机械设计基础齿轮传动1原理
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。
齿轮的工作原理
齿轮的工作原理
齿轮是一种常见的传动装置，它由多个齿轮组成，透过齿轮之间的啮合来传递动力和运动。
齿轮通常由金属材料制成，具有齿状的外形。
齿轮的工作原理可以简单概括为以下几点：
1. 齿轮的传动原理：当两个齿轮啮合时，其中一个齿轮（称为驱动齿轮）转动，通过齿轮之间的啮合关系，将动力传递给另一个齿轮（称为被动齿轮）。
2. 齿轮的齿数比：齿轮的齿数比是指驱动齿轮与被动齿轮的齿数之比。
齿数比决定了齿轮传递的速度和力的变化关系。
当齿数比为正值时，被动齿轮的转速与驱动齿轮的转速相反；当齿数比为负值时，被动齿轮的转速与驱动齿轮的转速相同。
3. 齿轮的模数和模数与齿轮尺寸的关系：齿轮的模数是指每单位长度上的齿数。
齿轮的模数决定了齿轮的尺寸，模数越大，齿轮越大。
4. 齿轮的啮合角度：齿轮的啮合角度是指两个齿轮齿面的交角。
合理选择啮合角度可以减小齿轮噪音和磨损。
总的来说，齿轮利用齿与齿之间的啮合关系将动力传递和转化。
通过合理选择齿数比、模数和啮合角度等参数，可以实现不同转速和力的传递。
齿轮系统广泛应用于各种机械装置中，如汽车变速器、传动装置等。
2024版《机械设计基础》第六章齿轮传动
安全系数
在强度计算中引入安全系数，以保证齿轮 在极端工况下仍能安全可靠地工作。
齿轮疲劳寿命预测方法
疲劳寿命概念
齿轮在循环载荷作用下，经过一定次 数的应力循环后发生疲劳破坏的寿命。
影响因素
齿轮的疲劳寿命受多种因素影响，如 材料性能、制造工艺、润滑条件和使 用环境等。
预测方法
基于疲劳累积损伤理论，结合齿轮的 受力分析和材料特性，采用试验或数 值模拟等方法预测齿轮的疲劳寿命。
确定合理的齿轮参数
包括模数、齿数、压力角、螺旋角等， 以满足传动比、承载能力和传动平稳 性等要求。
保证齿轮的精度和强度
通过合理的制造工艺和材料选择，确 保齿轮具有足够的精度和强度，以承 受传动过程中的载荷和冲击。
考虑润滑和冷却
为齿轮传动装置提供适当的润滑和冷 却，以减少磨损、降低温度和防止腐 蚀。
典型齿轮传动装置实例分析
齿轮热处理工艺选择及优化
退火
消除齿轮内部应力，降低硬度，便 于加工。
正火
提高齿轮硬度和强度，改善切削性 能。
淬火
使齿轮获得高硬度和高耐磨性，提 高齿轮使用寿命。
回火
消除淬火产生的内应力，稳定齿轮 尺寸，提高韧性。
齿轮制造工艺流程简介
01
02
齿轮毛坯加工
包括锻造、铸造、焊接等工艺， 获得齿轮的基本形状。
齿轮传动具有传动比准确、效率高、结构紧凑、工作可靠、寿命长等 优点。同时，齿轮传动也具有制造和安装精度要求高、成本较高等缺 点。
齿轮传动分类及应用
分类
根据齿轮的轴线相对位置，齿轮传动可分为平行轴齿轮传动、 相交轴齿轮传动和交错轴齿轮传动。根据齿轮的齿形，齿轮传 动又可分为直齿、斜齿、人字齿、圆弧齿等。
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。
齿轮传动的方式
齿轮传动的方式
齿轮传动是一种常见且广泛应用的机械传动方式，它通过齿轮之间的啮合来传递动力和运动。
