机械设计基础齿轮传动PPT课件
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齿轮传动设计PPT课件
一、渐开线的形成和特性 二、渐开线齿廓满足定角速比要求
17
一、渐开线的形成和特性
发生线
K
1、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 的轨迹称为渐开线。
AK曲线称为渐开线。 BK直线称为发生线。 这个圆称为基圆。
k 称渐开线A K的展角
B
rb
基圆
A
k
O
18
2、渐开线特性:
（1）BK = A B 发生线沿基圆滚
标准齿轮
分度圆上齿厚与齿槽宽相等，且模数、压力 角、齿顶高系数及顶隙系数均为标准值的齿轮称 为标准齿轮。
33
三、齿条的基本参数：
齿条的主要特点是：
1.齿条同侧齿廓为平行的直 线，齿廓上各点具有相同的 压力角，即为其齿形角，它 等于齿轮分度圆压力角。
2.齿廓在不同高度上,具有 相同的齿距。但齿厚和槽宽各不相同.
为使前后两轮齿能同时 在啮合线上接触，必须使法 向齿距K1K'1 ＝ K2K'2，否 则 若K1K'1 > K2K'2 ，传动中断。
若K1K'1 < K2K'2 ，两轮可能卡住。
38
Pn1 Pn2
Pn1 Pn2
Pn1 Pn2
39
pb
db
z
d
z
db d
p cos
m cos
pb1 m1 cos 1 ; pb2 m2 cos 2
5
外啮合 内啮合
齿轮齿条
6
斜齿轮
人字 齿轮
直齿 圆锥 齿轮
海拔
齿轮
7
蜗轮蜗杆
交错轴斜齿轮 （旧称螺旋齿轮）
8
17
一、渐开线的形成和特性
发生线
K
1、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 的轨迹称为渐开线。
AK曲线称为渐开线。 BK直线称为发生线。 这个圆称为基圆。
k 称渐开线A K的展角
B
rb
基圆
A
k
O
18
2、渐开线特性:
（1）BK = A B 发生线沿基圆滚
标准齿轮
分度圆上齿厚与齿槽宽相等，且模数、压力 角、齿顶高系数及顶隙系数均为标准值的齿轮称 为标准齿轮。
33
三、齿条的基本参数：
齿条的主要特点是：
1.齿条同侧齿廓为平行的直 线，齿廓上各点具有相同的 压力角，即为其齿形角，它 等于齿轮分度圆压力角。
2.齿廓在不同高度上,具有 相同的齿距。但齿厚和槽宽各不相同.
为使前后两轮齿能同时 在啮合线上接触，必须使法 向齿距K1K'1 ＝ K2K'2，否 则 若K1K'1 > K2K'2 ，传动中断。
若K1K'1 < K2K'2 ，两轮可能卡住。
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Pn1 Pn2
Pn1 Pn2
Pn1 Pn2
39
pb
db
z
d
z
db d
p cos
m cos
pb1 m1 cos 1 ; pb2 m2 cos 2
5
外啮合 内啮合
齿轮齿条
6
斜齿轮
人字 齿轮
直齿 圆锥 齿轮
海拔
齿轮
7
蜗轮蜗杆
交错轴斜齿轮 （旧称螺旋齿轮）
8
机械设计基础齿轮传动最新PPT课件
k
k
k 同侧齿廓弧长
法向齿距
（周节） －
p
n
=
p
b
基圆－ d 、r
bb
齿顶圆－ d 、r
aa
齿根圆－ d 、r
齿宽－ B f f
B p
k
s k
e k
pn
r
f
r
a
O
5.4 标准直齿圆柱齿轮的名称及几何尺寸参数
5.4.1 齿轮各部分名称
分度圆－
人为规定的计算基准圆
表示符号： d、r、s、e， h
a
s=e，p= s+e
在啮合传动时，齿廓之间将产生相对滑动。相 对滑动是任何齿廓曲线齿轮都具有的特性。齿廓间 的滑动将引起啮合时的摩擦效率损失和齿廓的磨损。
5.4 标准直齿圆柱齿轮的名称及几何尺寸参数
5.4.1 齿轮各部分名称 齿数－z
齿槽宽－ e
k 弧长
齿厚－ s 齿距 （周节） k 任意圆上的弧长
－ p = s +e
第五章 齿轮传动
