机械原理 齿轮机构及其设计二
齿轮机械原理
齿轮机械原理
齿轮机械原理是指通过齿轮的运动和传动来实现机械设备的工作原理。
齿轮是一种圆盘状的零件,其表面上有许多等距分布的齿。
齿轮通过齿与齿之间的啮合来传递力量和运动。
在齿轮机械中,常见的运动方式包括直线运动、旋转运动和随动运动。
直线运动是指齿轮之间的啮合产生的运动以直线方式进行,如直接啮合齿轮传动系统。
旋转运动是指齿轮在轴线周围旋转的运动方式,如齿轮副传动系统。
随动运动是指齿轮在特定角度范围内移动的运动方式,如摆线针齿轮传动系统。
齿轮的啮合可以通过不同的方式来实现。
常见的啮合方式有直接啮合、外啮合和内啮合。
直接啮合是指两个齿轮的轴线平行且相交的啮合方式,如直齿轮传动系统。
外啮合是指两个齿轮的轴线不平行且相交的啮合方式,如斜齿轮传动系统。
内啮合是指齿轮的啮合点位于两个齿轮的轴线之间的啮合方式,如内齿轮传动系统。
齿轮机械的工作原理基于牛顿第三定律,即力的作用必有相等且反向的反作用力。
当一个齿轮转动时,其齿与另一个齿轮的齿进行啮合,使得两个齿轮通过啮合面传递力量和运动。
根据齿轮的大小和齿数的不同,可以实现传递不同的速度和转矩。
齿轮机械的应用广泛,包括汽车变速箱、工业机械、钟表、电动工具等。
通过合理设计和选择齿轮参数,可以实现不同速度比和传动效果,满足不同的工作需求。
齿轮机械的原理深入浅出,是机械工程领域中的基础知识。
中国矿业大学机械原理 (齿轮机构及其设计)
8.9.2 斜齿圆柱齿轮的几何参数
斜齿圆柱齿轮的端面齿廓为准确的渐开线,法面齿廓为精确的渐开 线,如图8.27 所示。它的端面与法面参数不相同。
左旋的斜齿轮
β βb
法 截 面
右旋的斜齿轮 图8.26 斜齿圆柱齿轮的三维图
右旋的斜齿轮 图8.27 右旋斜齿轮
(1) 基圆柱面上的螺旋角与分度圆上的螺旋角
ω1 O1
r1
rb1 N'1 N1
xminm
P
xm
α
Q N1Q=ha
4
1
23
图8.23 齿轮变位加工图
xm ham N1Q (不根切) ham xm N1Q
N1Q r sin 2
不根切的变位系数条件为 x ha (Zmin Z ) / Zmin (8.13)
8.8.4 变位齿轮的几何尺寸 齿轮的变位,即是指在加工齿轮时,让刀具的中线(分度线)不予被加
(r1 r2 ) cos a cos ( 8.21)
cos
cos
a'与标准齿轮标准中心距a 之差 称为分度圆分离量,用ym表示,y 称 为分度圆分离系数,y 为
ym a a a( cos 1) cos
y a a Z1 Z2 ( cos 1) (8.22)
m
2 cos
设该螺旋线起点与终点在轴线方 向上的长度为Lw,则斜齿圆柱齿轮在 分度圆柱面上的螺旋角β(β的余角λ 称为螺旋升角或导程角,λ=π/2-β) 与基圆柱面上的螺旋角βb存在以下关 系
β βb
tan b πd b / Lw tan πd / Lw
以上两式相除得
arctan(d tan b / db ) (8 26)
αKO Biblioteka 8.24 任意圆上的齿厚8.8.5 变位齿轮传动
机械原理第10章齿轮机构及其设计
2、具有标准顶隙:c = c *m
2.1.2 标准中心距
a=ra1+c+rf2 =r1+h*am+c*m+r2-( h*am+c*m)
=r1+r2=m(z1+z2) / 2
两轮的中心距a应等于两轮分度 圆半径之和,我们把这种中心距称为 标准中心距a
实际中心距a’
2.1.3 啮合角
啮合角α’——两轮传动时其节点P的圆周速度方向与啮合线 N1N2之间所夹的锐角,其值等于节圆压力角。 压力角α和啮合角α’的区别
2、对于按标准中心距安装的标准齿轮传动,当两轮的 齿数趋于无穷大时的极限重合度εαmax=1.981。
