第25讲 斜齿轮与锥齿轮.
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齿轮传动斜齿轮PPT课件
z cos3
！斜齿轮不产生根切的最小齿数是17么？
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图8-29
四、正确啮合条件和重叠系数 ㈠正确啮合条件
mn1 mn2
㈡重叠系数
n1 n2
L b tan b
pbt
pbt
b tan cost b tan
pt cost
pt
t
t为端面尺寸相同的直
齿轮重叠系数。
Fa Ft tan
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2T
Fn d cosn cos
六、优缺点
第八节 斜齿圆柱齿轮传动
⑴ 啮合性能好、传动平稳，噪音小。
⑵ 重合度大，承载能力高。
⑶ zmin< zvmin ,机构更紧凑。
⑷ 缺点是产生轴向力，且随β增大而增大，
一般取β＝8°～15°。 采用人字齿轮，可使β＝25°～40°。 常用于高速大功率传动中(如船用齿轮箱)。
图7-52
mt2 mx1 m
t2 x1
在主平面内，就相当于 齿条齿轮传动，主平面 内蜗杆的轴向齿距与蜗 轮的端面齿距应相等。
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三、主要参数和几何尺寸
第十二节 蜗杆传动
㈠主要参数（表7-12） ：
1. 模数m和压力角：主平面内为标准值。
2. 蜗杆分度圆直径d1、直径系数 q=d1/m 3. 螺杆导程角
二、理论齿廓、背锥和当量齿数
㈠ 理论齿廓
1. 球面渐开线：一个圆平面在一圆锥上作纯滚动时， 平面上任一点的轨迹，到锥顶距离相等，形成一条球 面渐开线。AK弧：圆锥大端的球面渐开线
2. 齿廓曲面：发生圆平面上某一条半径上所有点的
空间轨迹，即以锥顶为中心而半径不同的球面上的球面渐开
《斜齿轮教程》课件
检查与调试
安装完成后进行试运行，检查斜齿轮的运行 状态和噪音等参数是否正常。
斜齿轮的安装问题
加强培训和技术支持
提供专业的安装指导和培训，确保安装人员具备足够的技能和经验 。
使用正确的工具和设备
选择合适的安装工具和设备，确保安装过程的准确性和可靠性。
加强质量控制
在安装过程中进行质量检查和控制，及时发现并处理问题，确保安 装质量符合要求。
装配问题
装配不当或零件松动可能导致齿轮在 运行时产生噪音。
润滑不良
润滑不足或润滑剂选择不当可能导致 齿轮摩擦和噪音。
斜齿轮的噪音问题
优化设计
根据实际需求和工况，调整齿轮参数和设计，以降低噪音。
提高制造精度
通过提高制造工艺和检测手段，减小齿轮的误差，从而降低噪音。
斜齿轮的噪音问题
严格装配要求
按照规范进行装配，确保零件的紧固 和位置正确。
斜齿轮的安装问题
• 总结词：斜齿轮的安装过程需要 仔细操作，以确保其正常运行和 使用寿命。Βιβλιοθήκη 斜齿轮的安装问题要点一
安装前的准备
检查斜齿轮和相关零件的尺寸、形状和表面质量，确保符 合要求。
要点二
正确的安装顺序
按照规定的顺序和扭力矩进行安装，确保零件的紧固和位 置正确。
斜齿轮的安装问题
对中调整
调整齿轮的对中参数，确保其与传动轴的对 中性良好，以减少振动和磨损。
《斜齿轮教程》ppt课件
目录
• 斜齿轮概述 • 斜齿轮的工作原理 • 斜齿轮的设计与制造 • 斜齿轮的维护与保养 • 斜齿轮的常见问题及解决方案 • 案例分析
01
斜齿轮概述
斜齿轮定义
总结词
斜齿轮是一种特殊的齿轮类型，其齿线与轴线呈一定角度，通常为20度或45度 。
《锥齿轮传动》课件
锥齿轮的强度分析
锥齿轮的强度分析是研究锥齿轮 在传动过程中所承受的应力、应 变和疲劳强度等力学性能指标的 分析方法。
锥齿轮的强度分析可以采用理论 分析和实验研究两种方法进行， 理论分析可以采用有限元法等数 值计算方法进行计算，实验研究 可以采用测量锥齿轮在传动过程 中的实际应力、应变等力学性能 指标。
锥齿轮的振动与噪声可以采用实验研究和数值模拟两种方法进行，实验研究可以采用测量锥齿轮在传动 过程中的实际振动和噪声情况，数值模拟可以采用有限元法等数值计算方法进行计算和分析。
CHAPTER
04
锥齿轮的设计与制造
锥齿轮的设计原则与步骤
设计原则
确保锥齿轮具有足够的强度和刚度，满足传动 要求，同时优化设计以降低制造成本。
06
5. 优化设计
根据校核结果，调整设计参数，优化锥齿轮的 结构和性能。
锥齿轮的材料选择与热处理
材料选择
根据锥齿轮的工作条件（如载荷、转 速等）和性能要求（如耐磨性、抗疲 劳性等），选择合适的材料，如铸钢 、锻钢、不锈钢等。
