齿轮传动 基础知识
齿轮传动设计培训讲解课件.ppt
轮的基圆为定圆，在其同一方向的内公
切线只有一条。所以无论两齿廓在任何
位置接触，过接触点所作两齿廓的公法
线为一固定直线，它与连心线O1O2的交 点C必是一定点。因此渐开线齿廓满足
定角速比要求。
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上午9时0分
图d 渐开线齿廓满足定角速比证明
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由图d知，两轮的传动比为
i12
1 2
O2C O1C
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Δy—齿顶高变动系数
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二、齿轮设计基础知识 1、齿轮机构及其设计 —变位齿轮传动
齿轮变位的意义：
➢ 避免根切。
➢ 改善小齿轮的寿命（传动比较大时，使小齿轮齿厚 增大，大齿轮齿厚减小，使一对齿轮的寿命相当） ➢ 凑中心距以满足实际应用要求
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上午9时0分
二、齿轮设计基础知识 1、齿轮机构及其设计 —平行轴斜齿轮圆柱齿轮传动
3）发生线与基圆的切点N即为渐开线上
K点的曲率中心，线段为K点的曲率半径。
随着K点离基圆愈远，相应的曲率
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上午9时0分
半径愈大；而K点离基圆愈近，相应的 曲率半径愈小。
4）渐开线的形状取决于基圆的大小。如 图c所示，基圆半径愈小，渐开线愈弯曲；
基圆半径愈大，渐开线愈趋平直。当基
圆半径趋于无穷大时，渐开线便成为直
➢分度圆螺旋角β
法面参数为标准参数
斜齿轮的基本尺寸也是以其分度圆柱为基准圆来进行计算的。斜齿轮 分度圆柱上的螺旋线的切线与其轴线所夹锐角称为分度圆螺旋角（简称螺 旋角）。
螺旋角β是斜齿轮的重要的基本参数之一，由于轮齿倾斜了β角，使斜
齿轮传动时产生了轴向力，β越大，轴向力越大。
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齿轮传动设计基础知识点
齿轮传动设计基础知识点齿轮传动是一种常见的力传递装置，广泛应用于机械工程领域。
它通过不同大小的齿轮之间的啮合来实现功率的传递和转速的变换。
本文将介绍齿轮传动设计的基础知识点，包括齿轮的种类、齿轮参数的计算以及齿轮传动的优缺点。
一、齿轮的种类1. 直齿轮直齿轮是最常见的齿轮类型，其齿轴与轴线平行。
直齿轮适用于中低速传动，并能承受较大的载荷。
其主要缺点是噪音和齿面磨损较大。
2. 斜齿轮斜齿轮的齿轴与轴线倾斜一定角度，能够在不同轴线的位置上传递力矩。
斜齿轮适用于高速传动，但噪音较大，效率相对较低。
3. 锥齿轮锥齿轮是一种适用于非平行轴传动的齿轮，其齿轴与轴线相交。
锥齿轮广泛应用于汽车差速器等场合。
4. 内齿轮内齿轮是直齿轮的一种变体，其齿轮位于轮轴内部。
内齿轮传动常用于高精度传动系统，如航空器操纵系统。
二、齿轮参数的计算1. 齿数与模数的计算齿数是齿轮上齿的数量，模数是齿距与齿数的比值。
一般情况下，齿数可以通过传动比和模数来计算，也可以根据实际需求选定。
2. 齿轮啮合的计算齿轮啮合的计算包括齿顶高度、齿根高度、齿向间隙等参数的确定。
这些参数的选择需要考虑齿轮传动的工作条件和要求。
3. 齿轮的模数设计齿轮的模数设计是根据传动功率和齿数来确定的。
模数的选择要综合考虑齿轮的强度、装配精度和经济性。
4. 齿轮的强度计算齿轮的强度计算是确定齿轮是否能够承受传递的力矩和载荷的关键。
其中包括表面强度和弯曲强度的计算。
三、齿轮传动的优缺点1. 优点（1）传递功率大：齿轮传动能够传递大的功率，因为齿轮相对于带轮而言，具有更大的传动比。
（2）传动效率高：齿轮传动的效率通常在95%以上，相比其他传动方式具有更高的效率。
（3）传动平稳：齿轮传动没有滑动和弹性变形，因此传动平稳，没有冲击和振动。
（4）传动精度高：齿轮传动具有良好的传动精度，适用于精密传动系统。
2. 缺点（1）噪音较大：齿轮传动在运转时会产生一定的噪音，特别是高速传动时噪音更明显。
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渐开线标准直齿齿形：轮齿的轮廓线就是渐开线。
一：基本概念介绍渐开线：将一端系有铅笔的线缠在圆筒的外周上，然后在线绷紧的状态下将线渐渐放开。
此时，铅笔所画出的曲线即为渐开曲线。
圆筒的外周被称为基圆。
