机械原理大作业2-齿轮机构分析
机械原理实验报告齿轮传动定稿版
机械原理实验报告齿轮传动定稿版实验名称：齿轮传动实验一、实验目的：1.学习了解齿轮传动原理及其应用；2.掌握齿轮的绘制方法；3.了解齿轮传动的基本计算方法。
二、实验原理：齿轮传动是利用不同齿数的齿轮通过啮合而实现轴的运动传递的一种机械传动方式。
根据齿轮的不同形状和结构，齿轮传动分为直齿轮传动、斜齿轮传动、蜗杆传动等。
直齿轮是最常见的一种传动方式。
当两个直齿轮啮合时，它们的齿数之比等于它们的转速之比，即齿轮传动的传动比等于齿数比。
实验中我们主要研究直齿轮传动，通过制作不同齿轮的齿数，观察齿轮的传动效果，验证齿轮传动的基本原理。
三、实验仪器与材料：1.齿轮传动实验装置；2.直齿轮（不同齿数）；3.传动带。
四、实验步骤：1.通过齿轮的绘制方法，绘制出实验中使用的两个直齿轮的草图；2.安装齿轮传动实验装置，将绘制好的齿轮与实验装置相连；3.启动实验装置，观察并记录传动过程中两个齿轮的运动情况；4.测量不同齿轮的齿数，并计算齿轮传动的传动比；5.分析实验现象与计算结果的关系。
五、实验结果与分析：1.绘制的齿轮草图如下表所示：齿轮编号齿数齿轮1 10齿轮2 202.在实验装置运行时，观察到齿轮1以较大的速度旋转，而齿轮2以较小的速度旋转。
这表明齿轮传动的传动比为2:1，符合公式：传动比=齿数2/齿数13.测量齿轮1和齿轮2的齿数分别为10和20，代入计算公式，得到传动比为20/10=24.实验结果与计算结果一致，验证了齿轮传动的基本原理。
六、实验总结：通过本次实验，我们学习了齿轮传动的基本原理及应用，并通过实际操作和计算验证了齿轮传动的传动比与齿数之间的关系。
实验结果表明，齿轮传动能够有效地改变转速，实现机械能的传递，具有较高的传动效率和可靠性。
齿轮传动在机械工程中有广泛的应用，如汽车传动系统、工业生产线等。
掌握齿轮传动的原理对于我们理解和设计机械传动系统具有重要意义。
机械原理大作业--齿轮机构分析与设计
齿轮机构分析与设计设计一如图所示的二级减速器，设计要求如下： 1． 齿轮1、2的传动比i 12= 2.4 ,模数m = 2 mm 2． 齿轮3、4的传动比i 34=2 ，模数m = 2.5 mm 3． 安装中心距为68mm 4． 各轮1,20*==a h o α5． 重合度15.1≥ε，齿顶厚m S a 25.0≥；设计内容如下：1.确定各轮齿数，传动比应保证误差在5%以内； 解：由m 1(z 1+ z 2)/2=68, z 2/ z 1=2.4得z 1=20，z 2=48， i 12=2.4满足要求，同理，由m 2(z 3+ z 4)/2=68, z 4/ z 3=2得z 3=18，z 4=36，i 34=2，满足要求2．分析可能有几种传动方案，说明哪一种方案比较合理并说明理由；解：z 1+ z 2=68>2 z min ，z 3+ z 4=54>2 z min 且a 12= m 1(z 1+ z 2)/2=68 a’12, a 34= m 2(z 3+ z 4)/2=67.5< a’34，齿轮3，4必须使用正传动，故可选的传动方式有以下两种： （1）、1,2标准齿轮传动，3,4齿轮正传动。
（2）、1,2高度变为齿轮传动，3,4齿轮正传动。
第一种传动方式更合理。
因为标准传动设计计算简单，重合度较大，不会发生过渡曲线干涉，齿顶厚较大。
而零传动的重合度会有降低，且小齿轮齿顶容易变尖。
3.分析确定你认为比较合理的传动方案的基本参数和全部尺寸；（1）1,2齿轮标准齿轮传动的基本参数: z 1=20，z 2=48,m 1=2, α=20º, h a *=1, c *=0.25。
全部尺寸：d 1=m 1z 1=40, d 2=m 2z 2=96; h a1= h a2=h a *m 1=2； h f1= h f2= (h a *+c *)m 1=2.5；h 1=h 2=4.5；d a1=(z 1+2 h a *)m 1=44,d a2=(z 2+2 h a *)m 1=100；d f1=(z 1-2 h a *)m 1=36，d f2=(z 2-2 h a *)m 1=92； d b1= d 1=37.59, d b2= d 2=90.21; p 1=p 2=πm 1=6.28; s 1=s 2=p/2=3.14;e 1=e 2=p/2=3.14;a 12= m 1(z 1+ z 2)/2=68; c 1=c 2= c *m 1=0.5;tanαa1=b122Rb1a1R R -=0.609 ，tan αa2=b222Rb2a2R R -=0.504，重合度]）tan - tan （）tan - tan （[π21a22a11ααααεαZ Z +=由上数据可以得出εα=1.849>1（2）3,4齿轮标准齿轮传动的基本参数: z 3=18，z 4=36,m 2=2.5,α=20º, ha *=1, c *=0.25，a ’COS α’=a COS α得 