3、重合度εα还随啮合角α’的减小和齿顶高系数ha*的增 大而增大。
4、重合度是衡量齿轮传动质量的指标。 重合度承载能力传动平稳性
[例] 已知 z1=19、z2=52、=20、m =5mm、ha*=1。求 。
rb1+rb2=(r1+r2)cosα=(r1’+r2’)cos α’
齿轮的中心距与啮合角的关系为: a’cos α’=acos α
r1 =r1
O1
ω1 rb1 N1
=
r1 r1
O1
ω1 rb1 N1
N2
P
rb2 r2 =r2
P
N2 a
rb2
r2
r2
a
ω2
ω2
O2
O2
2.2 齿轮与齿条啮合传动 齿轮与齿条标准安装:齿轮的分度圆和齿条的分度线相切。
2.齿轮传动的中心距和啮合角
2.1 外啮合传动
2.1.1 齿轮正确安装的条件: 1、齿侧间隙为零:
即 s'1 e'2 及s'2 e'1
机械原理_齿轮传动
齿轮机构及其设计 渐开线直齿圆柱齿轮的啮合传动 一对轮齿的啮合过程及连续传动条件
1 [ Z1(tg a1 tg ) Z 2 (tg a 2 tg )] 外啮合 2 1 [ Z1 (tg a1 tg ) Z 2 (tg a 2 tg )] 内啮合 2 2ha Z1 (tg a1 tg ) 齿轮齿条 2 sin 2 与m无关,随Z增大而增大,当Z 也增大到无
齿轮机构及其设计 渐开线标准齿轮的基本参数和几何尺寸 标准齿条的特点
1) 各同侧齿廓均为相互平行的直线,且齿廓上各 点压力角α相等,均等于齿形角 2) 不同线上的齿距相等,均为pi=p =πm,但 只有分度线上e=s
ha 、 h f 、h 、e 、s 、p 、c 等 仍用表10—2中有关公式计算
齿轮机构及其设计 渐开线直齿圆柱齿轮的啮合传动 渐开线直齿圆柱齿轮传动的 啮合过程 N1N2—理论上可能 的最长啮合线段, 特称为理论啮合线 N1、N2为啮合极限点 B1B2—实际啮合线
齿轮机构及其设计 渐开线直齿圆柱齿轮的啮合传动 一对轮齿的啮合过程及连续传动条件 齿轮齿条啮合传动
PB1不变, ha 2 ha m PB2 且 sin sin 2 h 1 a [ Z1 (tg a1 tg ) ] 2 sin cos 2ha Z1 (tg a1 tg ) 2 sin 2
m1 m2 m 正确啮合条件 1 2
齿轮机构及其设计 渐开线直齿圆柱齿轮的啮合传动 齿轮传动的中心距与啮合角
1 a (d 1 d 2 ) 2 m ( Z1 Z 2 ) 2
c
c c m
标准安装
1 d2 ) a (d 1 2
机械原理--齿轮传动及其设计--参考答案
《机械原理》习题卡齿轮机构:习题1 专业: 学号: 姓名: 一、单项选择题1.渐开线上某点的压力角是指该点所受正压力的方向与该点 方向线之间所夹的锐角。
B .相对速度C .滑动速度D .牵连速度 2.渐开线在基圆上的压力角为 。
A .20° ° C .15° D .25°3.渐开线标准齿轮是指**ac h m 、、、α均为标准值,且分度圆齿厚 齿槽宽的齿轮。
A .小于B .大于 D .小于且等于 4.一对渐开线标准直齿圆柱齿轮要正确啮合,它们的 必须相等。
A .直径B .宽度C .齿数5.齿数大于42,压力角α=20°的正常齿渐开线标准直齿外齿轮,其齿根圆 基圆。
B .等于C .小于D .小于且等于 6.渐开线直齿圆柱齿轮传动的重合度是实际啮合线段与 的比值。
A .齿距 C .齿厚 D .齿槽宽 7.渐开线直齿圆柱齿轮与齿条啮合时,其啮合角恒等于齿轮上 的压力角。
A .基圆B .齿顶圆 D .齿根圆8.用标准齿条型刀具加工1h 20*a==、 α的渐开线标准直齿轮时,不发生根切的最少齿数为 。
A.14 B.15 C.169.正变位齿轮的分度圆齿厚标准齿轮的分度圆齿厚。
B.等于C.小于D.小于且等于10.负变位齿轮的分度圆齿槽宽标准齿轮的分度圆齿槽宽。