5.1 齿轮传动的类型和特点 5.2 齿廓啮合的基本定律 5.3 渐开线齿廓 5.4 标准直齿圆柱齿轮的名称及几何尺寸参数 5.5 标准渐开线直齿圆柱齿轮啮合传动的条件 5.6 渐开线齿轮的切齿原理及根切现象 5.7 齿轮传动的失效形式和计算准则 5.8 齿轮常用材料及热处理 5.9 直齿圆柱齿轮传动的作用力及计算载荷 5.10 直齿圆柱齿轮的强度计算 5.11 平行轴斜齿圆柱齿轮传动 5.12 直齿圆锥齿轮传动 5.13 齿轮传动设计计算中的主要问题
③ 不适宜用于两轴间距离较大的传动。
5.2 齿廓啮合的基本定律
5.2 齿廓啮合的基本定律
一对齿轮传动，是依靠主动齿轮的齿廓依次推动从动齿轮的 齿廓来实现的，齿轮的齿廓曲线与传动比有密切的关系。
齿轮传动机械基础PPT课件
制造和安装精度要求高
齿轮的制造和安装精度要求较高，否则会影响传动的平稳性和效率。
需要润滑
齿轮传动需要良好的润滑条件，以减少磨损和摩擦热。
齿轮传动的应用
01
02
03
04
工业领域
齿轮传动广泛应用于各种工业 机械和设备中，如机床、起重
机、矿山机械等。
交通运输领域
汽车、火车、飞机等交通工具 中大量使用齿轮传动来实现动
模数的单位是毫米 （mm）。
03
选择
模数的选择应根据齿轮的 承载能力和制造精度要求 进行。
齿轮的压力角
定义
压力角是齿轮齿形的一个参数，表示齿轮齿形的倾斜程度。压力 角的大小力角的单位是度（°）。
选择
压力角的选择应根据齿轮的传动要求和制造精度要求进行。
齿轮的齿数和齿宽
持心部良好的韧性。
齿轮材料和热处理的选择
根据齿轮的载荷、速度、精度等要求 进行选择。
对于承受轻载、低速或一般精度要求 的齿轮，可以选择较低强度和硬度的 材料和相应的热处理方法，以降低制 造成本。
对于承受重载、高速或高精度要求的 齿轮，应选择高强度、高硬度、高耐 磨性的材料和相应的热处理方法。
在选择材料和热处理方法时，还应考 虑齿轮的工作环境、制造工艺和经济 性等因素。
根据齿轮传动的使用要求，选用合适的润滑油或 润滑脂，并定期更换。
清洁维护
保持齿轮传动装置及其周围环境的清洁，防止杂 物和灰尘进入。
常见故障分析及排除方法
齿轮磨损
齿轮长时间使用后，会出现磨损现象。 解决方法是定期更换齿轮，或对磨损 严重的齿轮进行修复。
油位异常
油位过高或过低都会影响齿轮传动的正 常运转。解决方法是检查油位并调整到 规定范围内，同时检查油路是否畅通。
齿轮的制造和安装精度要求较高，否则会影响传动的平稳性和效率。
需要润滑
齿轮传动需要良好的润滑条件，以减少磨损和摩擦热。
齿轮传动的应用
01
02
03
04
工业领域
齿轮传动广泛应用于各种工业 机械和设备中，如机床、起重
机、矿山机械等。
交通运输领域
汽车、火车、飞机等交通工具 中大量使用齿轮传动来实现动
模数的单位是毫米 （mm）。
03
选择
模数的选择应根据齿轮的 承载能力和制造精度要求 进行。
齿轮的压力角
定义
压力角是齿轮齿形的一个参数，表示齿轮齿形的倾斜程度。压力 角的大小力角的单位是度（°）。
选择
压力角的选择应根据齿轮的传动要求和制造精度要求进行。
齿轮的齿数和齿宽
持心部良好的韧性。
齿轮材料和热处理的选择
根据齿轮的载荷、速度、精度等要求 进行选择。
对于承受轻载、低速或一般精度要求 的齿轮，可以选择较低强度和硬度的 材料和相应的热处理方法，以降低制 造成本。
对于承受重载、高速或高精度要求的 齿轮，应选择高强度、高硬度、高耐 磨性的材料和相应的热处理方法。
在选择材料和热处理方法时，还应考 虑齿轮的工作环境、制造工艺和经济 性等因素。
根据齿轮传动的使用要求，选用合适的润滑油或 润滑脂，并定期更换。
清洁维护
保持齿轮传动装置及其周围环境的清洁，防止杂 物和灰尘进入。
常见故障分析及排除方法
齿轮磨损
齿轮长时间使用后，会出现磨损现象。 解决方法是定期更换齿轮，或对磨损 严重的齿轮进行修复。
油位异常
油位过高或过低都会影响齿轮传动的正 常运转。解决方法是检查油位并调整到 规定范围内，同时检查油路是否畅通。
机械设计基础课件——第四章齿轮传动
第二节 渐开线齿廓
▪ 一、渐开线齿廓的形成和性质 ▪ 1.渐开线的形成 ▪ 如图4-2a所示，直线n-n沿一个半径为rb的圆周作无