一个示例：8齿渐开线齿轮示例。
将圆筒8等分后，系上8根铅笔，画出8条渐开曲线。
然后，将线向相反方向缠绕，按同样方法画出8条曲线，这就是以渐开曲线作为齿形，齿数为8的齿轮。
当直线沿一圆周作相切纯滚动时，直线上任一点在与该圆固联的平面上的轨迹k0k，称为该圆的渐开线。
渐开线的性质(1)直线NK = 曲线N K0(2) 渐开线上任意一点的法线必切于基圆，切于基圆的直线必为渐开线上某点的法线。
与基圆的切点Ｎ为渐开线在ｋ点的曲率中心，而线段NK是渐开线在点ｋ处的曲率半径。
(3)渐开线齿廓各点具有不同的压力角，点Ｋ离基圆中心Ｏ愈远，压力角愈大。
(4)渐开线的形状取决于基圆的大小，基圆越大，渐开线越平直，当基圆半径趋于无穷大时，渐开线成为斜直线。
（故齿条的齿轮廓线为斜线）(5)基圆内无渐开线。
渐开线的方程式rk为渐开线再任意点K的向径。
模数：模数是决定齿大小的因素。
齿轮模数被定义为模数制轮齿的一个基本参数，是人为抽象出来用以度量轮齿规模的数。
目的是标准化齿轮刀具，减少成本。
直齿、斜齿和圆锥齿齿轮的模数皆可参考标准模数系列表。
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，已标准化。
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，则齿距p越大，轮齿就越大，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。
不同模数的轮齿大小对比。
分度圆：为了便于设计、制造及互换，我们把齿轮某一圆周上的比值规定为标准值(整数或较完整的有理数)，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。
因轮齿分度圆上的齿槽宽e=齿厚s。
故s=e=Πd/2z，故p=2s=2e=Πd/z。
齿轮基础必学知识点
齿轮基础必学知识点
以下是齿轮基础必学的知识点：
1. 齿轮的定义：齿轮是一种用于传递转动的机械元件，它由一组齿数相等、剖面相同的齿排列在轮轴上。
2. 齿轮的作用：齿轮主要用于传递转矩和旋转速度，通过齿轮传动可以改变输入轴和输出轴的转速和转矩。
3. 齿轮的分类：齿轮可以根据齿轮的齿数和齿形来分类，常见的分类包括直齿轮、斜齿轮、蜗杆齿轮等。
4. 齿轮的主要参数：齿轮的主要参数包括模数、齿数、齿宽、压力角等。
这些参数对齿轮的传动效果和强度有重要影响。
5. 齿轮的传动比：齿轮传动比是指输入轴和输出轴的转速比，可以通过齿轮的齿数比来计算。
6. 齿轮的啮合问题：齿轮的啮合是指两个齿轮齿面相互接触和传递转动的过程，啮合过程中需要考虑啮合角和啮合系数等问题。
7. 齿轮的设计原则：齿轮的设计需要考虑传动效率、噪音、强度等因素，通常需要满足一定的设计原则和标准。
8. 齿轮的制造工艺：齿轮的制造工艺包括锻造、车削、滚齿等，不同的工艺对齿轮的精度和强度有不同的要求。
9. 齿轮的润滑和维护：齿轮在运动过程中需要适当的润滑和维护，以
保持正常运转和延长使用寿命。
10. 齿轮的应用：齿轮广泛应用于机械传动领域，如汽车、工程机械、船舶等，也用于其他领域如机械工具、钟表等。
齿轮传动的基础知识总结(三)
一、齿轮传动的工作原理齿轮传动是利用齿轮的啮合传递动力和运动的一种机械传动方式。
它主要由两个或多个齿轮组成，通过齿轮之间的啮合来传递动力和运动。
齿轮传动主要有直齿轮传动、斜齿轮传动、锥齿轮传动、蜗杆传动等多种形式，不同的传动形式有其各自特点和适用范围。
二、齿轮传动的优点1. 传动效率高：齿轮传动由于齿轮啮合的方式，传动效率较高，通常可达到95以上。
2. 精度和稳定性好：齿轮传动具有传动精度高、运行稳定的特点，适用于对传动精度要求较高的场合。
3. 传动比范围广：齿轮传动可以实现多种传动比，适用范围广泛，能够满足不同场合的传动需求。
4. 承载能力大：齿轮传动由于啮合齿轮的设计和制造工艺，具有较大的承载能力，适用于大功率、大扭矩的传动。
三、齿轮传动的缺点1. 噪音大：齿轮传动在工作时会产生一定的噪音，对某些对噪音有严格要求的场合不太适用。
2. 成本较高：齿轮传动的制造和安装成本相对较高，一些小型机械设备可能不适合采用齿轮传动。
3. 需要润滑：齿轮传动在工作时需要一定的润滑条件，如果润滑条件不足，可能会导致齿轮传动寿命缩短。
四、齿轮传动的应用领域齿轮传动广泛应用于机械设备中，包括但不限于：1. 汽车行业：汽车的变速箱、巡航系统等均采用齿轮传动。
2. 工程机械：各类挖掘机、起重机等工程机械设备中也广泛采用齿轮传动。
3. 船舶行业：船舶的主机、辅机等传动系统采用齿轮传动。
4. 机床行业：各类数控机床、加工中心等机床设备的主轴传动系统通常采用齿轮传动。
5. 风力发电：风力发电机组中的传动系统也常采用齿轮传动。
