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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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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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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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。
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。
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
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？
齿轮基础知识讲解
齿轮基础知识讲解齿轮基础知识讲解一、引言齿轮是机械传动领域中不可或缺的元件，它的作用是将原动机输出的旋转运动转化为执行机构所需的旋转或直线运动。
齿轮的设计和制造是机械工程的重要部分，保证了各种机械设备的高效、稳定和长寿命运行。
本文将详细介绍齿轮的基本知识，包括分类、制造工艺以及应用领域，帮助读者更好地了解和掌握这一重要技术。
二、齿轮类型根据不同的分类标准，齿轮可分为多种类型。
常见的分类方式如下：1、直齿齿轮和斜齿齿轮：根据齿轮齿的走向，齿轮可分为直齿和斜齿。
直齿齿轮的齿与旋转轴垂直，而斜齿齿轮的齿与旋转轴成一定角度。
2、圆柱齿轮和圆锥齿轮：根据齿轮的形状，齿轮可分为圆柱齿轮和圆锥齿轮。
圆柱齿轮通常用于平行轴之间的传动，而圆锥齿轮用于相交轴之间的传动。
3、主动齿轮和从动齿轮：根据齿轮在传动中的作用，齿轮可分为主动齿轮和从动齿轮。
主动齿轮是原动机连接的齿轮，从动齿轮是接收动力并完成传动的齿轮。
4、高速齿轮和低速齿轮：根据传动速度，齿轮可分为高速齿轮和低速齿轮。
高速齿轮通常用于高速旋转的传动系统，而低速齿轮则用于低速旋转的传动系统。
三、齿轮制造工艺齿轮制造需要经过多个环节，包括材料选择、毛坯制备、热处理、切削加工等。
以下是齿轮制造工艺的主要步骤：1、材料选择：根据齿轮的使用条件和性能要求，选择合适的材料。
常用的材料包括钢材、铸铁、青铜等。
2、毛坯制备：根据设计图纸制作毛坯。
毛坯可以采用铸造、锻造、切削等方法制备。
3、热处理：对毛坯进行热处理，以提高材料的力学性能和硬度。
4、切削加工：对热处理后的毛坯进行切削加工，以形成精确的齿形和尺寸。
5、精加工：采用磨削、珩磨等工艺提高齿轮的精度和表面光洁度。
四、齿轮应用齿轮广泛应用于各种机械设备中，如机械传动系统、运输设备、建筑工程等。
以下是几个具体的应用示例：1、机械传动系统：齿轮是机械传动系统中的核心元件，用于将原动机（如电动机、内燃机等）的旋转运动传递到执行机构（如丝杠、螺母等）。
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。
齿轮基础知识
三、齿轮机构设计内容
内容包括
①齿轮齿廓形状的设计
②单个齿轮的基本尺寸的设计 ③一对齿轮传动设计
一、齿廓啮合基本定律
§ 4-2齿廓啮合基本定律及渐开线齿形
3 P13 o1 ω1 1 (P12) k1 k n
对齿轮传动的基本要求是保证 瞬时传动比：
i12=1/2= C
两齿廓在任一瞬时（即任意点k接 触时）的传动比：i12=1/2=？! 点p是两齿轮廓在点K接触时的相 对速度瞬心， 故有 Vp= o p= o p
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 10 1.25 12 1.5 16 2 20 2.5 25 3 32 4 40 5 50 6 8
0.35 0.7 0.9 1.75 2.25 2.75 (3.25) 3.5 (3.75)
第二系列 4.5 5.5 (6.5) 7 45 9 (11) 14 18 22
一、齿轮机构的应用和分类
1、齿轮机构的应用
§4-1齿轮机构的传动类型和 1、两轴线平行的圆柱齿轮机构 特点 外啮合直齿轮
内啮合直齿轮
斜齿圆柱齿轮
人字齿圆柱齿轮
齿 轮 齿 条 传 动
2、相交轴齿轮传动
直 齿 圆 锥 齿 轮 传 动
3、两轴相交 错的齿轮机构
交错轴斜齿轮传动
蜗 轮 蜗 杆 传 动
解:
分度圆直径： d1=m×z1=3×25=75 d2=m×z2=3×75=225 基圆直径: db1=d1cosα =75×cos20 =75×0.93969 =70.47675 db2=d2cosα =225×cos20 =225×0.93969 =211.43025
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（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
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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
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3.按轮齿形状分
直齿轮
斜齿轮
人字齿轮
4.按工作条件分
