汽车齿轮传动
第七章 齿轮传动(汽车机械基础教案)
第三节 渐开线直齿圆柱齿轮传动
一、渐开线齿轮传动的啮 合过程 如图7-10所示，齿轮1为主 动轮，齿轮2为从动轮。 二、齿轮传动正确啮合条 件 一对渐开线齿轮要正确啮 合，必须满足一定的条件。由 于模数m和压力角a都是标准化 了的，所以两齿轮正确啮合条 件为： m1=m2=m a1=a2=a
三、齿轮连续传动的条件 所以齿轮连续传动的条件为：两齿轮的实际啮合线B1B2应大于或等于齿 轮的基圆齿距pb。 四、变位齿轮的概念 用展成法加工齿轮时，当齿数较少时，有时会发现刀具的顶部切入齿轮 的根部，将齿轮根部的渐开线切去的现象，通常称之为根切，如图7-11所示。 与标准齿轮相比，正变位齿轮分度圆齿厚和齿根圆齿厚增大，轮齿强度 增大，但齿顶变尖；负变位齿轮齿厚的变化恰好相反，轮齿强度削弱，如图 7-12所示。
两轴线平行—圆柱
｛
直齿 图7-1f 曲齿 图7-1g 图7-1h 图7-1i
两轴线相错—
｛
圆柱斜齿 蜗杆蜗轮
2）按齿 轮的齿廓曲 线不同，齿 轮传动又可 分为渐开线、 摆线和圆弧 等三种。
第二节 渐开线直齿圆柱齿轮
一、渐开线的形成及其啮合特性 1．渐开线的形成 如图7-2所示，当直线NK 沿一圆作纯滚动时，直线上 任意一点K的轨迹AK称为该 圆的渐开线。这个圆称为渐 开线的基圆，其半径和直径 分别用rb和db表示，直线NK 称为渐开线的发生线。
4．齿面胶合 胶合是相啮合齿面的金属，在一定压力下直接接触发生粘着，同时随着齿 面间的相对运动，使金属从齿面上撕落而引起的一种严重粘着磨损现象。胶合 又有热胶合和冷胶合之分。 5．塑性变形 在过大的应力作用下，轮齿材料因屈服产生塑性流动而形成齿面或齿体的 塑性变形。 齿轮的失效形式与传动工作情况相关。 按工作情况，齿轮传动可分为开式传动和闭式传动两种。开式传动是指传 动裸露或只有简单的遮盖，工作时环境中粉尘、杂物易侵入啮合齿间，润滑条 件较差的情况，如图7-13a所示。闭式传动是指被封闭在箱体内，且润滑良好 的（常用浸油润滑）的齿轮传动，如图7-13b所示。开式传动以磨损及磨损后 的折齿失效为主，闭式传动则以疲劳点蚀或胶合为主。
汽车传动齿轮速比计算公式
汽车传动齿轮速比计算公式在汽车的传动系统中，齿轮速比是一个非常重要的参数。
齿轮速比指的是相邻两个齿轮的齿数比值，它可以决定汽车的最终速度和扭矩输出。
通过合理设计齿轮速比，可以使汽车在不同工况下获得最佳的动力输出和燃油经济性。
因此，了解汽车传动齿轮速比的计算公式对于汽车工程师和爱好者来说是非常重要的。
齿轮速比的计算公式可以根据齿轮的齿数来确定。
在汽车传动系统中，常见的齿轮包括主减速齿轮、变速箱齿轮、差速器齿轮等。
这些齿轮的齿数不同，因此它们之间的速比也会不同。
下面我们将介绍几种常见的齿轮速比计算公式。
1. 主减速齿轮速比计算公式。
主减速齿轮通常安装在发动机的曲轴上，它的主要作用是将发动机的转速降低，并将扭矩输出到变速箱中。
主减速齿轮的速比可以通过下面的公式来计算：速比 = 驱动齿轮齿数 / 从动齿轮齿数。
其中，驱动齿轮是指连接发动机的齿轮，从动齿轮是指连接变速箱的齿轮。
通过这个公式，我们可以得到主减速齿轮的速比，从而确定发动机输出的扭矩和转速。
2. 变速箱齿轮速比计算公式。
变速箱齿轮是用来调节汽车速度和扭矩输出的重要部件。
不同的齿轮组合可以使汽车在不同速度下获得最佳的动力输出。
变速箱齿轮速比的计算公式如下：速比 = 驱动齿轮齿数 / 从动齿轮齿数。
通过这个公式，我们可以确定不同档位下汽车的速比，从而使汽车在不同速度下获得最佳的动力输出。
3. 差速器齿轮速比计算公式。
差速器是汽车传动系统中的一个重要部件，它的作用是使汽车的左右车轮能够以不同的速度转动，从而使汽车能够顺利转弯。
差速器齿轮速比的计算公式如下：速比 = 左侧驱动齿轮齿数 / 右侧驱动齿轮齿数。
通过这个公式，我们可以确定左右车轮的转速比，从而使汽车能够顺利转弯。
通过上面的介绍，我们可以看到汽车传动齿轮速比的计算公式是非常重要的。
通过这些公式，我们可以确定不同齿轮的速比，从而使汽车在不同工况下获得最佳的动力输出。
对于汽车工程师来说，掌握这些计算公式可以帮助他们设计出更加高效的传动系统；对于汽车爱好者来说，了解这些计算公式可以帮助他们更好地理解汽车传动系统的工作原理。
汽车机械常识(齿轮传动)教案
汽车机械常识(齿轮传动)教案引言车子开起来是人们日常生活中的必需品，但许多人只知道如何开车、加油、换轮胎等，实际上对于车子的一些基本机械构造知识也可以帮助我们更好地理解车子。
