机械基础齿轮传动讲课课件
机械设计基础讲义第七章齿轮传动
机械设计基础讲义第七章齿轮传动第7章齿轮传动基本要求:了解齿轮机构的类型和应⽤、齿廓啮合基本定律;掌握渐开线直齿圆柱齿轮的啮特性、正确啮合条件、连续传动条件等;熟悉渐开线齿轮各部分的名称、基本参数及⼏何尺⼨计算;重点:难点: 学时:§ 7-1 121 ⼈字齿轮传动斜齿圆柱齿轮传动齿轮与齿条传动内啮合齿轮传动外啮合齿轮传动)直齿圆柱齿轮2、空间齿轮机构蜗杆传动齿轮传动)交错轴齿轮传动(螺旋曲齿圆锥齿轮传动斜齿圆锥齿轮传动直齿圆锥齿轮传动传动)圆锥齿轮传动(伞齿轮§7-2 齿廓实现定传动⽐的条件∵ 21p p v v =⼜∴ C O v p 111ω= C O v p 222ω=∴ i 12=ω1/ω2=C O C O 12/上式表明,互相啮合的⼀对齿轮,在任⼀位置时的传动⽐,都与其连⼼线O 1O 2被其啮合齿廓在接触点处的公法线所分成的两段成反⽐。
这⼀定律称为齿廓啮合的基本定律。
过两齿廓啮合点所作的齿廓公法线与两轮连⼼线O 1O 2的交点C 称为啮合节点(简称节点)。
上式还表明,要使两齿轮作定传动⽐传动,则两齿廓必须满⾜的条件是:不论两齿廓在何位置接触,过接触点所作的两齿廓公法线必须与两齿轮的连⼼线相交于⼀定点。
当两齿轮作定传动⽐传动时,节点C 在轮1和轮2的运动平⾯上的轨迹分别是以O 1、O 2为圆⼼,以O 1 C 、O 2 C 为半径的两个圆,此圆称为节圆。
并且两节圆作纯滚动。
若两齿轮作变传动⽐传动时,节点C 在轮1和轮2的运动平⾯上的轨迹分别是两条⾮圆曲线,此曲线称为节线。
§7-3 渐开线的形成及其特性⼀、渐开线的形成1)基圆,半径⽤r b 表⽰2)展⾓,⽤θk 表⽰⼆、渐开线的特性1)?=AB BK2)渐开线上任⼀点的法线恒与基圆相切。
切点B 是点K 的曲率中⼼,⽽线段BK 是渐开线在点K 的曲率半径。
3)kb K r r OK OB ==αcos 4)渐开线的形状取决于基圆⼤⼩。
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。
齿轮传动机械基础PPT课件
齿轮的制造和安装精度要求较高,否则会影响传动的平稳性和效率。
需要润滑
齿轮传动需要良好的润滑条件,以减少磨损和摩擦热。
齿轮传动的应用
01
02
03
04
工业领域
齿轮传动广泛应用于各种工业 机械和设备中,如机床、起重
机、矿山机械等。
交通运输领域
汽车、火车、飞机等交通工具 中大量使用齿轮传动来实现动
模数的单位是毫米 (mm)。
03
选择
模数的选择应根据齿轮的 承载能力和制造精度要求 进行。
齿轮的压力角
定义
压力角是齿轮齿形的一个参数,表示齿轮齿形的倾斜程度。压力 角的大小力角的单位是度(°)。
选择
压力角的选择应根据齿轮的传动要求和制造精度要求进行。
齿轮的齿数和齿宽
持心部良好的韧性。
齿轮材料和热处理的选择
根据齿轮的载荷、速度、精度等要求 进行选择。
对于承受轻载、低速或一般精度要求 的齿轮,可以选择较低强度和硬度的 材料和相应的热处理方法,以降低制 造成本。
对于承受重载、高速或高精度要求的 齿轮,应选择高强度、高硬度、高耐 磨性的材料和相应的热处理方法。
在选择材料和热处理方法时,还应考 虑齿轮的工作环境、制造工艺和经济 性等因素。
根据齿轮传动的使用要求,选用合适的润滑油或 润滑脂,并定期更换。
清洁维护
保持齿轮传动装置及其周围环境的清洁,防止杂 物和灰尘进入。
常见故障分析及排除方法
齿轮磨损