α’= 21.127º，再由inv α’=2（x 3+ x 4）tan α/(z 3+ z 4)+inv α 得x 3+x 4=0.205,即x 3= x 4=0.1025, a ’=68>a=67.5 ,y=(a ’-a)/2.5=0.2, △y =0.005 全部尺寸： h a3= h a4=(h a *+x)m 2=2.756,h f3= h f3= (h a *+c *-x)m 2=2.869；d a3=(z 3+2 h a *+2x)m 2=50.5125,d a4=(z 4+2h a *+2x)m 2=95.5125；d f3=(z 3-2h a *-2c *+2x)m 2=34.2625，d f4=(z 4-2h a *-2c *+2x)m 2=84.2625,4.校核重合度和齿顶厚，并校核是否满足不根切的条件；齿顶厚s a3=(1/2πm 2+2xm 2)r 3’/r 3-2r 3’(inv α’-inv α)=4.352s a4=(1/2πm 2+2xm 2)r 4’/r 4-2r 4’(inv α’-inv α)=4.374tanαa3=b322Rb3a3R R -=0.533，tan αa4=b422Rb4a4R R -=0.512重合度]）'tan - tan （）'tan - tan （[π21a44a33ααααεαZ Z +=由上数据可以得出εα=1.143>1， 避免根切的最小变位系数x min =ZZZminmin-<0 故不发生根切。
机械原理齿轮机构解析
二、正确啮合条件
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三、传动比及从动轮转向
当
时，
v v v
c2
c1
c 2c1
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四、交错轴斜齿轮传动的优点
第55页/共89页
四、 斜齿轮的当量齿数
1） 原因 2） 研究对象 3） 方法 其长半轴 a=d/2cosβ 短半轴 b=d/2 椭圆在c点的曲率半径 当量齿数： a2 d
b 2cos2
Zv
2p mn
d mn cos2
mn z mn cos2
Z
cos3
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五、斜齿轮的优缺点
法向模数mn和端面模数mt mn= mt cos β
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法向(AOC平面)压力角an、端面 (AOB平面) 压力角at
法向(AOC平面)压力角an、 端面(AOB平面) 压力角at
tgan
OC OA
,
tgat
OB OA
及 OC＝OBcosB 所以
tgan tgat cos
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①可以减小齿轮机构的尺寸 ②可以改善齿轮的磨损情况 ③可以提高齿轮的承载能力 ④a’=a，可以成对替换标准齿轮和修复旧齿轮 ⑤必须成对设计、制造、使用，互换性差 ⑥εα略有减小 ⑦小齿轮正变位，齿顶易变尖
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二、正传动（不等移距变位传动、角度变位传动）
（1）齿数条件：Z1+ Z2不受限制，α’>α，a’>a， y>0， △y >0
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5-6 渐开线齿轮加工中的几个问题
1、齿厚计算与测量 2、 根切现象及原因 3、标准齿轮不发生根切的最少齿数 4、避免根切的最小变位系数xmin
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
机械原理例题第二章机构分析
12
基本概念题
13
1.选择题：
1）当机构的自由度F>0，且 有确定的相对运动。
B 原动件数，则该机构即具
A.小于
B.等于 C.大于 D.大于或等于
2）有两个平面机构的自由度都等于1，现用一个带有两铰
链的运动构件将他们串成一个平面机构，则其自由度等 于 B。
A.0 B.1 C.2
3）机构中的构件是由一个或多个零件所组成，这些零件间 B产生任何相对运动。
选取比例尺作机构运动简图， 如图所示。
求自由度： n = 3, Pl = 4, ph =0,
F = 3n - 2pl - ph = 3×3－2×4－0 = 1
21
2-16：计算图示机构的自由度： （a）齿轮——连杆组合机构
4
A 3
B
C 2
4
1
D
解：
A点是三构件相铰接的复 合铰链；
n = 4, pl = 5, ph = 1 F = 3n - 2pl - ph
= 3×8－2×11－1 = 1 高副低代
