第10章齿轮传动2课件
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第10章-直齿圆锥齿轮传动
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第二节 直齿锥齿轮的齿廓曲面、背 锥和当量齿数
1.直齿锥齿轮的齿廓曲面 直齿锥齿轮齿廓的形成如图10一1所示.设一个发生面S与一 个基圆锥相切.该发生面在基圆锥上做纯滚动时.其上任一点K 将在空间展出一条渐开线AK.它上面任一点到锥顶O的距离 都是相等的.故是球面渐开线。在发生面上线段KK′的轨迹即 是直齿圆锥齿轮齿廓曲面—球面渐开面齿廓。
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第四节 直齿圆锥齿轮强度计算
一、直齿圆锥齿轮受力分析
图10一4所示为直齿圆锥齿轮主动轮轮齿受力情况。为简化 起见.忽略摩擦力的影响.并假定载荷集中作用在齿宽中部的 节点上。法向力可以分解为3个互相垂直的分力.即圆周力、 径向力和轴向力。 各力的方向是:圆周力和径向力的方向的确定方法与直齿圆柱 齿轮相同.两齿轮轴向力的方向都是沿着各自的轴线方向并指 向轮齿的大端。
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第四节 直齿圆锥齿轮强度计算
二、齿面接触疲劳强度
直齿锥齿轮的失效形式及强度计算的依据与直齿圆柱齿轮基 本相同.可近似地按齿宽中点的一对当量直齿圆柱齿轮传动 来考虑。将当量齿轮的有关参数代人直齿圆柱齿轮的强度校 核及设计计算公式.得直齿锥齿轮的齿面接触疲劳强度校核 和设计计算公式如下：
H ZEZH
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图10一1 球面渐开线的形成
为 了 认 真 贯彻 落实党 的十六 届六中 全会精 神和中 央《决 定》、 “三级 ”公安 会 议 精 神 ， 深入学 习领会 胡锦涛 总书记 观摩全 国公安 民警大 练兵汇 报演出 时的重 要 讲 话 以 及 中央、 省、市 领导关 于公安 执法工 作和队 伍建设 的重要 指示精 神，切 实 解 决 公 安 队伍中 存在的 突出问 题，教 育引导 广大公 安民警 进一步 解放思 想、与 时 俱 进 、 开 拓创新 ，大力 弘扬求 真务实 精神， 打造一 支作风 过硬的 公安队 伍。上 级 公 安 党 委 决定开 展为期 八个月 的纪律 作风整 顿教育 活动。 本人按 照要求 ，认真 学 习 了 中 共 中央《 中国共 产党纪 律处分 条例》 、《中 国共产 党党内 监督条 例》、 《 中 国 共 产 党纪律 处分条 例》、 《人民 警察法 》、《 国家公 务员条 例》、 《国家 公 务 员 行 为 规范》 等有关 文件精 神，学 习了毛 建东、 肖琳、 桂红林 等先进 典型的 事 迹 。 通 过 学 习 教育 和深入 思考， 我个人 对纪律 作风整 顿教育 有了更 深的理 解 ， 对 自 身 存在的 问题也 有了进 一步的 认识。 现在对 照工作 实际， 作如下 剖析： 一 、存在 的主要 问题 1、在 “纪律 作风整 顿教育 ”活动 初期， 片面地 自我安 慰， 认 为 自 己 既 无参与 赌博， 又无考 试作弊 ，更无 开无牌 无证、 假牌假 证车， 没有什
第二节 直齿锥齿轮的齿廓曲面、背 锥和当量齿数
1.直齿锥齿轮的齿廓曲面 直齿锥齿轮齿廓的形成如图10一1所示.设一个发生面S与一 个基圆锥相切.该发生面在基圆锥上做纯滚动时.其上任一点K 将在空间展出一条渐开线AK.它上面任一点到锥顶O的距离 都是相等的.故是球面渐开线。在发生面上线段KK′的轨迹即 是直齿圆锥齿轮齿廓曲面—球面渐开面齿廓。
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第四节 直齿圆锥齿轮强度计算
一、直齿圆锥齿轮受力分析
图10一4所示为直齿圆锥齿轮主动轮轮齿受力情况。为简化 起见.忽略摩擦力的影响.并假定载荷集中作用在齿宽中部的 节点上。法向力可以分解为3个互相垂直的分力.即圆周力、 径向力和轴向力。 各力的方向是:圆周力和径向力的方向的确定方法与直齿圆柱 齿轮相同.两齿轮轴向力的方向都是沿着各自的轴线方向并指 向轮齿的大端。
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第四节 直齿圆锥齿轮强度计算
二、齿面接触疲劳强度
直齿锥齿轮的失效形式及强度计算的依据与直齿圆柱齿轮基 本相同.可近似地按齿宽中点的一对当量直齿圆柱齿轮传动 来考虑。将当量齿轮的有关参数代人直齿圆柱齿轮的强度校 核及设计计算公式.得直齿锥齿轮的齿面接触疲劳强度校核 和设计计算公式如下：
