齿轮传动
齿轮传动
接触面↓，承载能力↓
传动失效
改善措施：
1）HB↑——[σH] ↑ 2）↑ρ（综合曲率半径） 3）↓表面粗糙度，↑加工精度 4）↑润滑油粘度 ↑接触强度
3.齿面的胶合：
齿面粘连后撕脱
原因：
高速重载；滑动速度大； 散热不良；齿面金属熔化粘连 后撕脱——热胶合 低速重载，由于齿面间油膜 破坏，也会出现胶合——冷胶合
交错轴斜齿轮传动
蜗 轮 蜗 杆 传 动
8avi
4、按齿轮啮合方式
直 齿 圆 柱 齿 轮 传 动
外齿轮 外啮合齿轮传动 内齿轮 内啮合齿轮传动
齿轮齿条啮合
齿
条Байду номын сангаас
5、按齿轮传动工作条件
◆ 闭式齿轮传动
◆
开式齿轮传动
6、按齿轮圆周速度高低
◆ ◆ ◆ 极低速齿轮传动 低速齿轮传动 中速齿轮传动 小于0.5 m/s
——蜗杆的螺旋升角；
d1 ——蜗杆直径,有标准值，mm； n1 ——蜗杆转速,r/min。
由上式可见，Vs值较大，而且这种滑动是沿着齿长方向 产生的，所以容易使齿面发生磨损及发热，致使齿面产生胶 合而失效。因此，蜗杆传动最易出现的失效形式是磨损和胶 合。当蜗轮齿圈的材料为青铜时，齿面也可能出现疲劳点蚀。 在开式蜗杆传动中，由于蜗轮齿面遭受严重磨损而使轮齿变 薄，从而导致轮齿的折断。 在一般情况下，由于蜗轮材料强度较蜗杆低，故失效大多 发生在蜗轮轮齿上。 避免蜗杆传动失效的措施有：供给足够的和抗胶合性能好 的润滑油；采用有效的散热方式；提高制造和安装精度；选 配适当的蜗杆和蜗轮副的材料等。
原因：σH＞[σH]
脉动循环应力 1）齿面受多次交变应力作用，产生接触疲劳裂纹； 2）节线处常为单齿啮合，接触应力大； 3）节线处为纯滚动，靠近节线附近滑动速度小，油膜不易形成，
齿轮传动
齿轮传动第一节、齿轮传动的类型及应用一、概念：齿轮机构是由齿轮副组成的传递运动和动力的装置。
二、齿轮传动的类型：（一）两轴平行：按轮齿方向分为直齿圆柱齿轮传动、斜齿圆柱齿轮传动按啮合情况分为人字齿圆柱齿轮传动、外啮合齿轮传动、内啮合齿轮传动（二）两轴不平行时：相交轴齿轮传动齿轮的种类很多，可以按不同方法进行分类。
（1） 根据轴的相对位置，可分为两大类：即平面齿轮传动（两轴平行）与空间齿轮传动（两轴不平行时）（2）按工作时圆周速度的不同，分低速、中速、高速三种。
（3）按工作条件不同，分为闭式齿轮传动（封闭在箱体内，并能保证良好润滑的齿轮传动）、半开式齿轮传动（齿轮浸入油池，有护罩，但不封闭）和开式齿轮传动（齿轮暴露在外，不能保证良好的润滑）三种。
（4）按齿宽方向齿与轴的歪斜形式，分直齿、斜齿和曲齿三种。
（5）按齿轮的齿廓曲线不同，分为渐开线齿轮、摆线齿轮和圆弧齿轮等几种。
（6）按齿轮的啮合方式，分为外啮合齿轮传动、内啮合齿轮传动和齿条传动。
三、齿轮传动的应用：1、传动比：122112z z n n i == 式中n1、n2表示主从动轮的转速，z1、z2表示主从动轮的齿数2、应用特点：优点：缺点：第二节、渐开线齿廓一、齿轮传动对齿廓曲线的基本要求：一是传动要平稳，二是承载能力要强二、渐开线的形成、性质：1、渐开线的形成：2、渐开线的性质：三、渐开线齿廓啮合基本定律：四、渐开线齿廓的啮合特点：1、传动比恒定2、3、4、第三节、渐开线标准直齿圆柱齿轮的基本参数和几何尺寸计算【复习】1、齿轮传动的分类及特点2、渐开线齿轮的性质【新授】一、齿轮各部分的名称：1、齿槽：2、齿顶圆：3、齿根圆：4、齿厚：5、齿槽宽：6、分度圆：7、齿距：8、齿高：9、齿顶高：10、齿根高：11、齿宽：二、主要参数：1、齿形角就单个齿轮而言，在端平面上，过断面齿廓上任意一点的径向直线与齿廓在该点的切线所夹的锐角为该点的齿形角。
分度圆压力角——齿形角——2、齿数Z——一个齿轮的牙齿数目即齿数。
齿轮传动
Kα取决于轮齿刚度、pb误差、修缘量等。
KHα——用于σH KFα ——用于σF
10-4 齿轮传动的计算载荷
26
4、齿向载荷分配系数Kβ 考虑使轮齿沿接触线产生载荷分布不均匀现象。 制造方面：齿向误差 影响因素 安装方面：轴线不平行等 使用方面：轴变形、轮齿变形、支承变形等
讨论：
a）轴承作非对称布置时， 弯曲变形对Kβ的影响。
10-2 齿轮传动的失效形式及设计准则 6
失效形式
齿轮的失效发生在轮齿，其它部分很少失效。
失效形式
轮齿折断 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
齿面塑性流动 一、轮齿折断
常发生于闭式硬齿面或开式传动中。
现象：①局部折断 ②整体折断
10-2 齿轮传动的失效形式及设计准则 7