本文将会向您介绍汽车机械中的齿轮传动。
车辆中的齿轮传动齿轮传动是指两个或者多个齿轮通过啮合来传递力和旋转动能。
在汽车中，齿轮传动主要是用于传递发动机的动力。
齿轮的种类在汽车中，齿轮可分为多种类型，包括齿轮、小齿轮、大齿轮、蜗轮和蜗杆，每种齿轮都有其独特的特点和用途。
在汽车中最常见的齿轮组合包括：1.传动轴上的齿轮组合，负责将发动机的动力传递到变速器或其他可变传动力的装置上。
2.桥轴上的齿轮组合，负责将车辆的动力传递到车轮上。
齿轮的使用误区很多人认为只要对车辆进行定期保养，就可以保证其顺畅运行，但是这种想法是不正确的。
车辆在使用过程中，由于齿轮处于高速旋转状态，其摩擦力很大，同时也会因为在行驶过程中遭遇冲击而受到额外的力量。
如果车辆的齿轮没有得到正确的保养和维护，那么它们就会很快磨损，最终导致汽车的运行不稳定。
齿轮维护技巧在使用车辆过程中，进行合适的维护可以保护齿轮，延缓齿轮的磨损，并且保证汽车顺畅的运行。
齿轮润滑齿轮的主要工作原理是靠互相的啮合来传递动力，如需防止组合过程中的摩擦和磨损，需要进行润滑。
因此，齿轮的润滑十分重要，要使用高质量的齿轮油，来确保齿轮可以受到良好的保护。
齿轮清洗齿轮容易出现腐蚀和锈蚀现象，这时候就需要对其进行清洗。
齿轮清洗后需要进行干燥，如果齿轮没有完全干燥就上油，齿轮油就会很快被水稀释，从而失去了起到保护齿轮的作用。
齿轮的检查与更换在车辆的保养期间，应该对齿轮进行检查，如果齿轮已经有明显的磨损或并发生损坏时，需要及时更换。
齿轮故障排除方法如果您遇到了齿轮问题，可以尝试以下排除故障的方法：1.如果您的车辆声音变大了或发出异响，可能是由于齿轮磨损或不正确摩擦所致。
建议到专业的汽车修理店进行检修。
2.如果您的车辆在使用途中出现跳档、挂不上挡等问题，这些都可能是由于齿轮传动系统出现问题所引起的。
汽车自动档行星齿轮传动原理
汽车自动档行星齿轮传动原理
汽车自动档行星齿轮传动是一种常见的自动变速器传动方式，其主要原理如下：
1. 行星齿轮机构：自动档变速器通常由一个或多个行星齿轮组成的行星齿轮机构构成，其中行星齿轮由太阳齿轮、行星齿轮和环齿轮组成。
太阳齿轮位于行星齿轮机构的中心，行星齿轮围绕太阳齿轮转动，而环齿轮则固定在外围。
2. 多个齿轮组合：行星齿轮机构中的太阳齿轮、行星齿轮和环齿轮可以通过不同的组合方式进行匹配，在不同的齿轮组合下，汽车可以实现不同的传动比。
3. 离合器和制动器：各个齿轮之间的传递可以通过内部的离合器和制动器来实现。
当需要换挡时，通过离合器和制动器的组合断开或连接行星齿轮与驱动轴，从而实现不同传动比的变化。
4. 液力变矩器：自动档车辆通常配备液力变矩器，用于传递转矩和实现滑动起步。
液力变矩器由泵轮、涡轮和导向靶组成，通过液压油的循环来传递发动机的动力。
5. 控制系统：自动档车辆的行星齿轮传动还需要有一个控制系统，通过感应车速、加速度等参数来判断换挡时机，并控制离合器和制动器的操作，从而实现变速操作。
总的来说，汽车自动档行星齿轮传动利用行星齿轮机构和液力
变矩器，通过不同的齿轮组合和离合器/制动器的操作，实现不同传动比的变换，以适应不同的车速和动力需求。
汽车齿轮传动经典课件
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、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和制造工艺；
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。
汽车机械基础 第十一章
(二) 齿轮的常用材料及许用应力
2. 齿轮常用材料及其热处理 钢：许多钢材经适当的热处理或表面处理，可以成为常用的 齿轮材料；
齿轮传动是依靠两轮的轮 齿依次啮合而实现的。 要求重合度大于等于１
B B / P 1
1 2 b
汽车机械基础 第十一章
3. 渐开线齿轮的加工方法
1) 仿型法
仿形法是在普通铣床上用轴向剖面形状与被切齿轮齿槽形状 完全相同的铣刀切制齿轮的方法。铣完一个齿槽后，分度头将齿 坯转过360°/z，再铣下一个齿槽，直到铣出所有的齿槽。 仿形法加工方便易行，但精度难以保证。在生产中通常用同一号 铣刀切制同模数、不同齿数的齿轮，故仿形法通常是近似的。 圆盘铣刀加工齿数的范围
由实践得知：闭式软齿面齿轮（≤350HBS）传动，以保证齿面接触疲劳强度 为主。 闭式硬齿面（>350HBS）或开式齿轮传动，以保证齿根弯曲疲劳 强度为主。
