿轮的轮心
n2 Fr2 2
Ft2 1
n1 Fr1
n2
Ft1
n1
注意：
各力应画在 啮合点上！
二、计算载荷
名义载荷：机器铭牌上给定的载荷或经受力分 析得到的载荷。如 P、T、Fn 等。
计算载荷：实际计算时，为尽可能接近实际情况，需
要计入影响受力效果的各种因素（制造、安装误差，轮 齿、轴和轴承受载后的变形，原动机与工作机的不同性 能，传动中工作载荷与工作速度的变化等 ），以系数的 形式对名义载荷进行修正。名义载荷的修正值称为计算
c
N2 αt t
N1
Fn
d1 T1 2
N1
Fr
Fn N2 αt
c Ft
T1
d1 2
α ω1 O（1主动）
α ω1 （主动）
O1
各作用力方向判断
齿轮传动经典课件
第十一章 齿轮传动
齿轮传动经典课件
第十一章 齿轮传动
本章的教学目标：
1)了解齿轮传动的特点、分类与应用；齿轮传动基本知识。 2)熟悉掌握渐开线直齿圆柱齿轮齿轮各部分名称、基本参数
及各部分几何尺寸计算。 3)掌握渐开线斜齿轮传动的特点与应用、基本参数及各部分
几何尺寸计算； 4)了解标准直齿圆锥齿轮传动的特点与应用、基本参数及各
齿轮传动经典课件
第三节 渐开线直齿圆柱齿轮的啮合传动
一 . 正确啮合条件 两齿轮的正确啮合条件为
m1m2 m
12
即啮合条件为：两轮的 模数和压力角必须分别 相等。
动画
图11-9 一对渐开线齿轮的传动过程
齿轮传动经典课件
第三节 渐开线直齿圆柱齿轮的啮合传动
二. 渐开线齿轮传动的条件 齿轮传动是依靠两轮的轮 齿依次啮合而实现的。 要求重合度大于等于１
1浸油润滑2喷油润滑图1142油池润滑和喷油润滑a不带油轮的油池润滑b带油轮的油池润滑c喷油润滑汽车机械基础第十一章二蜗杆传动的结构设计润滑与冷却方法图1143蜗杆的整体结构1蜗杆与蜗轮的材料2蜗杆与蜗轮的结构3蜗杆传动的精度等级与标记4蜗杆传动的润滑汽车机械基础第十一章图1144蜗杆传动的冷却方法a风扇冷却b循环水冷却c循环油冷却6蜗杆传动的冷却汽车机械基础第十一章小结1本章重点内容是齿轮传动特点传动类型及应用以及渐开线齿轮特性失效形式及强度计算
齿轮传动经典课件
齿轮的常用材料
铸钢 当尺寸在400一600mm不便于锻造时，用铸造方法制成铸钢 齿坯，再正火处理细化晶粒。 铸铁 当尺寸≥500mm、低速、轻载的齿轮可以制成铸铁齿坯、大 齿圈或轮辐式齿轮。 非金属材料 高速轻载及精度不高的齿轮传动，为了降低噪声，常用非金 属材料（如夹布胶木、尼龙等）做小齿轮，大齿轮仍用钢或 铸铁。
齿轮传动经典课件
第十一章 齿轮传动
本章的教学目标：
1)了解齿轮传动的特点、分类与应用；齿轮传动基本知识。 2)熟悉掌握渐开线直齿圆柱齿轮齿轮各部分名称、基本参数
及各部分几何尺寸计算。 3)掌握渐开线斜齿轮传动的特点与应用、基本参数及各部分
几何尺寸计算； 4)了解标准直齿圆锥齿轮传动的特点与应用、基本参数及各
齿轮传动经典课件
第三节 渐开线直齿圆柱齿轮的啮合传动
一 . 正确啮合条件 两齿轮的正确啮合条件为
m1m2 m
12
即啮合条件为：两轮的 模数和压力角必须分别 相等。
动画
图11-9 一对渐开线齿轮的传动过程
齿轮传动经典课件
第三节 渐开线直齿圆柱齿轮的啮合传动
二. 渐开线齿轮传动的条件 齿轮传动是依靠两轮的轮 齿依次啮合而实现的。 要求重合度大于等于１
1浸油润滑2喷油润滑图1142油池润滑和喷油润滑a不带油轮的油池润滑b带油轮的油池润滑c喷油润滑汽车机械基础第十一章二蜗杆传动的结构设计润滑与冷却方法图1143蜗杆的整体结构1蜗杆与蜗轮的材料2蜗杆与蜗轮的结构3蜗杆传动的精度等级与标记4蜗杆传动的润滑汽车机械基础第十一章图1144蜗杆传动的冷却方法a风扇冷却b循环水冷却c循环油冷却6蜗杆传动的冷却汽车机械基础第十一章小结1本章重点内容是齿轮传动特点传动类型及应用以及渐开线齿轮特性失效形式及强度计算