热处理
通过适当的热处理工艺（如淬火、回 火、表面强化等），提高锥齿轮材料 的力学性能，以满足设计要求。
。
锥齿轮特点
锥齿轮具有大端和小端两个圆，大 端模数最大，小端模数最小，且模 数沿轴向逐渐减小，齿形由大端排 向小端。
锥齿轮传动特点
锥齿轮传动具有传动比大、传动效 率高、传动平稳、承载能力强、可 实现变向和变速传动等优点。
锥齿轮传动的应用领域
汽车工业
锥齿轮传动广泛应用于汽车变 速器和后桥等部位，实现车辆
高效传动
锥齿轮传动具有较高的传动效率和较 低的噪声，是未来机械传动中的重要 组成部分。
多样化应用
第六章 齿轮传动(斜齿轮和锥齿轮)
第十节 锥齿轮传动
二、轮齿曲面的形成及几何关系
（一）轮齿曲面的形成 齿廓形成与直齿轮相似。 发生面在基圆锥上纯滚动，形成球面渐开线。 （二） 几何参数和尺寸计算 (大端参数为标准） 如图示 z2 i 传动比 12 z tan 2 cot1 1 锥 距 m 2 2 R r12 r22 z1 z 2 2 齿 宽 bR/3 (取整)
第九节 渐开线斜齿圆柱齿轮传动
二、斜齿圆柱齿轮的基本参数与几何
端面齿形与法面齿形不同
法面参数为标准参数，将其换算至端面上，在端面上计算斜齿轮 的几何尺寸。
mt mn / cos
* * * hat han cos , ct* cn cos
tant tan n / cos
第九节
渐开线斜齿圆柱齿轮传动
一. 斜齿轮齿廓曲面的形成及其主要啮合特点
发生面S在基圆柱上作纯滚动
基圆柱上的螺旋角 b
分度圆柱螺旋角
渐开线曲面的形成
渐开线螺旋面的形成
啮合特点: 齿面接触线与齿向（轴线）平行； 突然进入/脱离啮合（加载/卸载ห้องสมุดไป่ตู้； 传动平稳性差，冲击、振动、噪音大。 齿面接触线为斜线； 逐渐进入/脱离啮合（加载/卸载）； 传动平稳，冲击、振动、噪音小。
如：右旋则用右手握住轴线，使四指指向旋转方向，拇指所指方向
即为主动轮所受轴向力的方向。
Ft Fn cos cos n
, Fa
一般取
8 ~ 20
第十节 锥齿轮传动
一、概述
应用：
传递交错轴之间的运动和动力.一般 =90°
特点： 轮齿分布在圆锥面上 （圆柱 圆锥） 大端参数标准化 GB12368-90 /P347 直齿圆锥齿轮 分类： 斜齿圆锥齿轮 曲齿圆锥齿轮
《齿轮传动斜齿轮》课件
铣齿加工
通过铣刀切削齿轮的齿形，适用于单件或小 批量生产。
剃齿加工
通过剃齿机对齿轮进行精加工，提高齿轮精 度和表面光洁度。
斜齿轮的制造工艺
材料选择
选用高强度、耐磨性好的材料，如合 金钢、不锈钢等。
热处理工艺
通过适当的热处理工艺提高材料的机 械性能和耐磨性。
切削加工
根据齿轮的尺寸和精度要求，进行切 削加工，确保齿轮的几何形状和尺寸 精度。
04
斜齿轮传动的效率与优化
斜齿轮传动的效率分析
效率计算
斜齿轮传动的效率可以通过计算 输入功率与输出功率的比值得到 ，是评价传动系统性能的重要指
标。
效率影响因素
斜齿轮的效率受到多种因素的影响 ，包括齿轮的设计参数、制造精度 、润滑条件以及工作载荷等。
效率损失分析
斜齿轮传动的效率损失主要包括摩 擦损失、空载损失和啮合损失等， 分析这些损失有助于优化传动系统 。
斜齿轮传动的优化方法
材料优化
加工与装配优化
选择高强度、耐磨的齿轮材料，如合 金钢、陶瓷等，可以提高斜齿轮的寿 命和传动效率。
提高齿轮的加工精度和装配质量，可 以减小齿轮的摩擦和振动，提高传动 效率。
设计优化
优化斜齿轮的设计参数，如齿数、模 数、螺旋角等，可以改善传动的平稳 性和减小振动。
斜齿轮传动的未来发展方向
需求分析
明确齿轮传动的用途、工作条 件、载荷特性等。
强度校核
利用力学分析方法对齿轮进行 弯曲和接触强度校核。
图纸绘制与审核
完成设计后绘制详细的零件图 纸，并由专业人员进行审核。
03
斜齿轮的加工与制造
斜齿轮的加工方法
滚齿加工
通过滚齿机切削齿轮的齿形，适用于大批量 生产。
斜齿轮、锥齿轮传动(课件)《机械基础》
● 其余见p296表10-12
正确啮合条件和重合度
1. 正确啮合条件
机
● mn1= mn2 （ mt1= mt2 ）
械 基
● an1= an2 （ at1= at2 ）
础
● 外啮合：b1 = - b2
● 内啮合：b1 = b2
斜齿圆柱齿轮传动
正确啮合条件和重合度
2. 重合度
● 直齿轮传动：
B1
B2
机
● 两轮的锥距相等，锥顶重合
械
基 连续传动条件
础 ● 重合度大于或等于1
（当量齿轮计算）
尺寸：
● d = mz
● ha = h*am
●
hf
=
(
h
* a
+
c*)m
● 尺寸计算见表10-14