五、齿轮传动的发展趋势1. 齿轮材料的发展：随着材料科学的不断进步，新型的齿轮材料将会逐渐取代传统的材料，提高齿轮传动的使用寿命和可靠性。
2. 精密制造技术的应用：精密制造技术的应用将进一步提高齿轮传动的精度和稳定性。
3. 绿色环保：绿色环保的要求将促使齿轮传动减少噪音、提高传动效率，以满足环保要求和能源节约的需求。
常用机械传动系统的基础知识
•常用机械传动系统的基础知识（一）机械传动的作用是传递运动和力，常用的机械传动类型有齿轮传动、蜗轮蜗杆传动、带传动、链传动、轮系。
1．齿轮传动：齿轮传动的原理是依靠主动轮依次拨动从动轮来实现的。
（1）分类：A、按传动时相对运动为平面运动或空间运动分：①平面齿轮传动（常见的有直齿圆柱齿轮传动、斜齿圆柱齿轮传动、人字齿轮传动，根据齿向，还分为外啮合、内啮合及齿轮与齿条的啮合）②空间齿轮传动（圆锥齿轮传动、交错轴齿轮传动）。
B、按齿轮传动的工作条件分：闭式传动（封闭在刚性的箱体内）、开式传动（齿轮是外露的）。
（2）特点：优点：①适用的圆周速度和功率范围广②传动比准确、稳定、效率高。
③工作可靠性高、寿命长。
④可实现平行轴、任意角相交轴和任意角交错轴之间的传动缺点：①要求较高的制造和安装精度、成本较高。
②不适宜远距离两轴之间的传动。
（3）渐开线标准齿轮基本尺寸的名称有：①齿顶圆②齿根圆③分度圆④摸数⑤压力角等。
（4）轮齿失效形式有以下五种：轮齿折断、齿面点蚀、齿面胶合、齿面磨损、齿面塑性变形。
2．蜗轮蜗杆传动：适用于空间垂直而不相交的两轴间的运动和动力。
（1）分类：A、根据蜗杆螺旋面分为阿基米德螺旋面蜗杆、渐开线螺旋面蜗杆、延伸渐开线螺旋面蜗杆；B、根据蜗杆螺旋线的头数分为单头、双头、多头蜗杆；C、根据螺旋线的旋转方向分为左旋和右旋两种。
（2）特点：优点①传动比大。
②结构尺寸紧凑。
缺点①轴向力大、易发热、效率低。
②只能单向传动。
（3）涡轮涡杆传动的主要参数有：①模数②压力角③蜗轮分度圆④蜗杆分度圆⑤导程⑥蜗轮齿数⑦蜗杆头数⑧传动比等。
（4）蜗杆蜗轮传动正确啮合的条件是蜗杆轴向模数和轴向压力角应分别等于蜗轮的端面模数和端面压力角。
3．带传动：通过中间挠性件（带）传递运动和力，包括①主动轮②从动轮③环形带（1）适用于两轴平行回转方向相同的场合，称为开口运动。
中心距和包角（带与轮接触弧所对的中心角）的概念。
（2）带的型式按横截面形状可分为平带、V带和特殊带三大类。
齿轮知识点图解总结
齿轮知识点图解总结一、齿轮的种类齿轮根据不同的分类标准可以分为多种类型，常见的齿轮包括直齿轮、斜齿轮、蜗杆齿轮、锥齿轮等。
下面通过图解的方式一一介绍各种齿轮的特点和应用领域。
1. 直齿轮直齿轮是最常见的一种齿轮，齿轮的齿直立于齿轮轴线，传动时齿轮之间是平行传动。
直齿轮的特点是传动效率高、噪音小、结构简单，适用于大部分机械传动系统。
2. 斜齿轮斜齿轮的齿轮齿呈斜面，传动时齿轮之间是斜交传动。
斜齿轮的特点是传动平稳、噪音小、传动力矩大，适用于需要高精度传动的场合。
3. 蜗杆齿轮蜗杆齿轮是由蜗杆和蜗轮组成的一种齿轮，蜗杆一般是螺旋状的，蜗轮是蜗杆的齿轮。
蜗杆齿轮的特点是传动比大、传动效率低，适用于需要大传动比的场合，如减速箱。
4. 锥齿轮锥齿轮是齿轮的齿面呈锥面的一种齿轮，传动时齿轮之间是交叉传动。
锥齿轮的特点是传动平稳、传动力矩大，适用于需要变速和转向的场合。
二、齿轮的工作原理齿轮的工作原理主要是依靠齿轮之间的啮合传递动力和运动。
当两个齿轮啮合时，齿轮的齿会相互嵌合，由驱动齿轮传递动力给被动齿轮，从而实现转动。
下面通过图解的方式介绍齿轮的工作原理。
1. 齿轮的啮合齿轮的啮合是指齿轮之间的齿相互嵌合，使得齿轮可以传递动力和运动。
啮合是齿轮传动的基础，它决定了齿轮传动的稳定性和精度。
2. 齿轮的传动齿轮的传动是指驱动齿轮传递动力给被动齿轮，从而实现齿轮的转动。
传动过程中，齿轮的齿相互嵌合，使得动力从驱动齿轮传递到被动齿轮，从而实现齿轮的运动。
三、齿轮的设计要点齿轮的设计是齿轮制造中的关键环节，设计的好坏直接影响齿轮的性能和使用寿命。
齿轮的设计要点包括模数、齿数、齿宽、啮合角、齿形等方面。
下面通过图解的方式介绍齿轮的设计要点。
1. 模数模数是齿轮齿数和齿轮齿距的比值，它决定了齿轮的齿形和啮合性能。
模数越大，齿轮的传动能力越大，但重量和成本也会增加。
2. 齿数齿数是指齿轮上的齿的数量，它决定了齿轮的传动比和传动精度。
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。
齿轮传动-基础知识、习题
第七章齿轮传动7-1 基础知识一、齿轮传动的主要类型及特点齿轮传动是最基本的机械传动形式之一，它的特点是传动准确、可靠、效率高，传递功率和速度的范围大。