齿轮传动经典课件
齿轮的常用材料
铸钢 当尺寸在400一600mm不便于锻造时，用铸造方法制成铸钢 齿坯，再正火处理细化晶粒。 铸铁 当尺寸≥500mm、低速、轻载的齿轮可以制成铸铁齿坯、大 齿圈或轮辐式齿轮。 非金属材料 高速轻载及精度不高的齿轮传动，为了降低噪声，常用非金 属材料（如夹布胶木、尼龙等）做小齿轮，大齿轮仍用钢或 铸铁。
相关主题
- 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)。
汽车机械基础 第十一章
（一）齿轮常见的失效形式 2.齿面磨损： 磨损是开式传动的主
要失效形式。
主要措施：采用闭式传动；
问抗题磨：损如能何力提？高齿轮的汽车机械基提糙础高度齿；第面采硬用十度清一；洁章降的低润齿滑面油粗。
（一）齿轮常见的失效形式 3.齿面点蚀： ——轮齿工作面某一
固定点受到近似脉动的变应力作用，由 于疲劳而产生的麻点状剥蚀损伤的现象。
汽车机械基础 第十一章
(二) 齿轮的常用材料及许用应力
2. 齿轮常用材料及其热处理 钢：许多钢材经适当的热处理或表面处理，可以成为常用的
齿轮材料；
常用材料
铸铁：常作为低速、轻载、不太重要场合的齿轮材料；
非金属材料：适用于高速、轻载、且要求降低噪声的场合。
汽车机械基础 第十一章
汽车机械基础 第十一章
汽车机械基础 第十一章
齿轮传动
汽车机械基础 第十一章
第一节 齿轮传动的特点与类型
一. 特点： 传动动力大，效率高 寿命长，工作平稳，可靠性高 能保证恒定的传动比，能传递任意夹角两轴间的运动 制造、安装精度要求较高，因而成本也 较高 不宜作轴间距离过大的传动
汽车机械基础 第十一章
二.齿轮传动的类型
三、变位齿轮的概念
1. 变位齿轮 标准齿轮的局限性
•受根切限制，齿数不得少于17，使传动结构不够紧凑；
•不适用于安装中心距a'不等于标准中心距a的场合。
•一对标准齿轮传动时，小齿轮的齿根厚度小而啮合次数又 较多，故小齿轮的强度较低，齿根部分磨损也较严重，因此 小齿轮容易损坏，同时也限制了大齿轮的承载能力。
➢原理 利用一对齿轮无侧隙啮合时两轮的齿廓互为包络线的原理
加工齿轮
➢常用的刀具
齿轮插刀
齿条插刀
齿轮滚刀
➢展成法加工的基本要求 用展成法加工齿轮时，只要刀具与被加工齿轮的模数和压力
角相同，不管被加工齿轮的齿数是多少，都可以用同一把刀具 来加工。
汽车机械基础 第十一章
2. 渐开线齿轮的加工方法
3) 根切现象
三、标准直齿轮的几何尺寸
1.一对标准齿轮中心距：
a
1 2
(d 2
d1 )
1 2
m( z 2
z1 )
径向方向上留有间隙c
c (ha* c* )m ha*m c*m
一对标准安装的标准直齿轮，其 分度圆上的齿厚等于齿槽宽，即
S1=e1=s2=e2=πm/2
汽车机械基础 第十一章
2.非标安装时，中心距
用展成法加工齿轮时，若刀具的齿顶线（或齿顶圆）超过理 论啮合线极限点N1时，被加工齿轮齿根附近的渐开线齿廓将被切 去一部分，这种现象称为根切。
轮齿的根切大大削弱了轮齿 的弯曲强度，降低齿轮传动的 平稳性和重合度，因此应力求 避免
汽车机械基础 第十一章
标准外齿轮的最少齿数
要使被切齿轮不产生根切，刀具的齿项线不得超过N点，即
圆盘铣刀加工齿数的范围
刀号
1
2
3
4
5
6
பைடு நூலகம்
7
加工齿数范围 12~13 14~16