汽车机械基础 第十一章
(二) 齿轮的常用材料及许用应力
1.齿轮材料的基本要求 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、
汽车机械基础 第十一章
（一）齿轮常见的失效形式 2.齿面磨损：
磨损是开式传动的主 要失效形式。
问题：如何提高齿轮的 抗磨损能力？
主要措施：采用闭式传动； 提高齿面硬度；降低齿面粗 糙度；采用清洁的润滑油。
齿轮传动在汽车上的应用
图１ 直齿圆柱齿轮
对齿轮传动
１ 齿轮传动的种类及应用 ．
齿轮 传动主 要用于 传递 两根轴
之 间的运 动和动 力 。在工作 的时候 主 要依 靠主 、从 动齿轮 轮齿 的啮 合
来 传递运 动和 动力 。齿轮 传动根 据 两 轴位 置关 系不同分 为平面 齿轮 传 动、空 间齿轮 传动 两大类 。即 当两
轮系 。
点 ：工作 时啮 合面磨 损发 热严 重 ，效 率
低 ，为７ ％ ～８ ％。所 以 蜗轮 一般 用减 ０ ０
图５ 蜗杆蜗轮 传动
轮系
采 用两 个以上 齿轮 组成 的传动 机 构称 为轮系 （ 见图６ ）。通过采用
轮 系 ，齿轮 的啮合 对数增加 ，可以
磨 耐磨 非 常好 的材料—— 黄 铜来做 ，成
要想实现两交错轴 之间的运动可以采 用的齿轮传动机构 有 ：交错轴斜齿 圆柱 齿轮传动 、蜗杆蜗 轮传动 （ 图５ 见 ）。其 中，交错轴斜 齿 圆柱 齿轮传动 为 点接 触 ，承 载能 力较 小 ，应 用较 少 。 而 蜗杆 蜗轮传 动机 构 由于其特 殊结 构 ， 使得其在 啮合 时以 线形式 接触 ，承 载能 力大 大 提 高 。 同 时 ，蜗 杆 的 头 数 （ 齿 数 ）可以 做 到 非常 小 甚至 １ ，所 以蜗 杆 传动 可 以获得非 常大 的传 动比 ，单级 可 达Ｎ ８ ，而结 构又 比较 紧凑 。但 也有 缺 ｏ
传动轴 的运 动传递 给车轮 半轴 必须
采 用锥 齿轮传 动 。主减速 器 中齿轮
将 来 自传 动轴 的运 动和动 力再 次减
运动 和动力传递 的齿轮 传动机构 为锥齿轮 传动机 构 （ 见图４ 。锥 齿轮有直 ）
齿 、斜齿 、曲齿等。其 中直齿结构 简单 、制造容 易 ；曲齿结构 复杂 ， 工难 加
普通汽车齿轮变速器的工作原理
普通汽车齿轮变速器的工作原理一对啮合传动的齿轮，设小齿轮齿数Z1＝20，大齿轮齿数Z2＝40，在相同的时间内小齿轮转过一圈时，大齿轮转过半圈。
显然，当小齿轮是主动齿轮时，它的转速经大齿轮输出时就降低了；如果大齿轮是主动齿轮时，它的转速经小齿轮输出时就提高了。
这就是齿轮传动的变速原理。
1、三轴五档变速器有五个前进档和一个倒档，由壳体、第一轴、中间轴、第二轴、倒档轴、各轴上齿轮、操纵机构等几部分组成。
a、第一轴第一轴和第一轴常啮合齿轮为一个整体，是变速器的动力输入轴。
第一轴前部花键插于离合器从动盘毂中。
b、中间轴在中间轴上制有有六个齿轮，作为一个整体而转动。
最前面的齿轮与一轴常啮合齿轮相啮合，称为中间轴常啮合齿轮，从离合器输入一轴的动力经这一对常啮合齿轮传到中间轴各齿轮上。
向后依次称各齿轮为中间轴三档、二档、倒档、一档和五档齿轮。
c、第二轴在第二轴上，通过花键固装有三个花键毂，通过轴承安装有二轴各档齿轮。
其中从前向后，在第一和第二花键毂之间装有三档和二档齿轮，在第二和第三花键毂之间装有一档和五档齿轮，它们分别与中间轴上各相应档齿轮相啮合。
在三个花键毂上分别套有带有内花键的接合套，并设有同步机构。
通过接合套的前后移动，可以使花键毂与相邻齿轮上的接合齿圈连接在一起，将齿轮上的动力传给二轴。
其中在第二个接合套上还制有倒档齿轮。
第二轴前端插入一轴齿轮的中心孔内，两者之间设有滚针轴承。
第二轴后端通过凸缘与万向传动装置相连。
d、倒档轴倒档轴采用过盈配合压装在壳体相应的轴孔中。
倒档齿轮通过轴承活套在倒档轴上。
2、各档动力动力传递情况a、一档输入轴→第一轴常啮齿轮→中间轴→中间轴第一档齿轮→第二轴一档齿轮→一档同步器接合齿圈→接合套→第二轴→输出b、二档输入轴→第一轴常啮齿轮→中间轴→中间轴第二档齿轮→第二轴二档齿轮→二档同步器接合齿圈→接合套→第二轴→输出c、三档输入轴→第一轴常啮齿轮→中间轴→中间轴第三档齿轮→第二轴三档齿轮→三档同步器接合齿圈→接合套→第二轴→输出d、四档输入轴→一档常啮齿轮→第一轴上四档齿轮接合齿圈→三、四档同步器接合套→第二轴→输出e、五档输入轴→第一轴常啮齿轮→中间轴→中间轴第五档齿轮→第二轴五档齿轮→五档同步器接合齿圈→接合套→第二轴→输出f、倒档输入轴→第一轴常啮齿轮→中间轴→中间轴倒档齿轮→倒档轴上的倒档齿轮→第二轴上倒档齿轮→第二轴倒档齿轮接合齿圈→倒档同步器接合套→第二轴→输出3、两轴变速器两轴变速器主要由输入和输出两根轴组成。