滑动的纯滚动，该直线上任一点的K的轨迹AK称为 该圆的渐开线。这个圆称为基圆，该直线称为渐开 线的发生线。∠AOK（∠AOK=θK）称为渐开线在K 点的展角。
图 4-2
▪ 2.渐开线齿廓的压力角
▪ 齿轮传动中，齿廓在K点啮合时，作用于K点的法向力Fn与齿轮上K点速 度方向所夹的锐角，称为渐开线上K点处的压力角，用αk表示，由图4-2b 可见，αk=∠NOK,设K点的内径为rk,于是：
▪
cosαk=rb/rk
▪ 3.渐开线的性质
▪ 根据渐开线的形成，可知渐开线具有如下性质：
▪ 齿顶圆与齿根圆之间的径向距离称为齿高，用h表示。
▪ 二、渐开线标准直齿圆柱齿轮的基本参数
▪ 1.齿数
▪ 在齿轮整个圆周上轮齿的数目称为该齿轮的齿数，用z表示。
▪ 2.模数
▪ 分度圆的周长为dπ=pz，于是分度圆的直径d=pz/π，由于式中π是无理 数，故将p/π的比值制定成一个简单的有理数列，以利计算，并把这个 比值称为模数，以m表示。
▪ （4）渐开线的形状取决于基圆的大小。基圆越大渐开线就越平直，当基 圆的半径无穷大时，那么渐开线就是直线了，如图4 3b所示。
▪ （5）基圆内无渐开线。
▪ 二、渐开线齿廓啮合特性 ▪ 1.渐开线齿廓能保证定传动比传动 ▪ 2.渐开线齿廓之间的正压力方向不变 ▪ 3.渐开线齿廓传动具有中心距可分性
第四章 齿轮传动
第一节 齿轮传动的类型、特点和应用
▪ 一、齿轮传动的类型 ▪ 齿轮传动的类型很多，下面介绍几种常用的分类方法。 ▪ （1）按一对齿轮两轴线的相对位置分为平行轴齿轮传动、相交轴
《齿轮传动设计》PPT课件
三、渐开线齿轮的啮合特性
渐开线齿轮符合齿廓啮合基本定 律,即能保证定传动比传动 由齿廓啮合基本定律知
i12
1 2
O2P O1P
❖ 由渐开线性质知,
❖ 啮合点公法线与二基圆内公切
线重合
N2
❖ 二基圆为定圆,N1N2为定直线, 则节点P为定点
i12 12
O2Pr2'rb2 O1P r1' rb1
co
n. st
机械设计基础 ——齿轮传动
例题2
❖已知:一渐开线直齿圆柱齿轮,用卡尺测量出齿顶圆直径 da=208mm, 齿根圆直径df=172mm, 数得齿数z=24.
❖求：该齿轮的模数m,齿顶高系数ha*和顶隙系数c*
解:
da(z2ha *)m208 mm
df(z2h a *2c*)m 17m 2 m
m 8 mm
O1
1 rb1
P K’
N1 K
C１
C２
2 rb2
O2
机械设计基础 ——齿轮传动
三、渐开线齿轮的啮合特性
机械设计基础 ——齿轮传动
5-4 渐开线标准齿轮的基本尺寸
一、外齿轮 二、内齿轮 三、齿条
机械设计基础 ——齿轮传动
一、外齿轮
1 各部分名称和符号 2 基本参数 3 几何尺寸 4 例题
机械设计基础 ——齿轮传动
h
* a
1
c
*
0 .25
正常齿: 短齿:
m 1mm h a *1,c*0.25 m 1mm h a *1,c*0.35
ha*0.8,c*0.3
机械设计基础 ——齿轮传动
例题3
❖已知: 法向距离〔即公法线长度〕分别为 :W3 = 61.84mm,
2024年机械设计基础课件齿轮传动-(带特殊条款)
机械设计基础课件齿轮传动-(带特殊条款) 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。
机械设计基础之机械设计第4章：齿轮传动.ppt
齿轮精度等级的选择参照教材p205表27-2
渐开线标准齿轮传动参数
分度圆模数的简称，定义基 本齿廓的重要参数，能够代
表轮齿的大小，单位mm。m
的数值为标准值，参见教材 p205表27-4与表20-4 。
m = p/π
齿轮模数m
渐开线标准齿轮传动参数
中心距a
两齿轮轴线之间的距离，齿轮传动的重要参数之一。标准 齿轮无齿侧间隙安装（两标准齿轮分度圆相切）时的中心 距称作标准中心距。设计中应取值整齐、简单，并尽量不 含小数。大批量生产的齿轮推荐中心距按下表选用。单件 或小批量生产的齿轮中心距取尾数为0、5、2、8的整数。
b1