B.等于C.小于D.小于且等于11.斜齿圆柱齿轮的标准模数和标准压力角在上。
A.端面B.轴面C.主平面12.在蜗杆传动中,用来计算传动比i12是错误的。
A.i12=ω1/ω212=d1/d2C.i12=z1/z2D.i12=n1/n2二、填空题1.渐开线离基圆愈远的点,其压力角愈大。
2.以渐开线作为齿轮齿廓的优点是保证定传动比,齿廓间的正压力方向不变,具有可分性。
3.用标准齿条型刀具加工的标准齿轮时,刀具的中线与轮坯的分度圆之间作纯滚动。
4.用同一把刀具加工m、z、α均相同的标准齿轮和变位齿轮,它们的分度圆、基圆和齿距均相等。
2024年机械设计基础课件齿轮传动
机械设计基础课件齿轮传动机械设计基础课件:齿轮传动1.引言齿轮传动是机械设计中的一种基本传动方式,广泛应用于各种机械设备的运动和动力传递。
齿轮传动具有结构简单、传动效率高、可靠性好、寿命长等优点,因此在工业生产和日常生活中得到广泛应用。
本课件将介绍齿轮传动的基本原理、分类、设计方法和应用。
2.齿轮传动的基本原理齿轮传动是利用齿轮副的啮合来传递动力和运动的一种传动方式。
齿轮副由两个或多个齿轮组成,其中主动齿轮通过旋转驱动从动齿轮,从而实现动力和运动的传递。
齿轮副的啮合是通过齿轮齿廓的接触来实现的,齿廓的形状和尺寸决定了齿轮传动的性能和精度。
3.齿轮传动的分类齿轮传动根据齿轮的形状和布置方式可分为直齿圆柱齿轮传动、斜齿圆柱齿轮传动、直齿圆锥齿轮传动和蜗轮蜗杆传动等。
直齿圆柱齿轮传动是应用最广泛的一种齿轮传动方式,具有结构简单、制造容易、精度高等优点。
斜齿圆柱齿轮传动具有传动平稳、噪声低、承载能力强等优点,适用于高速和重载的传动场合。
直齿圆锥齿轮传动适用于空间狭小和角度传动的场合。
蜗轮蜗杆传动具有大传动比、自锁性和精度高等特点,适用于低速、大扭矩的传动场合。
4.齿轮传动的设计方法齿轮传动的设计主要包括齿轮的几何设计、强度设计和精度设计。
齿轮的几何设计是根据传动比、工作条件、材料等因素确定齿轮的齿数、模数、压力角等参数。
强度设计是保证齿轮传动在规定的工作条件下具有足够的承载能力和寿命,主要包括齿面接触强度和齿根弯曲强度的计算。
精度设计是保证齿轮传动的精度和运动平稳性,主要包括齿轮的加工精度和装配精度的控制。
5.齿轮传动的应用齿轮传动在工业生产和日常生活中得到广泛应用。
在机床、汽车、船舶、飞机等机械设备中,齿轮传动用于传递动力和运动,实现各种复杂的运动轨迹和速度变化。
在风力发电、水力发电等能源领域,齿轮传动用于传递高速旋转的动力,实现能源的转换和利用。
在、自动化设备等高科技领域,齿轮传动用于实现精确的运动控制和动力传递,提高设备的性能和效率。
机械原理3D版课件-第8章 齿轮机构及其设计
齿顶高系数ha* :正常齿制ha*= 1,短齿制ha*= 0.8 。 顶隙系数c*:正常齿制c*= 0.25,短齿制c*= 0.3。
ha ham
hf (ha c )m
h ha hf (2ha c )m
§8-4 渐开线标准齿轮的基本参数和几何尺寸
三、几何尺寸 表8-4渐开线标准直齿圆柱齿轮几何尺寸公式
啮合终止点B1 —— 啮合线N1N2 与主动轮齿顶圆的交点。
线段B1B2 ——实际啮合线段。 啮合线N1N2 —— 理论啮合线段。 N1、N2 —— 啮合极限点。
图8-14齿轮重合度
§8-5 渐开线直齿圆柱齿轮的啮合传动
重合度——实际啮合线段与法向齿距的比值,用εa 表示。
a
B1B2 pb
连续传动条件—— 重合度大于或等于 1
重合度的计算
a
1 2π
z1tan a1
tan
z2 tan a2
tan
影响重合度的因素:
a) ε与模数m无关;
b) 齿数z越多,ε 越大; c) z趋于∞时,εmax=1.981; d) 啮合角α‘ 越小,ε越大;