齿轮在汽车中的应用
齿轮在汽车中的应用齿轮是一种常见的机械传动装置，其在汽车中有着非常重要的应用。
齿轮通过相互啮合的方式，将动力从一个部件传递到另一个部件，被广泛应用于汽车的变速箱、发动机、转向系统和其他机械传动系统中。
本文将详细介绍齿轮在汽车中的应用，包括不同类型的齿轮、齿轮的工作原理、齿轮在汽车中的角色和影响等方面。
一、齿轮的类型1. 直齿轮：直齿轮是最常见的一种齿轮类型，其齿面呈直线状。
在汽车中，直齿轮被广泛应用于传动箱、差速器和其他部件中，用于传递动力和调整转速。
2. 锥齿轮：锥齿轮的齿面呈锥形，其主要特点是可以传递动力和转向。
在汽车中，锥齿轮常常被应用于转向系统和传动箱中。
3. 行星齿轮：行星齿轮是由太阳齿轮、行星齿轮和环形齿轮组成的一种特殊齿轮机构，其结构紧凑，转速比可调。
在汽车中，行星齿轮主要用于自动变速箱和变速器中。
二、齿轮的工作原理齿轮的工作原理主要是通过齿轮的啮合运动来传递动力和调整转速。
当两个齿轮啮合时，大齿轮的转速会传递给小齿轮，实现动力的传递；通过不同大小的齿轮组合，可以实现不同的转速调整和扭矩输出，满足车辆在不同工况下的需求。
三、齿轮在汽车中的应用1. 变速箱：汽车的变速箱是齿轮应用的典型场景。
变速箱通过不同齿轮组合和啮合实现换挡和转速调整功能，确保发动机输出的动力能够有效传递到车轮，并在不同车速下保持合适的转速和扭矩输出。
2. 发动机：汽车发动机中的凸轮轴与曲轴之间也需要齿轮传动，确保凸轮轴与曲轴的转速同步，并通过调整齿轮的大小来实现气门和喷油系统的时机控制，从而保证发动机的正常工作。
3. 差速器：差速器是汽车传动系统中的关键部件，用于平衡左右两个车轮的转速差异。
差速器中的齿轮组件可以有效地将动力传递到两个车轮，并根据车辆转向的不同进行调整，确保车辆正常行驶。
4. 自动变速箱：自动变速箱中的齿轮组件通常采用行星齿轮结构，通过多组齿轮组合和啮合，实现自动变速和行驶模式的转换，为驾驶员提供更加便捷和舒适的驾驶体验。
汽车机械基础第七章齿轮传动
用于将发动机的转速降低到适合车辆行驶的速度，并传递发动机的动力到车辆的驱动轴。
发动机减速齿轮
汽车变速器中的齿轮用于改变车辆的传动比，以满足不同行驶条件下的动力需求。
变速器齿轮
差速器中的齿轮用于实现左右车轮的独立驱动，使车辆在转弯时车轮能够以不同的速度转动。
差速器齿轮
齿轮传动在汽车中的应用
在工业机械中，齿轮传动广泛应用于各种设备，如机床、泵、压缩机和搅拌机等。
齿轮的材料与热处理
热处理方法
材料选择
05
齿轮的维护与保养
选择合适的润滑油
根据齿轮的工作环境和转速选择合适的润滑油，以保证良好的润滑效果。
定期更换润滑系统滤清器
滤清器是润滑系统的重要部件，能够过滤杂质和污物，定期更换滤清器能够保证润滑油的清洁度。
定期检查润滑油
确保齿轮润滑油充足，定期检查润滑油的质量和清洁度，及时更换不合格的润滑油。
工业机械
在航空航天领域，由于对精度和可靠性的高要求，齿轮传动也得到了广泛应用。
航空航天
船舶上的推进系统、传动系统和辅助机械中都大量使用了齿轮传动。
船舶
齿轮传动在其他领域的应用
随着对能源效率和性能要求的提高，高效齿轮设计成为了发展趋势。通过优化齿轮参数和齿形，提高齿轮传动的效率。
高效齿轮设计
新型材料的出现和应用为齿轮传动的发展提供了新的可能性。例如，使用高强度轻质材料制造齿轮，可以提高齿轮的承载能力和使用寿命。
在齿轮传动过程中，切向力是传递转矩的主要力，其大小取决于传递的转矩和齿轮的模数。
切向力的作用是克服阻力矩，使齿轮能够正常转动。
切向力是指作用在齿轮上的力，其方向与齿轮的切线方向相切，并与齿轮的旋转方向相反。
Байду номын сангаас
第6章,2,齿轮传动,汽车机械基础
齿轮轮齿在很大压力下，齿面上的润滑油 被挤走，两齿面金属直接接触，局部产生 瞬时高温，致使两齿面发生粘连。随着齿 面的相对滑动，较软轮齿的表面金属会被 熔焊在另一轮齿的齿面上形成沟痕，这种 现象称为齿面胶合。 注意：对于高速和低速重载的齿轮传动， 容易发生齿面胶合。
防止齿面胶合的方法：
C
β=8。—30。，常用β=8。—15。.