仿型法加工动画演示
17~2 0
21~2 5
26~34
35~5 4
55~13 4
汽车机械基础 第十一章
8 135以上
2. 渐开线齿轮的加工方法
用盘铣刀切齿
用指状铣刀切齿
汽车机械基础 第十一章
2.渐开线齿轮的加工方法
2) 展成法
主要措施：提高齿面硬度；降低 齿面粗糙度；增大润滑油粘度； 采用合理变位。
汽车机械基础 第十一章
（一）齿轮常见的失效形式
4.齿面胶合：
高速重载传动中，齿面间压力大，瞬 时温度高，润滑油膜被破坏，齿面间 会发生粘接在一起的现象，在轮齿表 面沿滑动方向出现条状伤痕，称为胶 合。
汽车机械基础 第十一章
（一）齿轮常见的失效形式
模数m
p Z p = d 则d= z = m z
模数单位为mm，标准模数见表。 它是确定齿轮尺寸的重要参数。 压力角: 渐开线齿廓在分度圆处
的压力角。用 表示。
C o s k =r b/r k C o s =rb/r
我国规定标准压力角为20 汽车机械基础 第十一章
２. 基本参数及几何尺寸运算
基本参数 z、m、、ha、c
第十一章 齿轮传动
汽车机械基础 第十一章
第十一章 齿轮传动
本章的教学目标：
1)了解齿轮传动的特点、分类与应用；齿轮传动基本知识。 2)熟悉掌握渐开线直齿圆柱齿轮齿轮各部分名称、基本参数
及各部分几何尺寸计算。 3)掌握渐开线斜齿轮传动的特点与应用、基本参数及各部分
几何尺寸计算； 4)了解标准直齿圆锥齿轮传动的特点与应用、基本参数及各
a r1'
r'
rb1
cos
' 1
rb2
cos
' 2
(r1
r2
)
cos cos '
a cos cos '
汽车机械基础 第十一章
3、传动比
i12
1 2
r2 r1
rb2 rb1
r2 r1
z2 z1
常数
汽车机械基础 第十一章
4. 齿轮齿条啮合 齿轮齿条啮合时，相当于齿轮的分度圆与齿条的节圆作纯
滚动。标准安装时，齿条的节线与齿轮的分度圆相切。
此时， ' 当齿条圆离或靠近齿轮时，啮合线位置不
变，啮合角不变，节点位置不变，齿轮与齿条啮合时齿轮的分 度圆永远与节圆重合，啮合角等于压力角。但只有标准安装时， 齿条的分度线才与节线重合。
汽车机械基础 第十一章
第三节 渐开线直齿圆柱齿轮的啮合传动
部分几何尺寸计算； 5)了解蜗杆传动的特点与应用、基本参数和几何尺寸计算； 6)了解齿轮传动设计方法及参数选择。
汽车机械基础 第十一章
目录
第一节 齿轮传动的特点与类型 第二节 渐开线直齿圆柱齿轮 第三节 渐开线直齿圆柱齿轮传动 第四节 斜齿圆柱齿轮传动 第五节 锥齿轮传动 第六节 蜗杆传动 第七节 圆弧齿轮传动 第八节 齿轮结构设计与齿轮传动润滑
抗胶合能力的准则进行设计。
由实践得知：闭式软齿面齿轮（≤350HBS）传动，以保证齿面接触疲劳强度 为主。
闭式硬齿面（>350HBS）或开式齿轮传动，以保证齿根弯曲疲劳 强度为主。
汽车机械基础 第十一章
(二) 齿轮的常用材料及许用应力
1.齿轮材料的基本要求 齿轮的齿体应有较高的抗折断能力，齿面应有较强的抗点
P
齿廓曲线：工业上通常采用渐开线、
n
摆线、变态摆线
2
汽车机械基础 第十一章
二、渐开线齿廓的形成及其啮合特性
1. 渐开线的形成
如图，当一直线n-n沿一个半径为
rb的圆的圆周作纯滚动时，该直线 上任一点K的轨迹AK称为该圆的渐 开线。这个圆称为基圆，该直线称 为渐开线的发生线。渐开线上任一 点K的向径与起始点A的向径的夹角 <AOK（ < AOK＝ θk）称为渐开线 (AK段)的展角。
汽车机械基础 第十一章
二. 齿轮传动的类型
内啮合
直齿圆柱齿轮传动 外啮合