f O
2 f2 a2
2
df2 d2 da2
1 a1 1
d1
直齿锥齿轮传动的强度计算
1.齿轮的受力分析
● 假定：法向力Fn作用于齿宽中点
●
齿轮） 半径 rv
r
cos
础
● 其齿数称为当量齿数zV
N1
N2 P
zv
2rv m
2r
m cos
z
cos
O2
O2
无根切最少齿轮数：
rv2
zmin zV min cos
当量齿轮含义：同斜齿轮
主要参数与几何尺寸计算
正确啮合条件
● 两个当量齿轮的模数、压力角分 别相等，即两圆锥齿轮大端的模 数、压力角分别相等
ab a'b'
ac' ac cos
● tan n= tan t cos
斜齿轮和锥齿轮强度计算中的齿形系数
斜齿轮和锥齿轮强度计算中的齿形系数一、引言齿轮传动作为一种常见的机械传动形式，在各种机械设备中都得到了广泛的应用。
而在齿轮传动设计中，齿形系数是一个非常重要的参数，特别在斜齿轮和锥齿轮的强度计算中起着至关重要的作用。
本文将重点围绕斜齿轮和锥齿轮的强度计算中的齿形系数展开讨论，深入探究其在齿轮传动设计中的重要性。
二、斜齿轮和锥齿轮的齿形系数概述齿形系数是用来描述齿轮的齿形设计，对齿轮的加载能力和传动性能有着直接的影响。
对于斜齿轮和锥齿轮来说，齿形系数更是至关重要，因为其齿轮齿面的设计和接触过程更为复杂。
一般来说，齿形系数是通过齿面圆弧的几何参数以及载荷条件等来计算的，而对于斜齿轮和锥齿轮来说，齿形系数还需要考虑其齿根和齿顶的修形参数，以及接触线的夹角等因素。
在斜齿轮和锥齿轮的设计中，齿形系数的选择直接关系到齿轮的传动效率、载荷能力和使用寿命。
一般来说，较大的齿形系数可以提高齿轮的载荷能力，但会降低齿轮的传动效率；而较小的齿形系数则会提高齿轮的传动效率，但会降低其载荷能力。
在实际的斜齿轮和锥齿轮设计中，需要综合考虑齿轮的实际工况，并根据实际需求选择合适的齿形系数。
三、斜齿轮和锥齿轮的强度计算中的齿形系数应用在斜齿轮和锥齿轮的强度计算中，齿形系数是一个至关重要的参数。
在进行强度计算时，需要根据齿形系数来确定齿轮的受载面积，从而计算出齿轮的接触应力和弯曲应力。
而齿形系数的选择不仅关系到齿轮的强度计算结果，在一定程度上也影响到齿轮的精度和噪音水平。
正确选择齿形系数对于斜齿轮和锥齿轮的强度计算至关重要。
在实际应用中，由于斜齿轮和锥齿轮的齿形曲线更为复杂，齿面接触线和齿根圆直线的夹角也更为复杂。
齿形系数的计算更需要考虑到其在不同载荷情况下的变化规律，以及在不同部位的修形参数。
只有充分考虑到这些因素，才能够准确地进行斜齿轮和锥齿轮的强度计算，并保证齿轮的可靠性和使用寿命。
四、斜齿轮和锥齿轮齿形系数的个人观点和理解在斜齿轮和锥齿轮齿形系数的计算和应用中，我对其有着深刻的理解和认识。
斜齿轮与锥齿轮课件
压力角
压力角决定了齿轮的啮合性能和强度，通常选择 标准值。
模数
模数决定了齿轮的强度和尺寸，是设计锥齿轮时 需要考虑的重要参数。
齿高
齿高决定了齿轮的承载能力和稳定性，需要根据 实际需求进行选择。
锥齿轮的设计流程
01 明确锥齿轮的使用要求，包括传动功率、转速、传动 比明等确。设计要求
02 根据设计要求，确定锥齿轮的基本参数，如齿数、模 数确、定压基力本角、参齿数高等。
03
绘制齿轮图
根据基本参数，绘制锥齿轮的图纸，包括齿轮的正面、 侧面和啮合面等视图。
04 校核强度 根据锥齿轮的设计参数，校核其强度是否满足要求。
05
确定安装尺寸
根据锥齿轮的使用要求，确定其安装尺寸，包括中心 距、轴交角等。
锥齿轮的材料选择与热处理
材料选择
根据锥齿轮的使用要求和使用条件，选择合适的材料，如碳钢、合金钢等。
热处 理
对选定的材料进行热处理，以提高其力学性能和耐磨性，包括淬火、回火、渗 碳等。
04
斜齿轮与锥齿轮的制造工艺
斜齿轮的制造工艺
锻造
锻造是斜齿轮制造过程中的一 个重要环节，通过锻造可以得 到更加致密的金属结构，从而 提高斜齿轮的承载能力和使用 寿命。
切削加工
切削加工是斜齿轮制造的核心 环节，通过使用不同的切削工 具和加工方法，可以加工出符 合设计要求的斜齿轮。
强度计算与校核实例分析
实例一
某型号斜齿轮的强度计算与校核， 包括齿面接触疲劳强度和齿根弯 曲疲劳强度的计算，以及润滑和 摩擦学设计等方面的考虑。
实例二
某型号锥齿轮的强度计算与校核， 包括齿面接触疲劳强度和齿根弯曲 疲劳强度的计算，以及支承和安装 设计等方面的考虑。
压力角决定了齿轮的啮合性能和强度，通常选择 标准值。
模数
模数决定了齿轮的强度和尺寸，是设计锥齿轮时 需要考虑的重要参数。
齿高
齿高决定了齿轮的承载能力和稳定性，需要根据 实际需求进行选择。
锥齿轮的设计流程