d D A pt F E
pn
B
b
pz
4、正确啮合条件 （斜齿轮在端面内的啮合相当于直齿轮的啮合）
mt1 mt 2
mn1 mn 2
t1 t 2
b1 b 2
n1 n 2
1 2 1 2
o1
§3 渐开线直齿圆柱齿轮的 基本参数和几何尺寸
一、齿轮各部分名称及代号
齿数——Z，齿槽
1、齿顶圆ra
2、齿根圆rf 3、在任意圆上rk
(1)齿槽宽e
(2)齿厚s (3)齿距P=e+s
4、分度圆：人为取定一 个圆，使该圆上的齿厚和 齿槽宽相等，模数和压力 角取标准值，这个圆称为 分度圆。分度圆上所有参 数不带下标。 分度圆：r，d，s，e，p
§2
渐开线齿轮啮合特性
一、齿轮传动应满足的基本要求
一个最基本要求：传动平稳。 要求其瞬时传动比I恒定不变，以避免冲击、振动 和噪声 传动比：
i12
1 2
为了保证传动比恒定，需要采用适当的齿 廓曲线，最常用的是渐开线齿廓。
二、渐开线的形成
当一直线BK沿一个圆的圆周作
纯滚动时，直线上任一点K的轨迹 AK —— 渐开线
防止点蚀的办法：
《汽车机械基础》第三章 齿轮传动
外啮合齿轮传动：
mn1 mn2 mn
an1 an2 an
1 2
内啮合齿轮传动：
2．正确啮合的条件
一对直齿圆锥齿轮的正确啮合条件为：两轮大端模数压 力角分别相等，即
m1 m2 m
1
2
三、蜗轮蜗杆传动
1．蜗杆传动的特点
蜗杆传动主要由蜗杆和蜗轮组成，主要用于传递空间交错的 两轴之间的运动和动力，通常两轴交错角为90°。一般蜗杆为 主动件。 蜗杆传动工作平稳，噪声低，结构紧凑、传动比大（单级蜗
zmin 17
对于齿数少于zmin的齿轮，还可以通过改变刀具与齿坯相 对位置的切齿方法（变位）来防止根切。
第六节 齿轮失效形式及齿轮材料的选择
一、齿轮传动的主要失效形式 二、齿轮材料
一、齿轮传动的主要失效形式
1、轮齿折断
轮齿折断形式有两种：一种是在交变载荷作用下，齿根弯曲 应力超过允许限度时，齿根处产生微小裂纹，随后裂纹不继扩 展，最终导致轮齿疲劳折断；另外一种是短时过载或受冲击载 荷发生突然折断。
1 2
n1 n2
O2C O1C
r2' r1'
rb2 rb1
C
上式表明两轮的传动比与两 轮的基圆半径成反比，且为一 定值。这就保证了齿轮传动的 平稳性。
2、中心距可分性：
齿轮制成以后，基圆半径便已确定。因此，传动比也就定 了。所以，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。
4.轮辐式齿轮
齿轮在汽车上的应用
齿轮在汽车上的应用汽车作为现代交通工具的代表，其复杂的机械结构是实现高效运行的关键。
齿轮作为一种重要的传动元件，在汽车中扮演着举足轻重的角色。
本文将探讨齿轮在汽车上的应用及其作用。
一、齿轮在发动机中的应用1. 主齿轮发动机中的主齿轮是连接曲轴和凸轮轴的关键组件。
它通过齿轮的啮合来传递发动机的动力，并实现曲轴的旋转。
主齿轮必须具备足够的强度和耐磨性，以应对高负荷和高转速的工作环境。
2. 减速齿轮发动机的减速系统中也广泛应用了齿轮传动。
通过减速齿轮的作用，能够将发动机的高转速通过传动系统降低到合适的转速，进而驱动涡轮增压器、冷却风扇等辅助设备。
二、齿轮在变速器中的应用变速器是汽车传动系统中的核心部件，通过不同齿比的组合来调整发动机功率的输出，使汽车在不同速度下获得合适的动力输出。
在变速器中，齿轮的应用主要体现在以下几个方面：1. 主动齿轮变速器中的主动齿轮根据当前需要的齿比和转速，与发动机输出轴或其他齿轮进行啮合，实现驱动力的传递。
主动齿轮通常是直齿轮或斜齿轮，具备较大的扭矩传递能力和良好的牙面接触。
2. 从动齿轮从动齿轮是变速器中相对于主动齿轮而言的，通过与主动齿轮的啮合，实现齿轮组的状态变化，从而改变齿轮传动比。
从动齿轮一般为斜齿轮，其牙面形状经过精细设计，以减小噪音和能耗。
3. 变速机构变速器中的变速机构通过改变齿轮组的组合方式，实现不同齿比之间的切换。
这些齿轮组的设计精巧，通过齿轮的链式转动，实现各档位间平稳的转换。
三、齿轮在转向系统中的应用转向系统是汽车操控的关键部件之一，齿轮也在其中发挥着重要作用。
1. 齿条和滚轮齿轮转向系统中，通过将传动力通过齿条和滚轮齿轮的啮合传递给转向机构，从而实现前轮的转向。
齿条通常固定在转向机构上，而滚轮齿轮通过转向轴实现前轮的转动。
2. 助力转向系统中的齿轮在现代汽车中，为了方便驾驶员的操控，采用了液压助力转向系统。
这种系统中，齿轮负责将转向机构输出的转动力传递给液压助力器，从而减少驾驶员转动方向盘所需的力量。
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。
自动变速器的齿轮传动机构结构及工作原理
自动变速器的齿轮传动机构结构及工作原理自动变速器是一种用于汽车等机械设备的传动装置，其作用是根据发动机转速和负载条件来实现汽车的平稳加速、高速巡航和节能减速等功能。
它在不同的工况下可以选择不同的传动比，将发动机的转速转化为车轮的转速。
自动变速器主要由液力变矩器、行星齿轮机构和液压控制系统组成。
液力变矩器是自动变速器的首要动力转换装置，它由泵轮、涡轮和导叶组成。
液力变矩器的工作原理是通过泵轮的旋转产生液力负载，使得涡轮随之转动，从而实现动力的传递。
泵轮连接到发动机的输出轴上，当发动机转速增加时，泵轮产生的压力将液体送入导叶，然后进一步将动能传递给涡轮。
涡轮的转动驱动变速器的输入轴，从而带动车辆的运动。
在减速或者停车的情况下，液力变矩器能够提供平稳的启动和变速过程。