齿轮传动具有传动效率高、传动比稳定、传动精度高等优点，因此被广泛应用于各种机械设备中。
齿轮传动的基本原理是利用齿轮的齿轮啮合，通过转动齿轮的方式传递动力和运动。
一般情况下，齿轮传动包括两个或多个齿轮，它们分别安装在不同的轴上，通过齿轮之间的啮合来传递动力。
其中，驱动齿轮叫做主动齿轮，被驱动的齿轮叫做从动齿轮。
当主动齿轮转动时，通过齿轮之间的啮合，从动齿轮也会跟着转动，从而实现传动效果。
齿轮传动的传动比是由主动齿轮和从动齿轮的齿数决定的，传动比等于从动齿轮的齿数除以主动齿轮的齿数。
通过合理设计齿轮的齿数，可以实现不同的传动比，满足不同工况下的传动需求。
传动比越大，传动效果就越显著，但同时也会增加传动系统的复杂度和成本。
齿轮传动的传动效率一般在95%以上，高于带传动和链传动，因此被广泛应用于需要高效率传动的场合。
此外，齿轮传动还具有传动精度高、传动稳定可靠、寿命长等优点，使其在机械制造领域中得到广泛应用。
不过，齿轮传动也存在一些缺点，例如传动噪音较大、需要润滑等。
传动噪音是由于齿轮啮合时产生的冲击和振动引起的，可以通过合理设计齿形和精密加工来减少噪音。
此外，齿轮传动需要定期润滑以减少齿轮之间的摩擦和磨损，延长使用寿命。
总的来说，齿轮传动作为一种重要的机械传动方式，具有传动效率高、传动精度高等优点，被广泛应用于各种机械设备中。
通过合理设计和使用，可以充分发挥齿轮传动的优势，实现稳定可靠的传动效果，推动机械制造技术的发展。
齿轮传递原理
齿轮传递原理
齿轮传递是一种常见的机械传动方式，它利用齿轮之间的啮合来实现动力的传递和转换。
齿轮传递原理基于齿轮的啮合连接和间隔在平行轴或交错轴上的齿轮的配合来完成。
齿轮由一个或多个齿轮组成，每个齿轮都有一定数目的齿，在两个或多个齿轮之间的啮合过程中，齿轮的齿和齿之间产生摩擦力和传递力，将能量从一个轴传递到另一个轴上。
在齿轮传递中，一般将担任传递运动的齿轮称为“主动齿轮”，将接受运动的齿轮称为“从动齿轮”。
主动齿轮通过驱动力（如电机、发动机等）将动力传递给从动齿轮，从而实现动力的传递和转换。
齿轮传递的原理可以总结为以下几个关键点：
1. 齿轮啮合连接：当两个齿轮相互啮合时，它们之间形成齿与齿之间的咬合关系，通过齿与齿之间的相互咬合传递力和动能，实现力的传递。
2. 齿轮的齿数和模数：齿轮上的齿数与模数决定了齿轮传递的速比和传递比例。
速比是指主动齿轮转动一圈，从动齿轮转动的圈数。
传递比例是指主动齿轮和从动齿轮之间的角速度比值。
3. 齿轮传递的效率：齿轮传递效率主要取决于齿轮的制造精度、齿型设计、齿轮材料以及润滑等因素。
高质量的齿轮制造和设计可以提高齿轮传递的效率。
总的来说，齿轮传递原理是利用齿轮之间的啮合连接来传递动力的一种机械传动方式。
它广泛应用于各种机械装置中，如汽车、机床、传动机械等领域。
机械设计基础第9章齿轮传动
9.2 渐开线和渐开线齿廓
9.2.1 渐开线的形成及性质
当一直线BK 沿半径为rb的圆作纯 滚动时，该直线上任一点K 的轨迹
就是该圆的渐开线。
渐开线的性质
展角
1）发生线沿基圆滚过的长度，等 于基圆上被滚过的圆弧长度，即：
AB = BK
2）渐开线上任意点的法线必切于基圆。
3）渐开线距基圆越远的部分，曲率半 径愈大，反之亦然。
标准值，单位为mm.