n = 9, pl = 13, ph = 0 F = 3n - 2pl - ph = 3×9－2×13 = 1 机构的组成： 该机构为Ⅲ级机构。
30
n = 9, pl = 12, ph = 2 F = 3n - 2pl - ph
= 3×9－2×12－2 =1
3
例3：图示机构中，AB∥=EF ∥=CD，试计算机构自由度。
G H
C D
I
解：
C处为复合铰链， m=3；
E
B G处为局部自由度；有一个
虚约束。
F A
I处有一个高副虚约束。
机构ABCDEF为平行四边形机 构，构件EF及引入的约束为虚 约束。
机械原理大作业2_齿轮机构分析
Harbin Institute of Technology机械原理大作业三题目：齿轮传动设计院系：机电工程学院班级：姓名：学号：哈尔滨工业大学1、设计题目如图所示机械传动系统，运动由电动机1输入，经过机械传动系统变速后由圆锥齿轮16输出三种不同的转速，据下表中的原始数据，设计该传动系统。
序号电机转速（r/min）输出轴转速（r/min）带传动最大传滑移齿轮传动定轴齿轮传动2、传动比的分配计算电动机转速n=745r/min，输出转速n1=23 r/min，n2=29 r/min，n3=35 r/min，带传动的最大传动比i pmax=2.8,滑移齿轮传动的最大传动比i vmax=4.5，定轴齿轮传动的最大传动比i dmax=4.5。
根据传动系统的原始参数可知，传动系统的总传动比为i1=n/n1=745/35=21.286,i2=n/n2=745/29=25.690,i3=n/n3=745/23=32.391,传动系统的总传动比由带传动、滑移齿轮传动和定轴齿轮传动三部分实现。
设带传动的传动比为i pmax=2.8，滑移齿轮的传动比为i v1, i v2 和i v3, 定轴齿轮传动的传动比为i f，则总传动比i1= i pmax*i v1*i f,i2= i pmax*i v2*i f,i3= i pmax*i v3*i f,令i v3=i vmax=4.5，则可得定轴齿轮传动部分的传动比i f=i3/(i pmax*i vmax)= 32.391/(2.8*4.5)= 2.571,滑移齿轮传动的传动比i v1 =i1/(i pmax*i vmax) =21.286/(2.8*2.571)= 2.957i v2 =i2/(i pmax*i vmax) =25.690/(2.8*2.571)= 3.569定轴齿轮传动由3对齿轮传动组成，则每对齿轮的传动比为id=3√i f= 3√2.571 =1.370 小于等于 i pmax = 43、设定齿轮齿数及基本参数根据滑移齿轮变速传动系统中对齿轮齿数的要求，可大致选择齿轮5、6、7、8、9和10为角度变位齿轮，其齿数：z5 = 13，z6 = 38，z7 = 11，z8 =39，z9 = 9，z10 =40。
机械原理-齿轮机构与轮系的运动分析和设计
介绍静力学与动力学的基 本概念，为后续内容的理 解奠定基础。
齿轮机构的基本知识
1 齿轮的定义
解释齿轮的概念和作用， 介绍齿轮的分类及基本结 构。
2 齿轮的齿型
探讨不同齿轮齿型的特点 和应用，以及影响齿轮传 动效率的因素。
3 齿轮的参数
介绍齿轮的模数、齿数、 模数和齿廓曲线等重要参 数的意义和计算方法。
机械原理-齿轮机构与轮 系的运动分析和设计
机械原理是研究机械运动与力学基础的学科。本课程着重介绍齿轮机构与轮 系的运动分析和设计，让您深入了解齿轮传动及离合器的原理和应用。
机械原理概述
1 探索机械原理
了解机械原理的基本概念 和应用领域，为后续内容 打下基础。
2 机械运动分析
3 力学基础
探讨机械运动的基本原理， 从力学角度分析机械运动 及其影响因素。
齿轮传动的分类
1 平行轴齿轮传动
详细讨论平行轴齿轮传动的工作原理、特点和应用范围。
2 交叉轴齿轮传动
探索交叉轴齿轮传动的工作原理、优缺点和适用条件。
3 斜齿轮传动
介绍斜齿轮传动的特点、应用和影响因素，以及与其他传动方式的对比。
齿轮传动的运动分析
1
速度比的计算
探讨不同齿轮组合的速度比计算方法，并举例说明。
分析不同应用场景下齿轮材料的性能要求和特点。
2 常用齿轮材料
介绍常用齿轮材料的种类、优缺点和适用范围。
3 材料选择的考虑因素
指导齿轮传动设计中如何选择合适的材料。
Hale Waihona Puke 3齿轮传动的动平衡
分析齿轮传动的动平衡问题，提供解决方案和设计要点。
齿轮传动的设计步骤
1
齿轮传动设计流程
详细介绍齿轮传动的设计步骤和关键考虑因素。
机械原理作业 齿轮
机械原理作业齿轮1. 齿轮的基本原理齿轮是一种常用的机械传动装置，通过不同大小的齿轮间的啮合来实现动力的传递和转换。
齿轮传动具有传递能量高效、传递力矩稳定等优点，广泛应用于机械设备、车辆和工业生产中。
2. 齿轮的分类根据直径方向上的相对位置，齿轮可以分为平行轴齿轮和交叉轴齿轮。
平行轴齿轮是指两个齿轮的轴线平行，常用于平行轴传动；而交叉轴齿轮是指两个齿轮的轴线相交，常用于垂直轴传动。