行星齿轮机构是自动变速器的核心部件，它由太阳齿轮、行星齿轮、内齿轮和外齿轮等组成。
行星齿轮机构根据输入轴和输出轴的动力需求，通过不同的组合方式实现变速功能。
其中，太阳齿轮固定不动，而行星齿轮则绕太阳齿轮旋转，并与内外齿轮相连。
在不同的组合下，行星齿轮可以实现不同的传动比，从而实现变速功能。
液压控制系统通过控制液力器的油路和压力，来控制行星齿轮机构的多个部分，从而实现不同的传动比的选择。
自动变速器通过电子控制单元（ECU）来实现自动化的变速操作。
ECU根据发动机转速、车速、油门踏板位置和驾驶员的需求等参数，通过传感器实时获取数据，然后根据预设的程序，控制液压系统的压力和油路，从而实现自动变速的功能。
总的来说，自动变速器是一种通过液力变矩器和行星齿轮机构来实现变速功能的传动装置。
液力变矩器通过液体的转动和传递动能来实现发动机转速到车轮转速的传递。
行星齿轮机构通过不同的组合方式来实现不同的传动比，从而实现变速功能。
液压控制系统通过控制液力器和行星齿轮机构的压力和油路，来实现变速的控制。
自动变速器可以根据发动机和车辆的工况要求，实现平稳加速、高速巡航和节能减速等功能，提高驾驶的舒适性和安全性。
变速器齿轮传动原理与设计
变速器齿轮传动原理与设计一、引言变速器是汽车驱动系统中至关重要的设备之一。
其主要作用是通过齿轮传动，调整发动机的输出转速和扭矩，以满足不同的行驶需求。
在本文中，我们将探讨变速器齿轮传动的原理和设计。
二、齿轮传动原理1. 齿轮传动概述齿轮传动是利用齿轮之间的啮合来传递动力和运动的装置。
它通过不同尺寸和齿数的齿轮组合，实现不同的传动比。
2. 基本齿轮参数齿轮的基本参数包括齿数、模数、齿宽等。
齿数决定了传动比，模数决定了齿轮的尺寸，齿宽则影响传动的承载能力和传动效率。
3. 齿轮啮合角齿轮啮合角是指两齿轮啮合线上任意两点之间的夹角。
合适的啮合角可以提高齿轮传动的平稳性和传动效率。
4. 齿轮传动效率齿轮传动的效率是指输入功率和输出功率之间的比值。
影响齿轮传动效率的因素包括啮合角、齿轮材料和润滑状况等。
三、变速器设计1. 变速器类型常见的变速器类型包括手动变速器和自动变速器。
手动变速器需要驾驶员通过操作离合器和换挡杆来实现变速，而自动变速器则通过液压系统和电子控制单元来自动完成变速。
2. 变速器结构变速器通常由多个齿轮副组成，其中包括输入轴、输出轴和中间的变速齿轮。
通过控制不同齿轮的啮合，可以实现不同的传动比。
3. 变速器控制系统自动变速器配备有复杂的控制系统，通过传感器和电子控制单元实时监测车速、发动机负荷等参数，以确定最佳的换挡时机和换挡方式。
4. 变速器优化设计在变速器的设计过程中，需要考虑传动比、齿轮尺寸、齿轮模数等因素。
通过优化设计，可以提高变速器的传动效率和可靠性。
四、结论变速器齿轮传动是汽车驱动系统中至关重要的组成部分。
了解变速器齿轮传动的原理和设计，可以帮助我们更好地理解汽车的变速器工作原理，并在设计和使用过程中做出更科学的决策。
通过不断的研究和优化，可以提高汽车变速器的性能和可靠性，满足不断发展的行驶需求。
齿轮在汽车上的应用
齿轮在汽车上的应用
齿轮在汽车上有广泛的应用，以下是一些常见的例子：
1. 发动机：汽车发动机中有许多齿轮，用于传递动力和控制发动
机的运行。
例如，曲轴上的齿轮将活塞的上下运动转化为旋转运动，
以驱动汽车的轮子。
2. 变速箱：变速箱是汽车动力传输系统的重要组成部分，它通过
齿轮的组合来改变发动机输出的扭矩和转速，以适应不同的驾驶条件。
变速箱中的齿轮可以实现换挡操作，使汽车在不同的速度下行驶。
3. 传动轴：传动轴连接变速箱和驱动轮，它通常由多个齿轮组成，用于将动力从变速箱传递到车轮。
4. 转向系统：转向系统中的齿轮用于将驾驶员的转向操作转化为
车轮的转向动作。
转向齿轮通过与转向轴和转向拉杆相连，控制车轮
的转向角度。
5. 空调压缩机：汽车空调系统中的压缩机通常由齿轮驱动，以压
缩制冷剂并将其输送到空调系统中。
6. 发电机和水泵：发电机和水泵通常由齿轮驱动，以提供电力和冷却系统所需的液体循环。
7. 座椅调节：一些汽车座椅的调节机构也使用齿轮来实现座椅的前后、高低和靠背角度的调整。
齿轮在汽车中起到了传递动力、改变转速和扭矩、控制运动等重要作用，是汽车正常运行所必不可少的组成部分。
齿轮系(传动系)在汽车的应用
齿轮系（传动系）在汽车的应用一、功用：将发动机发出的动力传给驱动车轮，使路面对驱动车轮产生一个牵引力，推动汽车行驶。
二、组成：离合器、变速器、传动轴和万向节组成的万向传动装置、主减速器、差速器、半轴。
如图所示为普通汽车传动系的组成和布置示意图。
发动机纵向布置在汽车的前部，后轮为驱动轮。
发动机的扭矩经传动系，即离合器l、变速器2、由传动轴8和万向节3组成的万向传动装置、安置在驱动桥内的主减速器、差速器和半轴，传给驱动轮。
驱动轮得到的扭矩便给地面一个向后的作用力，并因此而使地面对驱动轮产生一个向前的反作用力，这个反作用力称为驱动力或牵引力。
当驱动力足以克服行驶阻力时，汽车才会起步和正常行驶。
普通汽车传动系的组成及布置型式示意图1-离合器；2-变速器；3-万向节； 4-驱动桥；5-差速器；6-半轴；7-主减速器；8-传动轴三、传动系各组成的功用：1.离合器的功用：是使发动机与传动系平顺接合，把发动机的动力传给传动系，或者使两者分开，切断动力的传递。
2.变速器的功用：是实现变速、变扭、变向和切断动力传递。