01 明确锥齿轮的使用要求，包括传动功率、转速、传动 比明等确。设计要求
02 根据设计要求，确定锥齿轮的基本参数，如齿数、模 数确、定压基力本角、参齿数高等。
03
绘制齿轮图
根据基本参数，绘制锥齿轮的图纸，包括齿轮的正面、 侧面和啮合面等视图。
04 校核强度 根据锥齿轮的设计参数，校核其强度是否满足要求。
05
确定安装尺寸
根据锥齿轮的使用要求，确定其安装尺寸，包括中心 距、轴交角等。
锥齿轮的材料选择与热处理
材料选择
根据锥齿轮的使用要求和使用条件，选择合适的材料，如碳钢、合金钢等。
热处 理
对选定的材料进行热处理，以提高其力学性能和耐磨性，包括淬火、回火、渗 碳等。
04
斜齿轮与锥齿轮的制造工艺
斜齿轮的制造工艺
锻造
锻造是斜齿轮制造过程中的一 个重要环节，通过锻造可以得 到更加致密的金属结构，从而 提高斜齿轮的承载能力和使用 寿命。
切削加工
切削加工是斜齿轮制造的核心 环节，通过使用不同的切削工 具和加工方法，可以加工出符 合设计要求的斜齿轮。
强度计算与校核实例分析
实例一
某型号斜齿轮的强度计算与校核， 包括齿面接触疲劳强度和齿根弯 曲疲劳强度的计算，以及润滑和 摩擦学设计等方面的考虑。
实例二
某型号锥齿轮的强度计算与校核， 包括齿面接触疲劳强度和齿根弯曲 疲劳强度的计算，以及支承和安装 设计等方面的考虑。
斜齿轮锥齿轮
当该圆平面S绕基圆锥 作纯滚动时，该平面上的 任意一点B将在空间展出 一条渐开线AB 球面渐 开线。
三.当量齿轮及当量齿数
球面曲线不能展开为平面曲线，给圆锥齿轮的 设计和制造带来困难，为了在工程上应用方便， 采用一种近似的方法来处理.
二.当量齿轮及当量齿数
当量齿轮 当量齿数Zv
2020/4/24
2020/4/24
四.直齿圆锥齿轮的啮合传动
1.正确啮合条件
两个圆锥轮大端的模数 和压力角应分别相等。此外， 还应保证两轮的锥距相等、 锥顶重合。
2.连续传动条件
为保证一对直齿圆锥齿轮能够实现连 续传动，其重合度必须大于1。
重合度可按 其当量齿轮 进行计算。
3.传动比
i
1 2
z2 z1
d2 d1
ha hanmn hatmt ,C Cnmn Ctmt mn mt cos
标准值
hat han cos Ct Cn cos
式中，han , Cn
hat ,Ct
法面齿顶高系数、顶隙系数 端面齿顶高系数、顶隙系数
非标准值
2020/4/24
2.几何尺寸计算
分度圆直径：
d
zmt
zmn
cos
da d 2ha
d f d 2hf
db d cost
标准中心距：a d1 d2 mn (z1 z2 )
2
2 cos
—— 调中心距
2020/4/24
3.当量齿轮
与斜齿轮的法面齿形相当的虚拟 直齿轮 →该斜齿轮的当量齿轮 虚拟直齿轮的齿数 → 该斜齿轮
的当量齿数 zv 分度圆半径、模数、压力角分别为 、mn、n 的直齿
n
tan b tan
三.当量齿轮及当量齿数
球面曲线不能展开为平面曲线，给圆锥齿轮的 设计和制造带来困难，为了在工程上应用方便， 采用一种近似的方法来处理.
二.当量齿轮及当量齿数
当量齿轮 当量齿数Zv
2020/4/24
2020/4/24
四.直齿圆锥齿轮的啮合传动
1.正确啮合条件
两个圆锥轮大端的模数 和压力角应分别相等。此外， 还应保证两轮的锥距相等、 锥顶重合。
2.连续传动条件
为保证一对直齿圆锥齿轮能够实现连 续传动，其重合度必须大于1。
重合度可按 其当量齿轮 进行计算。
3.传动比
i
1 2
z2 z1
d2 d1
ha hanmn hatmt ,C Cnmn Ctmt mn mt cos
标准值
hat han cos Ct Cn cos
式中，han , Cn
hat ,Ct
法面齿顶高系数、顶隙系数 端面齿顶高系数、顶隙系数
非标准值
2020/4/24
2.几何尺寸计算
分度圆直径：
d
zmt
zmn
cos
da d 2ha
d f d 2hf
db d cost
标准中心距：a d1 d2 mn (z1 z2 )
2
2 cos
—— 调中心距
2020/4/24
3.当量齿轮
与斜齿轮的法面齿形相当的虚拟 直齿轮 →该斜齿轮的当量齿轮 虚拟直齿轮的齿数 → 该斜齿轮
的当量齿数 zv 分度圆半径、模数、压力角分别为 、mn、n 的直齿
n
tan b tan
《锥齿轮传动》课件
智能化
随着物联网、传感器等技术的普及， 锥齿轮传动将与智能化技术相结合， 实现远程监控、故障预警和自动调整 等功能。
锥齿轮传动在新能源汽车领域的应用前景
混合动力汽车
锥齿轮传动在混合动力汽车中可 用于传递发动机与电动机的动力 实现动力系统的优化和节能减
排。
纯电动汽车