e) 齿顶高系数ha*越大,ε越大。
图8-14齿轮重合度
图8-15 齿轮重合 度与齿轮啮合区段
图8-2渐开线的形成
二、 渐开线的特性
1. 发生线沿基圆滚过的长度,等于基圆上被 滚过的圆弧长。
2. 渐开线上任意点的法线恒与其基圆相切。发生 线与基圆的切点B就是渐开线在K 点的曲率中心,
线段KB是渐开线在K点的曲率半径。
3. 基圆内无渐开线。 4. 渐开线的形状取决于基圆的大小。
§8-3 渐开线齿廓及其啮合特性
<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
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。
机械原理齿轮机构及其设计
机械原理齿轮机构及其设计齿轮机构是一种常见的机械传动装置,通过不同的齿轮组合可以实现不同的传动比和传动方式。
齿轮机构的设计涉及到齿轮的类型、材料、齿轮之间的啮合方式、传动比的计算等多个方面。
本文将结合齿轮机构的原理和设计要点进行详细介绍。
1. 齿轮机构的原理齿轮是一种通过齿轮啮合传递力与运动的机械传动装置,根据啮合的方式可以分为直齿轮、斜齿轮、锥齿轮、蜗杆与蜗轮等类型。
不同类型的齿轮适用于不同的工作环境和传动要求。
齿轮机构的工作原理主要依靠齿轮的啮合传递动力,当两个齿轮啮合时,通过齿面的摩擦力和齿与齿之间的啮合,完成力的传递。
根据不同齿轮的大小和传动方式,可以实现不同的传动比,从而满足不同的工作需求。
2. 齿轮机构的设计要点齿轮机构的设计要点包括齿轮的类型、材料、齿轮的模数、齿比、啮合传动比的计算等多个方面。
首先,齿轮的类型应根据实际工作条件来选择,例如在重载与高速传动条件下,应选择强度高的齿轮,对于变速传动则需选择适合的变速传动齿轮。
其次,齿轮的材料选择应考虑齿轮的使用环境和传动要求,通常常用的齿轮材料有合金钢、铸铁、黄铜等。
再者,齿轮的模数和齿比的确定是齿轮设计的重要环节。
模数是齿轮上的参数,表示齿轮齿数与分度圆直径的比值,齿轮的模数决定了啮合齿轮的大小、齿数等参数,齿比是用来描述两个啮合齿轮的传动比,齿比的大小决定了齿轮的传动性能。
最后,计算齿轮的啮合传动比也是齿轮设计的重要环节,通过合理计算齿轮的传动比,可以满足不同工作条件下的传动要求。
3. 齿轮机构的设计流程齿轮机构的设计流程包括确定传动要求、选择齿轮类型、计算传动比、确定齿轮材料、确定齿轮的模数和齿比、确定齿轮的材料和热处理方式、进行齿轮的结构设计等多个环节。
首先,确定传动要求是齿轮机构设计的基础,根据实际工作条件和传动要求来确定齿轮机构的传动比和齿轮类型。
其次,选择合适的齿轮类型,根据传动要求选择合适的齿轮类型,例如在高速传动条件下选择强度高的齿轮,在变速传动条件下选择适合的变速传动齿轮。
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。
机械设计基础课件齿轮机构H
垂直轴传动
蜗杆蜗轮机构主要用于垂直轴之间的传动,具有 较大的传动比和自锁功能。
螺旋齿形
蜗杆和蜗轮的齿形为螺旋形,可实现连续、平稳 的传动。
高效率与低噪音
蜗杆蜗轮机构传动效率高,噪音低,适用于各种 高精度、低噪音要求的场合。
2024/1/26
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其他特殊类型齿轮机构
2024/1/26
非圆齿轮机构
非圆齿轮机构可实现变传动比传动,满足某些特殊机械装置的需 求。
2024/1/26
工业革命时期
随着工业革命的兴起,金属加工技 术的进步促进了齿轮机构的快速发 展,出现了各种高精度、高效率的 齿轮传动装置。
现代时期
随着计算机技术和先进制造技术的 不断发展,现代齿轮机构设计更加 精确、制造更加精细,应用领域也 更加广泛。