齿轮长时间使用后,会出现磨损现象。 解决方法是定期更换齿轮,或对磨损 严重的齿轮进行修复。
油位异常
油位过高或过低都会影响齿轮传动的正 常运转。解决方法是检查油位并调整到 规定范围内,同时检查油路是否畅通。
机械设计基础课件——第四章齿轮传动
第二节 渐开线齿廓
▪ 一、渐开线齿廓的形成和性质 ▪ 1.渐开线的形成 ▪ 如图4-2a所示,直线n-n沿一个半径为rb的圆周作无
滑动的纯滚动,该直线上任一点的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。∠AOK(∠AOK=θK)称为渐开线在K 点的展角。
图 4-2
▪ 2.渐开线齿廓的压力角
▪ 齿轮传动中,齿廓在K点啮合时,作用于K点的法向力Fn与齿轮上K点速 度方向所夹的锐角,称为渐开线上K点处的压力角,用αk表示,由图4-2b 可见,αk=∠NOK,设K点的内径为rk,于是:
▪
cosαk=rb/rk
▪ 3.渐开线的性质
▪ 根据渐开线的形成,可知渐开线具有如下性质:
▪ 齿顶圆与齿根圆之间的径向距离称为齿高,用h表示。
▪ 二、渐开线标准直齿圆柱齿轮的基本参数
▪ 1.齿数
▪ 在齿轮整个圆周上轮齿的数目称为该齿轮的齿数,用z表示。
▪ 2.模数
▪ 分度圆的周长为dπ=pz,于是分度圆的直径d=pz/π,由于式中π是无理 数,故将p/π的比值制定成一个简单的有理数列,以利计算,并把这个 比值称为模数,以m表示。
▪ (4)渐开线的形状取决于基圆的大小。基圆越大渐开线就越平直,当基 圆的半径无穷大时,那么渐开线就是直线了,如图4 3b所示。
▪ (5)基圆内无渐开线。
▪ 二、渐开线齿廓啮合特性 ▪ 1.渐开线齿廓能保证定传动比传动 ▪ 2.渐开线齿廓之间的正压力方向不变 ▪ 3.渐开线齿廓传动具有中心距可分性
第四章 齿轮传动
第一节 齿轮传动的类型、特点和应用
▪ 一、齿轮传动的类型 ▪ 齿轮传动的类型很多,下面介绍几种常用的分类方法。 ▪ (1)按一对齿轮两轴线的相对位置分为平行轴齿轮传动、相交轴
《机械设计基础》教学课件主题10 齿轮传动
单元1 齿轮的失效形式和设计准则
一、轮齿常见的失效形式
1、轮齿折断 轮齿就好像一个悬臂梁,在外载荷作用下,在其轮齿根部产生的 弯曲应力最大。同时,在齿根部位过渡尺寸发生急剧变化,以及加工时 沿齿宽方向留下加工刀痕而造成应力集中的作用,当轮齿重复受载,在 脉动循环或对称循环应力作用下,弯曲应力超过弯曲疲劳极限时,在齿 轮根部会产生疲劳裂纹,如图(a)所示。随着裂纹的逐步扩展,最终 引起断裂,如图(b)所示。
轮齿折断都是其弯曲应力超过了材料相应的极限应力,是最危险 的一种失效形式。一旦发生断齿,传动立即失效。
单元1 齿轮的失效形式和设计准则
一、轮齿常见的失效形式
2、齿面点蚀 在润滑良好的闭式齿轮传动中,由于齿面材料在交变接触应力 作用下,因为接触疲劳产生贝壳形状凹坑(麻点)的破坏形式称为点 蚀。点蚀也是常见的一种齿面破坏形式。齿面上最初出现的点蚀随材 料不同而不同,一般出现在靠近节线的齿根面上,如图所示,最初为 细小的尖状麻点。当齿面硬度较低、材料塑性良好,齿面经跑合后, 接触应力趋于均匀,麻点不再继续扩展,这是一种收敛性点蚀,不会 导致传动失效。但当齿面硬度较高、材料塑性较差时,点蚀就会不断 扩大,这是一种破坏性点蚀,是一种危险的失效形式。
单元1 齿轮的失效形式和设计准则
一、轮齿常见的失效形式