3、有良好的加工工艺性，便于齿轮加工。 1）大直径d＞400 用ZG 2）大直径齿轮：齿面硬度不宜太高，HB＜200，以免中途换刀
4、材料易得、价格合理。 举例：起重机减速器：小齿轮45钢调质 HB230~260 大齿轮45钢正火 HB180~210 机床主轴箱：小齿轮40Cr或40MnB 表淬 HRC50~55 大齿轮40Cr或40MnB 表淬 HRC45~50
第十章 齿 轮 传 动
§10-1 齿轮传动概述 §10-2 齿轮传动的失效形式及设计准则 §10-3 齿轮的材料及其选择原则 §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
动载系数
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。
齿轮传动
齿轮传动科技名词定义中文名称：齿轮传动英文名称：gear drive 定义：利用齿轮传递运动和动力的传动方式。
应用学科：机械工程（一级学科）；传动（二级学科）；齿轮传动（三级学科）以上内容由全国科学技术名词审定委员会审定公布求助编辑百科名片齿轮传动是利用两齿轮的轮齿相互啮合传递动力和运动的机械传动。
具有结构紧凑、效率高、寿命长等特点。
（一）特点齿轮传动是利用两齿轮的轮齿相互啮合传递动力和运动的机械传动。
按齿轮轴线的相对位置分平行轴圆柱齿轮传动、相交轴圆锥齿轮传动和交错轴螺旋齿轮传动。
具有结构紧凑、效率高、寿命长等特点。
齿轮传动是指用主、从动轮轮齿直接、传递运动和动力的装置。
在所有的机械传动中，齿轮传动应用最广，可用来传递相对位置不齿轮传动远的两轴之间的运动和动力。
齿轮传动的特点是：齿轮传动平稳，传动比精确，工作可靠、效率高、寿命长，使用的功率、速度和尺寸范围大。
例如传递功率可以从很小至几十万千瓦；速度最高可达300m/s；齿轮直径可以从几毫米至二十多米。
但是制造齿轮需要有专门的设备，啮合传动会产生噪声。
（二）类型（1）根据两轴的相对位置和轮齿的方向，可分为以下类型：<1>直齿圆柱齿轮传动；<2> 斜齿圆柱齿轮传动<3>人字齿轮传动；<4>锥齿轮传动；<5>交错轴斜齿轮传动。
（2）根据齿轮的工作条件，可分为：<1>开式齿轮传动式齿轮传动，齿轮暴露在外，不能保证良好的润滑。
<2>半开式齿轮传动，齿轮浸入油池，有护罩，但不封闭。
<3>闭式齿轮传动，齿轮、轴和轴承等都装在封闭箱体内，润滑条件良好，灰沙不易进入，安装精确，轮传动有良好的工作条件，是应用最广泛的齿轮传动。
齿轮传动可按其轴线的相对位置分类。
齿轮传动按齿轮的外形可分为圆柱齿轮传动、锥齿轮传动、非圆齿轮传动、齿条传动和蜗杆传动。
按轮齿的齿廓曲线可分为渐开线齿轮传动、摆线齿轮传动和圆弧齿轮传动等。
齿轮传动知识点总结
齿轮传动知识点总结1. 齿轮传动的结构齿轮传动由两个或多个啮合的齿轮组成，通常包括主动轮和从动轮。
主动轮一般由电机或其他动力源驱动，从动轮则是被动接受主动轮的传动力。
齿轮的结构包括齿轮齿数、模数、齿扭角等参数。
齿轮传动的结构设计需要根据具体的工作条件和要求来确定，包括传动比、传动效率、传动精度等。
2. 齿轮传动的工作原理齿轮传动的工作原理是利用齿轮的啮合运动传递动力。
当主动轮转动时，通过齿轮的啮合，从动轮也会产生相应的转动。
齿轮传动的工作原理可以利用啮合轮的圆周速度比来描述，即主动轮和从动轮的圆周速度之比等于它们的齿数之比，即V1/V2=N1/N2。
3. 传动比的计算传动比是齿轮传动的一个重要参数，它表示主动轮转速与从动轮转速之比。
传动比的计算通常根据齿轮的齿数来确定，传动比等于主动轮齿数与从动轮齿数之比，可以通过传动比来调整传动系的转速。
传动比的计算对于齿轮传动的设计和选型非常重要。
4. 齿轮材料齿轮传动的工作环境通常要求齿轮具有良好的强度和耐磨性，因此齿轮的材料选型是一个重要的设计参数。
常用的齿轮材料包括钢、铸铁、铜合金、尼龙等。
不同的工作环境和要求需要选择不同的齿轮材料，并通过表面处理来提高齿轮的耐磨性和强度。
5. 齿轮的设计齿轮的设计是齿轮传动系统设计的关键环节，它需要考虑齿轮的啮合黏着条件、载荷及强度等参数。
齿轮的设计包括齿轮的模数、压力角、齿宽、齿顶高、齿根圆径等，通过这些参数的设计来满足齿轮传动系统的工作要求和性能指标。
总的来说，齿轮传动作为一种重要的动力传递机构，在工程设计和生产制造中得到了广泛的应用。
齿轮传动的结构、工作原理、传动比的计算、齿轮材料和齿轮的设计等方面都是齿轮传动设计中需要重点考虑的问题。
通过对齿轮传动知识的全面了解和掌握，能够有效地提高工程设计和生产制造的效率和质量，并为工程技术人员在实际工作中提供有效的参考和指导。