◆ d=mz，p= m
◆ 齿数相同的齿轮，模数越大，尺寸越大。
分度圆压力角
任意圆压力角 基圆a上i 的压ar力cc角os等rrbi于0
分度圆压力角a （齿形角） a arccos rb
r
rb r cosa
分度圆大小相同的齿轮，其齿廓渐开线的形状随压力角
渐开线齿轮传力性能好。
（3）渐开线齿轮具有可分性
中心距变动不影响传动比
O1N1P ∽ O2N2P
i12
1 2
O2 P O1P
rb2 rb1
渐开线齿轮的传动比取 决于两轮基圆半径的比
传动的可分性 指渐开线齿轮传动中心距变化
不影响其传动比的特性
（4）四线合一 啮合线、啮合点的公法线、两齿轮基圆内公切线、 啮合点的受力方向线
（3）渐开线的极坐标参数方程
rk= rb/cos ak qk = inv ak= tg ak - ak
（4）渐开线的直角坐标方程
x rb sin u rbu cos u y rb cos u rbu sin u
9.3 渐开线直齿圆柱齿轮
9.3.1 渐开线齿轮各部分名称及符号
第9章 齿轮传动
9.1、齿轮传动的特点与基本类型
齿轮传动的原理
齿轮传动的原理齿轮传动是一种常见的机械传动方式，它通过齿轮的啮合来传递动力和运动。
齿轮传动具有传动比稳定、传动效率高、传动精度高等优点，在各种机械设备中得到了广泛的应用。
那么，齿轮传动的原理是什么呢？首先，我们来了解一下齿轮的基本结构。
齿轮是一种圆盘状的机械零件，表面上有一定数量的齿，齿轮的直径、齿数、模数等参数不同，可以实现不同的传动比。
在齿轮传动中，通常会有两个或多个齿轮相互啮合，其中一个齿轮连接着动力源，另一个齿轮则连接着被驱动部件。
齿轮传动的原理主要包括两个方面，啮合原理和传动原理。
首先是啮合原理，齿轮传动是通过齿轮的啮合来实现传递动力和运动的。
当两个齿轮啮合时，它们之间会产生一定的啮合力，这种力可以传递动力和运动。
齿轮的啮合是通过齿轮的齿形和齿数来实现的，不同的齿形和齿数可以实现不同的传动比和传动方式。
其次是传动原理，齿轮传动是通过齿轮的旋转来实现传递动力和运动的。
当一个齿轮旋转时，它会驱动另一个齿轮一起旋转，从而实现了动力和运动的传递。
在齿轮传动中，通常会有一个齿轮连接着动力源，另一个齿轮连接着被驱动部件，通过齿轮的旋转来实现动力的传递。
除了啮合原理和传动原理，齿轮传动还涉及到一些其他的原理，比如传动比原理、传动效率原理等。
传动比是指齿轮传动中输入轴和输出轴的转速比，它可以通过齿轮的齿数和齿轮的直径来计算。
传动效率是指齿轮传动中输入功率和输出功率的比值，它可以通过齿轮的摩擦损失和啮合损失来计算。
这些原理都是齿轮传动能够正常工作的基础，只有充分理解这些原理，才能正确地设计和使用齿轮传动。
总之，齿轮传动是一种常见的机械传动方式，它通过齿轮的啮合来传递动力和运动。
齿轮传动的原理主要包括啮合原理和传动原理，同时还涉及到传动比原理、传动效率原理等。
只有充分理解这些原理，才能正确地设计和使用齿轮传动，从而更好地发挥其传动功能。
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。