齿轮传动按工作条件划分，则可分为：开式齿轮传动、半开式齿轮传动以及闭式齿轮传动。
（1）开式齿轮传动的齿轮完全暴露在外边，因此杂物易于侵入、润滑不良，齿面容易磨损，通常用于低速传动。
（2）半开式齿轮传动装有简单的防护装置，工作条件有一定的改善。
（3）闭式齿轮传动的的齿轮安装在封闭的箱体内，润滑及防护条件最好，常用于重要的场合。
齿轮传动按相互啮合的齿轮轴线相对位置划分，则可分为：圆柱齿轮传动、圆锥齿轮传动以及齿轮齿条传动。
（1）圆柱齿轮传动用于两平行轴之间的传动。
（2）圆锥齿轮传动用于两相交轴之间的传动。
（3）齿轮齿条传动可将旋转运动变为直线运动。
二、齿轮传动的失效形式及设计准则1．齿轮传动的失效形式齿轮传动的失效主要发生在轮齿。
常见的失效形式有：轮齿折断、齿面磨损、齿面点蚀、齿面胶合和塑性变形。
（1）轮齿折断闭式传动中，当齿轮的齿面较硬时，容易出现轮齿折断。
另外齿轮受到突然过载时，也可能发生轮齿折断现象。
提高轮齿抗折断能力的措施有：增大齿根过渡圆角半径及消除加工刀痕；增大轴及支承的刚性；采用合理的热处理方法使齿芯具有足够的韧性；进行喷丸、滚压等表面强化处理。
（2）齿面磨损齿面磨损是开式齿轮传动的主要失效形式之一。
改用闭式齿轮传动是避免齿面磨损的最有效方法。
（3）齿面点蚀齿面点蚀是闭式齿轮传动的主要失效形式，特别是在软齿面上更容易产生。
提高齿面抗点蚀能力措施有：提高齿轮材料的硬度；在啮合的轮齿间加注润滑油可以减小摩擦，减缓点蚀。
（4）齿面胶合对于高速重载的齿轮传动，容易发生齿面胶合现象。
另外低速重载的重型齿轮传动也会产生齿面胶合失效，即冷胶合。
提高齿面抗胶合能力的措施：提高齿面硬度和降低齿面粗糙度值；加强润滑措施，如采用抗胶合能力高的润滑油，在润滑油中加入添加剂等。
齿轮传动基础知识
（3）轮齿抗折断后果：传动失效 （4）提高轮齿抗折断能力的措施
1）d一定时，z↓，m↑；
2）正变位；
齿根厚度↑
3）提高齿面硬度(HB↑)→[σF] ↑；
↑抗弯强度
4）↑齿根过渡圆角半径； ↓应力集中
5）↓表面粗糙度，↓加工损伤；
6）↑轮齿精度； 改善载荷分布
7）↑支承刚度。
.
2.齿面点蚀 常出现在润滑良好的闭式软齿面传动中。
一对相互啮合的齿轮,其模数必须相等.
.
（３） 压力角
压力角：渐开线齿轮啮合时，啮合点的速度方向与啮合点的 受力方向之间所夹的锐角
渐开线上各点压力角不相等，越靠近基圆压力角越小，基圆 上的压力角为零 ，通常所说的压力角是指分度圆上的压力角， 用α表示，国标规定α=20o 所以，分度圆压力角α是决定渐开线齿廓形状的一个基本参数
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。
比较分度圆和节圆、压力角与啮合角的区别
.
齿轮传动的失效主要是轮齿的失效。
轮齿折断 轮齿的失效形式
齿面损伤
齿面接触疲劳磨损（齿面点蚀） 齿面胶合 齿面磨粒磨损
齿面塑性变形
（2）精度低时，振动、噪音大；
（3）不适于中心距大的场合。 .
二、齿轮传动的类型
1.按两轴线位置分
平行轴齿轮传动 (圆柱齿轮传动)
相交轴齿轮传动 （圆锥齿轮传动）
交错轴齿轮传动
外啮合齿轮 ：两轮转ຫໍສະໝຸດ 相反2.按啮合方式 分 内啮合齿轮 ：两轮转向相同
齿条机构
.
3.按轮齿形状分
直齿轮
斜齿轮
齿轮的基本知识与应用(2024版)
精选2021版课件
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渐开线齿轮的啮合
两个标准的渐开线齿轮的分度圆在标准的中心距下 相切啮合。
两轮啮合时的模样，看上去就像是分度圆直径大小 为d1、d2两个摩擦轮（Friction wheels）在传动。但 是，实际上渐开线齿轮的啮合取决于基圆而不是分度 圆。
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渐开线齿轮的优点
即使中心距多少有些误差，也可以正确的啮合。 比较容易得到正确的齿形，加工也比较容易。 因为在曲线上滚动啮合，所以，可以圆滑地传递旋转运动。 只要轮齿的大小相同，一个刀具可以加工齿数不同的齿轮。 齿根粗壮，强度高。
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基圆和分度圆
基圆是形成渐开线齿形的基础圆。分度圆是 决定齿轮大小的基准圆。基圆与分度圆是齿轮 的重要几何尺寸。渐开线齿形是在基圆的外侧 形成的曲线。在基圆上压力角为零度。
分度圆直径 d=zm 齿顶圆直径 da=d+2m 齿根圆直径 df=d-2.5m
分度圆在实际的齿轮
中是无法直接看到的， 因为分度圆是为了决定 齿轮的大小而假设的圆 。