第九章 齿轮传动
⌢⌢ BK = AB
2、发生线即是渐开线任意点的法线， 又是基圆的切线。 3、渐开线齿廓接触点的法线与该点速 度方向线所夹的锐角 α 称为该点压 k 力角。
cos α k = OB rb = OK rk
4、基圆内无渐开线。 5、切点B是K点的曲率中心， 线段BK是K点的曲率半径。
2、渐开线的特性 、
§ 9.5.4齿轮传动精度的选择
§ 9.6.1 轮齿的失效形式
• 1 轮齿折断 发生在齿根部分： 齿根弯曲应力最 大、受到脉动循 环或对称循环的 变应力；有应力 集中。 严重过载或大的 冲击载荷。
2 齿面疲劳点蚀
• 对于开式齿轮传动，因其齿 面磨损的速度较快，当齿面 还没有形成疲劳裂纹时，表 层材料已被磨掉，故通常见 不到点蚀现象。因此，齿面 点蚀一般发生在软齿面闭式 齿轮传动中。
3齿面磨损 齿面磨损
• 齿面磨损是开式齿 轮传动的主要失效 形式。 形式。
4 齿面胶合
• 齿面胶合通常出现在齿 面相对滑动速度较大的 齿顶和齿根部位。 齿顶和齿根部位。齿面 发生胶合后，也会使轮 齿失去正确的齿廓形状， 从而引起冲击、振动和 噪声并导致失效。
§ 9.6.2
齿轮材料
1．锻钢 锻钢 锻钢因具有强度高、韧性好、便于制造、便于热处理等 优点，大多数齿轮都用锻钢制造。 (1)软齿面齿轮：齿面硬度<350HBS，常用中碳钢和中碳 合金钢，如45钢．40Cr，35SiMn等材料，进行调质或正火 处理。这种齿轮适用于强度。精度要求不高的场合，轮坯 经过热处理后进行插齿或滚齿加工，生产便利、成本较低。 在确定大．小齿轮硬度时应注意使小齿轮的齿面硬度比 大齿轮的齿面硬度高30一50HBS，这是因为小齿轮受载荷 次敷比大齿轮多，且小齿轮齿根较薄．为使两齿轮的轮齿 接近等强度，小齿轮的齿面要比大齿轮的齿面硬一些。
齿轮传动的概念
齿轮传动的概念齿轮传动是一种机械传动方式，它通过齿轮的啮合来传递动力和运动。
齿轮传动具有许多优点，如高效率、高精度、高可靠性、低噪音等，因此在各种机械系统中得到了广泛的应用。
一、齿轮传动的类型齿轮传动可以根据不同的分类方式分为多种类型。
常见的分类方式有：1.平行轴齿轮传动：这种类型的齿轮传动适用于两个平行轴之间的动力传递。
它包括直齿圆柱齿轮传动、斜齿圆柱齿轮传动、人字齿圆柱齿轮传动等。
2.相交轴齿轮传动：这种类型的齿轮传动适用于两个相交轴之间的动力传递。
它包括直齿锥齿轮传动、斜齿锥齿轮传动等。
3.空间齿轮传动：这种类型的齿轮传动适用于三个轴线不在同一平面内的动力传递。
它包括交错轴斜齿轮传动、准双曲面齿轮传动等。
二、齿轮传动的特点齿轮传动作为一种常见的机械传动方式，具有以下特点：1.高效率：齿轮传动的啮合紧密，动力传递效率高，一般在95%以上。
2.高精度：齿轮传动的精度较高，能够保证准确的运动和动力传递。
3.高可靠性：齿轮传动的结构简单，使用维护方便，寿命长，可靠性高。
4.低噪音：齿轮传动的啮合过程平稳，噪音较低。
5.适用范围广：齿轮传动适用于各种功率和转速的机械系统，能够满足各种不同的需求。
三、齿轮传动的应用齿轮传动在各种机械系统中得到了广泛的应用，如：1.汽车：汽车中的变速器、驱动桥等都是采用齿轮传动来实现动力的传递和变速。
2.航空航天：航空航天器中的发动机、减速器等都涉及到齿轮传动，以实现高精度的运动和动力控制。
3.工业机械：工业机械中的电机、减速器、链轮、皮带轮等都采用齿轮传动，以实现高效的力和速度传递。
4.医疗器械：医疗器械中的精密仪器、手术器械等需要采用高精度的齿轮传动，以保证准确和稳定的工作。
5.建筑机械：建筑机械中的挖掘机、起重机等需要采用强大的齿轮传动系统，以实现大功率和高效率的工作。
四、齿轮传动的未来发展随着科技的不断进步和创新，齿轮传动也在不断地发展和改进。
未来，齿轮传动将朝着以下几个方向发展：1.高精度：随着机械系统对精度要求的不断提高，齿轮传动也需要不断地提高精度等级，以满足越来越高的精度要求。
齿轮传动
设计式：
m
3
2 K F T1
d z12
YFaYsaY
[ F ]
（9－18）
注意：1）
F1
F2
，应按
F 较小者计算齿根弯曲强度。
YFaYSa
2）影响齿根弯曲强度的尺寸是： m 和 b 。
3）采用正变位、斜齿轮可提高齿轮的强度，参见图9－19。
4）动力传动，一般 m≥1.5～2mm。
直齿轮弯曲强度计算3
不均的系数。（见表9－9）
轮齿变形倾斜
T
1 主动
T
2
§9-5直齿轮接触强度计
算1§9-5 直齿圆柱齿轮传动的齿面接触疲劳强度计算
目的：防止“点蚀”。
一、计算公式
接触应力的计算点： 节点