机械设计基础第5章 齿轮传动-1原理1
课堂练习
今有一对外啮合的标准直齿圆柱齿轮，已知 m=4mm， z1=25, z2=75。试计算：中心距a，分度 圆直径d1、d2，齿顶圆直径da1、da2。
解： d1 mz1 4 25 100mm d 2 mz 2 4 75 300 mm da1 d1 2ha 100 2 1 4 108mm
齿轮插刀插外齿
齿轮插刀 齿条插刀
齿轮滚刀
滚直齿轮
滚斜齿轮
二、根切现象与最少齿数
二、根切现象与最少齿数
若刀具齿顶线超过N1点，则会将 根部已加工出的渐开线切去一 部分，这种现象称为根切。 根切使齿根削弱，还会使重合 度减小，所以应当避免。 标准齿轮是否发生根切取决于其 齿数的多少。当齿数增多时， 分度圆半径增大，轮坯中心上 移至O1’ 处，理论啮合点也随之 上移至N1 ’ 处，从而避免根切； 标准齿轮欲避免根切，其齿数z 反之，齿数越少，根切越严重。 必须大于或等于不根切的最少 齿数 。对于α=20°和ha* =1的 正常齿制标准渐开线齿轮，其 最少齿数zmin=17。
O1 O1
ω1 r′2 rb1 N1 ′ C N2 rb2 ω2 O2 r′1 rb2 r′1 r′2 ω1 rb1 N1 K
N2
C
K
ω2
O
三、渐开线齿廓啮合的其它特性
2、啮合线与啮合角 对于渐开线齿轮，无论在哪一 点接触，接触点总是在两基圆 的内公切线上 。 因此直线N1N2就是渐开线齿廓 的啮合线。 过节点C作两节圆的公切线，它 与啮合线N1N2间的夹角称啮合角 （α ’）。 啮合角等于节圆上的压力角α ’
a=r1’+r2’=r1+r2=m(z1+z2)/2
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。
齿轮的工作原理
齿轮的工作原理
齿轮是一种常见的机械传动装置，它通过齿轮的啮合传递动力和转矩，被广泛
应用于各种机械设备中。
它的工作原理主要包括齿轮的啮合、传动比和齿轮的运动规律。
首先，齿轮的啮合是指两个或多个齿轮的齿与齿之间的啮合。
在啮合过程中，
齿轮的齿会相互咬合，通过齿面之间的啮合传递动力和转矩。
齿轮的啮合是通过齿轮的齿形和模数来确定的，齿轮的啮合必须保证齿轮的齿面能够完全接触并且不产生滑动，从而保证传递的动力和转矩的准确性和稳定性。
其次，传动比是指齿轮传动中输入轴和输出轴的转速之比。
传动比可以通过齿
轮的齿数和齿轮的直径来确定，不同的传动比可以实现不同的速度和转矩变化。
通过合理设计齿轮的齿数和齿轮的直径，可以实现不同转速和转矩的匹配，满足不同机械设备的工作要求。
最后，齿轮的运动规律是指齿轮在工作过程中的运动状态和规律。
在齿轮传动中，齿轮的齿面之间会产生滚动和滑动，齿轮的齿面速度会随着齿轮的转动而变化。
通过研究齿轮的运动规律，可以确定齿轮传动的工作状态和性能，从而保证齿轮传动的稳定性和可靠性。
总之，齿轮的工作原理包括齿轮的啮合、传动比和齿轮的运动规律。
通过深入
研究和理解齿轮的工作原理，可以更好地应用齿轮传动装置，满足不同机械设备的传动需求，提高机械设备的工作效率和性能。
北航机械原理及设计PPT第10章 齿轮传动.