H ZEZH
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图10一1 球面渐开线的形成
为 了 认 真 贯彻 落实党 的十六 届六中 全会精 神和中 央《决 定》、 “三级 ”公安 会 议 精 神 ， 深入学 习领会 胡锦涛 总书记 观摩全 国公安 民警大 练兵汇 报演出 时的重 要 讲 话 以 及 中央、 省、市 领导关 于公安 执法工 作和队 伍建设 的重要 指示精 神，切 实 解 决 公 安 队伍中 存在的 突出问 题，教 育引导 广大公 安民警 进一步 解放思 想、与 时 俱 进 、 开 拓创新 ，大力 弘扬求 真务实 精神， 打造一 支作风 过硬的 公安队 伍。上 级 公 安 党 委 决定开 展为期 八个月 的纪律 作风整 顿教育 活动。 本人按 照要求 ，认真 学 习 了 中 共 中央《 中国共 产党纪 律处分 条例》 、《中 国共产 党党内 监督条 例》、 《 中 国 共 产 党纪律 处分条 例》、 《人民 警察法 》、《 国家公 务员条 例》、 《国家 公 务 员 行 为 规范》 等有关 文件精 神，学 习了毛 建东、 肖琳、 桂红林 等先进 典型的 事 迹 。 通 过 学 习 教育 和深入 思考， 我个人 对纪律 作风整 顿教育 有了更 深的理 解 ， 对 自 身 存在的 问题也 有了进 一步的 认识。 现在对 照工作 实际， 作如下 剖析： 一 、存在 的主要 问题 1、在 “纪律 作风整 顿教育 ”活动 初期， 片面地 自我安 慰， 认 为 自 己 既 无参与 赌博， 又无考 试作弊 ，更无 开无牌 无证、 假牌假 证车， 没有什
齿轮传动PPT课件
（二）直齿圆柱齿轮的基本参数
决定齿轮尺寸和齿形的基本参数有5个： 齿轮的模数 m、 压力角a 、 齿数 z、 齿顶高系数ha* 顶隙系数c*。
以上5个参数，除齿数 z 外均已标准化了。
1.模数m
分度圆上的周节 p 对 p 的比值称为模数，用 m（mm）表示，即：
m= p/p
（3－37）
模数是齿轮几何尺寸计算的基础。显然，m 越大，则 p越大，轮齿就越大，轮齿的抗弯
外啮合齿轮传动、内啮合齿轮传动和齿轮齿 条传动（图3－27 a.b.c） 。
第四节 渐开线标准直齿圆柱齿 轮部分名称和基本尺寸
（一）直齿圆柱齿轮各部分的名称及符号
齿顶圆：过齿轮各轮齿顶端的 圆，其直径用 da 表示。 齿根圆：过齿轮各齿槽底部的 圆，其直径用 df 表示。
齿宽：沿齿轮轴线量得齿轮的 宽度用 b 表示。
思考题
1．齿轮传动有什么特点？ 2．简述齿轮传动的主要类型。 3. 熟悉直齿圆柱齿轮各部分的名称及符号。 4. 齿轮轮齿的失效形式有哪几种？
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高速电主轴在卧式镗铣床上的应用 越来越 多，除 了主轴 速度和 精度大 幅提高 外，还 简化了 主轴箱 内部结 构，缩 短了制 造周期 ，尤其 是能进 行高速 切削， 电主轴 转速最 高可大10000r/min以 上。不 足之处 在于功 率受到 限制， 其制造 成本较 高，尤 其是不 能进行 深孔加 工。而 镗杆伸 缩式结 构其速 度有限 ，精度 虽不如 电主轴 结构， 但可进 行深孔 加工， 且功率 大，可 进行满 负荷加 工，效 率高， 是电主 轴无法 比拟的 。因此 ，两种 结构并 存，工 艺性能 各异， 却给用 户提供 了更多 的选择 。
第10章_齿轮传动
2KTYFaYsa 1 校核公式： 校核公式： σF = ≤ [σF ] 3 2 φd m z1
2KT YFaYsa 1 m≥ 3 ⋅ 设计公式： 设计公式： 2 φdz1 [σF ]
三、齿面接触疲劳强度计算 基本公式──赫兹应力计算公式， 基本公式 赫兹应力计算公式，即: 赫兹应力计算公式
F ×( ± ) ca 小齿轮单对齿啮合的 ρ1 ρ2 σH = 最低点综合曲率最大。 最低点综合曲率最大。 2 1− µ2 1− µ1 2 π( + )L E E 1 1 为方便计算， 为方便计算， 1 1 1 以节点为接触应力计算点。 以节点为接触应力计算点。 为综合曲率 令 = ± 1 1
二、齿轮的设计准则 轮齿折断 齿面点蚀 齿面磨损 齿面胶合 塑性变形 设计准则： 设计准则： 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。 保证足够的齿面接触疲劳强度，以免发生齿面点蚀。 闭式软齿面齿轮传动， 闭式软齿面齿轮传动，以保证齿面接触疲劳强度为主 闭式硬齿面或开式传动，以保证齿根弯曲疲劳强度为主。 闭式硬齿面或开式传动，以保证齿根弯曲疲劳强度为主。
再去查图（ 再去查图（KFN， KHN ）
—— σlim为齿轮的疲劳极限