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中心距与齿隙
一对齿轮的分度圆相切啮合时，中心距是两个分度圆
直径的和的一半。
中心距 a=（d1+d2）/2
在齿轮的啮合中，要
现代齿轮技术已达到：齿轮模数0.004～100毫米；齿轮 直径由1毫米～150米；传递功率可达 十万千瓦；转速可达 十万转/分；最高的圆周速度达300米/秒。
国际上，动力传动齿轮装置正沿着小型化、高速化、标准 化方向发展。特殊齿轮的应用、行星齿轮装置的发展、低振 动、低噪声齿轮装置的研制是齿轮设计方面的一些特点。
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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，通过齿轮之间的啮合来传递力量和转速。
其基本原理如下：
1. 齿轮的作用：齿轮是一种带有齿条的圆盘状零件，其主要作用是传递运动和力量。
齿轮分为驱动齿轮和从动齿轮两种类型。
2. 啮合传动：驱动齿轮和从动齿轮之间的齿条通过啮合，使得两个齿轮同步运动。
齿轮啮合是通过齿轮的齿条与齿条之间的相互接触来实现的。
3. 转速传递：由于齿轮上的齿条数量不同，驱动齿轮和从动齿轮的转速也不同。
转速传递的基本原理是，两个齿轮之间的转矩和功率保持不变，但转速之间存在一定的比例关系。
4. 齿轮传动的比例关系：齿轮传动的转速比由两个齿轮的齿条数量决定。
当驱动齿轮和从动齿轮的齿条数量分别为N1和
N2时，转速比为N2/N1。
转速比决定了从动齿轮的转速相对
于驱动齿轮的转速是加速还是减速。
5. 动力传递：驱动齿轮通过与从动齿轮的啮合，将力量传递给从动齿轮。
当驱动齿轮受到外力作用时，齿轮之间的啮合迫使从动齿轮跟随转动，从而实现力量传递。
总之，齿轮传动通过齿轮间的啮合来传递力量和转速，利用齿轮的不同齿条数量和大小实现转速比的变化。
齿轮传动以其稳定可靠、传动效率高等特点，在机械传动领域得到广泛应用。
齿轮基础知识资料
1
n
点p是两齿轮廓在点K接触时的相 对速度瞬心，
故有 Vp=1o1p=2o2p
k
(P12) p k1
i12
1 2
O2P O1P
n
2
由此可见，两轮的瞬时传动比与瞬时接触
点的公法线把连心线分成的两段线段成反比。 o2
ω2 P23
齿廓啮合基本定律
要使两齿轮的瞬时传动比为一
常数，则不论两齿廓在任何位置接
齿根圆— df、rf
pk sk ek
rb
rf ra
齿厚— sk 任意圆上的弧长
齿槽宽— ek 弧长
O
齿距(周节— pk= sk +ek 同侧齿廓弧长
4-3 渐开线标准齿轮的基本参数和几何尺寸
p
法向齿距(周节) — pn= pb
se ha h hf
分度圆
—人为规定的计算基准圆
表示符号： d、r、s、e，p= s+e
设一齿轮的齿数为 z，其任一圆的直径为di ，该圆
上的齿距为pi，则
di
pi
z
• 模数—— 人为地把 pi / 规定为一些简单的有理数，
m=4 z=16 m=2 z=16
模 数 的 单 位 ： mm ， 它是决定齿轮尺寸 的一个基本参数。 齿数相同的齿轮， 模数大，尺寸也大。
作者：潘存云教授
m=1 z=16
2.基本参数
尺寸相同的齿轮，模数大，齿数少。模数小，
齿数多。
为了便于制造、检验和互换使用，国标GB1357-87 规定了标准模数系列。
标准模数系列表（GB1357－87）
0.1 0.12 0.15 0.2 0.25 0.5 0.4 0.5 0.6 0.8 第一系列 1 1.25 1.5 2 2.5 3 4 5 6 8
齿轮知识点总结大全
齿轮知识点总结大全一、齿轮的定义齿轮是一种机械传动元件，由一个或多个齿轮组成，用于传递动力和转速。
它们通常是金属制成，具有一定的硬度和耐磨性，可在高速运动和高负荷下可靠地工作。
二、齿轮的分类1. 按齿轮轴的位置划分：（1）平行轴齿轮：齿轮轴线平行。
（2）垂直轴齿轮：齿轮轴线成直角。
（3）斜齿轮：齿轮轴线不平行也不相交。
2. 按齿轮的形状划分：（1）圆柱齿轮：齿轮齿的咬合线为直线。
（2）锥齿轮：齿轮齿的咬合线为斜线。
（3）蜗杆齿轮：由蜗杆和蜗轮组成。
3. 按齿轮齿数划分：（1）小齿轮：齿数较少。
（2）大齿轮：齿数较多。
4. 按齿轮传动形式划分：（1）齿轮齿和链轮齿。
（2）齿轮和滚子链传动。
5. 按齿轮副的类型划分：（1）外啮合齿轮副。
（2）内啮合齿轮副。
（3）混合啮合齿轮副。
三、齿轮的参数1. 齿轮的模数（m）：模数是齿轮齿数和齿轮直径的比值，常用来确定齿轮的大小。
2. 齿轮的齿数（z）：齿数是齿轮上齿的数量，齿数与模数和齿轮直径有直接关系。
3. 齿轮的齿宽（b）：齿轮齿的宽度，影响齿轮的承载能力。