北航机械原理及设计PPT第10章齿轮传动一、齿轮传动的概念齿轮传动是一种常用的机械传动方式，它利用齿轮的啮合传递动力和运动，广泛应用于机械设备中，例如汽车、工程机械、机床等。
齿轮传动的特点是传动平稳、传动效率高、传动比准确等，因此在工程设计中应用广泛。
二、齿轮传动的工作原理齿轮传动通过齿轮的啮合来实现动力和运动的传递。
啮合的齿轮被称为驱动齿轮，被驱动的齿轮被称为从动齿轮。
当驱动齿轮运动时，通过齿轮齿面的啮合，驱动力矩和转速传递给从动齿轮。
齿轮啮合的过程中，齿轮齿面之间产生的接触力和摩擦力使得齿轮产生转动，从而将动力和运动传递给被驱动的机构。
齿轮传动的主要参数有模数、压力角、齿数等，这些参数决定了齿轮的啮合性能和传动特性。
合理选择和设计齿轮传动的参数能够提高传动效率和可靠性。
三、齿轮传动的分类齿轮传动根据齿轮的传动方式和布置形式可以分为多种类型，常见的有直齿轮传动、斜齿轮传动、锥齿轮传动、蜗杆传动等。
1.直齿轮传动：直齿轮传动是指齿轮齿面与齿轮轴线平行的传动方式，适用于传递大功率和高速运动的场合。
直齿轮传动具有结构简单、制造成本低等优点，在工程中得到广泛应用。
2.斜齿轮传动：斜齿轮传动是指齿轮齿面与齿轮轴线呈一定角度的传动方式，适用于传递大功率和高速运动的场合，能够提供更大的传动比。
3.锥齿轮传动：锥齿轮传动是指齿轮齿面呈锥面的传动方式，适用于传递轴线不平行和交叉传动的场合，能够实现变速和反向传动。
4.蜗杆传动：蜗杆传动是指蜗轮和蜗杆的啮合传动方式，适用于传递大功率和大速比的场合。
四、齿轮传动的计算与设计在齿轮传动的计算与设计过程中，需要确定齿轮的模数、齿数、啮合角、齿轮轴距等参数。
这些参数的选择需要考虑传动的功率、转速、速比、传动效率等因素。
常用的计算和设计方法包括基本气体动力学计算方法、齿轮强度计算方法、齿轮啮合性能计算方法等。
齿轮传动的设计还需要考虑齿轮的制造工艺和加工精度。
合理的制造工艺可以保证齿轮的精度和传动性能，提高齿轮传动的可靠性和寿命。
《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
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§11-9 直齿圆锥齿轮传动
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轴向力：
Fa Ft tan
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§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
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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
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§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 机械原理
齿轮机械原理
齿轮是一种机械零件，常用于传递动力和转动运动，并且能够改变传动方向和速度。
它由一系列相互啮合的齿齿形成，通过齿间的啮合和滚动摩擦来完成工作。
齿轮的主要构成部分是齿和齿间的空隙。
齿轮通常有一个中心孔，可以通过轴来固定，以便与其他齿轮或机械部件一起工作。
齿的形状和数量可以根据具体需求来设计，常见的有圆柱齿轮、锥齿轮和蜗杆等。
齿轮的原理是利用齿与齿之间的啮合作用，通过轮齿的接触和滚动来传递动力和运动。
当一个齿轮转动时，它的齿与其它齿轮的齿相互啮合，并通过齿的滚动摩擦来转动其他齿轮。
由于齿轮的齿数不同，不同大小的齿轮之间的转速和转矩也会发生变化，从而实现了速度和力的传递。
齿轮传动具有很多优点。