（1）变速和变扭：因为活塞式发动机转矩变化幅度小且有利转速变化范围窄，必须通过变速器的变扭作用，使在车轮上获得变化范围较大的牵引力，以适应汽车不同行驶阻力的需要。
（2）变向：由于活塞式发动机不能改变旋转方向，变速器则可在发动机旋转方向不变的情况下，改变输出轴的旋转方向，使汽车能够倒退行驶。
（3）切断动力传递：在发动机运转的情况下切断发动机向驱动轮的动力传递。
3.万向传动装置的功用：是将变速器传出的动力传给主减速器。
由于变速器与车架一般是刚性连接，而驱动桥是通过悬架与车架弹性连接的，使得主减速器与变速器之间的距离及二者轴线之间的夹角都经常发生变化。
因而万向传动装置的长度是可以伸缩的，且装有能够适应传动夹角变化的万向节。
4.主减速器的功用：是降低转速以增加扭矩(保证汽车克服行驶阻力而正常行驶)，并且通常要将传动系的旋转方向改变90°，把由传动轴传来的动力传给差速器。
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btg
pt
b sin
pn
z d
tg
式中：b为齿宽；ψd为齿宽系数，当z =17、ψd=1、β= 7~20°时， =0.664~1.970
项目六 汽车常用传动
任务二 齿轮传动
表6-2-3 外啮合标准斜齿圆柱齿轮各部分的几何尺寸
3. 斜齿轮传动的主要特点
斜齿轮的主要优点： 啮合性能好；重合度大；结构紧凑； 斜齿轮的主要缺点：运转时产生附加轴向推力。
rb2 rb1
可见渐开线齿轮的传动比取决于两齿轮基圆半径
的大小，当一对渐开线齿轮制成后，两齿轮的基圆
半径就确定了，即使安装后两齿轮中心距稍有变化，
由于两齿轮基圆半径不变，所以传动比仍保持不变。
渐开线齿轮这种不因中心距变化而改变传动比的特
性称为中心距可分性。这一特性可补偿齿轮制造和
安装方面的误差，是渐开线齿轮传动的一个重要优
点。
项目六 汽车常用传动
任务二 齿轮传动
2）啮合线为直线
两齿轮啮合时，其接触点的轨迹称为啮合线，由渐开线特性可知，两渐开线齿 廓在任何位置接触时，过接触点所作两齿廓的公法线即为两基圆的内公切线N1N2， 故接触点的轨迹必然在这内公切线上。所以，其啮合线是唯一直线。过节点C作 两节圆的公切线t t，它与啮合线所夹的锐角称为啮合角。通常用 来表示
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任务二 齿轮传动
a)
b)
c)
d)
e)
图6-2-1 平面齿轮传动
项目六 汽车常用传动
任务二 齿轮传动
2）空间齿轮传动
两轴线不平行的齿轮传动称为空间齿轮传动，如直齿圆锥齿轮传动（图 6-2-2a）、交错轴斜齿轮传动（图6-2-2b）和蜗杆传动(图6-2-2c）。
a)
b)
c)
图6-2-2 空间齿轮传动
这样，一对齿轮的传动比可写成
i 1 n1 d2 ' d2 z2 2 n2 d1' d1 z1
2．标准中心距
正确安装的渐开线齿轮，理论上应为无齿侧间隙啮合，即一轮节圆上的齿
槽宽与另一轮节圆齿厚相等。标准齿轮正确安装时齿轮的分度圆与节圆重合，
啮合角
。
项目六 汽车常用传动
任务二 齿轮传动
一对内啮合齿轮的中心距为
项目六 汽车常用传动
任务二 汽车齿轮传动
一、齿轮传动的类型和特点
齿轮传动是近代机械传动中用得最多的传动形式之一。它不仅可用于传递 运动，如各种仪表机构；而且可用于传递动力，如常见的各种减速装置、汽 车底盘传动系统等。
1. 齿轮的类型
齿轮的分类方法很多，根据其传动比（i12=ω1/ω2）是否恒定分为： 1）定传动比（i12 = 常数）传动的齿轮机构，圆形齿轮机构。 2）变传动比（i12按一定的规律变化）传动的齿轮机构，非圆形齿。
由于蜗杆传动在齿面间有较大的滑动速度，发热量大，若散热不及时，
油温升高、粘度下降，油膜破裂，更易发生胶合。开式传动中，蜗轮轮齿磨
损严重，所以蜗杆传动中，要考虑润滑与散热问题
蜗杆轴细长，弯曲变形大，会使啮合区接触不良。需要考虑其刚度问题。
项目六 汽车常用传动
六、斜齿圆柱齿轮传动
1．斜齿圆柱齿轮齿廓曲面的形成
a) 直齿轮齿廓曲面
b) 斜齿轮齿廓曲面
图6-2-8 圆柱齿轮的形成
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任务二 齿轮传动
2. 斜齿轮的基本参数
斜齿圆柱齿轮齿形有端面和法面之称。 法面是指垂直于轮齿螺旋线方向的平面。轮齿的法面齿形与刀具齿形相同， 故国际上规定法面参数（mn n ,为标）准参数。
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任务二 齿轮传动
2．齿轮机构的特点
同其它传动形式比较，它具有下列优点：能保证传动比恒定不变；适用 的载荷与速度范围很广，传递的功率可由很小到几万千瓦，圆周速度可达 150m/s；结构紧凑；效率高，一般效率η＝0.94～0.99；工作可靠且寿命长。
其主要缺点是：对制造及安装精度要求较高；不适宜用于两轴间距 离较大的传动。
项目六 汽车常用传动
任务二 齿轮传动
图6-2-14 阿基米德蜗杆传动的几何尺寸
项目六 汽车常用传动
任务二 齿轮传动
图6-2-15 分度圆柱展开图
项目六 汽车常用传动
任务二 齿轮传动
2. 蜗杆传动的几何尺寸计算
表6-2-5 阿基米德蜗杆传动的几何尺寸计算
项目六 汽车常用传动
任务二 齿轮传动
【拓展知识】 图鉴
Pb