3. 齿轮的主要参数齿轮的主要参数包括模数、齿数、齿宽和齿廓等。
模数决定了齿轮的尺寸和齿数，齿宽则决定了齿轮的强度和传动能力。
齿廓则根据不同的齿轮传动要求选择不同的曲线。
4. 齿轮的工作原理在齿轮传动中，驱动轮的转动将通过齿轮啮合将动力传递到被驱动轮上。
由于齿轮齿面的接触，驱动轮的转动会引起被驱动轮的转动，从而实现动力的传递。
这种传递过程中，驱动轮和被驱动轮的转速和转矩之间存在特定的关系，可以通过齿轮的齿数比来计算。
5. 齿轮的应用齿轮传动广泛应用于各种机械设备中，如汽车、机床、船舶、工程机械等。
它可以实现不同转速和转矩的转换，提高机械设备的工作效率和性能。
6. 齿轮传动的优缺点齿轮传动具有传动效率高、传动特性稳定、传动精度高等优点。
同时，齿轮传动也存在噪音大、啮合间隙、需润滑等缺点。
因此，在实际应用中需要根据需求综合考虑其优缺点。
7. 齿轮的维护保养为了保证齿轮传动的正常工作，需要进行定期的检查和保养。
主要包括清洁齿轮表面、检查齿轮齿面是否磨损、检查齿轮的润滑情况等。
定期的维护保养可以延长齿轮的使用寿命并保证其传动效果。
8. 齿轮传动的改进为了进一步提高齿轮传动的性能，研究人员在齿轮设计和制造方面进行了许多改进。
如采用先进的材料、精密制造工艺和优化的齿轮结构等，以提高齿轮传动的效率和可靠性。
9. 高精度齿轮的应用高精度齿轮具有传动精度高、传动效率高等优点，被广泛应用于精密机床、航天器械等领域。
高精度齿轮的制造要求更高，需要采用先进的加工技术和测量手段来确保其质量。
机械原理大作业齿轮机构设计
机械原理大作业大作业：齿轮机构设计学生姓名：学号：指导教师：完成时间：齿轮机构运动简图1、传动比的分配计算电动机转速n=1450 r/min ，输出转速n 1= 15r/min ，n 2=21 r/min ，n 3=26 r/min ，带传动的最大传动比为max i p =2.5,滑移齿轮传动的最大传动比为vmax i =4，定轴齿轮传动的最大传动比为dmax i =4。
根据传动系统的原始参数可知，传动系统的总传动比为1i =n/n 1=1450/15=96.6672i =n/n 2=1450/21=69.048 3i =n/n 3=1450/26=55.769传动系统的总传动比由带传动、滑移齿轮传动和定轴齿轮传动三部分实现。
设带传动的传动比为max i p ，滑移齿轮的传动比为1v i ，2v i ，3i v ，定轴齿轮传动的传动比为f i ，则总传动比1i =max i p 1v i f i =96.667 2i =max i p 2v i f i =69.048 3i =max i p 3i v f i =55.769 令3i v =4.0，max i p =2.5则由 1i =max i p 1v i f i =96.667可得定轴齿轮传动部分的传动比为f i =1i /（max i p 1v i ）=96.667/（2.5*4）=9.667则滑移齿轮传动的传动比为：1v i =1i /(max i p f i )=96.667/(2.5*9.667)=4.000 2v i =2i /(max i p f i )=69.048/(2.5*9.667)=2.857 3i v =3i /( max i p f i )=55.769/(2.5*9.667)=2.308 定轴齿轮传动由3对齿轮传动组成，则每对齿轮的传动比为d i =3f i =1.1204≤dmax i2、滑移齿轮传动齿数的确定根据滑移齿轮变速传动系统中对齿轮齿数的要求可选择5、6、7、8、9和10为角度变位齿轮,其齿数分别为： Z10=68，Z9=17，iv1=4.000 Z8=63，Z7=22，iv2=2.857 Z6=60，Z5=26，iv3=2.308齿顶高系数=1，径向间隙系数=0.25，分度圆压力角=20°实际中心距86mm,85mm,85mm 。
国家开放大学《机械原理》齿轮传动的设计实验报告
国家开放大学《机械原理》齿轮传动的设
计实验报告
1. 实验目的
本实验旨在通过设计和制作齿轮传动装置，掌握齿轮传动的基本原理和设计方法。
2. 实验原理
齿轮传动是一种常用的机械传动方式，利用齿轮间的啮合来传递动力和运动。
齿轮传动具有传递效率高、传递力矩大、传动平稳等特点，广泛应用于各种机械设备中。
3. 实验装置
本实验采用以下装置进行齿轮传动的设计：
- 主动轮：直径为20cm的齿轮
- 从动轮：直径为10cm的齿轮
4. 实验步骤
1. 确定主动轮和从动轮的齿数，齿数与齿轮直径成正比。
2. 计算主动轮和从动轮的转速比，转速比等于主动轮齿数除以
从动轮齿数。
3. 根据所需的传动比例，调整主动轮和从动轮的直径。
4. 制作主动轮和从动轮，确保齿轮的齿数和齿形符合设计要求。
5. 安装主动轮和从动轮，并测试齿轮传动的运动情况。
6. 记录实验数据，包括主动轮和从动轮的转速、传动比例等。