3、齿面胶合 对于某些高速重载的齿轮传动(如航空发动机的主传动齿轮), 齿面间的压力大,瞬时温度高,油变稀而降低了润滑效果,导致摩擦增 大,齿面温度升高,将会使某些齿面上接触的点熔合,焊在一起,在两 齿面间相对滑动时,焊在一起的地方又被撕开。于是,在齿面上沿相对 滑动的方向形成伤痕,如图所示,这种现象称为胶合。
机械设计基础
主题10 齿轮传动
单元1 单元2 单元3 单元4 单元5 单元6
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
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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
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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
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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。
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第一节 齿轮传动的特点和类型
人字齿轮
4.按工作条件分
齿轮传动的基本知识PPT课件
见图11-21
第27页/共50页
啮合特点
斜齿圆柱齿轮啮合时,斜齿轮的齿廓是 逐渐进入啮合、逐渐脱离啮合的。斜齿轮齿 廓接触线的长度由零逐渐增加,又逐渐缩短 直至脱离,载荷不是突然加上或卸下的,因 此工作较平稳。斜齿轮传动的重合度要比直 齿轮大,啮合性能好。主要缺点是运转时会 产生轴向力(可用人字齿克服)。
正确啮合条件
三、连续传动条件
B1B2 Pb
B1B2 1
pb
重合度
分析:1) =1 表示在啮合过程中,始终只有一对齿工作; 2) 1 2 表示在啮合过程中,有时是一对齿啮合,
啮合。因此, ε是衡量齿轮传动质量的指标之一。 重合度传动平稳性承载能力。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ有时是两对齿同时
第22页/共50页
B1B2 pb
见图11-22
斜齿轮的法面模数与刀具的模数一致, →法面上的模数和压力角为标准值 。
第29页/共50页
二、斜齿轮的基本参数
计算斜齿轮端面参数与尺寸:
1.齿距: Pt mt Pn mn
在△DFE中
Pn Pt cos
见图11-22
2.模数 : mn mt cos
第30页/共50页
二、斜齿轮的基本参数
1. 节圆 d' 、啮合角 a'
2.具有标准顶隙的中心距
a' = r1' + r2'= rf1 +c+ ra2
rf1
= r1 –(h*+c*) m +c* m + r2 + h*m
a'
= r1 + r2 分度圆与节圆重合
标准中心距
a
3. 侧隙为零的中心距
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》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。
电子课件-《机械基础(第六版)》-A02-3658 4第四章 齿轮传动
§4—3 其他齿轮传动简介
2.斜齿圆柱齿轮的主要参数
(1)斜齿圆柱齿轮的螺旋角 斜齿圆柱齿轮的螺旋角: 分度圆柱面与齿廓相交的螺
旋线的螺旋角,用β表示
β越大,轮齿倾斜程度越大,因而