强度条件：H ≤ H
详细说明
力学模型： 将一对轮齿的啮合简化为 两个圆柱体接触的模型。
基本公式： 赫兹公式， 式(9－9)。
式中： d1 －－为小轮的分度圆直径（mm）。
T1 －－为小轮的名义转矩（N·mm）。
主动轮 Ft 的方向与其转向相反；
从动轮 Ft 的方向与其转向相同。
径向力 Fr 的方向指向各自的轮心（外齿轮）。
圆柱齿轮的载荷计算2
练习
2. 斜齿圆柱齿轮 切向力：
将 Fn 分解
径向力： 轴向力：
Ft
2T1 d1
H ZE ZH Z Z
2 K H T1 bd12
u 1 u
≤
H
d1 3
2 K H T1
d
u
u
1
Z
E
ZH
Z
H
Z
2
（9－24） （9－25）
齿轮传动的方式
齿轮传动的方式
齿轮传动是一种常见的机械传动方式，它通过齿轮间的啮合来传递动力和转矩。
齿轮传动的方式有以下几种：
1. 平行轴齿轮传动：平行轴齿轮传动是最常见的一种齿轮传动方式，它是指两个轴线平行的齿轮之间的传动。
这种传动方式适用于需要传递大功率、大转矩的场合，如机床、重型机械等。
2. 直角轴齿轮传动：直角轴齿轮传动是指两个轴线垂直的齿轮之间的传动。
这种传动方式适用于需要改变转向或转速的场合，如汽车、摩托车、工业机械等。
3. 锥齿轮传动：锥齿轮传动是指两个轴线相交的齿轮之间的传动。
这种传动方式适用于需要传递大功率、大转矩、同时改变转向的场合，如汽车后桥、船舶、重型机械等。
4. 行星齿轮传动：行星齿轮传动是一种复杂的传动方式，它由太阳轮、行星轮和内齿圈组成。
太阳轮为中心，行星轮围绕太阳轮旋转，内齿圈固定不动。
这种传动方式适用于需要大减速比和紧凑结构的场合，如汽车变速箱、工业机械等。
5. 蜗轮传动：蜗轮传动是一种特殊的传动方式，它由蜗轮和蜗杆组成。
蜗轮是一种螺旋形的齿轮，蜗杆是一种螺旋形的轴。
这种传动方式适用于需要大减速比
和防倒转的场合，如起重机、电动机等。
以上是齿轮传动的几种常见方式，它们在不同的场合下有着不同的应用。
各种各样的齿轮传动原理
各种各样的齿轮传动原理
齿轮传动是一种常用的机械传动方式，可以将驱动轴的转速和转矩传递到从动轴，实现机械运动的转换。
以下是几种常见的齿轮传动原理：
1. 平行轴齿轮传动：两个齿轮的轴线平行，齿轮直接接触传递动力。
根据齿轮大小关系，可以实现不同的速比和转矩传递。
2. 锥齿轮传动：两个齿轮的轴线相交于一点，齿轮的齿面为锥面。
通过锥齿轮传动，可以实现轴线的转向和角度的变化。
3. 内齿轮传动：一对齿轮中，一个齿轮的齿面朝内，另一个齿轮的齿面朝外。
内齿轮传动常用于轴向空间较小的场合，可以实现减速、增速和转向。
4. 行星齿轮传动：由太阳齿轮、行星齿轮和内齿圈组成三个主要部分。
太阳齿轮位于中心，行星齿轮围绕太阳齿轮运动，内齿圈包裹行星齿轮。
行星齿轮传动具有紧凑结构和较大的减速比，常用于汽车变速器等场合。
5. 蜗杆传动：由蜗轮和蜗杆组成。
蜗杆是一种螺旋状的齿轮，蜗轮齿面与蜗杆螺纹配合。
蜗杆传动主要用于传递大转矩和实现低速比的场合。
这些齿轮传动原理具有不同的特点和应用范围，可以根据实际需要选择合适的传动方式。
齿轮传动运动简图
齿数是齿轮轮齿的数量，通常用 “z”表示。
齿轮的转速和转向
转速
齿轮的转速是指齿轮每分钟旋转的圈 数，通常用“n”表示。
转向
齿轮的转向是指齿轮旋转的方向，可 以是顺时针或逆时针。
齿轮传动的动力学
03
分析
齿轮的扭矩和功率
扭矩
齿轮在转动过程中需要克服的阻力，通常用牛顿米（N·m）来衡量。
功率
齿轮传递的有效功率，通常用瓦特（W）来衡量。
齿轮传动的智能控制和自动化技术
智能控制
采用传感器、控制器和执行器等 设备，实现对齿轮传动的实时监 测和控制，提高传动的稳定性和
Байду номын сангаас效率。
自动化技术
应用工业机器人、自动化生产线 等设备，实现齿轮传动的自动化 装配、调试和维修，提高生产效
率和质量。
数字化孪生
通过建立齿轮传动的数字模型， 实现对传动性能的预测和优化，
齿轮的传动效率和磨损
传动效率
衡量齿轮传递能量的效率，通常用百分比表示。
磨损
齿轮在长时间使用后，齿面会逐渐磨损，导致传动精度下降。
齿轮的润滑和维护
润滑
通过润滑剂来降低齿面之间的摩擦系数，提高传动效率，延 长齿轮的使用寿命。
维护
定期检查和维护齿轮，包括清洗、润滑、调整等，以确保其 正常运转。
齿轮传动的设计与
齿轮传动的基本原
02
理
齿轮的几何参数
齿顶圆直径
齿顶圆直径是齿轮最顶部的直 径，通常用“d”表示。
齿根圆直径
齿根圆直径是齿轮最底部的直 径，通常用“df”表示。
齿高