5. 实验结果
经过实验，我们成功设计和制作了齿轮传动装置，并测试了其
传动效果。
实验数据表明，主动轮和从动轮的转速比符合设计要求，传动效率较高。
6. 实验结论
通过本次实验，我们深入了解了齿轮传动的基本原理和设计方法。
齿轮传动是一种常用且可靠的机械传动方式，广泛应用于各种
机械设备中。
掌握齿轮传动的设计方法对于工程实践具有重要的意义。
7. 实验改进
在今后的实验中，我们可以进一步探究齿轮传动的传动效率与传动比例之间的关系，并研究不同齿轮参数对传动性能的影响，以提高齿轮传动的设计和应用水平。
机械原理典型例题(第二章机构分析)10-13
ω
1 2 3
解： 机构的自由度， 机构的自由度， n = 4, pl = 6, ph = 0 F = 3n - 2 pl - ph = 3×4－2×6－0 × － × － =0 F＜机构原动件数 ＜ 不能运动。 不能运动。 修改： 修改： 增加机构自由度的 方法是： 方法是：在机构的 适当位置添加一个 活动构件和一个低 副或者用一个高副 代替原来机构中的 一个低副。 一个低副。
例9：图示牛头刨机构设计方案图。设计者的意图是动力由曲 ：图示牛头刨机构设计方案图。 输入， 使摆动导杆3做往复摆动 柄1输入，通过滑块 使摆动导杆 做往复摆动，并带动滑枕 输入 通过滑块2使摆动导杆 做往复摆动，并带动滑枕4 往返移动以达到刨削的目的。 往返移动以达到刨削的目的。试分析此方案有无结构组成原理 上的错误，若有，请说明原因并修改。 作业：补充修改方案） 上的错误，若有，请说明原因并修改。（作业：补充修改方案）
计算图示机构的自由度，并进行机构组成分析， 例8: 计算图示机构的自由度，并进行机构组成分析， 确定杆组和机构的级别。 确定杆组和机构的级别。
2
1 1 3 33 4 4
7
4
5 5
6
2 1
不同的原动件， 不同的原动件，组成机构的杆 组与级别不相同。 组与级别不相同。
解： 计算机构的自由度 A处为复合铰链，则 处为复合铰链， 处为复合铰链 n = 6, pl = 8, ph = 0 F = 3n - 2 pl - ph = 3×6－2×8－0 =2 × － × － 机构的组成 ① 以构件1、2为原动件： 以构件 、 为原动件： 为原动件 6-5为Ⅱ级杆组；3-4为Ⅱ级杆组 为 级杆组； 为 机构为Ⅱ级机构。 机构为Ⅱ级机构。 以构件2、 为原动件 为原动件： 以构件 、6为原动件： 1-3-4-5为Ⅲ级杆组，机构为Ⅲ 为 级杆组，机构为Ⅲ 级机构。 级机构。 以构件1、 为原动件 为原动件： 以构件 、6为原动件： 4-5为Ⅱ级杆组；2-3为Ⅱ级杆组 为 级杆组； 为 机构为Ⅱ级机构。 机构为Ⅱ级机构。
机械原理02(本)- 机构的结构分析
2
平 面 运 动 副
1
1
1 2
1
平 面 高 副 2 螺 旋 空 副 间 运 动 球 副 面 副 球 销 副 1 2 1
2 1 1 2 1 2 1 1 2
2
1 2
1 2
1 2
1 2
2 1
1 2
3. 运动链 运动链-----两个以上的构件通 两个以上的构件通 运动链 过运动副的联接而构成的系统。 过运动副的联接而构成的系统。
4 1 2 3
F=3n － 2Pl － Ph =3×3 － 2×4 × × =1
②计算五杆铰链机构的自由度。 计算五杆铰链机构的自由度。 解：活动构件数n= 4 活动构件数 低副数P 低副数 l= 5 高副数P 高副数 h= 0 F=3n － 2Pl － Ph =3×4 － 2×5 × × =2
1 5 2 3
§2－3 机构运动简图
1.什麽是机构运动简图 什麽是机构运动简图 机构运动简图： 机构运动简图：表示机构运动特征的一种工 程用图 和运动有关的：运动副的类型、数目、 和运动有关的：运动副的类型、数目、相对 位置、 位置、构件数目 和运动无关的：构件外形、截面尺寸、 和运动无关的：构件外形、截面尺寸、组成 构件的零件数目、 构件的零件数目、运动副的具体构造 机构示意图-------不按比例绘制的简图 不按比例绘制的简图 机构示意图
§2-6 计算平面机构自由度时应注意的事项 一 、要正确计算运动副数目 实例分析1：计算图示圆盘锯机构 实现无导轨 实例分析 ：计算图示圆盘锯机构 (实现无导轨 直线运动)自由度 直线运动 自由度
D 4 1 2 F 8 3 A B 5 6 7 C E
解：F=3n-2 pl – ph =3×7 - 2×6-0=9
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。
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。
机械原理齿轮机构
机械原理齿轮机构齿轮机构是机械原理中常见的传动装置，它通过齿轮的啮合来实现转动的传动。
齿轮机构广泛应用于各种机械设备中，如汽车、机床、自行车等。
齿轮机构由两个或多个齿轮组成，它们通过啮合传递转矩和转速。