纯电动汽车中的减速器和差速器等 部件需要锥齿轮传动来实现高效的 动力传递和车辆行驶的稳定性。
《锥齿轮传动》ppt课 件
目录
Contents
• 锥齿轮传动的概述 • 锥齿轮的几何参数与设计 • 锥齿轮的加工与制造 • 锥齿轮传动的性能分析 • 锥齿轮传动的优化设计 • 锥齿轮传动的未来发展与展望
01 锥齿轮传动的概述
锥齿轮传动的定义
锥齿轮传动是一种利用锥齿轮副 传递运动和动力的机械传动方式
精加工
通过切削、磨削等手段，完成 锥齿轮的精加工，确保齿形、 齿向和齿距精度。
毛坯制备
根据齿轮规格和材料要求，准 备相应的毛坯。
热处理
根据材料和工艺要求，进行相 应的热处理以提高齿轮的机械 性能。
表面处理
对齿轮表面进行涂层、喷丸等 处理，以提高耐磨性和耐腐蚀 性。
锥齿轮的切齿方法
铣齿
使用盘铣刀或指状铣刀对锥齿轮进行切削， 适用于大批量生产。
精度等级
根据锥齿轮的使用要求和 工艺标准，确定相应的精 度等级，如GB/T123692008规定的精度等级。
质量控制
通过严格控制原材料、加 工工艺和热处理等环节， 确保锥齿轮的质量稳定可 靠。
04 锥齿轮传动的性能分析
锥齿轮传动的效率分析
锥齿轮传动的效率
锥齿轮传动的效率受到多种因素的影响，如齿轮的设计、制造精度、润滑条件等。在理想 情况下，锥齿轮传动的效率可以达到98%以上。
齿轮传动的类型及应用
齿轮传动概述
新课引入
想一想： 日常生活中哪里用到了齿轮传 动呢？
钟表、机床、汽车、 减速器等
你或许拥有一块手表，或是 拥有一个闹钟，当你打开机 械式的手表或闹钟的后盖时， 就能看到齿轮是怎样进行啮 合传动的。
3-1齿轮传动概述
齿轮传动——利用齿轮副来传递运动和（或） 动力的一种机械传动。
齿轮传动由主动轮、从动轮和机架组成。
齿轮副是由两个相互啮合的齿轮组成的基本机
构，两齿轮轴线相对位置不变，并绕其自身的
轴线转动。
齿轮副是高副
一、齿轮传动的基本特点
二、齿轮传动的常用类型
1、按轴的相对位置分类
按轮齿方向 两轴平行
按啮合情况
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
外啮合齿轮传动 内啮合齿轮传动 齿轮齿条传动
4.按使用情况分：
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。
5.按齿面硬度分：
软齿面齿轮（齿面硬度≤350HBS） 硬齿面齿轮（齿面硬度＞350HBS）
三、齿轮传动的基本要求
四、渐开线的概念
1．对齿轮齿廓曲线的基本要求
一对啮合齿轮的传动，是靠主动轮齿廓上各点依次 推动从动轮齿廓上各点来实现的。 为了保证齿轮传动的平稳可靠性，必须要求 每对啮合齿廓在任何一点啮合时，都能保持两齿 轮的传动比不变，即能保证恒定的瞬时传动比。
同一圆上 pi si ei
齿顶高ha 三高 齿根高hf
齿全高h
hha hf
齿厚si 齿槽宽ei
rf rb
ra r ri
o
分度圆 齿顶圆 基圆 齿根圆
二、直齿圆柱齿轮的主要参数
新课引入
想一想： 日常生活中哪里用到了齿轮传 动呢？
钟表、机床、汽车、 减速器等
你或许拥有一块手表，或是 拥有一个闹钟，当你打开机 械式的手表或闹钟的后盖时， 就能看到齿轮是怎样进行啮 合传动的。
3-1齿轮传动概述
齿轮传动——利用齿轮副来传递运动和（或） 动力的一种机械传动。
齿轮传动由主动轮、从动轮和机架组成。
齿轮副是由两个相互啮合的齿轮组成的基本机
构，两齿轮轴线相对位置不变，并绕其自身的
轴线转动。
齿轮副是高副
一、齿轮传动的基本特点
二、齿轮传动的常用类型
1、按轴的相对位置分类
按轮齿方向 两轴平行
按啮合情况
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
外啮合齿轮传动 内啮合齿轮传动 齿轮齿条传动
4.按使用情况分：
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。
5.按齿面硬度分：
软齿面齿轮（齿面硬度≤350HBS） 硬齿面齿轮（齿面硬度＞350HBS）
三、齿轮传动的基本要求
四、渐开线的概念
1．对齿轮齿廓曲线的基本要求
一对啮合齿轮的传动，是靠主动轮齿廓上各点依次 推动从动轮齿廓上各点来实现的。 为了保证齿轮传动的平稳可靠性，必须要求 每对啮合齿廓在任何一点啮合时，都能保持两齿 轮的传动比不变，即能保证恒定的瞬时传动比。
同一圆上 pi si ei
齿顶高ha 三高 齿根高hf
齿全高h
hha hf
齿厚si 齿槽宽ei
rf rb
ra r ri
o
分度圆 齿顶圆 基圆 齿根圆
二、直齿圆柱齿轮的主要参数
第25讲 斜齿轮与锥齿轮