齿高是从齿顶到齿根的距离， 通常用“h”表示。
齿宽
齿宽是齿轮的横向尺寸，通常 用“b”表示。
齿轮的三种传动方式
齿轮的三种传动方式一、直齿轮传动直齿轮传动是一种常见的齿轮传动方式。
它由两个齿轮组成，其中一个齿轮的齿数较小，称为从动齿轮，另一个齿轮的齿数较大，称为主动齿轮。
在直齿轮传动中，主动齿轮的旋转驱动从动齿轮的旋转，从而实现能量传递和速度变换。
直齿轮传动具有结构简单、传动效率高、传动精度较高等优点。
它广泛应用于各种机械设备中，如汽车传动系统、工业生产设备等。
直齿轮传动还可以通过改变齿轮的齿数比来实现速度调节，从而适应不同工作要求。
二、斜齿轮传动斜齿轮传动是一种常用的齿轮传动方式。
它由两个斜齿轮组成，齿轮的齿面是斜的，且齿轮轴不平行。
在斜齿轮传动中，主动齿轮的旋转驱动从动齿轮的旋转，实现能量传递和速度变换。
斜齿轮传动具有传动平稳、传动效率高、传动比稳定等优点。
它广泛应用于各种需要传递大功率的机械设备中，如船舶、飞机等。
斜齿轮传动还可以通过改变齿轮的模数和齿数来实现速度调节，从而满足不同工况的要求。
三、锥齿轮传动锥齿轮传动是一种特殊的齿轮传动方式。
它由两个锥形齿轮组成，齿轮的齿面是锥形的，齿轮轴相交于一点。
在锥齿轮传动中，主动齿轮的旋转驱动从动齿轮的旋转，实现能量传递和速度变换。
锥齿轮传动具有传动平稳、传动效率高、传动比可调等优点。
它广泛应用于各种需要传递大功率和变速的机械设备中，如汽车差速器、摩托车变速器等。
锥齿轮传动还可以通过改变齿轮的锥度和齿数比来实现速度调节，从而适应不同的工作要求。
总结：齿轮传动是一种常见的机械传动方式，具有结构简单、传动效率高、传动比可调等优点。
直齿轮传动、斜齿轮传动和锥齿轮传动是其中的三种常见方式。
它们在不同的机械设备中起到了重要的作用，实现了能量传递和速度变换。
在实际应用中，我们可以根据具体需求选择合适的齿轮传动方式，以满足不同工作要求。
齿轮传动
渐开线齿廓
一、渐开线的形成
一直线在一个圆周上做纯滚动时，直线 上任意一点K的轨迹称为该圆渐开线。
vK
渐开线
K
F
压力角 aK
N
rK
向径rK
A
发生线
rb
aK
qK 展角 基圆
基圆半径 rb
K
二、渐开线的特性
1、NK = AN 发生线沿 基圆滚过的长 N O A
度等于基圆上
被滚过的圆弧
rb
长度。
2、渐开线上任一点的法线
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。
在一般机械制造中常使e≥1.1～1.4。对于标准齿轮 传动，一般都能满足这一条件。重合度愈大，表示两对
齿同时啮合的时间愈长，同时参与啮合的轮齿对数愈多，
传动愈平稳，每对轮齿所承受的载荷小，总体承载能力 愈大。
注意！
正确啮合条件和连续传动条件是保证一对齿 轮能够正确啮合并连续平稳传动的缺一不可的条
B 齿间 (齿槽) p pk
• 分度圆d (r): 设计齿轮的基准圆 分度圆上，p=s+e • 齿顶高 ha： • 齿根高hf： • 齿全高h=ha+hf •
• (1)齿数：z
• (2) 模数：m d=zp d=zm • 压力角a ：分度圆压力角的简称分
度圆上的压力角20°
c
r2' o2
'
B
正常齿：
m≥1 mm： ha*=1，c*=0.25 m<1 mm： ha*=1，c*=0.35
e
s
p
短齿：
ha*=0.8，c*=0.3 标准齿轮： m, a, ha*，c*等于标准数值，
齿轮传动类型特点及应用
齿轮传动类型特点及应用齿轮传动是一种常见且重要的机械传动方式，其特点包括传动效率高、传动精度高、传动比可靠、传动力矩大等。
在现代机械制造和各个行业中都有广泛的应用。
一、齿轮传动类型及特点1. 平行轴齿轮传动平行轴齿轮传动是最常见的一种齿轮传动类型，其特点如下：（1）传动效率高：平行轴齿轮传动的传动效率高达95%-98%，且传动效率随着传动比的增大而增大。
（2）传动精度高：齿轮传动具有固定的传动比，传动误差小。
（3）传动比可靠：通过改变齿轮的齿数和模数，可以获得所需的传动比。
（4）传动力矩大：由于齿轮的齿数多，因此能够传递较大的力矩。
应用：平行轴齿轮传动广泛应用于各个行业，如工程机械、汽车、风力发电等。
例如，汽车中的变速器、风力发电机中的传动机构等都采用了平行轴齿轮传动。
2. 锥齿轮传动锥齿轮传动由于具有斜齿轮的特点，其特点如下：（1）传动效率高：锥齿轮传动的传动效率与平行轴齿轮传动相当，可达95%-98%。
（2）传动精度高：由于斜齿轮的齿数少，所以传动精度比平行轴齿轮传动略差一些。
（3）传动比可靠：通过改变锥齿轮的齿数和齿顶角，可以获得不同的传动比。