最简单的齿轮机构是由两个齿轮组成的齿轮副，其中一个齿轮称为主动齿轮，另一个称为从动齿轮。
主动齿轮通过驱动装置提供的动力产生转动，从动齿轮则通过啮合传递这个转动。
根据主动齿轮和从动齿轮的齿数，可以计算出齿轮机构的传动比。
齿轮机构有多种类型，常见的有直齿轮、斜齿轮、圆柱齿轮、锥齿轮等。
不同类型的齿轮根据其齿数、齿形、啮合方式等特点，在不同的应用场景中发挥着重要的作用。
直齿轮是最常见的齿轮类型，其齿面与轴线平行。
直齿轮的优点是结构简单、制造成本较低，缺点是噪音和振动较大。
斜齿轮则是在直齿轮的基础上加入了齿根与轴线之间一定的倾角，可以在一定程度上减小噪音和振动。
圆柱齿轮是直齿轮的一种特殊形式，其齿面为圆柱面。
圆柱齿轮的优点是能够实现精确的啮合，传动效率较高，缺点是制造难度较大。
锥齿轮则是用于传递轴线不平行的情况，其齿面为锥面。
锥齿轮常用于汽车差速器、机床传动等领域。
齿轮机构的主要原理是通过齿轮的啮合来实现转动传动。
当主动齿轮转动时，齿轮的齿与从动齿轮的齿进行啮合，从而产生一定的外部力矩，将从动齿轮带动转动。
这种转动传动的优点是传递效率高、传动可靠，同时还可以实现不同转速的传动。
为了保证齿轮机构的稳定性和可靠性，齿轮的制造和装配要求较高，需要考虑轮齿的齿面精度、齿轮的配合间隙等因素。
除了基本的齿轮啮合传动外，齿轮机构还可以通过不同组合和变速方式实现不同的传动效果。
例如，多级齿轮机构可以通过多组齿轮的配合来实现更大的传动比，以适应不同转速需求。
而同轴齿轮机构则是将多个齿轮安装在同一轴上，通过齿轮的不同大小来实现步进变速。
总之，齿轮机构作为一种常见的传动装置，具有传动效率高、传动可靠等优点，在各种机械设备中得到广泛应用。
机械原理齿轮机构
整转速和扭矩。
3
正、反转
改变齿轮的旋转方向可以实现正向传动 和反向传动。
常见类型
直齿轮
齿轮的齿直接和平行于轴线，传输功率效率高。
蜗杆齿轮
通过蜗杆和齿轮组成，传递力矩大且稳定。
斜齿轮
齿轮的齿倾斜，使得啮合平稳无噪音。
行星齿轮
由太阳齿轮、行星齿轮和内齿轮组成，实现多级 传动。
应用领域
1 汽车工业
2 工程机械
机械原理齿轮机构
齿轮机构是一种由齿轮组成的机械装置，用于传输和改变功率和运动方向。 它是机械工程中常见且重要的机构之一。
齿轮机构的定义
齿轮机构是一种由齿轮组成的传动系统，通过齿轮之间的啮合来传递和转换动力和运动。
工作原理
1
啮合关系
ห้องสมุดไป่ตู้
齿轮的齿与齿之间形成啮合关系，通过
速比
2
滚动或滑动传递动力。
齿轮的大小和齿数决定了速比，可以调
3 制造业
用于传递引擎的动力和转 动力矩，实现变速和驱动。
用于推动起重机、挖掘机 等大型机械的运动和操作。
用于传输和改变加工设备 的运动和力量，如机床和 输送带。
优点与局限性
优点
• 高传动效率 • 可调速 • 传递大扭矩
局限性
• 噪音和振动 • 齿轮磨损 • 需要润滑
设计考虑因素
1 齿轮类型选择
根据传动需求和工作条件 选择合适的齿轮类型。
2 齿数和模数计算
根据传动比和扭矩要求计 算齿数和模数。
3 减振措施
使用减振装置和合理设计 来减小噪音和振动。
维护与故障排除
定期检查齿轮的磨损和润滑情况，及时更换损坏部件，清洁和润滑齿轮以延长使用寿命。故障排除时，检查齿 轮的啮合情况、润滑状态和轴对中情况，修复或更换损坏部件。
机械原理-齿轮机构
齿轮机构的设计和计算
设计和计算齿轮需要考虑齿轮的模数、压力角、齿数等参数。这些参数决定了齿轮的尺寸和传动特性。
齿轮机构的应用和类型
齿轮机构广泛应用于诸如汽车、机械工程、钟表和传动装置等领域。不同类 型的齿轮机构包括齿轮传动、行星齿轮和蜗杆齿轮，每种类型都有其独特的 工作原理和特点。
齿轮机构的优点和缺点
优点
齿轮机构具有高传动效率、平稳的运动特性和较高的承载能力。
缺点
齿轮机构可能产生噪音和振动，需要润滑和维护以确保其正常运行。
机械原理-齿轮机构
机械原理是研究和应用物体运动和力的学科。它解释了为什么机械设备可以 有效地工作，并提供了设计和分析这些设备的方法。
什么是机械原理
机械原理涉及了解物体如何受力和如何运动。它研究了机械系统的运动学和 动力学，并揭示了保持机械设备运行的个齿轮组成的机械装置。齿轮之间的接触和滚动使能量传递，从而实现驱动和转动的原 理。
机械原理部分齿轮机构
Hale Waihona Puke 无侧隙啮合条件: S1' = e2' ; e1' = S2' 标准齿轮: S = e = m/2 由于 m1 = m2 S1= e2 = e1= S2
由上式求出啮合角后，便可以求出正确安装的中心距。 为保证储油润滑，必须留出一定的顶隙（一个齿轮的齿顶到 另一个齿轮的齿根圆之间的径向距离） 对标准齿轮或x1+x2=0的变位齿轮：c=c*· m x1+x2≠0时：c´=y· m+c-(x1+x2) · m
1 z1 (tg a a1 tg a ) z2 (tg a tg a a 2 ) e 2
3.