弯曲强度计算时： 弯曲强度计算时： σlim＝σFE 接触强度计算时： 接触强度计算时： σlim＝σHlim
—— S为安全系数 为安全系数
弯曲强度计算时： 弯曲强度计算时： S= S F=1.25~1.50 接触强度计算时： 接触强度计算时： S= S H=1.0
三、齿轮材料选用的基本原则 齿轮材料必须满足工作条件的要求，如强度、 齿轮材料必须满足工作条件的要求，如强度、 寿命、可靠性、经济性等； 寿命、可靠性、经济性等； 应考虑齿轮尺寸大小，毛坯成型方法及热处理 应考虑齿轮尺寸大小， 和制造工艺； 和制造工艺； 钢制软齿面齿轮， 钢制软齿面齿轮，其配对两轮齿面的硬度差应 保持在30~50HBS或更多。 或更多。 保持在 或更多
2KT YFaYsa 1 m≥ 3 ⋅ 设计公式： 设计公式： 2 φdz1 [σF ]
三、齿面接触疲劳强度计算 基本公式──赫兹应力计算公式， 基本公式 赫兹应力计算公式，即: 赫兹应力计算公式
F ×( ± ) ca 小齿轮单对齿啮合的 ρ1 ρ2 σH = 最低点综合曲率最大。 最低点综合曲率最大。 2 1− µ2 1− µ1 2 π( + )L E E 1 1 为方便计算， 为方便计算， 1 1 1 以节点为接触应力计算点。 以节点为接触应力计算点。 为综合曲率 令 = ± 1 1
二、齿轮的设计准则 轮齿折断 齿面点蚀 齿面磨损 齿面胶合 塑性变形 设计准则： 设计准则： 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。 保证足够的齿面接触疲劳强度，以免发生齿面点蚀。 闭式软齿面齿轮传动， 闭式软齿面齿轮传动，以保证齿面接触疲劳强度为主 闭式硬齿面或开式传动，以保证齿根弯曲疲劳强度为主。 闭式硬齿面或开式传动，以保证齿根弯曲疲劳强度为主。
再去查图（ 再去查图（KFN， KHN ）
—— σlim为齿轮的疲劳极限
弯曲强度计算时： 弯曲强度计算时： σlim＝σFE 接触强度计算时： 接触强度计算时： σlim＝σHlim
—— S为安全系数 为安全系数
弯曲强度计算时： 弯曲强度计算时： S= S F=1.25~1.50 接触强度计算时： 接触强度计算时： S= S H=1.0
三、齿轮材料选用的基本原则 齿轮材料必须满足工作条件的要求，如强度、 齿轮材料必须满足工作条件的要求，如强度、 寿命、可靠性、经济性等； 寿命、可靠性、经济性等； 应考虑齿轮尺寸大小，毛坯成型方法及热处理 应考虑齿轮尺寸大小， 和制造工艺； 和制造工艺； 钢制软齿面齿轮， 钢制软齿面齿轮，其配对两轮齿面的硬度差应 保持在30~50HBS或更多。 或更多。 保持在 或更多
第10章齿轮传动
闭式传动 全封闭、润滑良好、适于重要应用。
按使用 情况分
按齿面 硬度分
动力齿轮 以动力传输为主，常为高速重载或低速重载传动。 传动齿轮 以运动准确为主，一般为轻载高精度传动。 软齿面齿轮（齿面硬度≤350HBS） 硬齿面齿轮（齿面硬度＞350HBS）
齿轮传动的特点： ▲ 传动效率高 η可达99％；在常用的机械传动中，齿轮传动的效率为最高； ▲ 结构紧凑;与带传动、链传动相比，在同样的使用条件下，齿轮传动所需的空间一般较小；
第10章 齿轮传动
§10-1 概述 §10-2 轮齿的失效形式及设计准则 §10-3 齿轮材料及选用原则 §10-4 齿轮传动的计算载荷 §10-5 标准直齿圆柱齿轮传动的强度计算 §10-6 齿轮传动的设计参数、许用应力与
精度选择 §10-7 标准斜齿圆柱齿轮传动的强度计算 §10-8 标准锥齿轮传动的强度计算 §10-9 齿轮的结构设计 §10-10 齿轮传动的润滑
K H β=1.05+0.26φ2d+0.10×10-3 b K H β=1.05+0.26(1+0.6φ2d )φ2d +0.10×10-3 b K H β=1.11+0.18(1+6.7φ2d )φ2d +0.15×10-3 b
K H β=0.99+0.31φ2d+0.12×10-3 b K H β=0.99+0.31(1+0.6φ2d )φ2d +0.12×10-3 b K H β=0.99+0.31(1+6.7φ2d )φ2d +0.12×10-3 b
§10-3 齿轮材料及选用准则
一、对齿轮材料性能的要求
齿轮的齿体应有较高的抗折断能力，齿面应有较
按使用 情况分
按齿面 硬度分
动力齿轮 以动力传输为主，常为高速重载或低速重载传动。 传动齿轮 以运动准确为主，一般为轻载高精度传动。 软齿面齿轮（齿面硬度≤350HBS） 硬齿面齿轮（齿面硬度＞350HBS）
齿轮传动的特点： ▲ 传动效率高 η可达99％；在常用的机械传动中，齿轮传动的效率为最高； ▲ 结构紧凑;与带传动、链传动相比，在同样的使用条件下，齿轮传动所需的空间一般较小；
第10章 齿轮传动