当量齿数 一对啮合的锥齿轮的沿轴向剖 开，将两背推展成平面后得到 两个扇形齿轮，该扇形齿轮的 模数，压力角、齿须高、齿根 高及齿数。就是锥齿轮的相应 参数，而扇形齿轮的分区圆半 径rv1．和rv2。就是背锥的锥矩。 现将两扇形齿轮的轮齿补足， 使其成为完整的圆柱齿轮，那 么它们的齿数将增大为Zv1．和 Zv2。这两个假想的直齿圆柱齿 轮叫当量齿轮，其齿数为锥齿 轮的当量齿数。
4、 斜齿圆柱齿轮传动的受力分析
圆周力 Ft1
2T1 d1
cos 轴向力 Fa1 Ft1 tan
径向力 Fr1 Ft1
tan n
由于Fa∝tan，为了不使轴承承受的 轴向力过大，螺旋角不宜选得过大，常 在 =8º ～20º 之间选择。
b
1 1
1
Fn1
Ft1 cos cos n
Ft1 cos b cos t
式中，β——分度圆柱上的螺旋角
βb——基圆柱上的螺旋角
主动轮（1）与从动轮（2）上的受力 大小关系：
Ft1 Ft 2
Fr1 Fr 2 Fa1 Fa 2
各分力的方向： Ft ：主反从同（与转速的方向） Fr ：指向各自的轮心 Fa ： Fa1 （主动轮）左、右手定 则， a 2 Fa1 F
F
2 KT1 bd1 mn
YFaYSaY Y mn
KFt bmn
YFaYSaY Y
(12.33)
代入b d d1 , d1 mn 3 2 KT1 cos 2
cos
z1 , 得设计公式 (12.34)
d z F
2 1
YFaYSaY Y
11.12 直齿圆锥齿轮传动
斜齿轮的分类
斜齿轮的分类
斜齿轮是一种常见的齿轮形式，它与直齿轮相比，具有更大的接触面积和更高的承载能力。
根据齿轮的用途和特性，斜齿轮可以分为多种类型。
1. 直锥齿轮：是一种具有直角锥面的斜齿轮，主要用于轴的转动方向相交或垂直的传动。
2. 斜齿锥齿轮：是一种具有斜锥面或圆锥面的斜齿轮，主要用于轴的转动方向斜交的传动。
3. 螺旋锥齿轮：是一种具有斜螺旋面的斜齿轮，主要用于高速和重载传动。
4. 圆柱斜齿轮：是一种具有直圆柱面的斜齿轮，主要用于轴的转动方向平行但倾斜的传动。
5. 螺旋圆柱斜齿轮：是一种具有斜螺旋面和直圆柱面的斜齿轮，主要用于高速和重载传动。
以上是斜齿轮的主要分类，不同类型的斜齿轮适用于不同的传动要求和工作环境。
- 1 -。
斜、锥齿轮传动教学课件PPT
6-9
渐开线斜齿圆柱齿轮机构
一、斜齿轮齿面的形成和啮合特点
1 齿面的形成
N'
' k ' k0 k0 k
当发生面沿基圆柱作纯滚动时，平行齿轮轴线的直线kk'在 空间的轨迹为直齿轮的齿面。
渐开线斜齿圆柱齿轮齿面的形成
N'
k' k k0 k'0
与基圆柱母线成一夹角b的直线kk在空间的轨迹为斜齿 轮的渐开螺旋面。
β－轴面重合度
β
b
β
B1 L
b
△L
B2
εα－端面重合度, 与直齿轮的计算公式相同。
1 z1 tan at1 tan t z2 tan at 2 tan t 2
若B＝100，β＝20∘ mn＝2，则εβ＝ 5.45
五 斜齿圆柱齿轮的当量齿数
2 啮合特点:逐渐进入啮合和退出啮合
βb －基圆柱上的螺旋角 啮合特点: 接触线长度的变化： 短→ 长→ 短。。
发生面 K A A 基圆柱 发生面
βb
K
加载、卸载过程是逐渐 进行的。 优点：传动平稳、冲击、 振动和噪音较小，适宜 高速、重载传动。
K
K
A A
▲
二、斜齿圆柱齿轮的基本参数及尺寸计算 端面：垂直于齿轮轴线的平面。 法面：垂直于轮齿螺旋线的平面。 法面参数m n、 n、h*an、c*n (标准值)。 端面参数 m t、 t、h*at、c*t ，(计算 尺寸) 1 模数
3 a = (d1+d2) / 2 = mn (z1+z2) / 2 cosβ
三 斜齿轮传动的正确啮合条件
mn1 mn 2 mn
n1 n 2 n
渐开线斜齿圆柱齿轮机构
一、斜齿轮齿面的形成和啮合特点
1 齿面的形成
N'
' k ' k0 k0 k
当发生面沿基圆柱作纯滚动时，平行齿轮轴线的直线kk'在 空间的轨迹为直齿轮的齿面。
渐开线斜齿圆柱齿轮齿面的形成
N'
k' k k0 k'0
与基圆柱母线成一夹角b的直线kk在空间的轨迹为斜齿 轮的渐开螺旋面。
β－轴面重合度
β
b
β
B1 L
b
△L
B2
εα－端面重合度, 与直齿轮的计算公式相同。
1 z1 tan at1 tan t z2 tan at 2 tan t 2
若B＝100，β＝20∘ mn＝2，则εβ＝ 5.45
五 斜齿圆柱齿轮的当量齿数
2 啮合特点:逐渐进入啮合和退出啮合
βb －基圆柱上的螺旋角 啮合特点: 接触线长度的变化： 短→ 长→ 短。。
发生面 K A A 基圆柱 发生面
βb
K