（4）传动力矩大：锥齿轮传动能够传递较大的力矩，但比平行轴齿轮传动略差。
应用：锥齿轮传动广泛应用于各个行业，如机车、船舶、冶金等。
例如，机车中的传动机构、船舶中的传动装置等都采用了锥齿轮传动。
3. 内啮合齿轮传动内啮合齿轮传动是一种特殊的齿轮传动类型，其特点如下：（1）结构紧凑：内啮合齿轮传动由于内外啮合齿轮的特殊结构，使得传动机构体积小、结构紧凑。
（2）传动效率高：内啮合齿轮传动的传动效率高，可达95%-98%。
（3）传动比可变：通过改变内外啮合齿轮的齿数和模数，可以获得不同的传动比。
应用：内啮合齿轮传动主要应用于短程传动和紧凑型传动，如摩托车的传动装置、飞机的起落架传动装置等。
二、齿轮传动的应用1. 机械制造业齿轮传动在机械制造业中的应用广泛，如汽车、机床、起重机械、风力发电机等。
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。
齿轮传动的类型及应用课件
缺点
01
02
03
04
成本高
齿轮的制造需要高精度的机床 和工具，因此制造成本较高。
维护困难
齿轮传动需要定期润滑和维护 ，否则容易出现磨损和故障。
噪音大
齿轮传动时会产生较大的噪音 ，特别是在高速运转时。
不适合大角度传动
对于大角度的传动，齿轮难以 实现精确的传动比，需要采用
其他传动方式。
CHAPTER 05
特点
承载能力高，运转平稳， 振动和噪音较小。
应用
适用于中、高速传动，如 汽车变速器、工业机械等 。
圆锥齿轮传动
定义
两个圆锥齿轮的轮齿相互咬合， 使两个旋转轴之间传递运动和动
力。
特点
可以改变传动方向，传动效率高， 承载能力大。
应用
适用于重型机械、农业机械、石油 化工机械等。
蜗杆传动
定义
蜗杆与蜗轮相互咬合，使 蜗杆旋转，同时蜗轮得到 旋转运动。
齿轮传动利用了齿轮之间的齿廓啮合原理，实现动力的传递和运动的变化。当 两个齿轮相互啮合时，一个齿轮的旋转会引起另一个齿轮的旋转，从而实现转 矩和运动的传递。
齿轮传动的历史与发展
齿轮传动的起源
齿轮传动可以追溯到古代，最初用于水力机械和纺织机械中 。
齿轮传动的发展
随着工业革命的兴起，齿轮传动得到了广泛的应用和改进。 现代齿轮传动技术已经高度发展，出现了各种类型的齿轮， 如圆柱齿轮、圆锥齿轮、蜗轮蜗杆等，满足了各种不同的传 动需求。
齿轮传动的未来发展
新材料的应用
高强度材料
采用高强度材料如钛合金、复合材料等，提高齿 轮的承载能力和寿命。
耐磨材料
研发新型耐磨材料，提高齿轮表面的硬度和耐磨 损性能，减少磨损和疲劳断裂。
齿轮传动PPT课件
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、 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 的比值称为模数，用m（mm）表示，即： m= 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，轮齿的抗弯曲能力也越高。 我国已规定了标准模数系列。
2．齿面磨损
齿面磨损主要是由于灰砂、硬屑粒等进入齿面间而引起的磨粒性磨损；其次是因齿面互相摩擦而产生的跑合性磨损。磨损后齿廓失去正确形状（图3－42），使运转中产生冲击和噪声。
齿面点蚀
轮齿工作时，其工作表面产生的接触压应力由零增加到一最大值，即齿面接触应力是按脉动循环变化的。在过高的接触应力的多次重复作用下，齿面表层就会产生细微的疲劳裂纹，裂纹的蔓延扩展使齿面的金属微粒剥落下来而形成凹坑，即疲劳点蚀，继续发展以致轮齿啮合情况恶化而报废。 实践表明，疲劳点蚀首先出现在齿根表面靠近节线处（图3－43）。齿面抗点蚀能力主要与齿面硬度有关，齿面硬度越高，抗点蚀能力也越强。
（三）标准直齿圆柱齿轮的几何尺寸关系
模数、压力角、齿顶高系数及顶隙系数均取标准值，分度圆上齿厚与齿槽宽相等的齿轮称为标准齿轮。因此，对于标准齿轮有： s＝e＝p/2=m/2 （3－39） 分度圆直径d、齿顶圆直径da 和齿根圆直径df的计算式为： d =zm (3－40) da =d+2ha=2ha*+z (3－41) df=d-2hf=(z-2ha*-2c*)m (3－42)
第七节 齿轮轮齿的失效形式
齿轮最重要的部分为轮齿。它的失效形式主要有四种： 轮齿折断 齿面磨损 齿面点蚀 齿面胶合
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对内凹的凸轮轮廓曲线：工作廓线的曲率半径 a 理论廓线的曲率半径 +工作半径 r