§10-1 概述 §10-2 轮齿的失效形式及设计准则 §10-3 齿轮材料及选用原则 §10-4 齿轮传动的计算载荷 §10-5 标准直齿圆柱齿轮传动的强度计算 §10-6 齿轮传动的设计参数、许用应力与
精度选择 §10-7 标准斜齿圆柱齿轮传动的强度计算 §10-8 标准锥齿轮传动的强度计算 §10-9 齿轮的结构设计 §10-10 齿轮传动的润滑
K H β=1.05+0.26φ2d+0.10×10-3 b K H β=1.05+0.26(1+0.6φ2d )φ2d +0.10×10-3 b K H β=1.11+0.18(1+6.7φ2d )φ2d +0.15×10-3 b
K H β=0.99+0.31φ2d+0.12×10-3 b K H β=0.99+0.31(1+0.6φ2d )φ2d +0.12×10-3 b K H β=0.99+0.31(1+6.7φ2d )φ2d +0.12×10-3 b
§10-3 齿轮材料及选用准则
一、对齿轮材料性能的要求
齿轮的齿体应有较高的抗折断能力，齿面应有较
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。
第10章 齿轮传动
模数
斜齿轮的几何参数有 端面和法向（垂直于 某个轮齿的方向）之 分。为斜齿条的分度 面截面图。由图可见， 法向齿距pn和端面齿 距pt之间的关系为
因p=m ，故法向模数 mn和端面模数 mt之间的 关系为
压力角
图中表示出了斜齿条的法向（AOC平面）压力 角 和端面（AOB平面）压力角 ，由图可见
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；
3、标准直齿圆柱齿轮几何尺寸
名称 齿距 齿厚 槽宽 齿顶高 齿根高 全齿高 分度圆直径
符号 p s e ha hf h d
计算公式 P=mπ s=mπ/2 e=mπ/2 ha=h＊ａm hf=（h＊ａ+c*）m h=（2 h＊ａ +c*）m d=mz
齿厚：任意直径 dk的圆周上 ，轮 齿两侧齿廓间的 弧长称为该圆上 的齿厚， 用sk表 示；
齿槽宽：任意直 径dk的圆周上 ， 齿槽两侧齿廓间 的弧长称为该圆 上的齿槽宽，用 ek表示；
齿距：相邻两
齿同侧齿廓间
的弧长称为该
圆上的齿距，
用表示。设z
为齿数，则根
据齿距定义可
得
，
故
齿轮不同直径的圆周上，比值 而且其中还包含无理数；
线的特性即 pb1=pb2
推导： π db1/z1= π db2/z2 m1cos α1= m2cos α2
结论：m1= m2=m， α1= α2=20°
上式表明：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。这样， 一对齿轮的传动比可表示为
中心距
a=(d2+d1)/2=m(z2+z1)/2
不同，
又由渐开线特性可知，在不同直径的圆周 上，齿廓各点的压力角k也是不等的。
机械设计课件10第十章齿轮传动(2014ysm)
单向传动：脉动 双向传动：对称
F [F]
齿轮传动——失效形式和设计准则
TJPU
(2)类型及原因
①疲劳折断：变应力、应力集中。 ②过载折断：过载折断、冲击、严重磨损后。 ③局部折断：斜齿轮，制造、安装误差大。
(3)防止措施 F [F]
①减小应力集中：增大圆角半径、降低表面粗糙度 值
②根部强化处理 ③提高轮齿芯部韧性 ④增大支承刚度（改善沿齿宽受载均匀情况）
按齿面硬度分：软齿面和硬齿面
开式： 敞开，润滑不良、易磨损；
半开式：防护罩，润滑、密封不完善；
闭式： 封闭箱体，润滑密封好。用于重要齿轮传动
齿轮传动——失效形式和设计准则
TJPU
§10-2 齿轮传动的失效形式及计算准则 一、失效形式（五种）：
要记住
部位、原因、防止措施
1.轮齿折断：轮齿：悬臂梁
(1)部位：根部 受周期性弯曲变应力
齿轮传动——失效形式和设计准则
2、齿面磨损：开式传动中
（1）部位：工作面 （2）原因：
①润滑不良、 ②磨料落入工作面 （3）防止措施： ①改开式为闭式 ②改善润滑条件 ③提高齿面硬度和降低表面粗糙度值
TJPU
齿轮传动——失效形式和设计准则
TJPU
3、齿面点蚀：闭式、润滑良好
（1）部位：节线处靠近齿根部(从动齿轮强度低) （2）原因(一般认为)：
⑵设计公式
公式分析
m3
2dKZ1T21 YFaYSFaY(mm)
将m与σF 对换，开3 次方，得
（1）F
1 bm
b受K限制不能太大YF，a、YSa受其他因素影响
弯曲强度主要取决 m，于
m，弯曲强度
应知道
齿轮传动——齿根弯曲疲劳强度计算
机械设计基础(第10章： 轮系)
第10章轮系前面我们己经讨论了一对齿轮传动及蜗杆传动的应用和设计问题，然而实际的现代机械传动，运动形式往往很复杂。
由于主动轴与从动轴的距离较远，或要求较大传动比，或要求在传动过程中实现变速和变向等原因，仅用一对齿轮传动或蜗杆传动往往是不够的, 而是需要采用一系列相互啮合的齿轮组成的传动系统将主动轴的运动传给从动轴。