首先，齿轮可以实现不同转速和转矩的传递，使得机械设备的运行更加灵活和高效。
其次，由于齿轮的接触面积大，摩擦损失较小，能够实现较高的传动效率。
此外，齿轮传动还可以将动力从一个位置传递到另一个位置，方便布置和安装。
然而，齿轮传动也存在一些缺点。
首先，齿轮传动的精度较高，制造和安装相对较为复杂，成本也较高。
其次，齿轮传动在工作过程中会产生一定的噪声和振动，对于某些要求安静的应用来说可能不适用。
另外，当齿轮传动中的齿轮数量增多时，系统的稳定性和精度也会受到影响。
总而言之，齿轮是一种常用的机械传动装置，通过齿的啮合和滚动来传递动力和转动运动。
它具有灵活性、高效性和可靠性等优点，广泛应用于各个领域的机械设备中。
机械设计基础第七章齿轮传动
（2）铸钢 用于尺寸较大齿轮，需正火和退火以消除 铸造应力。 强度稍低 。
机械设计基础第七章齿轮传动
2、铸铁 脆、机械强度，抗冲击和耐磨性较差， 但抗胶合和点蚀能力较强，用于工作平 稳、低速和小功率场合。 常用铸铁：灰铸铁；球墨铸铁（有较好 的机械性能和耐磨性 ）
机械设计基础第七章齿轮传动
机械设计基础第七章齿轮传动
机械设计基础第七章齿轮传动
§7-9 齿轮、蜗杆和蜗轮的构造 一、结构
1、齿轮轴 2、实体式 3、辐板式(孔板式) 4、轮辐式 5、镶圈齿轮
机械设计基础第七章齿轮传动
机械设计基础第七章齿轮传动
机械设计基础第七章齿轮传动
机械设计基础第七章齿轮传动
二、润滑方式
1、V<12m/s——（油池）浸油润滑 2、V>12m/s——喷油润滑
3、非金属材料——工程塑料（ABS、尼 龙）、夹布胶木
- 适于高速、轻载和精度不高的传动中， 特点是噪音较低，无需润滑；
- 在某些低速和仪器仪表中还用铜合金和 铝合金作齿轮（具有耐腐蚀、自润滑等 特性）
机械设计基础第七章齿轮传动
二、许用应力 1、安全系数 S
接触疲劳造成的点蚀只引起噪声、振动，而弯 曲疲劳产生的断齿则导致传动不能继续工作。 因此齿根弯曲疲劳系数应大于齿面接触疲劳安 全系数。
面模数，标准值按照表5-1选。
机械设计基础第七章齿轮传动
§7-7 直齿圆锥齿轮传动的强度计 算 方向： Ft——主反从同
Fr——指向各自的轴线
一、直F齿a—圆—锥指齿向轮大传端 动的受力分析
Ft1=-Ft2
机械设计基础第七章齿轮传动
机械设计基础第七章齿轮传动
二、强度计算 1、齿面接触强度的计算 2、齿根弯曲强度的计算
《机械设计基础》齿轮传动
e s
齿轮轴线 O
端面
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4、分度圆，r，d，s，e，p
P=s+e d=mz m为标准值
hf ha
5、齿顶高ha：d与da之间
p
e
齿根高hf：d与df之间
齿顶圆 分度圆
h
齿全高h：h=ha+hf 齿根圆
r rf
6、基节
ra
齿轮轴线 O
基节——基圆上的周节（齿距）Pb
d b zb P d K co K d s co zc s P os
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空间—（圆）锥齿轮传动 空间—交错轴斜齿轮传动
用于两相交轴之间的传动
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用于传递两交错轴之 间的运动
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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
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二、优缺点
优点：用来传递空间任意两轴间的运动和动力， 传动平稳，应 用范围广。
缺点：成本较高；不适宜作远距离传动。 （1）直接接触的啮合传动；可传递空间任意两轴之