6
02
齿轮机构基本原理
2024/1/26
7
齿轮传动比计算
10
03
齿轮机构设计方法与步骤
2024/1/26
11
设计目标确定与参数选择
确定设计目标
明确齿轮机构的使用场合、传递 功率、转速等要求。
选择齿轮参数
根据设计目标,选择合适的齿轮 模数、齿数、压力角等参数。
确定齿轮精度等级
根据使用要求和制造成本,选择 合适的齿轮精度等级。
2024/1/26
12
齿轮类型选择及优缺点比较
啮合特点
齿轮传动具有恒定的传动 比,且传动平稳、噪音小 、效率高。
9
齿轮受力分析及强度计算
受力分析
根据齿轮的啮合原理,分 析齿轮受到的径向力、圆 周力和轴向力。
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强度计算
根据齿轮的受力情况,进 行齿面接触强度和齿根弯 曲强度计算。
机械原理课程教案—齿轮机构及其运动设计
一、教案基本信息机械原理课程教案—齿轮机构及其运动设计课时安排:2学时教学目标:1. 了解齿轮机构的基本概念和分类。
2. 掌握齿轮的啮合条件和传动比计算。
3. 能够分析齿轮机构的运动设计。
教学方法:1. 讲授:讲解齿轮机构的基本概念、分类和啮合条件。
2. 案例分析:分析齿轮机构的运动设计实例。
3. 互动讨论:引导学生探讨齿轮机构设计中的关键问题。
教学内容:1. 齿轮机构的基本概念和分类2. 齿轮的啮合条件3. 传动比计算4. 齿轮机构的运动设计5. 齿轮机构设计实例分析二、教学过程1. 导入:通过展示齿轮机构的图片,引导学生思考齿轮机构在机械系统中的应用和重要性。
2. 讲解齿轮机构的基本概念和分类:解释齿轮机构的特点、工作原理和分类。
3. 讲解齿轮的啮合条件:介绍齿轮啮合的基本条件,如齿数、模数、压力角等。
4. 讲解传动比计算:解释传动比的定义和计算方法,引导学生理解传动比在齿轮机构中的作用。
5. 案例分析:分析齿轮机构的运动设计实例,如减速器和变速器的设计。
6. 互动讨论:引导学生探讨齿轮机构设计中的关键问题,如啮合条件、传动比选择等。
三、教学评估1. 课堂提问:通过提问了解学生对齿轮机构的基本概念和分类的理解。
2. 作业布置:布置有关齿轮啮合条件和传动比计算的练习题,巩固所学知识。
3. 课程报告:要求学生分析一个齿轮机构的运动设计实例,评估其设计合理性。
四、教学资源1. 教材:机械原理教材相关章节。
2. 图片:齿轮机构的图片。
3. 视频:齿轮机构的运动原理视频。
4. 练习题:相关齿轮啮合条件和传动比计算的练习题。
五、教学延伸1. 深入学习其他齿轮机构的分类,如蜗轮蜗杆机构、行星齿轮机构等。
2. 研究齿轮机构的运动仿真,深入了解其运动特性和性能。
3. 探索齿轮机构在实际工程应用中的设计和优化方法。
六、教学过程7. 讲解齿轮机构的运动设计:介绍齿轮机构运动设计的方法和步骤,包括运动传递分析、齿轮尺寸计算等。
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第5章齿轮机构及其设计一、思考题思5-1 何谓齿廓啮合基本定律?为什么渐开线齿轮能保证瞬时传动比不变?答:(1)齿廓啮合基本定律是指在啮合传动的任一瞬时,两轮齿廓曲线在相应接触点的公法线必须通过按给定传动比确定的固定节点。
(2)渐开线齿轮能保证瞬时传动比不变的原因为:两齿轮上一对渐开线齿廓在任意点K啮合,过K点作这对齿廓的公法线必与两基圆相切,即两齿廓在任意点啮合的公法线是一条定直线,且该直线与连心线的交点P为固定节点,则两轮的传动比是常数,所以渐开线齿轮能保证瞬时传动比不变。