这种由一系列相互啮合的齿轮(包括蜗杆、蜗轮)组成的传动系统称为齿轮系，简称轮系。
本章重点讨论各种类型齿轮系传动比的计算方法，并简要分析各齿轮系的功能和应用。
10.1 轮系的分类组成轮系的齿轮可以是圆柱齿轮、圆锥齿轮或蜗杆蜗轮。
如果全部齿轮的轴线都互相平行，这样的轮系称为平面轮系；如果轮系中各轮的轴线并不都是相互平行的，则称为空间轮系。
再者，通常根据轮系运动时各个齿轮的轴线在空间的位置是否都是固定的，而将轮系分为两大类：定轴轮系和周转轮系。
10.1.1定轴轮系在传动时所有齿轮的回转轴线固定不变的轮系，称为定轴轮系。
定轴轮系是最基本的轮系，应用很广。
由轴线互相平行的圆柱齿轮组成的定轴齿轮系，称为平面定轴轮系，如图10.1所示。
a)b)图10.1 平面定轴齿轮系包含有圆锥齿轮、螺旋齿轮、蜗杆蜗轮等空间齿轮的定轴轮系，称为空间定轴轮系，如图10.2所示。
图10.2 空间定轴轮系10.1.2 周转轮系轮系在运动过程中，若有一个或一个以上的齿轮除绕自身轴线自转外，其轴线又绕另一个齿轮的固定轴线转动，则称为周转轮系，也叫动轴轮系。
如图10.3所示。
a) 周转轮系结构图b)差动轮系c)行星轮系图10.3周转轮系其中齿轮2的轴线不固定，它一方面绕着自身的几何轴线O2旋转，同时O2轴线，又随构件H绕轴线O H公转。
分析周转轮系的结构组成，可知它由下列几种构件所组成：1.行星轮：当轮系运转时，一方面绕着自己的轴线回转(称自转)，另一方面其轴线又绕着另一齿轮的固定轴线回转(称公转)的齿轮称行星轮，如图10.3中的齿轮2。
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
齿轮传动课件PPT教案
比转动就可以切出不同齿数的齿轮。i=n1/n2=Z2/Z1
第29页/共67页
常用的方法有插齿加工 和滚齿加工。
第30页/共67页
1、根切原因
二、 根切现象
用范成法加工齿轮时，
有时会出现加工的齿轮根部被切去一
部分，使齿根强度变弱，传动比不准确！
根切的原因是刀具的齿顶线超过
N点。（N点为基园与公法线的交点）
第13页/共67页
第四节 直齿圆柱齿轮主要参数
发生面在基圆柱上做纯滚动，发生面上平行于基圆
柱轴线的任一条线的轨迹，即为渐开面。
在任意直径dk的圆周上，齿厚sk、齿间ek、齿距pk， 显然有关系： pk = sk + ek
假设齿轮的齿数为：z 则有：dk = zpk
dk = zpk/ dk = mz mk = pk/ 称为模数， 国家规定了标准模数
d’ = db /cos’ 第18页/共67页
如：m=10， z1=20， z2=40， r1=100， r2=200 a = r1+r2 = 300 假若 a’ = 305 acos = a’cos’ rb = rcos r’ = rb /cos’ r’1 = 101.7， r’2 = 203.3
C点是唯一固定的， 所以传动比恒定！
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四、共轭齿廓
凡能满足齿廓啮合基本定律的一对齿廓称为： 共轭齿廓，相互啮合的共轭齿廓互为包络。
对齿廓曲线的选择，首先应满足齿廓啮合基 本定律，还要有易于制造、安装，承载能力高。 齿廓曲线可用摆线、圆弧曲线和渐开线等，但 最常用的是渐开线齿廓。
第6页/共67页
第三节 渐开线齿廓及其啮合特性
一、渐开线的形成及性质 一直线（发生线）在基园上
第29页/共67页
常用的方法有插齿加工 和滚齿加工。
第30页/共67页
1、根切原因
二、 根切现象
用范成法加工齿轮时，
有时会出现加工的齿轮根部被切去一
部分，使齿根强度变弱，传动比不准确！
根切的原因是刀具的齿顶线超过
N点。（N点为基园与公法线的交点）
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第四节 直齿圆柱齿轮主要参数
发生面在基圆柱上做纯滚动，发生面上平行于基圆
柱轴线的任一条线的轨迹，即为渐开面。
在任意直径dk的圆周上，齿厚sk、齿间ek、齿距pk， 显然有关系： pk = sk + ek
假设齿轮的齿数为：z 则有：dk = zpk
dk = zpk/ dk = mz mk = pk/ 称为模数， 国家规定了标准模数
d’ = db /cos’ 第18页/共67页
如：m=10， z1=20， z2=40， r1=100， r2=200 a = r1+r2 = 300 假若 a’ = 305 acos = a’cos’ rb = rcos r’ = rb /cos’ r’1 = 101.7， r’2 = 203.3
C点是唯一固定的， 所以传动比恒定！
第5页/共67页