齿廓啮合基本定律曲解为定传动比法则了)
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据上述，齿廓曲线满足定传动比的条件：啮合点的公法线与连 心线交于一定点。
节点和节圆 ➢ 节点：图中C点 ➢ 节圆：分别以为圆心，以为半径的圆（节圆只在成对传动的
齿轮中才讨论注意与后面的基圆的区别）。
➢ 共轭齿廓:满足齿廓啮合基本定律而相互啮合的一对齿廓（只 要给定一对齿廓中的一条，就可以根据齿廓啮合定律求出其 共轭齿廓）
s 端面
Pb Pcos
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二、标准齿轮的基本参数
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轭
两头牛背上的架子称为轭，轭使两头牛同步行走。 共轭即为按一定规律相配的一对。
齿轮工作原理
齿轮工作原理
齿轮工作原理是指由齿数不同的两个或多个齿轮进行啮合传动的一种机械原理。
其原理基于齿轮之间的啮合接触，通过齿轮之间的摩擦力和力矩传递来实现传动功能。
在齿轮传动中，一般认为大齿轮为驱动轮，小齿轮为被动轮。
当驱动轮旋转时，通过齿面之间的啮合接触，将转动力矩传递给被动轮。
因为齿轮的齿数不同，所以在传动过程中，驱动轮每转动一圈，被动轮的转动圈数将会有所变化。
齿轮传动中的传动比是指驱动轮的齿数与被动轮的齿数之比。
例如，如果驱动轮有20个齿，被动轮有30个齿，那么传动比就是1:1.5。
根据传动比的不同，齿轮传动可以实现不同的转速和力矩变化。
齿轮传动的优点是传动效率高、传动精度高、传动比稳定等。
同时，由于齿轮的啮合接触是通过齿面来实现的，所以在传动过程中存在一定的摩擦和磨损。
为了减小齿轮传动的噪音和提高传动效果，通常会在齿轮表面涂覆润滑剂或加入齿轮润滑系统。
总的来说，齿轮传动是一种重要的机械传动方式，通过齿轮的啮合接触来实现力矩和转速的传递。
它在机械设备和工业领域中得到广泛应用，提高了传动效率和工作效果。
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二、齿轮机构的类型
按照两轴的相对位置和齿向，齿轮机构可分类如右：
按齿轮轴线分
齿轮两轴平行 齿轮两轴相交 齿轮两轴交错
按齿轮的齿向分
直齿 斜齿 人字齿
按啮合方式分
外啮合 内啮合 齿条
da1 d1 2ha 100 21 4 108 mm
da2 d2 2ha 300 21 4 308 mm
a
1 2
(d1
d2 )
1 2
(100
300)
200mm
作业 P109 5－6题
实验
实验：“齿轮参数测量实验”和“齿轮范成实验” 齿轮轮坯剪好 ③准备两种颜色的笔（如红蓝圆珠笔） ④带计算器 地点：2－105和2－113 时间：3月18日（星期二）下午5～6节
定见表2。齿顶圆与齿根圆之间轮齿的径向高度称为全齿高，用h表示；
故h=ha+hf
标准齿轮
分度圆上齿厚与齿槽 宽相等，且齿顶高和齿根 高为标准值的齿轮为标准 齿轮。因此，对于标准齿 轮有s=e= p/2=πm/2
顶隙c=c*×m 是指一 对齿轮啮合时，一个齿轮 的齿顶圆到另一个齿轮的 齿根圆的径向距离。顶隙 有利于润滑油的流动。
cosαk=rb/rk 上式表示渐开线齿廓上各点压力角不等， 向径 越大，其压力角越大。 （4）渐开线形状决定于基圆的大小。基圆大 小不等的渐开线形状不同。如图所示为基圆大 小不等的两条渐开线在压力角相等的点K相切。 由图可见，基圆越大，它的渐开线在K点的曲 率半径越大，即渐开线愈趋平直。当基圆半径 趋于无穷大时，其渐开线将成为垂直于 K的直 线，它就是渐开线齿条的齿廓。 （5）基圆以内无渐开线。
用 π*pdk k表=z示*p。k，设故z为dk齿=z数*p，k/则π根据齿距定义可得
分度圆与压力角
dk=z*pk/π
齿轮不同直径的圆周上，比
值含p无k/理π数不π同；，又而由且渐其开中线还特包