重合度的物理意义
当ε＝1：在齿轮传动的过程中，始终有一对轮齿参加啮合； 当ε＝2：在齿轮传动的过程中，始终有两对齿啮合； 当ε＝1.3：在齿轮传动的过程中，有两个0.3pb的长度上，有两 对轮齿同时啮合，在0.7pb的长度上，则只有一对轮齿啮合。 啮合角α´与中心距a´ α´指两轮传动时其节点P 的速度 方向与啮合线N1N2之间所夹的锐 角。 啮合角a等于节圆压力角。 标准中心距安装时，啮合角等于 分度圆压力角。
当两标准齿轮按分度圆相切来安装, 则满足传动条件。
标准齿轮无侧隙啮合的条件： 分度圆与节圆重合， α ´= α
变位齿轮：由于分度圆上的齿厚与齿槽宽已经发生变化， 两轮的分度圆不相切，满足 p´=s1´+e1´=s1´+s2´
可以导出无侧隙啮合方程式：
2( x1 x2 ) tana inva' inva z1 z 2
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机械原理大作业2-齿轮机构分析
Harbin Institute of Technology
机械原理大作业三
题目：齿轮传动设计
院系：机电工程学院
班级：
姓名：
学号：
哈尔滨工业大学
1、设计题目
如图所示机械传动系统，运动由电动机1输入，经过机械传动系统变速后由圆锥齿轮16输出三种不同的转速，据下表中的原始数据，设计该传动系统。
2、传动比的分配计算
电动机转速n=745r/min，输出转速n1=23 r/min，n2=29 r/min，n3=35 r/min，带传动的最大传动比i pmax=2.8,滑移齿轮传动的最大传动比i vmax=4.5，定轴齿轮传动的最大传动比i dmax=4.5。
根据传动系统的原始参数可知，传动系统的总传动比为
i1=n/n1=745/35=21.286,
i2=n/n2=745/29=25.690,
i3=n/n3=745/23=32.391,
传动系统的总传动比由带传动、滑移齿轮传动和定轴齿轮传动三部分实现。
设带传动的传动比为i pmax=2.8，滑移齿轮的传动比为i v1, i v2 和i v3, 定轴齿轮传动的传动比为i f，则总传动比
i1= i pmax*i v1*i f,
i2= i pmax*i v2*i f,
i3= i pmax*i v3*i f,
令i v3=i vmax=4.5，则可得定轴齿轮传动部分的传动比i f=i3/(i pmax*i vmax)= 32.391/(2.8*4.5)= 2.571,
滑移齿轮传动的传动比
i v1 =i1/(i pmax*i vmax) =21.286/(2.8*2.571)= 2.957
i v2 =i2/(i pmax*i vmax) =25.690/(2.8*2.571)= 3.569
定轴齿轮传动由3对齿轮传动组成，则每对齿轮的传动比为
id=3√i f= 3√2.571 =1.370 小于等于 i pmax = 4
3、设定齿轮齿数及基本参数
根据滑移齿轮变速传动系统中对齿轮齿数的要求，可大致选择齿轮5、6、7、8、9和10为角度变位齿轮，其齿数：z5 = 13，z6 = 38，z7 = 11，z8 =39，z9 = 9，z10 =40。
它们的齿顶高系数h a* = 1，径向间隙系数c* = 0.25，分度圆压力角α = 20°，实际中心距a’= 51mm。
根据定轴齿轮变速传动系统中对齿轮齿数的要求，可大致选择齿轮11、12、13和14为角度变位齿轮，其齿数：z11=z13=14，z12=z14=19。
它们的齿顶高系数h a* =1，径向间隙系数c*=0.25，分度圆压力角α = 20°,实际中心距a’=51mm。
圆锤齿轮15和16选择为标准齿轮，其齿数：z15=17，z16=24。
它们的齿顶高系数h a* =1，径向间隙系数c*=0.2，分度圆压力角α=20°。
4、滑移齿轮变速传动中每对齿轮的几何尺寸及重合度
号
1 齿数
齿
轮5
z513 齿
轮6
z638
模数 m 2
压力角α 20°
齿顶高系数h a* 1
顶隙系数c*0.25
标准中心距 a a = m* (z5+z6)/2 = 51 实际中心距 a’51
啮合角α’α’=arccos(a*cosα/a’) = 20°
变位系
数
齿
轮5
X50.700 齿
轮6
X6-0.700
齿
轮6
h f6 h f6 = m*h a*-x6+c*= 3.900mm
分度圆直径
齿
轮5
d5d5= z5*m = 26.000mm 齿