传动平稳性越好,但轴向力也越大
§4—3 其他齿轮传动简介
第四章 齿轮传动
一、渐开线齿廓
1.齿轮传动对齿廓曲线的基本要求
(1)传动要平稳 (2)承载能力要强
2.渐开线的形成
动直线AB 沿一固定圆作纯滚动, 此动直线AB 上任意一点K 的运动 轨迹CD 称为该圆的渐开线
3.渐开线齿廓的啮合特性
(1)能保证瞬时传动比的恒 定,保证了传动的平稳性,减 小了振动和冲击 (2)即使两轮的实际中心距 与设计的中心距稍有改变,其 瞬时传动比仍能保持不变
第四章 齿轮传动
制作:王希波
二、渐开线标准直齿圆柱齿轮各部分名称
三、渐开线标准直齿圆柱齿轮的基本参数
1.压力角
压力角:齿廓上某点所受正压 力方向(即齿廓上该点法向) 与速度方向线之间所夹的锐角
分度圆上的压力角α=20°
分度圆上压力角大小对轮齿形状的影响
α<20°
α=20°
α>20°
2.齿数z
齿数z:一个齿轮的轮齿总数
直齿锥齿轮传动正确啮合的条件: (1)两齿轮的大端模数相等,m1=m2=m (2)两齿轮的压力角相等,α1=α2=α
第四章 齿轮传动
一、齿轮的结构
1.齿轮轴
圆柱齿轮
锥齿轮
2.实体式齿轮
圆柱齿轮
锥齿轮
3.腹板式齿轮
圆柱齿轮
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外啮合齿轮传动 齿轮齿条传动 内啮合齿轮传动
相交轴齿轮传动
锥齿轮传动
蜗轮蜗杆传动
交错轴齿轮传动
交错轴斜齿轮传动
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。 n1 z2 • i12= — = — n2 z1
• 结合带传动和链传动 对比理解记忆齿轮传 动的应用特点
齿轮传动
想一想: 想一想: 日常学习生活中哪里用到了齿 轮传动呢? 轮传动呢?
钟表、机床、汽车、 减速器等
4-1齿轮ห้องสมุดไป่ตู้动的类型及应用
• 齿轮传动:利用齿轮副来传递运动和动力的一种 齿轮传动: 机械传动。 机械传动。
• 啮合:齿轮副的一对齿轮的齿依次交替接触,从而实 啮合:齿轮副的一对齿轮的齿依次交替接触, 现一定规律的相对运动的过程和形态。 现一定规律的相对运动的过程和形态。
课堂回顾: 课堂回顾: 1、齿轮传动的概念。 、齿轮传动的概念。 2、什么是啮合? 2、什么是啮合? 3、齿轮传动的常见类型。 、齿轮传动的常见类型。 4、齿轮传动的传动比计算。 、齿轮传动的传动比计算。 5、齿轮传动的应用特点。 、齿轮传动的应用特点。
作业: 作业: 1、理解记忆基本概念。 、理解记忆基本概念。 2、掌握传动比的计算方 、 法。 习题册1、 、 、 习题册 、2、3、4.
• 齿轮传动的应用特点 • 优点: • 1、能保证瞬时传动比恒定,工 作可靠性高,传递运动准确。 • 2、传递功率和圆周速度范围较 宽。 • 3、结构紧凑,可实现较大的传 动比。 • 4、传动效率高,使用寿命长, 维护简便。
• 缺点: • 1、运转过程中有振动、冲 击和噪声。 • 2、齿轮安装要求较高。 • 3、不能实现无级变速。 • 4、不适用于中心距较大的 场合。
齿轮传动的常见类型: 齿轮传动的常见类型:
齿 直 圆 柱 齿 轮 传 动
斜齿圆柱齿轮传动
人 字 齿 圆 柱 齿 轮 传 动
外啮合齿轮传动
内啮合齿轮传动
齿轮齿条传动
锥齿轮传动
交错轴斜齿轮传动
蜗轮蜗杆传动
直齿圆柱齿轮传动 斜齿圆柱齿轮传动
按轮齿方向
人字齿齿轮传动
齿 两轴平行 轮 按啮合情况 传 动 两轴不平行