4. 齿轮的分度圆直径（d）：分度圆直径是齿轮上齿的根部圆与齿轮轴线的距离。
5. 齿轮的法向齿距（P）：同一齿轮上相邻两个齿的顶部和底部之间的距离。
6. 齿轮的齿面硬度：齿轮齿面的硬度应适中，以保证齿面耐磨和承受载荷。
四、齿轮的原理1. 齿轮的啮合原理：两个啮合的齿轮之间，齿与缝的形状是特定的，称为啮合曲线，其形状决定了齿轮的传动特性。
2. 齿轮的传动比：传动比是驱动轮和从动轮的转速之比，可以通过齿轮的齿数比来计算。
3. 齿轮的传动效率：齿轮传动的效率是指输入功率和输出功率的比值，取决于齿轮的设计和加工质量。
4. 齿轮的传动稳定性：齿轮传动的稳定性受制于载荷和齿轮的设计，有时需要采取一定的减振和降噪措施。
5. 齿轮的传动可靠性：齿轮传动的可靠性是指在一定时间内不发生故障的能力，取决于齿轮的材料和制造工艺。
齿轮基础知识
四、齿轮加工
1、齿轮材料
齿轮的齿体应有较高的抗折断能力，齿面应有较强的抗点蚀、抗磨损和较高 的抗胶合能力，即要求：齿面硬、芯部韧 。 45钢 锻钢 中碳合金钢 最常用，经济、货源充足 35SiMn、40MnB、40Cr等 20Cr、20CrMnTi等
金属 材料 非金属 材料
低碳合金钢 铸钢
铸铁
ZG310-570、ZG340-640等
长计。齿侧间隙是齿轮设计的重要参数之
一，直接影响齿轮啮合的噪音。 微车的齿侧间隙为0.1mm~0.12mm 齿侧间隙越大，运行时冲击震动越大， 所以噪音大； 轿车的齿侧间隙为0.06~0.08mm 齿侧间隙越小，齿面摩擦挤压的几率更 大，所以有啸叫声。 ——齿侧间隙的大小取决于齿厚和齿轮副中心距大小。
：内径 利用螺旋副原理，通过旋转塔形阿基米德螺旋体或移动锥体使三个测 量爪作径向位移，使其与被测内孔接触，对内孔尺寸进行读数的内径千 分尺。
三爪内测千分尺
三、齿轮精度与测量
4、齿轮精度测量
：模数m
齿轮千分尺测量模数m
三、齿轮精度与测量
4、齿轮精度测量
：圆柱度测量仪
1、精度： 分辨率0.03um 转台回转精度≤0.04um 立柱平行度精度＜1um/500mm 2、测量原理及功能 圆度仪是以精密回转中心线为回转测 量基准，精密直线导轨为直线测量基准， 通过位于直线运动导轨上的位移传感器， 测量圆柱体表面若干截面在不同转角位置 上的实际轮廓至回转中心线半径的变化量。 3、作用： 可测量圆度、柱度、同轴度同心度、直 线度、平行度、垂直度、跳动等参数。
公差组可取不同等级。
8－8－7－FL 精度标注示例：
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
齿厚下偏差代号L
齿轮基础知识
1) 什么是「模数」？ ★模数表示轮齿的大小。 模数是分度圆齿距与圆周率（π）之比,单位为毫米(mm)。 除模数外,表示轮齿大小的还有ＣＰ（周节：Circular pitch）与ＤＰ（径节：Diametral pitch）。 齿距是相邻两齿上相当点间的分度圆弧长。 2) 什么是「分度圆直径」？ ★分度圆直径是齿轮的基准直径。 决定齿轮大小的两大要素是模数和齿数、 分度圆直径等于齿数与模数(端面)的乘积。 过去,分度圆直径被称为基准节径。最近,按ISO标准,统一称为分度圆直径。 3) 什么是「压力角」？ ★齿形与分度圆交点的径向线与该点的齿形切线所夹的锐角被称为分度圆压力角 。一般所说的压力角,都是指分度圆压力角。 最为普遍地使用的压力角为２０°,但是,也有使用１４．５°、１５°、１７．５°、２２．５°压力角的齿轮。 4) 单头与双头蜗杆的不同是什么？ ★蜗杆的螺旋齿数被称为「头数」,相当于齿轮的轮齿数。 头数越多,导程角越大。 5) 如何区分Ｒ（右旋）?Ｌ（左旋）？ ★齿轮轴垂直地面平放, 轮齿向右上倾斜的是右旋齿轮、 向左上倾斜的是左旋齿轮。 6) Ｍ（模数）与ＣＰ（周节）的不同是什么？ ★ＣＰ（周节：Circular pitch）是在分度圆上的圆周齿距。单位与模数相同为毫米。 ＣＰ除以圆周率（π）得Ｍ（模数)。 Ｍ（模数）与ＣＰ得关系式如下所示。 Ｍ（模数)＝ＣＰ／π（圆周率） 两者都是表示轮齿大小的单位。 7)什么是「齿隙」？ ★一对齿轮啮合时,齿面间的间隙 。 齿隙是齿轮啮合圆滑运转所必须的参数。 8) 弯曲强度与齿面强度的不同是什么？ ★齿轮的强度一般应从弯曲和齿面强度的两方面考虑。 弯曲强度是传递动力的轮齿抵抗由于弯曲力的作用,轮齿在齿根部折断的强度。 齿面强度是啮合的轮齿在反复接触中,齿面的抗摩擦强度。 9) 弯曲强度和齿面强度中,以什么强度为基准选定齿轮为好？
1、齿轮传动的基本知识(2024版)
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
二、斜齿轮的基本参数
3.压力角 ：
tgat
AB BB'
,
tga
n