开式传动：润滑条件差，易磨损； 半开式传动：装有简单的防护罩，但仍不能严密防止杂物侵入； 闭式传动：齿轮等全封闭于箱体内，润滑良好，使用广泛。
5.按齿面硬度分
软齿面：HB≤350；
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硬齿面：HB＞350。
三、齿轮传动的基本要求
1.传动平稳：齿轮在传动中瞬时传动比 不变，噪音、冲击和振动小。
2.承载能力高：齿轮有足够的承载 能力，能传递较大的动力 ．
料（淬火钢、铸钢）的齿轮轮齿容易发生这种折断。
疲劳折断是由于轮齿不断进入啮合和离开啮合区，时有法向反
力、时无法向反力作用，并且在啮合区，力的作用点位置也在沿齿
面移动，弯曲应力交替变化，单侧受载按脉动规律变化，双侧受载
按对称循环变化。加之根部存在应力集中，产生疲劳裂纹，裂纹逐
渐扩大致使轮齿折断。
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轮齿折断机理演示
（2）原因：高速重载传动中，齿面间压力大，瞬时
温度高，润滑油模被破坏，齿面间会发生粘接在一起
的现象，在轮齿表面沿滑动方向出现条状伤痕。
（3）后果：引起强烈的磨损和发热，传动不平稳，导致齿轮报废。 （4）提高抗齿面胶合措施
1）增加油的粘度、选用有抗胶合添加剂的合成油 （硫化油） 。 2）加强散热措施； 3）提高齿面硬度、降低齿面粗糙度; 4）材料相同时，使大、小齿轮保持一定硬度差。
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点蚀机理演示
（3）齿面点蚀后果：齿廓表面破坏，振动↑，噪音↑ 传动失效
传动不平稳，接触面↓，承载能力↓
（4）提高抗点蚀的主要措施
1）HB↑——[σH] ↑ 2）↑d1 3）↓表面粗糙度，↑加工精度 4）↑润滑油粘度
↑接触强度
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3.齿面胶合 常发生于高速重载传动中
（1）现象：齿面沿滑动方向粘焊、撕脱，形成 沟痕。
全齿高
齿顶高 齿根高 齿顶圆
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2．标准直齿圆柱齿轮的基本参数
（1）齿数
齿轮圆周上轮齿的数目称为齿数,用 z表示。
（2）模数m 分度圆周长Z p = πd
p 则d= z
为了便于计算、制造和检验，而人为地把p/p的比值规
定为一个有理数列，称为模数m。
模数单位为mm，标准模数表。
它是确定齿轮尺寸的重要参数，模数越大，轮齿尺寸越大，强度越 高。
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1.轮齿折断 常发生于闭式硬齿面或 开式传动中。
局部折断
整体折断
（1）现象：
（2）原因：
轮齿象一个悬臂梁，受载后齿根部 产生的 弯曲应力最大。因此，轮齿折断一般发生在 齿根部分，并均始于齿根受拉应力一侧。轮 齿折断有疲劳折断和过载折断两种情况。
齿根弯曲 应力最大
σF＞[σF]
过载折断是指在短时过载或强烈冲击下发生的突然折断。脆性材
（1）现象：节线靠近齿根部位出现麻点状 小坑。
（2）原因：轮齿啮合时为线接触，产生较大 的接触应力，脱离啮合后接触应力消失，因 此接触应力脉动循环变化。当接触应力超过 接触疲劳极限时，齿面受多次交变应力作用 后，因节线处常为单齿啮合，接触应力大， 并且节线处为纯滚动，靠近节线附近滑动速 度小，油膜不易形成， 摩擦力大，易产生裂 纹。润滑油进入裂缝，形成封闭高压油腔， 楔挤作用使裂纹扩展。裂纹扩展致使表层金 属微粒剥落，形成小麻点。
第八章 齿轮传动
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一、齿轮传动的组成 齿轮传动由主动齿轮、从动齿轮、机架组成。
二、工作原理 主、从动轮轮齿直接接触（啮合），通 过啮合处法向反力来推动从动轮转动，从 而传递运动和动力。
齿轮传动是机械传动中应用最广泛的一 种传动形式。可用于传递任意两轴间的 运动和动力。
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第一节 齿轮传动的特点和类型
一、齿轮传动的特点 1.优点 （1）传递动力大、效率高，其圆周速度可达300m/s，传递功 率可达105kW，齿轮直径可从1mm到150m以上； （2）能保证恒定的传动比，传递运动准确可靠；
（3）工作平稳，可靠性高，寿命长；
（4）能传递任意夹角两轴间的运动； （5）结构紧凑，外廓尺寸小。 2.缺点 （1）制造成本大，需专用机床和设备；
必须采用合理的齿轮轮廓曲线 ，可以论证，齿轮轮廓曲线采 用渐开线、摆线和圆弧时，能 使瞬时传动比恒定。
要求齿轮具有足够的抵抗破坏的能力
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二、直齿圆柱齿轮各部分名称及其基本参数
渐开线齿轮的每个轮齿两侧齿廓都 是由形状相同而方向相反的渐开线 曲面组成。
1.齿轮各部分名称
齿槽宽 齿厚
齿宽 齿距
分度圆 齿根圆
（４）齿顶高系数、顶隙系数 齿顶高： ha=ha*m （ ha* —齿顶高系数） 齿根高： h f=(ha*+c*)m （c* —顶隙系数）
我国标准规定：正常齿制ha*=1 ，c*=0.25； 短齿制ha*=0.8 ，c*=0.3
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全齿高： h=ha+h f=(2ha*+c*)m
z 、m、 、 ha*和 c*是齿轮的基本参数，其它几何尺寸可 通过它们求得。 标准齿轮:是指m、a、ha*和 c*均为标准值，且s=e的齿轮。 3.分度圆的定义