对外凸的凸轮轮廓曲线 当 r 时，工作廓线出现尖点，使尖点磨损 当 r 时，工作廓线出现交叉，会出现失真现象
由此可知，对外的凸轮轮廓曲线，应使滚子半径小于理论廓线的最小曲率半径，即出现失真时，增大基 圆半径或适当减小滚子半径
当配对的两齿轮的齿面均属于硬齿面时，分别按齿根弯曲疲劳强度和齿面接触疲劳强度进行计算。 影响齿轮弯曲疲劳强度的主要是模数，模数越大，齿轮的弯曲疲劳强度越高。 影响齿面接触疲劳强度的主要是直径，小齿轮直径越大，齿轮接触疲劳强度越高。
三、凸轮机构 1、分类 （1）按凸轮形状：盘形凸轮、圆柱凸轮 （2）按推杆形状：尖顶推杆，适用于作用力不大和速度较低的场合 滚子推杆，磨损较小，可传递较大的力 平底推杆，凸轮与平底的接触面间易形成油膜，润滑较好，用于高速传动中 （3）按推杆运动形式：直动推杆、摆动推杆 2、推杆常用的运动规律 （1）几个概念：基圆半径：凸轮的最小半径 推程：推杆由最低位置推到最高位置，推杆的运动过程 远（近）休止角：推杆处于最高（低）位置不动，凸轮转过的角度 ④推杆的行程：推杆在推程或回程在推动的距离 （2）常用运动规律的特点 一次多项式运动规律（等速运动规律）：推杆在运动开始和终止的瞬时，速度有突变，凸轮机构有 刚性冲击。 二次多项式运动规律（等加速等减速运动规律）：加速度有突变，有柔性冲击。 五次多项式运动规律：无刚性也无柔性冲击。 ④余弦加速度运动规律（简谐运动规律）：首末两点推杆加速度有突变，有柔性冲击。 ⑤正弦加速度运动规律（摆线运动规律）：都无 注：除等速运动规律外，正弦加速度运动规律加速度最大值最大。 为了消除等加速等减速运动规律中的柔性冲击，可由等减速运动规律和余弦减速度运动规律组合 而成的修正梯形运动规律。
相等，且当蜗杆与蜗轮的交错角为 90°时，蜗杆的导程角还应等于蜗轮的螺旋角。
（2）直径系数 q： q d1 / m 在蜗杆传动中，为了保证蜗杆与配对蜗轮的正确啮合，常用与蜗杆具有
同样尺寸的蜗轮滚刀来加工与其配对的蜗轮，一种尺寸的蜗杆，就对应一种蜗轮滚刀，为了限
制
蜗轮滚刀的数目及便于滚刀标准化，就对每一标准模数规定一定数量的蜗轮分度圆直径。
（2）机械所能克服的生产阻抗力 G 0 （3） 0
五、机械的平衡 1、刚性转子的静平衡：在转子上增加或除去一部分质量。
mbrb x miri cosi
mbrb
y
miri sin i
mbrb
mb rb
2 x
mb rb
2 1/ 2 y
b
arctan
mb
rb
y
/
mb
rb
x
反。
（2）大小：
Ft1
Fa 2
2T1 d1
， Fa2
Ft1
2T2 d2
， Fr1
Fr 2
Ft 2
tan
Ft 2 cosn cos
5、失效形式： （1）开式：齿面磨损和轮齿折断 （保证蜗轮齿根弯曲疲劳强度） （2）闭式：齿面胶合和点蚀，按齿面接触疲劳强度进行设计，按齿根弯曲疲劳强度进行校核。
蜗杆为灰铸铁和高强度青铜时，齿面会发生胶合，选取 H 要考虑相对滑动速度的大小。
减小动载荷的措施：提高制造精度、减小齿轮直径以降低圆周速度、对齿轮进行齿顶修缘。
（3）齿间载荷分配系数 K ：由于齿距误差及弹性变形等原因，啮合区有多对齿同时工作时，载荷没有按
比例分配在这多对齿上，因此引入齿间载荷分配系数。
（4）齿向载荷分配系数 K ：当轴承相对于齿轮做不对称配置时，受载后，轴会产生弯曲变形，在轴上的
（3）蜗杆的头数 z1 ：根据传动比和效率选择，单头蜗杆的传动比大，效率低。 z1 1、2、4、6
（4）导程 ： tan z1m / d1 z1 / q
d1 ：蜗杆分度圆直径
（5）传动比 i 和齿数比 u ： i n1 / n2 ， u z2 / z1 当蜗杆为主动件时， u i
（6）蜗轮齿数 z2 ：根据传动比确定
Ft
2T1 d1
Fr Ft tan
从动轮：各力大小与主动轮相等，方向相反
Fr
Ft cos
：啮合角
6、齿根弯曲疲劳强度计算：齿根所受弯矩最大，因此齿根处弯曲疲劳强度最弱。 齿根所受的最大弯矩发生在轮齿啮合点位于单对齿啮合区最高点时。
齿轮接触疲劳强度计算：按节点啮合进行接触疲劳强度计算 齿轮传动强度计算：
七、蜗杆蜗杆传动
1、特点：传动比大，结构紧凑 冲击载荷小，传动平稳，噪声低 摩擦损失大，效率低。 ④蜗杆的螺旋线升角小于啮合面的当量摩擦角时，具有自锁性
2、材料的选择：考虑相对滑动速度的大小。蜗杆-钢 、蜗轮-青铜或铸铁，以减小摩擦力 3、普通圆柱蜗杆传动参数的选取
（1）数 m 和压力角 ：蜗轮蜗杆正确啮合时，蜗杆的轴面模数和压力角分别与蜗轮的端面模数和压力角
3、用反转法绘制凸轮的轮廓曲线。 凸轮的基圆半径若未指明，一般值指理论廓线的最小半径。