平面齿轮传动
齿轮齿条 内啮合
斜齿圆柱齿轮传动 外啮合
齿
齿轮齿条
轮 传
人字齿齿轮运动
动
直齿
传递相交运动 斜齿
曲线齿
空间齿轮传动
交错轴斜齿轮传动
传递交错轴运动 蜗杆涡轮
准双曲面齿轮
汽车机械基础 第十一章
第二节 渐开线直齿圆柱齿轮
选择齿轮材料的注意事项：
•在确定大、小齿轮硬度时应注意： •小齿轮的齿面硬度—大齿轮的齿面硬度= 30~50HBS； •原因：小齿轮受载荷次数比大齿轮多，且小齿轮齿根 较薄．为使两齿轮的轮齿接近等强度，小齿轮的齿面 要比大齿轮的齿面硬一些。
汽车机械基础 第十一章
齿轮的常用材料
锻钢：强度高、韧性好、便于制造、便于热处理等，大多数 齿轮都用锻钢制造。 软齿面齿轮:齿面硬度≤350HBS，常用中碳钢和中碳合金 钢，如45钢．40Cr，35SiMn等材料，进行调质或正火处理。 硬齿面齿轮 齿面硬度≥350HBS，常用的材料为中碳钢或中碳合金钢经 表面淬火处理。
5.塑性变形：
重载且摩擦力很大时，齿面较软的 轮齿表面就会沿摩擦力方向产生塑性 变形。
措施：提高齿面硬度；增大润滑油粘度。 汽车机械基础 第十一章
齿轮传动设计准则
对一般工况下的齿轮传动，其设计准则是： 保证足够的齿根弯曲疲劳强度，以免发生齿根折断。 保证足够的齿面接触疲劳强度，以免发生齿面点蚀。 对高速重载齿轮传动，除以上两设计准则外，还应按齿面
（5）基圆内无渐开线
n
(6)cosak =R b/Rk
汽车机械基础 第十一章
2. 渐开线的性质
汽车机械基础 第十一章
3. 渐开线齿廓的啮合特点
1).四线合一 :满足齿廓啮合基本定律.
2).中心距可分性:
两轮中心距稍微有变化，也不会改变其瞬时 传动比.
3).啮合角不变
齿廓啮合线、压力作用线方向不变 .
P
r1' r2'
动画
n
i12
ω1 ω2
O2P O1P
r2 r1
汽车机械基础 第十一章
2
一. 齿廓啮合基本定律：
2、共轭齿廓，共轭曲线
凡满足齿廓啮合基本定律的一对齿轮的齿廓称共轭齿廓， 共轭齿廓的齿廓曲线称为共轭曲线
r1' r2'
3、齿廓曲线的选择
n
1)满足定传动比的要求；2)考虑设计、制造
等方面。
一. 齿廓啮合基本定律：(传动比：ｉ12=常数)
（一）齿轮常见的失效形式 2.齿面磨损： 磨损是开式传动的主
要失效形式。
主要措施：采用闭式传动；
问抗题磨：损如能何力提？高齿轮的汽车机械基提糙础高度齿；第面采硬用十度清一；洁章降的低润齿滑面油粗。
（一）齿轮常见的失效形式 3.齿面点蚀： ——轮齿工作面某一
固定点受到近似脉动的变应力作用，由 于疲劳而产生的麻点状剥蚀损伤的现象。
汽车机械基础 第十一章
(二) 齿轮的常用材料及许用应力
2. 齿轮常用材料及其热处理 钢：许多钢材经适当的热处理或表面处理，可以成为常用的
齿轮材料；
常用材料
铸铁：常作为低速、轻载、不太重要场合的齿轮材料；
非金属材料：适用于高速、轻载、且要求降低噪声的场合。
汽车机械基础 第十一章
汽车机械基础 第十一章
汽车机械基础 第十一章
齿轮传动
汽车机械基础 第十一章
第一节 齿轮传动的特点与类型
一. 特点： 传动动力大，效率高 寿命长，工作平稳，可靠性高 能保证恒定的传动比，能传递任意夹角两轴间的运动 制造、安装精度要求较高，因而成本也 较高 不宜作轴间距离过大的传动
汽车机械基础 第十一章
二.齿轮传动的类型
三、变位齿轮的概念
1. 变位齿轮 标准齿轮的局限性
•受根切限制，齿数不得少于17，使传动结构不够紧凑；
•不适用于安装中心距a'不等于标准中心距a的场合。