AC CC'
AC AB cos
∵BB’=CC’
tga n
AC CC'
二、正确啮合的条件
保证前后两对轮齿有可能同时在啮
合线上相切接触。一对齿轮连续顺ຫໍສະໝຸດ 利地传动，需要各对轮齿依次正确
啮合而互不干扰。如图所示，B1B2
是啮合线的实际长度，若每对齿轮
的基圆齿距都不相等，则必会出现
齿廓的局部重叠或过大间隙，即发
生卡死（pb1<pb2）或冲击（ pb1 >
pb2 ）的现象。因此，为保证齿轮的
=
—co—sa— cosa'
a'
r2'
② ∵ rb1 + rb2 = r1cosa + r2cosa
r1'cosa' + r2'cosa'
∴ a'cosa' = a cosa
r O1 b1 a'
P
rb2
O2
分度圆、节圆、 压力角、啮合角
5.齿轮与齿条啮合传动
分度圆与节线相切
特点 啮合线切于齿轮基圆并垂直于齿条齿廓 标准安装或非标准安装 d = d a = a
高级制齿工
齿轮技术基础
齿轮传动的基本知识（部分）
概述
• 齿轮是大家都十分熟悉的一个名词，对于齿 轮的形状，我们大家并不陌生，同时也知道 几乎所有的机器上都有齿轮的应用。但是， 对于各种各样的齿轮各有什么特点，为什么 应用的这么广泛，我们如何才能对其进行科 学的分类等等，我们也许不太清楚，或者说 不能用科学的语言对其进行描述。那么这一 节中我们就要来了解这些内容，这些内容也 是我们对齿轮进行进一步讨论所必须的。
齿轮基础知识及齿轮测量基础知识
热处理工艺对齿轮性能影响
热处理工艺
包括淬火、回火、渗碳、氮化等，可以改善齿轮的硬度、耐磨性、抗疲劳性能等 。
影响
正确的热处理工艺可以显著提高齿轮的使用寿命和可靠性，而错误的热处理工艺 则可能导致齿轮早期失效。因此，在制定热处理工艺时，应充分考虑齿轮的材料 、尺寸、精度等因素。
03 齿轮精度标准与测量方法
如基节测量、公法线长度测量等，可根据具 体需求选择合适的测量方法。
测量误差分析和处理
误差来源
01
包括仪器误差、环境误差、操作误差等，需要对这些误差进行
分析和控制。
误差处理
02
采用合适的数学方法和软件对测量数据进行处理，以减小误差
对测量结果的影响。
不确定度评定
03
对测量结果的不确定度进行评定，以了解测量结果的可靠性和
圆锥齿轮
圆锥齿轮的齿形呈圆锥形，通常用于相交轴之间的传动。圆锥齿轮具有 传动比稳定、结构紧凑等优点，但制造难度较大。
03
蜗杆蜗轮
蜗杆蜗轮是一种特殊的齿轮传动形式，其中蜗杆为螺旋状齿轮，蜗轮则
类似于斜齿轮。蜗杆蜗轮传动具有传动比大、结构紧凑、自锁性好等特
点，但传动效率相对较低。
齿轮参数术语解释
模数
模数是表示齿轮大小的一个基本参数，它决定了齿轮的齿距和齿高。 模数越大，齿轮的承载能力越强，但制造难度也相应增加。
测量误差来源及控制措施
误差来源
齿轮测量误差主要来源于测量仪器的 精度、被测齿轮的制造误差、测量环 境的影响等因素。
校验与修正
对于测量结果，需要进行校验和修正， 以消除系统误差和随机误差的影响。
实际案例分析
案例一
某企业生产的齿轮在测量时发现齿形误差较大，经过分析发现是由于齿轮加工过程中刀具 磨损导致的。企业采取了更换刀具、优化加工工艺等措施，最终解决了问题。
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什么问题？ 23、试述齿轮传动的设计准则（计算准则） 。 24、 影响齿面接触疲劳强度和齿根弯曲疲劳强度的主要因素各有哪些？提高接触疲劳强度和 弯曲疲劳强度的主要措施各有哪些？ 25、 按什么原则进行直齿锥齿轮传动的强度计算？直齿锥齿轮传动和直齿圆柱齿轮传动的强 度计算有何异同？ 26、总结直齿、斜齿圆柱齿轮传动受力分析的特点和规律。 27、直齿圆锥齿轮传动受力分析的特点和规律，与圆柱齿轮的受力分析比较有何特点？ 28、直齿圆柱齿轮传动大、小齿轮的接触应力关系如何？弯曲应力关系如何？ 29、斜齿轮和直齿圆锥齿轮的当量齿数如何计算？ 30、设计齿轮传动时，下列参数中哪些应圆整或标准化？哪些应精确计算？ 斜齿轮的模数、齿数、当量齿数、螺旋角、分度圆直径、齿顶圆直径、齿宽。
系数 YFa、只取决于轮齿的形状（与齿数 z 和变位 x 系数有关） ，而与模数大小无关。 8、斜齿圆柱齿轮 斜齿圆柱齿轮齿面不发生疲劳点蚀的条件和直齿圆柱齿轮强度计算公式的推导出发点 相似，但有以下几点不同： 合力 Fn 在法面内垂直于齿面，故啮合点的曲率半径应代以法向 曲率半径ρn1、ρn2；啮合线总长 L 受εα和εβ的共同影响，且随啮合点位置不同而变化； 接触线倾斜有利于提高其疲劳强度，用螺旋角系数 Zβ加以考虑 。 斜齿圆柱齿轮螺旋角的取值范围是β=8°∼25°。 9、直齿圆锥齿轮传动 直齿圆锥齿轮传动的特点： 沿齿宽方向的齿廓大小与其锥顶的距离成正比； 轮齿刚度大 端大，小端小，故沿齿宽方向的载荷分布不均匀；制造精度较低；振动、噪声都较大，故圆 周速度不宜过高。 直齿圆锥齿轮传动的简化计算：将一对直齿圆锥齿轮传动转化为一对当量直齿圆柱齿轮 传动。 用圆锥齿轮齿宽中点处的当量直齿圆柱齿轮代替该锥齿轮， 其分度圆半径即为齿宽中 点处的背锥母线长，模数为齿宽中点的平均模数 mm，法向力即为齿宽中点处的合力 F n。 10、齿轮传动的功率损失主要包括： 啮合中的摩擦损失；油阻损失；轴承中的摩擦损失。