加载、卸载过程是逐渐 进行的。 优点：传动平稳、冲击、 振动和噪音较小，适宜 高速、重载传动。
K
K
A A
▲
二、斜齿圆柱齿轮的基本参数及尺寸计算 端面：垂直于齿轮轴线的平面。 法面：垂直于轮齿螺旋线的平面。 法面参数m n、 n、h*an、c*n (标准值)。 端面参数 m t、 t、h*at、c*t ，(计算 尺寸) 1 模数
3 a = (d1+d2) / 2 = mn (z1+z2) / 2 cosβ
三 斜齿轮传动的正确啮合条件
mn1 mn 2 mn
n1 n 2 n
斜锥齿轮专业知识
极精 密分 度机 构旳 齿轮 ，高 速并 要求 平稳
精密 分度 机构 旳齿 轮， 高速 并要 求平 稳无
高速 、平 稳、 无噪 声高 效率 齿轮 ，航
高速 动力 小而 需逆 转旳 齿轮 ，机 床中
一般 机器 中旳 一般 齿轮 ，汽 车、 拖拉 机、
return
return
表6—6齿宽系数ψd
齿轮相对轴承旳 位置
对称布置 非对称布置
悬臂布置
齿面硬度
硬齿面
软齿面
0.4～0.9
0.8～1.4
0.3～0.6
0.6～1.2
0.2～0.5
0.3～0.6
return
6-7 return
表
齿轮某些精度等级旳应用范围 return
精度等级 4级 5级 6级 7级 8级 9级
四、铸造齿轮
作业：P161 习题： 6-17和6-24
例6-3 已知：P=11kW，n1 = 1470r/min, i = 3.8
1、选材料、精度 、z1 、z2 45钢，小齿轮—调质；大齿轮—正火
精度：8级 2、选齿数和螺旋角b z1＝20~40 z1=27, z2=iz1=102.6, 取 z2=103
=0.25~0.30
二、轮齿旳受力分析
各力旳大小：
Ft1
=
2T1 d m1
=
Ft 2
Fr1 = Ft1 tan a cosd1 = Fa2 Fa1 = Ft1 tan a sin d1 = Fr 2
Ft 、 Fr方向旳与圆柱齿轮相同
Fa 旳方向由小端指向大端。
n2
Fa 2
Fr2 Ft 2
F Fa1 t1
公称弦齿厚：公式 S= mnz sin(90o/z)=3.927 mm
斜、锥齿轮传动教学课件PPT
一、斜齿轮齿面的形成和啮合特点
1 齿面的形成
N'
' k ' k0 k0 k
当发生面沿基圆柱作纯滚动时，平行齿轮轴线的直线kk'在 空间的轨迹为直齿轮的齿面。
渐开线斜齿圆柱齿轮齿面的形成
N'
k' k k0 k'0
与基圆柱母线成一夹角b的直线kk在空间的轨迹为斜齿 轮的渐开螺旋面。
2 啮合特点:逐渐进入啮合和退出啮合
1
r1
δ
2
R
∑=90°
r2
实际使用的圆锥齿轮齿廓不是球面渐开线，而用背锥齿廓代替。
与球面相切 于大端节圆处的 圆锥，称为大端 的背锥，背锥展 开成扇形齿轮， 假想将扇形齿轮 补全为完整的圆 形齿轮，此即为 当量齿轮，其齿 数称为当量齿数。
o 12
r
1
r2
rv2
o2
rv1
o1
尺寸计算
三 圆锥齿轮的基本参数及尺寸计算
βb －基圆柱上的螺旋角 啮合特点: 接触线长度的变化： 短→ 长→ 短。。
发生面 K A A 基圆柱 发生面
βb
K
加载、卸载过程是逐渐 进行的。 优点：传动平稳、冲击、 振动和噪音较小，适宜 高速、重载传动。
K
K
A A
▲
二、斜齿圆柱齿轮的基本参数及尺寸计算 端面：垂直于齿轮轴线的平面。 法面：垂直于轮齿螺旋线的平面。 法面参数m n、 n、h*an、c*n (标准值)。 端面参数 m t、 t、h*at、c*t ，(计算 尺寸) 1 模数
五对圆锥： 分度圆---分度圆锥 齿顶圆---齿顶圆锥 齿根圆---齿根圆锥 基圆---基圆锥 节圆---节圆锥
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当量齿数 一对啮合的锥齿轮的沿轴向剖 开，将两背推展成平面后得到 两个扇形齿轮，该扇形齿轮的 模数，压力角、齿须高、齿根 高及齿数。就是锥齿轮的相应 参数，而扇形齿轮的分区圆半 径rv1．和rv2。就是背锥的锥矩。 现将两扇形齿轮的轮齿补足， 使其成为完整的圆柱齿轮，那 么它们的齿数将增大为Zv1．和 Zv2。这两个假想的直齿圆柱齿 轮叫当量齿轮，其齿数为锥齿 轮的当量齿数。
不发生根切的最小齿数
zmin zv min cos3
17 cos3
11.12 斜齿圆柱齿轮传动
4.齿顶高系数及顶隙系数： 无论从法向或从端面来看，轮齿的齿顶高都是相同的，顶隙也是相同的。
* * hat han cos * ct* cn cos
5.斜齿轮的几何尺寸计算：
zv1 zv2 z1 cos1 z2 cos 2
由以上可知
zv2 z2
zv2 z2