•一对标准齿轮传动时，小齿轮的齿根厚度小而啮合次数又 较多，故小齿轮的强度较低，齿根部分磨损也较严重，因此 小齿轮容易损坏，同时也限制了大齿轮的承载能力。
➢原理 利用一对齿轮无侧隙啮合时两轮的齿廓互为包络线的原理
加工齿轮
➢常用的刀具
齿轮插刀
齿条插刀
齿轮滚刀
➢展成法加工的基本要求 用展成法加工齿轮时，只要刀具与被加工齿轮的模数和压力
角相同，不管被加工齿轮的齿数是多少，都可以用同一把刀具 来加工。
汽车机械基础 第十一章
2. 渐开线齿轮的加工方法
3) 根切现象
三、标准直齿轮的几何尺寸
1.一对标准齿轮中心距：
a
1 2
(d 2
d1 )
1 2
m( z 2
z1 )
径向方向上留有间隙c
c (ha* c* )m ha*m c*m
一对标准安装的标准直齿轮，其 分度圆上的齿厚等于齿槽宽，即
S1=e1=s2=e2=πm/2
汽车机械基础 第十一章
2.非标安装时，中心距
用展成法加工齿轮时，若刀具的齿顶线（或齿顶圆）超过理 论啮合线极限点N1时，被加工齿轮齿根附近的渐开线齿廓将被切 去一部分，这种现象称为根切。
轮齿的根切大大削弱了轮齿 的弯曲强度，降低齿轮传动的 平稳性和重合度，因此应力求 避免
汽车机械基础 第十一章
标准外齿轮的最少齿数
要使被切齿轮不产生根切，刀具的齿项线不得超过N点，即
圆盘铣刀加工齿数的范围
刀号
1
2
3
4
5
6
பைடு நூலகம்
7
加工齿数范围 12~13 14~16
仿型法加工动画演示
17~2 0
21~2 5
26~34
35~5 4
55~13 4
汽车机械基础 第十一章
8 135以上
2. 渐开线齿轮的加工方法
用盘铣刀切齿
用指状铣刀切齿
汽车机械基础 第十一章
2.渐开线齿轮的加工方法
2) 展成法
主要措施：提高齿面硬度；降低 齿面粗糙度；增大润滑油粘度； 采用合理变位。
汽车机械基础 第十一章
（一）齿轮常见的失效形式
4.齿面胶合：
高速重载传动中，齿面间压力大，瞬 时温度高，润滑油膜被破坏，齿面间 会发生粘接在一起的现象，在轮齿表 面沿滑动方向出现条状伤痕，称为胶 合。
汽车机械基础 第十一章
（一）齿轮常见的失效形式
模数m
p Z p = d 则d= z = m z
模数单位为mm，标准模数见表。 它是确定齿轮尺寸的重要参数。 压力角: 渐开线齿廓在分度圆处
的压力角。用 表示。
C o s k =r b/r k C o s =rb/r
我国规定标准压力角为20 汽车机械基础 第十一章
２. 基本参数及几何尺寸运算
基本参数 z、m、、ha、c
第十一章 齿轮传动
汽车机械基础 第十一章
第十一章 齿轮传动
本章的教学目标：
1)了解齿轮传动的特点、分类与应用；齿轮传动基本知识。 2)熟悉掌握渐开线直齿圆柱齿轮齿轮各部分名称、基本参数
及各部分几何尺寸计算。 3)掌握渐开线斜齿轮传动的特点与应用、基本参数及各部分
几何尺寸计算； 4)了解标准直齿圆锥齿轮传动的特点与应用、基本参数及各
a r1'
r'
rb1
cos
' 1
rb2
cos
' 2
(r1
r2
)
cos cos '
a cos cos '
汽车机械基础 第十一章
3、传动比
i12
1 2
r2 r1
rb2 rb1
r2 r1
z2 z1
常数
汽车机械基础 第十一章
4. 齿轮齿条啮合 齿轮齿条啮合时，相当于齿轮的分度圆与齿条的节圆作纯
滚动。标准安装时，齿条的节线与齿轮的分度圆相切。
此时， ' 当齿条圆离或靠近齿轮时，啮合线位置不
变，啮合角不变，节点位置不变，齿轮与齿条啮合时齿轮的分 度圆永远与节圆重合，啮合角等于压力角。但只有标准安装时， 齿条的分度线才与节线重合。
汽车机械基础 第十一章