思5-2 渐开线具有哪些重要性质?渐开线齿廓啮合有哪些特点?答:(1)渐开线的重要性质如下:①发生线在基圆上滚过的一段长度等于基圆上被滚过的一段弧长;②渐开线上任一点的法线必与其基圆相切;③渐开线在基圆上起始点处的曲率半径为零;④渐开线的形状由基圆的大小决定;⑤基园内无渐开线。
(2)渐开线齿廓啮合的特点:①啮合线是直线,即一对渐开线齿廓的啮合线、公法线及两基圆的公切线等三线重合;②啮合角不变,齿廓间正压力的方向也始终不变;③啮合具有可分性,即使两轮中心距稍有改变,其角速比仍保持不变。
思5-3 渐开线标准直齿轮的基本参数有哪些?试分析它们与齿轮几何尺寸的关系?答:(1)渐开线标准直齿轮的基本参数有:模数m、分度圆压力角α、齿数z、齿顶高系数h a*和顶隙系数c*。
(2)渐开线标准直齿轮的基本参数与齿轮几何尺寸的关系列于表5-1中。
表5-1 渐开线标准直齿轮的基本参数与齿轮几何尺寸的关系思5-4 试分析标准齿轮标准安装及非标准安装的特点。
答:标准齿轮标准安装及非标准安装的特点分析如下:(1)标准安装①把两轮安装成分度圆相切的状态,即两轮的节圆与分度圆重合,这种安装称为标准安装;②啮合角等于分度圆压力角;③中心距为标准中心距;④顶隙为标准值。
(2)非标准安装①齿轮安装的中心距不等于标准中心距,这种安装称为非标准安装;②啮合角不等于分度圆压力角;③顶隙不等于标准值。
机械原理—齿轮传动
分度圆上模数和压力角为标准值; 齿距p所包含的齿厚s与齿槽宽e相等; 具有标准的齿顶高与齿根高。
机械原理—齿轮机构
渐开线标准直齿圆柱齿轮几何尺寸计算式
机械原理—齿轮机构
4.5 渐开线标准齿轮的啮合 节点→节圆→啮合角
4.5.1标准中心距-无侧隙啮合
外啮合β1=-β2
内啮合β1=β2
机械原理—齿轮机构
端面内的啮合相当于之齿轮啮合
mtt11
mt
t2
2
又12
mmn1mn2或mt1mt2
n1 n2或αt1αt2 12(外啮)或 合 12(内啮) 合
机械原理—齿轮机构
(2)连续传动条件 1
直齿轮 : B1B2
pb
端面重合度
斜 齿 轮 B p 1B b2: Bpb tbg ta
机械原理—齿轮机构
zv
z cos3
zv一般不是整数
zzvco3s
标准斜齿圆柱齿轮不发生根切的最小齿数:
zmin17c3oβs17
机械原理—齿轮机构
4. 当量齿轮的用途
仿形法加工直齿圆锥齿轮时,选择铣刀; 弯曲疲劳强度计算。 选择变位系数及测量齿厚
机械原理—齿轮机构
4.10 直齿圆锥齿轮传动机构 4.10.1直齿圆锥齿轮齿廓的形成 1. 理论齿廓的形成
机械原理—齿轮机构
齿轮插刀
齿条插刀
优点:用一把插刀可以加工出 m、α相同而齿数不同
的各种齿轮(包括内齿轮)。
缺点:切削不连续,生产效率较低。
滚齿加工
机械原理—齿轮机构
机械原理—齿轮机构
优点:用一把滚刀可以加工出 m、α相同而齿数不同
机械原理-渐开线齿轮啮合传动满足的条件_二__连续传动条件
B1
PB2 B2 N1 PN1 rb1 (tan a1 tan )
B1 B2 rb1 (tan a1 tan ) rb 2 (tan a 2 tan )
zm pb m cos , rb cos 2
rb1 a1
'
ra1
重合度的意义: 表明同时参与啮合的轮齿对数的平均值。
重合度不仅是齿轮传 动的连续性条件,而 且是衡量齿轮承载能 力和传动平稳性的重 要指标。
双齿啮合区
K K'
双齿啮合区
单齿啮合区
小
结
连续传动条件
一对齿轮的啮合过程: ——实际啮合线段 ——理论啮合线段 连续传动条件:
B1B2 1 pb
重合度计算公式:
1
o1
o2
ra 2
' a 2 rb 2
P K
B2
2
N2
1 [ z1 (tan a1 tan ) 2 z2 (tan a 2 tan )]
式中
N1
B1
rb1 a1
'
ra1
1
o1
rb1 arccos r1 rb1 a1 arccos ra1 rb 2 a 2 arccos ra 2