四、共轭齿廓
凡能满足齿廓啮合基本定律的一对齿廓称为： 共轭齿廓，相互啮合的共轭齿廓互为包络。
对齿廓曲线的选择，首先应满足齿廓啮合基 本定律，还要有易于制造、安装，承载能力高。 齿廓曲线可用摆线、圆弧曲线和渐开线等，但 最常用的是渐开线齿廓。
第6页/共67页
第三节 渐开线齿廓及其啮合特性
一、渐开线的形成及性质 一直线（发生线）在基园上
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
机械原理(第七版)优秀课件—第十章 齿轮机构及其设计
第十章 齿轮机构及其设计
Gears and its Design
• 10.1 齿轮机构的特点及分类
• 10.1.1 概述 • 1.什么是齿轮？
• 2.特点：适应范围广（v、p、r)；效率
高（0.99)；速比稳定、传动精度高；工 作可靠；可实现任意轴间的传动。制造 和安装精度要求高，成本较高；不适于 远距离传动。
• 刀具不标准
2.变位齿轮问题的提出
1）z＜zmin时又要不根切； 2）a’≠a；
3）ρ小＜ρ大, σ小＞σ大， u小＞u大,
• 3.刀具的变位 1）正变位 2）负变位 • 4. 变位传动
1）零变位齿轮传动：∑x=0，α’=α, a’=a • x1=x2=0 标准齿轮传动 x1=-x2 等移距变位齿轮传动 • 2）非零变位齿轮传动：∑x≠0，α’≠α, a’≠a
曲齿
交错轴斜齿轮传动
• 3.按齿廓曲线分：渐开线、摆线、圆弧 • 4.按工作条件分： • 1）开式：2）闭式：
• 5.按运动速度分：
• 低速：＜1m/s
• 中速：1～25
• 高速：＞25m/s • 超高：＞100m/s
• 10.1.3 对齿轮传动的基本要求
– 1.传动准确平稳
i 1 d1
2 d 2
α
r
α N1
xm ha m
p
Q
• 2. 变位齿轮的几何计算
• m、a由强度计算确定，α、z、d、db不变化 • h高a和、齿h厚f 、的d变a化、 df、s 、e 、α’都将变化，而关键是齿
• 1）齿顶高、齿根高
hai (ha* xi y)m
hfi (ha* c* xi)m
x的选择:无侧隙、不根
2
c os '
Gears and its Design
• 10.1 齿轮机构的特点及分类
• 10.1.1 概述 • 1.什么是齿轮？
• 2.特点：适应范围广（v、p、r)；效率
高（0.99)；速比稳定、传动精度高；工 作可靠；可实现任意轴间的传动。制造 和安装精度要求高，成本较高；不适于 远距离传动。
• 刀具不标准
2.变位齿轮问题的提出
1）z＜zmin时又要不根切； 2）a’≠a；
3）ρ小＜ρ大, σ小＞σ大， u小＞u大,
• 3.刀具的变位 1）正变位 2）负变位 • 4. 变位传动
1）零变位齿轮传动：∑x=0，α’=α, a’=a • x1=x2=0 标准齿轮传动 x1=-x2 等移距变位齿轮传动 • 2）非零变位齿轮传动：∑x≠0，α’≠α, a’≠a
曲齿
交错轴斜齿轮传动
• 3.按齿廓曲线分：渐开线、摆线、圆弧 • 4.按工作条件分： • 1）开式：2）闭式：
• 5.按运动速度分：
• 低速：＜1m/s
• 中速：1～25
• 高速：＞25m/s • 超高：＞100m/s
• 10.1.3 对齿轮传动的基本要求
– 1.传动准确平稳
i 1 d1
2 d 2
α
r
α N1
xm ha m
p
Q
• 2. 变位齿轮的几何计算
• m、a由强度计算确定，α、z、d、db不变化 • h高a和、齿h厚f 、的d变a化、 df、s 、e 、α’都将变化，而关键是齿
• 1）齿顶高、齿根高
hai (ha* xi y)m
hfi (ha* c* xi)m
x的选择:无侧隙、不根
2
c os '
齿轮传动讲课课件
熟悉螺纹的标记含义
¨ 是
¨ 否
掌握螺纹标准化概念
¨ 是
¨ 否
掌握螺纹的选用
¨ 是
¨ 否
阅读并能理解工作任务
¨ 是
¨ 否
启发和倾听他人想法的能力 关键能力 在小组中参与、贡献程度提升
¨ 是
¨ 否
¨ 是
¨ 否
自学能力是否提升
¨ 是
¨ 否
每项10分，总计100分
得分：
折算学分:
你学习本课题最大的收获是什么？
学会互相欣赏
学会合理定位
重庆市云阳职业教育中心机械学部CHONGQINGSHI YUNYANG ZHIYE JIAOYU ZHONGXIN JIXIE XUEBU
教学过程------能力发展鉴定
拓展训练： 已知一标准直齿圆柱齿轮的齿顶高ha=6mm， 齿顶圆直径da=264mm。试确定其分度圆d，齿 根圆df，齿距p和齿高h。
2.问题探究学习
3.资源共享学习
教学过程------能力发展动员
任务引入：
小张是一名中职生，到重庆鑫亿金属桥梁结构件公 司实习不久就接到一个任务：有一台车床上某齿轮需要 更换。他已测得旧齿轮的外圆直径为102mm,齿数Z1＝18， 两轮中心矩a=121mm，请帮他计算出齿轮的主要参数和 几何尺寸，确定更换齿轮的几何尺寸。