第三节 渐开线直齿圆柱齿轮的啮合传动
部分几何尺寸计算； 5)了解蜗杆传动的特点与应用、基本参数和几何尺寸计算； 6)了解齿轮传动设计方法及参数选择。
汽车机械基础 第十一章
目录
第一节 齿轮传动的特点与类型 第二节 渐开线直齿圆柱齿轮 第三节 渐开线直齿圆柱齿轮传动 第四节 斜齿圆柱齿轮传动 第五节 锥齿轮传动 第六节 蜗杆传动 第七节 圆弧齿轮传动 第八节 齿轮结构设计与齿轮传动润滑
抗胶合能力的准则进行设计。
由实践得知：闭式软齿面齿轮（≤350HBS）传动，以保证齿面接触疲劳强度 为主。
闭式硬齿面（>350HBS）或开式齿轮传动，以保证齿根弯曲疲劳 强度为主。
汽车机械基础 第十一章
(二) 齿轮的常用材料及许用应力
1.齿轮材料的基本要求 齿轮的齿体应有较高的抗折断能力，齿面应有较强的抗点
P
齿廓曲线：工业上通常采用渐开线、
n
摆线、变态摆线
2
汽车机械基础 第十一章
二、渐开线齿廓的形成及其啮合特性
1. 渐开线的形成
如图，当一直线n-n沿一个半径为
rb的圆的圆周作纯滚动时，该直线 上任一点K的轨迹AK称为该圆的渐 开线。这个圆称为基圆，该直线称 为渐开线的发生线。渐开线上任一 点K的向径与起始点A的向径的夹角 <AOK（ < AOK＝ θk）称为渐开线 (AK段)的展角。
汽车机械基础 第十一章
二. 齿轮传动的类型
内啮合
直齿圆柱齿轮传动 外啮合
平面齿轮传动
齿轮齿条 内啮合
斜齿圆柱齿轮传动 外啮合
齿
齿轮齿条
轮 传
人字齿齿轮运动
动
直齿
传递相交运动 斜齿
曲线齿
空间齿轮传动
交错轴斜齿轮传动
传递交错轴运动 蜗杆涡轮
准双曲面齿轮
汽车机械基础 第十一章
第二节 渐开线直齿圆柱齿轮
选择齿轮材料的注意事项：
•在确定大、小齿轮硬度时应注意： •小齿轮的齿面硬度—大齿轮的齿面硬度= 30~50HBS； •原因：小齿轮受载荷次数比大齿轮多，且小齿轮齿根 较薄．为使两齿轮的轮齿接近等强度，小齿轮的齿面 要比大齿轮的齿面硬一些。
汽车机械基础 第十一章
齿轮的常用材料
锻钢：强度高、韧性好、便于制造、便于热处理等，大多数 齿轮都用锻钢制造。 软齿面齿轮:齿面硬度≤350HBS，常用中碳钢和中碳合金 钢，如45钢．40Cr，35SiMn等材料，进行调质或正火处理。 硬齿面齿轮 齿面硬度≥350HBS，常用的材料为中碳钢或中碳合金钢经 表面淬火处理。
5.塑性变形：
重载且摩擦力很大时，齿面较软的 轮齿表面就会沿摩擦力方向产生塑性 变形。
措施：提高齿面硬度；增大润滑油粘度。 汽车机械基础 第十一章
齿轮传动设计准则
对一般工况下的齿轮传动，其设计准则是： 保证足够的齿根弯曲疲劳强度，以免发生齿根折断。 保证足够的齿面接触疲劳强度，以免发生齿面点蚀。 对高速重载齿轮传动，除以上两设计准则外，还应按齿面
（5）基圆内无渐开线
n
(6)cosak =R b/Rk
汽车机械基础 第十一章
2. 渐开线的性质
汽车机械基础 第十一章
3. 渐开线齿廓的啮合特点
1).四线合一 :满足齿廓啮合基本定律.
2).中心距可分性:
两轮中心距稍微有变化，也不会改变其瞬时 传动比.
3).啮合角不变
齿廓啮合线、压力作用线方向不变 .
P
r1' r2'
动画
n
i12
ω1 ω2
O2P O1P
r2 r1
汽车机械基础 第十一章
2
一. 齿廓啮合基本定律：
2、共轭齿廓，共轭曲线
凡满足齿廓啮合基本定律的一对齿轮的齿廓称共轭齿廓， 共轭齿廓的齿廓曲线称为共轭曲线
r1' r2'
3、齿廓曲线的选择
n
1)满足定传动比的要求；2)考虑设计、制造
等方面。
一. 齿廓啮合基本定律：(传动比：ｉ12=常数)