性可知，在不同直径的圆周 上是，不齿等廓的各。点为的了压便力于角设计αk、也 制造及互换，我们把齿轮某 一标圆准周值上(整的数比或值较p完k/π整规的定有为理 数)，并使该圆上的压力角也 为标准值，这个圆称为分度 圆，其直径以d表示。分度圆 上的压力角简称为压力角， 以 α表示，我国国家标准规定 的标准压力角为20°。
结论是模数越大则齿数越小，抗 弯曲能力越大，但重合度会下降，工 作平稳性会降低。
课堂练习
今有一对外啮合的标准直齿圆柱齿轮，已知m=4mm， z1=25, z2=75。试计算：中心距a，分度圆直径d1、d2，齿 顶圆直径da1、da2。 解：
d1 mz1 4 25 100 mm d2 mz2 475 300mm
一、正确啮合条件
Pb1=pb2 Pb1=p1cosα1=πm1cosα1 Pb2=p2cosα2=πm2cosα2 πm1cosα1=πm2cosα2
渐开线齿轮的正确啮合条件是两 轮的模数和压力角必须分别相等。
二、 几何尺寸计算
三.模数、齿数对齿轮影响的比较
模数和齿数是齿轮最主要的参数。
在分度圆不变(即齿数与模数之积 不变)的情况下，这时齿面接触疲劳强 度基本不变，但随着模数和齿数的改 变，齿根弯曲疲劳强度却相差甚大。
在模数不变的情况下，齿数越大则 渐开线越平缓，齿顶圆齿厚、齿根圆 齿厚相应地越厚；
在齿数不变的情况下，模数越大则 轮齿越大，抗折断的能力越强，当然 齿轮轮坯也越大，空间尺寸越大；
第5章 齿轮传动
概述 齿廓啮合基本定律 渐开线及渐开线齿廓
标准直齿圆柱齿轮各部分名称及几何 尺寸计算
渐开线标准直齿圆柱齿轮的啮合传动
齿轮的切齿原理及变位齿轮简介 齿轮传动的损伤形式及计算准则
直齿圆柱齿轮传动的受力分析与计 算载荷
直齿圆柱齿轮传动的强度计算 斜齿圆柱齿轮传动的设计特点
§5-1 概述
一、齿轮机构的特点 齿轮机构是应用最广的机构之一。 齿轮机构的主要优点是： 1）适用的圆周速度和功率范围广； 2）效率较高； 3）传动比稳定； 4）寿命较长； 5）工作可靠性较高； 6）可实现平行轴、任意角相交轴和任意角交错轴之间的
为了简便，分度圆上的 齿距、齿厚及齿槽宽习惯上 不加分度圆字样，而直接称 为齿距、齿厚及齿槽宽，各 参数的代号也都不带下标。
模数与齿高
分度圆上的齿距p对π 的比值 称为模数，用m表示，单位为mm，
即m=p/π。
模数是齿轮的主要参数之一， 齿轮的主要几何尺寸都与模数成正
比，m越大，则p越大，轮齿就越大，
“五线”合一：①渐开线上任一点发生线＝②基圆切线 ＝③该点法线＝④该点曲率半径＝⑤法向压力线
§5-4 标准直齿 圆柱齿轮各部分 名称及几何尺寸 计算
一.概念
示；齿轮轮齿的齿齿顶槽所底对部应所的对圆应称的为圆齿称顶为圆齿，根其圆直，径直用径d用a表 df 表示。 为 齿 示该槽 ；任圆两 相意上侧邻直的齿两径齿廓齿d厚间同k ，的 侧的用弧 齿圆s长 廓周k 称 间上表为 的，示该 弧轮；圆 长齿任上 称两意的 为侧直该齿齿径圆槽廓dk上宽间的的，的圆用齿弧周距长e上k，称表，
其他分类方法
按齿轮齿廓曲线分 渐开线 摆线 圆弧 点线
按齿轮材料分 软齿面 硬齿面
按齿轮安装形式分 闭式 开式
齿轮传动的基本要求
工作平稳性 足够的强度
一、渐开线的形成及其性质
（3）渐开线齿廓上某点的法线(压力方向线)， 与点齿 压廓力上角该。点今速以度rb表方示向基所圆夹半的径锐，角由αk图，可称知为该
轮齿的抗弯能力就越强，所以模数
m又是轮齿抗弯能力的标志。国家
标准规定的标准模数系列见表1。
轮齿上介于齿顶圆和分度之间的部分称为齿顶，其径向高度称为 齿顶高，用 ha表示；轮齿上介于齿根圆和分度之间的部分称为齿根， 其径向高度称为齿根高，用 hf表示。齿顶高和齿根高的标准值可用 模数表示为ha=ha*×m，hf=(ha*+c*)×m，式中ha* 和hf* 分别称为齿顶 高系数、顶隙系数，对于圆柱齿轮，其标准值按正常齿制和短齿制规