重合度愈大，表明同时参与啮合的轮齿对数愈 多，每对齿分担的载荷就愈小，运动愈平稳。由 于制造齿轮时齿廓必然有少量的误差，故设计齿 轮时必须使实际啮合线段比基圆齿距大，即重合 度大于1。重合度主要与齿数z、齿顶高系数 压力角 有关，当取
图6-2-7 连续传动的条件
项目六 汽车常用传动
任务二 齿轮传动
项目六 汽车常用传动
任务二 齿轮传动
2．主要参数
表6-2-1 常用的标准模数m（摘自GB/T1357-87）
注：①本表适用于渐开线圆柱齿轮。对斜齿轮是指法向模数。优先采用第一系列，括号内的数尽量不用。 ②圆锥齿轮大端模数除了可在上表中选取外，还可选1.125、1.375等。
项目六 汽车常用传动
任务二 齿轮传动
任务二 齿轮传动
5．蜗杆、蜗轮的材料选择
基于蜗杆传动的失效特点，选择蜗杆和蜗轮材料组合时，不但要求有足够 的强度，而且要有良好的减摩、耐磨和抗胶合的能力。实践表明，较理想的蜗 杆副材料是：青铜蜗轮齿圈匹配淬硬磨削的钢制蜗杆
6. 蜗杆传动的基本参数和几何尺寸计算
将通过蜗杆轴线并与蜗轮轴线垂直的平面定义为中间平面，如图6-2-14所 示。在此平面内，蜗杆传动相当于齿轮齿条传动。因此这个下面内的参数均是 标准值，计算公式与圆柱齿轮相同。
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七、直齿圆锥齿轮传动
图6-2-11 圆锥齿轮的基本尺寸
项目六 汽车常用传动
任务二 齿轮传动
表6-2-4 渐开线锥齿轮的几何尺寸计算
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2.背锥与当量齿数
图6-2-12 背锥及当量齿数
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八、蜗杆涡轮传动
图6-2-5 渐开线齿轮的啮合
2．渐开线齿廓啮合特点
1）中心距可分性
图6-2-5所示两渐开线齿轮的外啮合情况，节
点为C，两齿轮的基圆半径分别为 和 ,
与两基圆的内公切线N1N2构成一对相似三角形
△O1N1C和△O2N2C，由相似三角形的性质和
式（5-1）知两齿轮的传动比为 i12
1 2
o2c o1c
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任务二 齿轮传动
5）齿距：任意圆周上量得的相邻两齿 同侧齿廓间的弧长，用pk表示。
pk=sk+ek 6）分度圆：计算基准圆，用d和r表示。 7）齿顶高：介于分度圆与齿顶圆之 间的轮齿部分的径向高度，用ha表示。 8）齿根高：介于分度圆与齿根圆之 间的轮齿部分的径向高度，用hf表示。 9）齿全高：齿顶圆与齿根圆之间的 轮齿部分的径向高度，用h表示。
构。 按照在定传动比中两啮合齿轮的相对运动是平面运动还是空间运动可分为两
类：平1）面平齿面轮齿传轮动传和动空间齿轮传动。 该传动的两轮轴线相互平行，常见的有直齿圆柱齿轮传动（图6-2-1a）,
斜齿圆柱齿轮传动（图6-2-1d），人字齿轮传动（图6-2-1e）。此外，按 啮合方式区分，前两种齿轮传动又可分为外啮合传动（图6-2-1a、d）, 内 啮合传动（图6-2-1b）和齿轮齿条传动（图6-2-1c）。
四、渐开线标准齿轮各部分名称、参数和几何尺寸
1．齿轮各部分名称
图6-2-6所示为一直齿圆柱齿轮的一部分，相邻两齿的空间称为齿间。 1）齿顶圆：齿顶所在的圆，用da和ra表示。 2）齿根圆：齿根所在的圆，用df和rf表示。 3）齿厚：任意圆周上量得的齿轮两侧间的弧长，用sk表示。 4）齿槽宽：任意圆周上量得的相邻两齿齿廓间的弧长，用ek表示。
任务二 齿轮传动
2）正确啮合条件 一对斜齿圆柱齿轮的正确啮合条件为
mnn11
mn 2 n2
mn n
1 2
由于斜齿圆柱齿轮的齿与轮轴的方向成一螺旋角，所以使齿轮传动的啮合弧增大
了 e=btgβ，如与斜齿轮端面齿廓相同的直齿圆柱齿轮的重合度为 则斜齿圆柱齿
轮的重合度
，斜齿轮比直齿轮重合度增加部分为
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任务二 齿轮传动
三、渐开线的齿廓
1．渐开线的形成和性质 当一条直线L沿一圆周作纯滚动时，此直 线上任一点K的轨迹即称为该圆的渐开线, 如图6-2-4所示。该圆称为渐开线的基圆， 基圆半径以 表示，该直线 L称为渐开线 的发生线
图6-2-4 渐开线的形成
项目六 汽车常用传动
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3．标准直齿圆柱齿轮的几何尺寸
表6-2-2 标准直齿圆柱齿轮各部分尺寸的几何关系
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任务二 齿轮传动
五、渐开线标准直齿圆柱齿轮的啮合传动
1．正确啮合条件
为保证齿轮传动时各对齿之间能平稳传递运动，在齿对交替过程中不发生冲 击，必须符合正确啮合条件。
一对渐开线齿轮的正确啮合条件为：①两齿轮的模数必须相等；②两齿轮分 度圆上的压力角必须相等。即：m1=m2=m , α1=α2=α
图6-2-16仿形法加工齿轮
项目六 汽车常用传动
任务二 齿轮传动
【拓展知识】 图鉴
图6-2-17 齿轮插刀加工齿轮
项目六 汽车常用传动
任务二 齿轮传动
【拓展知识】 图鉴
a)
b)
图6-2-18 齿条插刀加工齿轮
图6-2-19 滚刀加工齿轮
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