第 7 章 齿轮机构及其设计
齿轮机构的应用、特点与分类
齿廓啮合基本定律
渐开线的性质与方程
渐开线齿轮的尺寸参数
渐开线齿廓的啮合特点
渐开线齿轮啮合传动满足的条件(一)
渐开线齿轮啮合传动满足的条件(二) 渐开线齿轮啮合传动满足的条件(三)
第 7 章 齿轮机构及其设计
齿轮与齿条啮合传动
机械原理课程教案—齿轮机构及其运动设计
机械原理课程教案—齿轮机构及其运动设计一、教学目标:1. 知识与技能:(1)理解齿轮机构的定义、分类和应用;(2)掌握齿轮的基本参数和计算方法;(3)学会分析齿轮机构的运动特性;(4)能够设计简单的齿轮传动系统。
2. 过程与方法:(1)通过实例分析,掌握齿轮机构的结构特点;(2)利用图表和计算公式,分析齿轮机构的运动规律;(3)运用设计软件或手绘,完成齿轮传动系统的设计。
3. 情感态度与价值观:(1)培养学生对机械原理学科的兴趣和热爱;(2)培养学生动手实践能力和创新精神;(3)使学生认识到齿轮机构在工程中的重要性。
二、教学内容:1. 齿轮机构的定义、分类和应用;2. 齿轮的基本参数和计算方法;3. 齿轮机构的运动特性分析;4. 齿轮传动系统的设计方法。
三、教学重点与难点:1. 教学重点:齿轮机构的特点、应用、基本参数计算、运动特性分析、设计方法。
2. 教学难点:齿轮机构的运动特性分析,齿轮传动系统的设计方法。
四、教学准备:1. 教学材料:教材、课件、模型、设计软件等;2. 教学工具:投影仪、计算机、绘图板等。
五、教学过程:1. 导入新课:通过展示实例图片,引导学生了解齿轮机构的应用,激发学生兴趣。
2. 知识讲解:讲解齿轮机构的定义、分类和应用,引导学生掌握齿轮机构的基本概念。
3. 参数计算:讲解齿轮的基本参数和计算方法,让学生学会如何计算齿轮的参数。
4. 运动分析:分析齿轮机构的运动特性,让学生理解齿轮机构的运动规律。
5. 设计实践:运用设计软件或手绘,让学生完成齿轮传动系统的设计。
6. 课堂讨论:引导学生探讨齿轮机构在实际工程中的应用,提高学生的实践能力。
六、教学评估:1. 课堂问答:通过提问方式检查学生对齿轮机构基本概念的理解程度。
2. 练习题:布置相关练习题,检查学生对齿轮参数计算和运动分析的掌握情况。
3. 设计作业:评估学生对齿轮传动系统设计方法的掌握,通过评阅设计方案和计算过程进行。
机械原理 齿轮机构及其设计二PPT课件
如果无侧隙和标准顶隙同时满足,则应使:
a'=a'' 即:y=x1+x2
B1B2 < B1B2 O2
当Z1,,Z2 ∞时(齿条),εαεαmax
PB1=PB2 =ha*m/sinα
εαmax =(PB1+PB2 )/pb =2 ha*m/(sinαπmcosα)
=4 ha*/πsin2α
取:α=20°, ha* =1
εαmax =1.981
B2
B1
P α 作者:潘存云教授
r2 rb2 ω2
O2
1.2 中心距a及啮合角α’ (1)中心距a
一对标准齿轮,确定中心距a时,应满足两个要求:
1)理论上齿侧间隙为零
O1
s’1-e’2=0, (当分度圆相切时) 2)顶隙c为标准值。
ra1
r1
ω1 rb1 N1
ra1
c=c*m
N2
P
c
此时有:
a
rb2
r2 rf2
a==rra11++hac*m+r+f2c*m + r2-(ha*m+c*m) =r1+ r2 =m(z1+z2)/2
②不适合 a’≠a的场合。a’<a 时,不能安装。当 a’>a时,产生过大侧隙,且ε↓
③小齿轮容易坏。原因:ρ小,滑动系数大, 齿根薄。希望两者寿命接 近。
1) 加工齿轮时刀具的移位
为避免根切,可径向移动刀具 Xm ——移距 x ——为移距系数。 规定:
远离轮坯中心时,x>0, 正变位齿轮。 刀具中线