2、 几何计算
将齿宽中点处的背锥展开，即可画出直径分别为dv1和dv2的两个当量直齿圆 柱齿轮。由图12.28可得
d1 2 1 tan 1 d2 2 u cos 1 cos 2 1 tan 2 1 1 1 tan 2 2 1
第25讲
11-12斜齿圆柱齿轮传动 11-13直齿圆锥齿轮传动
11.12 斜齿圆柱齿轮传动
1 、齿廓曲面的形成及其啮合特点
直齿轮轮齿渐开线曲面的形成与斜齿轮轮齿渐开线曲面的形成 的比较
直齿、斜齿圆柱齿轮传动时轮齿接触线的比较
一对平行轴斜 齿圆柱齿轮啮 合时，斜齿轮 的齿廓是逐渐 进入、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 离接触，载荷 不是宽突然加 上及卸下，因 此斜齿轮传动 工作较平稳。
图12.27 斜齿圆柱齿轮传动节点的 曲率半径
2 ）齿根弯曲疲劳强度计算
斜齿圆柱齿轮传动的接触线是倾斜的，轮齿往往是局部折断。通 常按斜齿轮的法面当量直齿圆柱齿轮进行，分析的截面应为法向截面， 模数应为法面模数mn 。考虑接触线倾斜对弯曲强度的有利影响，引入 螺旋角系数Yβ 。 斜齿圆柱齿轮齿根弯曲疲劳强度的校核公式为
3．压力角
在直角△ABD、△ACE及 △ABC中，
所以有：
3、 斜齿圆柱齿轮的当量齿数
用比较了解的直齿圆柱齿轮来代替斜齿轮。这个直齿轮是一个虚拟的齿 轮。这个虚拟的齿轮称为该斜齿轮的当量齿轮。 计算式为
zv 2 d mn mn cos2 mn z z mn cos3 cos3
1
Ft1 Ft1 Fn1 cos cos n cos b cos t
式中，β——分度圆柱上的螺旋角
βb——基圆柱上的螺旋角
主动轮（1）与从动轮（2）上的受力 大小关系：
Ft1 Ft 2
Fr1 Fr 2 Fa1 Fa 2
各分力的方向： Ft ：主反从同（与转速的方向） Fr ：指向各自的轮心 Fa ： Fa1 （主动轮）左、右手定 则， Fa 2 Fa1
轮机构更加紧凑。
4、 斜 轴向力 Fa1 Ft1 tan
径向力 Fr1 Ft1
2T1 d1
由于Fa∝tan，为了不使轴承承受的 轴向力过大，螺旋角不宜选得过大，常 在 =8º ～20º 之间选择。
b
1 1
11.12 直齿圆锥齿轮传动
1、 圆锥齿轮传动概述
圆锥齿轮传动传递的是相交轴的运动和动力。
12.9 直齿圆锥齿轮传动
圆锥齿轮的齿廓曲线、背锥和当量系数
1.圆锥齿轮的齿廓曲线
12.9 直齿圆锥齿轮传动
2.背锥和当量齿数 背锥 过点A作AO1垂直 AO交雄齿轮的轴线 于点 O1，以 OO1为 轴线，O1A为母线作 圆锥O1AB。这个圆 锥称为背锥。
斜齿轮传动的中心距与螺旋角有关。当一对斜齿轮的模数、齿数、一 定时，可以通过改变其螺旋角的大小来调整中心距。 斜齿轮最少齿数Zmin为
* * 2hat 2han cos zmin sin 2 t sin 2 t 由于cos<1,t>n,所以斜齿轮的最少齿数比直齿轮要少，因而斜齿
1 1
1
在Adams环境下斜齿圆柱齿轮啮合过程受力情况分析
5、 齿面接触疲劳强度计算----对比，略讲
1）. 计算公式 斜齿圆柱齿轮传动齿面不产生点蚀的强度条件同式12.7。 推导计算公式的出发点和直齿圆柱齿轮相似， 但有以下几点不同（参考图12.27）： 1）斜齿圆柱齿轮的法向齿廓为渐 开线，故齿廓啮合点的曲率半径用 法向曲率半径ρn1 和ρn2 代替； 2）接触线长度随啮合位置不同而 变化，同时还受εα和εβ的共同影响； 3）接触线倾斜有利于提高接触疲 劳强度，用Zβ考虑其影响；
2、 斜齿轮的基本参数和几何尺寸计算
1．螺旋角
tan b tan (
db ) d
tan cos1
2．模数
pt为端面齿距，而pn为法面齿距，pn = pt· cosβ 因为p=πm, πmn＝πmt· cosβ,故斜齿轮法面模数与端面模数的关系为:
mn＝mt· cosβ。
d2 2 tan 2 u d1 2 u u2 1 1 u2 1 d m2 d v2 d m2 u 2 1 cos 2
d m1 u2 1 d v1 d m1 cos 1 u
标准直齿锥齿轮传动的主要几何尺寸见表12.19。
3、 受力分析
直齿锥齿轮的轮齿受力分析模型如下图。忽略摩擦力，假设法向力Fn集中作 用再齿宽节线中点处，则Fn可分解为圆周力Ft1，径向力Fr1和轴向力Fa1三个分力。
F
KFt 2 KT1 YFaYSaY Y YFaYSaY Y bd1 mn bmn mn z1 , 得设计公式 cos
(12.33)
代入b d d1 , d1 mn 3
2 KT1 cos 2 YFaYSaY Y 2 d z1 F
(12.34)