轮6
d6 d6 = z6*m = 76.000mm
齿顶圆直径
齿
轮5
d a5d a5 = d5+ 2*h a5 = 32.800mm 齿
轮6
d a6d a6= d6+ 2*h a6 = 77.200mm
齿根圆直径
齿
轮5
d f5d f5= d5 - 2*hf5 = 23.800mm 齿
轮6
d f6 d f6= d6- 2*hf6 = 68.200mm
齿顶圆
齿
轮5
αa5
αa5 = arccos(d5*cosα/d a5)=
41.851°
项目代
号
计算公式及计算结果
1 齿数
齿
轮7
z711 齿
轮8
z839
模数m 2
压力角α 20°
齿顶高系数h a* 1
顶隙系数c*0.25
标准中心距 a a = m* (z7+z8)/2 = 50 实际中心距 a’51
啮合角α’α’=arccos(a*cosα/a’) =
22.888°
变位系
齿
轮7
x70.400
轮8
齿根高
齿
轮7
h f7 h f7= m*h a*-x7+c*= 1.700mm 齿
轮8
h f8 h f8= m*h a*-x8+c*= 2.229mm
分度圆直径
齿
轮7
d7d7= z7*m = 22.000mm 齿
轮8
d8 d8 = z8*m = 78.000mm
齿顶圆直径
齿
轮7
d a7d a7 = d7+ 2*h a7 = 27.459mm 齿
轮8
d a8d a8= d8+ 2*h a8 = 82.400mm
齿根圆直径
齿
轮7
d f7d f7= d7- 2*hf7 = 18.600mm
齿
= - = 73.541mm
齿
轮
10
x100.736
齿顶高
齿
轮9
h a9
h a9= m*h a*+x9-Δy = 2.728mm 齿
轮
10
h a10 h a10= m*h a*+x10-Δy = 3.000mm
齿根高
齿
轮9
h f9 h f9= m*h a*-x9+c*= 1.500mm 齿
轮
10
h f10 h f10= m*h a*-x10+c*= 1.228mm
分度圆直径
齿
轮9
d9d9= z9*m = 18.000mm 齿
5、定轴齿轮变速传动中每对齿轮的几何尺寸及重合度
12
模数m 3
压力角α 20°
齿顶高系数h a* 1
顶隙系数c*0.25
标准中心距 a a = m* (z11+z12)/2 = 49.500 实际中心距a’51
啮合角α’α’=arccos(a*cosα/a’) = 242.209°
变位系
数齿
轮
11
x110.300 齿
轮
12
x12 0.252 齿
齿根高轮
11
h f11= m*h a-x11+c= 2.850mm 齿
轮
12
h f12 h f12= m*h a*-x12+c*= 2.994mm
分度圆直径齿
轮
11
d11d11= z11*m = 42.000mm 齿
轮
12
d12 d12 = z12*m = 57.000mm
齿顶圆直径齿
轮
11
d a11d a11= d11+ 2*h a11= 49.488mm 齿
轮d a12 d a
12= d12+ 2*h a12 =
64.200mm
分度圆锥角
15 δ1535.311°
齿轮
16
δ16δ16 = 90°-δ15 =54.689°
分度圆直径齿轮
15
d15d15= z15*m = 51.000mm 齿轮
16
d16d16= z16*m = 69.000mm
锥距R R=√(d152+d162)/2 = 44.116mm
齿顶高齿轮
15
h a15
h a15= m*h a* = 3.000mm 齿轮
16
h a16h a16= m*h a*= 3.000mm
10 齿根高齿轮
15
h f15 h f15= m*h a*+c*= 3.600mm 齿轮
16
h f16 h f16= m*h a*+c*= 3.600mm
6、输出轴实际输出转速
n1 = n*i v1*i f/i pmax = 745*(13/38)*(14/19)*(14/19)*(17/24)/2.8 = 35.006 r/min，n2 = n*i v2*i f/i pmax = 745*(11/39)*(14/19)*(14/19)*(17/24)/2.8= 28.861 r/min，n3 = n*i v3*i f/i pmax = 745*(9/40)*(14/19)*(14/19)*(17/24)/2.8= 23.023 r/min。