晋城市技师学院机械工程系
第四章第三节
授课教师
机械工程系闫志兰
情景设置
前不久，普车车间内的一台车床出现故障， 此设备运行时会有噪声，王老师打开主轴箱发现 一个齿轮磨损严重，因此交给小李一个任务：带 着一张写着模数、齿数及相关参数到仓库去找一 个齿轮进行更换。小李拿着老师写的条子奔到仓 库，结果愣住了……
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- 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)。
YFa 2.52 2.45 2.40 2.35 2.32 2.28 2.24 2.22 2.2 2.18 2.14 2.12 2.0
潘存云教授研制
YSa 1.52 1.53 1.54 1.55 1.56 1.57 1.575 1.58 1.59 1.595 1.60 1.61 1.62 注：(1)基准齿形的参数为α =20˚ 、h*a=1、C*=0.25 、ρ =0.38m (m-模数) (2)对内齿轮：当α =20˚ 、h*a=1、C*=0.25 、ρ =0.15m 时， 齿形系数：YFa =2.053 ; 应力校正系数：YSa =2.65
e1
潘存云教授研制
第10章 齿轮传动
§10-1 §10-2 §10-3 §10-4 §10-5 §10-6 §10-7 §10-8 §10-9 §10-10 概述 轮齿的失效形式及设计准则 齿轮材料及选用原则 齿轮传动的计算载荷 标准直齿圆柱齿轮传动的强度计算 齿轮传动的设计参数、许用应力与 精度选择 标准斜齿圆柱齿轮传动的强度计算 标准锥齿轮传动的强度计算 齿轮的结构设计 齿轮传动的润滑
25 30 35 40 45 β˚
引入齿宽系数ψd=b/d1 得设计计算公式
d1
3
2 KT1 u 1 Z E Z H d α u H
2
特别注意：斜齿轮的[σH] 取法与直齿轮不同！ 原因分析 (1) 斜齿轮的的接触线是倾斜的； (2) 齿顶面比齿根面具有较高的接触疲劳强度。 e2 近似：[σH] =（ [σH] 1 + [σH] 2 ）/ 2 当[σH] >1.23 [σH] 2 ， 取[σH] =1.23 [σH] 2， [σH] 2为软齿面的许用接触应力。 P
圆柱齿轮轴
锥齿轮轴
§10-11 齿轮传动的润滑和效率
润滑的目的：减少摩擦磨损、散热和防锈蚀。 润滑方式：开式及半闭式或低速齿轮传动常采用人工 定期润滑。可用润滑油或润滑脂。 闭式齿轮传动的润滑方式由圆周速度v确定。 当v≤ 12 m/s时，采用油池润滑。
当v > 12 m/s时，采用油泵喷油润滑。
h
da
h ha hf
* * d a d 2ha ( z 2hat )mt ( z / cos 2han )mn
* * * d f d 2hf ( z 2hat 2ct* )mt ( z / cos 2han cn )mn
齿根圆直径
Yβ 1.00
εβ=0
0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9
潘存云教授研制
0.90
0.80 0.75 0 10˚ 20˚
≥1
β 40˚
30˚
螺旋角影响系数 Yβ
三、齿根弯曲疲劳强度计算 斜齿轮齿面上的接触线为一斜线。
轮齿的失效形式 局部折断 按当量齿轮计算强度
F =
KFtYFaYSa Yβ bmn α
[ ≤ F ]
潘存云教授研制
YFa ——齿形系数； YSa ——应力校正系数； Yβ ——螺旋角影响系数。 设计计算公式
3 mn ≥
2 KT1Yβ cos 2
d z α
2 1
•
YFaYSa
[ ]
F
四、齿面接触疲劳强度计算
法面曲率半径 综合曲率半径
适用于煤炭、水泥和冶金 等工业部门的大型闭式齿 轮传动装置的润滑。
主要适用于开式齿轮、链 条和钢丝绳的润滑。
啮合中的摩擦损耗； 齿轮传动的损耗： 搅动润滑油的油阻损耗； 轴承中的摩擦损耗。 齿轮传动的平均效率 6级或7级精度 传动装置 的闭式传动 圆柱齿轮 锥齿轮 0.98 0.97
8级精度的 闭式传动
表10-11 齿轮传动常用的润滑剂
牌 号 运动粘度ν /cSt(40˚ ) L-AN46 41.4~50.6 全损耗系统用油 L-AN68 61.2~74.8 (GB/T443-1989) L-AN100 41.4~110.0 68 61.2~74.8 100 90~110 工业齿轮用油 150 135~165 (SY1172-88) 220 198~242 320 288~352 68 61.2~74.8 100 90~110 150 135~165 中负荷工业齿轮油 220 198~242 (GB/T5903-86) 320 288~352 460 414~506 100℃ 68 60~75 普通开式齿轮油 100 90~110 (SY1232-85) 150 135~165 名 称 应 用 适用于对润滑油无特殊要求 的锭子、轴承、齿轮和其它 低负荷机械等部件的润滑。 适用于工业设备的润滑