一、知识点分析
1、齿轮传动的优缺点： (1)、优点：效率高；工作可靠，寿命长；瞬时传动比为常数；结构紧凑；功率和速度范围 很广。 (2)、缺点：精度低时，振动和噪声较大；生产成本较高，制造和安装要求高；不适用于中 心距大的传动。 2、齿轮传动的类型： 按轴的布置方式分：平行轴齿轮传动，相交轴齿轮传动，交错轴齿轮传动 按齿线相对于齿轮母线方向分：直齿，斜齿，人字齿，曲线齿 按齿轮传动工作条件分：闭式传动，开式传动，半开式传动 按齿廓曲线分：渐开线齿，摆线齿，圆弧齿 按齿面硬度分：软齿面(≤350HB） ，硬齿面(>350HB） 3、齿轮传动应满足的基本要求 承载能力高：要求在尺寸小、重量轻的前提下，轮齿的强度高、耐磨性好，在预定的使用 期限内不出现断齿等失效现象。 4、齿轮传动的主要参数： 基本齿廓、模数、中心距、传动比、齿数比、变位系数。 5、齿轮传动的失效形式： 主要有轮齿折断和齿面损伤两大类。分为：轮齿折断、齿面点蚀、齿面胶合、齿面磨粒磨 损、齿面塑性流动。 轮齿折断：发生在齿根部位，受拉应力一侧。它是硬齿面闭式齿轮传动和开式齿轮传动的主 要失效形式之一。轮齿折断的类型：疲劳折断和过载折断，全齿折断和局部折断。 齿面点蚀： 发生在节线附近靠近齿根部位的部分表面上。 它是软齿面闭式齿轮传动的主要失 效形式。 齿面胶合：它是高速重载或低速重载齿轮传动的主要失效形式。 磨粒磨损：它是开式齿轮传动的主要失效形式。 6、载荷计算 影响动载荷 KV 大小的主要因素：齿轮的圆周速度、质量、精度等级。齿轮的圆周速度越高， 精度越低，质量越大，动载荷越大。 影响齿间载荷分配系数 Kσ大小的主要因素：轮齿的啮合刚度、基圆齿距误差、跑合量、修 缘量等因素。 7、齿面接触疲劳强度计算 齿面接触疲劳强度计算通常以节点为计算点。齿轮传动的接触疲劳强度取决于齿轮的直径 （或中心距） ；模数大小（轮齿的厚薄）决定了轮齿的弯曲疲劳强度。 重合度系数 Zε考虑重合度对单位齿宽载荷的影响；弹性系数 ZE 考虑弹性模量 E 和泊松比μ 对接触应力的影响；节点区域系数 ZH 用以考虑节点处的齿廓曲率对接触应力的影响；齿形
齿轮传动
本章主要内容是平行轴圆柱齿轮传动， 直齿圆锥齿轮传动设计。 掌握齿轮传动的失效形 式和计算准则，掌握齿轮传动的主要参数及选择，齿轮传动的载荷系数、载荷计算和受力分 析， 掌握圆柱齿轮齿面接触疲劳强度的计算与轮齿弯曲疲劳强度的计算； 了解直齿圆锥齿轮 齿面接触疲劳强度与轮齿弯曲疲劳强度的计算，了解齿轮传动的润滑、效率、结构问题，齿 轮传动的类型及特点。
二、思考题
1、与带传动、链传动比较，齿轮传动有哪些优、缺点？ 2、齿轮传动按不同的分类方法各分为哪几类？ 3、齿轮传动应满足哪些基本要求？ 4、得到硬齿面的热处理方法有哪些？ 5、什么叫软齿面齿轮、硬齿面齿轮？软齿面齿轮传动中，小齿轮的硬度为什么比大齿轮的 硬度高数十个 HB 单位？ 6、斜齿圆柱齿轮传动中，中心距、模数、齿数、螺旋角的关系是什么？ 7、齿面点蚀首先发生在什么部位？为什么？为防止点蚀可采取哪些措施？ 8、轮齿折断有几种？简述齿根疲劳折断的原因及预防措施。 9、什么是收敛性点蚀、扩展性点蚀？设计中要防止哪种点蚀发生？ 10、斜齿圆柱齿轮传动的轴向力方向如何判断？大小（公式）如何计算？ 11、使用系数 KA 和哪些因素有关？ 12、动载荷系数 KV 和哪些因素有关？ 13、Kα、Kβ又和哪些因素有关？ 14、ZE、ZH、Zε、ZN 和哪些因素有关？ 15、YFa、YSa、Yε、Yβ、YN 和哪些因素有关？ 16、小齿轮齿数 z1 如何选择？ 17、汽车自动变速箱的行星齿轮机构中的行星齿轮齿数取 9∼11 个，为什么？ 18、 齿面接触疲劳强度计算中， 为什么要以节点处的齿面接触应力作为齿面接触疲劳强度的 计算应力？ 19、 试述直齿圆柱齿轮齿面接触疲劳强度校核公式中各项参数的物理意义； 在齿面接触疲劳 强度计算中，若大小齿轮的许用应力不相等，应代入哪个值计算？ 20、计算一对圆柱齿轮传动的大、小齿轮的接触疲劳强度时，其计算公式是否一样，应注意 什么问题？ 21、试述直齿圆柱齿轮齿根弯曲疲劳强度校核公式中各项参数的物理意义。 22、计算一对圆柱齿轮传动的大、小齿轮的弯曲疲劳强度时，其计算公式是否一样，应注意