4、凸轮基本尺寸的确定
（1）压力角：推杆所受正压力的方向与推杆顶点的速度方向的夹角。最大压力角max 应小于临界压力角
c ，否则机构将发生自锁。加大基圆半径，可减小压力角，但会使机构尺寸增大，还应满足 max c
（7）标准中心距 a
：
a
1 2
d1
d2
1 2
q
z2
m
4、受力分析
（1）方向：蜗轮的径向力 Fr1 指向蜗轮中心，蜗杆径向力 Fr 2 指向蜗杆中心，且二者方向相反。
若蜗杆右旋且为主动件时，右手定则（仅适用于主动件），大拇指的指向即为 Fa1 的方向，四指
弯 曲 方 向 即 为 蜗 杆 转 向 ， Ft1 的 方 向 与 蜗 杆 的 转 向 相 反 。 Ft 2 与 Fa1 方 向 相 反 ， Fa2 与 Ft1 方 向 相
必须根据单位时间内的发热量 1 等于同时间内散热量 2 进行热平衡计算，保证油温处于规定的范围内。
1 1000 p1
2 d St0 ta
t0
ta
1000 p1
d
d ：箱体表面的传热系数 p ：蜗杆传递的功率 t0 ：油的工作温度 ta ：空气的温度
（2）散热方式：加散热片以增大散热面积。在蜗杆轴端加装风扇以加速空气流通。 在传动箱内装循环冷却管路。
2、刚性转子的动平衡：由于偏心质量在不同的回转平面内，需要惯性力和惯性力矩均平衡，即各偏心质 量产生的惯性力和惯性力矩的矢量和为零
方法：首先选定两个回转平面 及 作为平衡基面 将各离心惯性力分解到 和 内，就转化为求静平衡
FI Fl1 / L
FII F L l1 / L
3、实验方法 静平衡：把转子支承两水平放置的摩擦很小的导轨上，转子就会在支承上转动直至质心处于最低位置 时为止，在质心相反的方向上加上校正平衡质量，再使转子转动，反复增减平衡质量。 动平衡：动平衡机
六、齿轮传动
1、主要失效形式 （1）轮齿折断：主要是齿根弯曲疲劳强度折断，在轮齿受载时，齿根处产生的弯曲应力最大，加上齿根
部分的截面突变及加工刀痕等引起的应力集中，当轮齿重复受载后，齿根处会产生疲劳裂纹，并逐步 扩展，致使轮齿疲劳折断。在轮齿受到突然过载时，可能出现过载折断或剪断。轮齿经过严重磨 损后齿厚过分减薄时，也会在正常载荷作用下发生折断。防止措施：增大齿根过渡圆角半径和消除加 工刀痕减少齿根应力集中。增大轴及支承的刚性，使轮齿接触线上受载较为均匀。采用合适的热处理 方法，使齿芯材料具有足够的韧性。采用喷丸、滚压等工艺对齿根表面进行强化处理。 （2）齿面磨损：啮合齿面间落入磨料性物质时，齿面即被磨损而至报废—磨粒磨损（开式齿轮）。 防止措施：改用闭式齿轮 （3）齿面点蚀：齿面材料在变化着的接触应力作用下，由于疲劳而产生的麻点状损伤现象。会首先出现在 靠近节线的齿根面上。防止措施：提高齿轮材料的硬度、在啮合的轮齿间加润滑油。 （4）齿面胶合：相啮合的两齿面在高温时会粘在一起，在两轮的相对滑动下，相粘结的部位会被撕破，于 是在齿面上相对滑动的方向形成伤痕。防止措施：采用抗胶合能力强的润滑油。 （5）塑性变形：在过大的应力作用下，轮齿材料处于屈服状态而产生齿面或齿体流动。一般发生在硬度低 的齿轮上。防止措施：提高轮齿齿面硬度、采用高粘度润滑油。 2、设计准则 闭式：保证齿面接触疲劳强度；对齿面硬度很高、齿芯强度低的齿轮或材质较脆的齿轮，保证齿根弯曲
9 润滑：润滑油粘度及给油方法一般根据相对滑动速度和载荷类型进行选择，闭式采用油池润滑。
2、考虑摩擦时机构的受力分析（P63 例 4-3）
3、机械的效率计算
理想驱动力矩 实际驱动力矩
串联：
Pr Pd
P1 . P2 ... Pk Pd P1 Pk 1
12...k
并联： Pri P11 P22 ... Pkk
Pdi
P1 P2 ... Pk
4、机械自锁条件 （1）移动副发生自锁的条件：作用于滑块上的驱动力作用在其摩擦角内。 转动副发生自锁的条件：作用在轴颈上的驱动力为单力且作用于摩擦圆内。 螺旋副方式自锁的条件：螺纹的升角小于或等于当量摩擦角。
齿轮也会随之偏斜，作用在齿面上的载荷沿接触线分布不均匀，用 表示齿面上载荷分布不均匀的程 度对齿轮强度的影响。 改善措施：增大轴、轴承及支座的刚度；对称地配置轴承；适当限制轮齿的宽度；避免齿轮悬臂布置 5、齿轮传动受力分析方法（标准直齿圆柱齿轮）
主动轮：将法线载荷 Fn 分解为圆周力 Ft 和径向力 Fr
四、机械中的摩擦和机械效率 1、运动副中摩擦力的分析
（1）移动副：摩擦力 Ff fvG 摩擦角 arctan f
fv 为当量摩擦系数，当运动副两元素为平面接触时 fv f ，槽面接触时 fv f / sin ，
半圆柱面接触时 fv kf k 1 ~ / 2