20 21 22 23
潘存云教授研制 24 25 26
27
28
29
YFa 2.97 2.91 2.85 2.8 2.76 2.72 2.69 2.65 2.62 2.60 2.57 2.55 2.53 YSa 1.52 1.53 1.54 1.55 1.56 1.57 1.575 1.58 1.59 1.595 1.60 1.61 1.62 z(zv) 30 35 40 45 50 60 70 80 90 100 150 200 ∞
平均模数
d1 dm1
o1
δ1
2
o1
δ1 δ2
δ
潘存云教授研制
B
a
dm2 d2 o2 o2
为了保证不根切，应有 zv≥17
mm m(1 0.5R )
一、概述
§10-10 齿轮的结构设计
由强度计算只能确定齿轮的主要参数，如齿数z、模 数m、齿宽B、螺旋角、分度圆直径d 等。 齿轮结构设计的内容： 主要是确定轮缘，轮辐，轮毂等结构形式及尺寸大小。
油池润滑
采用惰轮的油池润滑
喷油润滑
润滑剂的选择： 齿轮传动常用的润滑剂为润滑油或润滑脂。 选用 时，应根据齿轮的工作情况（转速高低、载荷大小、 环境温度等），选择润滑剂的粘度、牌号。
表10-12 齿轮传动润滑油粘度荐用值 圆周速度 v /(m/s) 齿轮材料 强度极限 <0.5 0.5~1 1~2.5 2.5~5 5~12.5 12.5 ~25 运动粘度 ν /cSt（40℃ ）
塑料、铸 铁、青铜 350 450~1000 1000~1250 500 500 220 350 500 500 150 220 350 500 100 150 220 350 80 100 150 220 55 80 100 150 55 80
>25
钢
渗碳或表 面淬火钢
1250~1580 900
100
螺旋角不宜选得过大，常 在8º ～20º 之间选择。
三、齿根弯曲疲劳强度计算 斜齿轮齿面上的接触线为一斜线。
轮齿的失效形式: 局部折断 按当量齿轮计算强度
潘存云教授研制
F =
KFtYFaYSa Yβ bmn α
[ ≤ F ]
潘存云教授研制
YFa ——齿形系数； YSa——应力校正系数； Yβ ——螺旋角影响系数。
KFt u ± 1 [ zE zH ≤ H ] bd1 α u
基圆柱
其中 ZE——弹性影响系数
ZH 2 cos b cos t sin t 区域系数
斜齿轮的区域系数ZH按下图选取：
ZH 2.5 2.4 2.3 2.2 2.1 2.0
潘存云教授研制
1.9
潘存云教授研制
0
5
10
15 20
z2 d 2 d m1 u cot 1 tan 2 z1 d1 d m2
§11-8 直齿锥齿轮传动
R
B/2
δ1 δ2
潘存云教授研制
B
dm2 d2
当量齿轮分度圆直径
d m1 rv1 2 cos1
d m2 rv2 2 cos 2
B/2
R
当量齿轮的齿数 d v 2rv dm z v z v zv mm mm mm cos z α cos 当量齿轮的齿数比 z v2 z 2 cos11 z2 cos u2 u v uv z cos 2 z11 cos 2 z v1
斜齿圆柱齿轮传动的强度计算是按轮齿的法面进行的， 其基本原理与直齿轮相同。
§10-7 斜齿圆柱齿轮传动的强度计算
二、计算载荷
单位长度上的载荷
pca KFn L
r1 rb1 O1 O2 ra2 r2 r b2 α t
潘存云教授研制
L ——与啮合接触线长度之和。 b 近似计算公式 L cos b
方法：经验设计为主
二、常见的结构形式 1. 齿轮轴 直径较小的钢质齿轮，当齿根 圆直径与轴径接近时，可以将齿轮 与轴做成一体，称为齿轮轴。否则 可能引起轮缘断裂。
潘存潘存云教授研制
潘存云教授研制
e 圆锥齿轮 e <1.6 mt
圆柱齿轮 e < 2 mt
潘存云教授研制 潘存云教授研制
t d sin t n n cos b 2 cos b
u 1 u
啮合平面 (发生面) 齿廓曲面
潘存云教授研制
P
βb
11 2 cos b Σ n1 Σ d1 sin t n2 1 1
ρ ρn β b t
参照直齿轮齿面接触疲劳强度计算 公式，并引入根据上述关系后可得 校核计算公式 H =
§10-7 斜齿圆柱齿轮传动的强度计算 斜齿轮基本参数
n
B
n
mn mt cos tan n tan t cos
§10-7 斜齿圆柱齿轮传动的强度计算
§10-7 斜齿圆柱齿轮传动的强度计算
2T1 圆周力 Ft d1
轴向力 Fa Ft tan 径向力 F r