αa 1
N1 B2 P
N2
B1
r
αa 2
b2
α'
2
O2
渐开线标准齿轮传动参数
传动比i与齿数比u
n主 d从 z从 i = n从 = d主 = z主
z大 u = z小
主动 从动
i= u
主动 从动
i = 1/u
渐开线标准齿轮传动参数
齿轮传动的精度等级
在渐开线圆柱齿轮和锥齿轮精度标准（GB10095－88 和GB11365－89）中规定了12个精度等级。其中，
pi
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
O
几何尺寸计算 公式见教材 p75表20-6
渐开线标准齿轮基本几何参数
标准中心距
a = r1 + r2
压力角 ak
rf1
a'
齿廓上某啮合点ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ受正压力方向
（该点齿廓法线方向）与该点速
渐开线标准齿轮传动参数
分度圆模数的简称，定义基 本齿廓的重要参数，能够代
表轮齿的大小，单位mm。m
的数值为标准值，参见教材 p205表27-4与表20-4 。
m = p/π
齿轮模数m
渐开线标准齿轮传动参数
中心距a
两齿轮轴线之间的距离，齿轮传动的重要参数之一。标准 齿轮无齿侧间隙安装（两标准齿轮分度圆相切）时的中心 距称作标准中心距。设计中应取值整齐、简单，并尽量不 含小数。大批量生产的齿轮推荐中心距按下表选用。单件 或小批量生产的齿轮中心距取尾数为0、5、2、8的整数。
b1
αa 1
N1 B2 P
N2
B1
r
αa 2
b2
α'
2
O2
渐开线标准齿轮传动参数
传动比i与齿数比u
n主 d从 z从 i = n从 = d主 = z主
z大 u = z小
主动 从动
i= u
主动 从动
i = 1/u
渐开线标准齿轮传动参数
齿轮传动的精度等级
在渐开线圆柱齿轮和锥齿轮精度标准（GB10095－88 和GB11365－89）中规定了12个精度等级。其中，
pi
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
O
几何尺寸计算 公式见教材 p75表20-6
渐开线标准齿轮基本几何参数
标准中心距
a = r1 + r2
压力角 ak
rf1
a'
齿廓上某啮合点ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ受正压力方向
（该点齿廓法线方向）与该点速
机械设计基础第3版ppt作者王大康齿轮传动
12
ndd z
2
2
1
b1
1
2．渐开线齿轮的啮合线及啮合角
啮合线
齿轮传动过程中，齿廓啮合点的 轨迹称为啮合线。因为不论两渐开线 齿廓在何点啮合，该啮合点必在 N1N2 线上，因此， N1N2线称为渐开线齿轮 传动的理论啮合线。
发生线
公法线
N1N2
内公切线 压力线
啮合线
啮合角
啮合线与两齿轮节圆的公切线 tt 的夹角 α′ 称为啮合角。由于啮合线 与两齿廓接触点的公法线重合，所以 啮合角等于齿廓在节圆上的压力角。
OB
_____
OK
r b
r k
压力角 αk 的大小随K点的位置 而变化，基圆上的压力角等于零，k 点距圆心越远，则压力角越大。
F α Fcosα
渐开线的形成
二、渐开线齿轮 以渐开线为齿廓的齿轮称为渐开线齿轮，轮齿两侧齿廓 是由同一基圆上展开的两条反向渐开线。
1．齿轮各部分名称 1）齿顶圆 da 2）齿根圆 df 3）分度圆 d 4）齿顶高 ha 、齿根高 hf 、 全齿高 h = ha + hf
展成法加工轮齿的原理是保持刀具和轮坯之间按渐开 线齿轮啮合的运动关系切制轮齿。加工精度高，生产率高， 但需用专用机床。
（1） 插齿
（2）滚齿
齿轮插刀
齿条插刀
二、根切现象及避免根切的方法
1．根切现象 （1）根切
用展成法加工齿轮时，若被切齿 轮的齿数太少，则切削刀具的齿顶就 会将轮齿根部切去一部分，这种现象 称为根切现象。
齿轮安装后，中心距O1O2为定长，所以只要P为定点， 则齿轮传动比恒定不变。
齿廓啮合基本定律：两齿廓在任何点接触，过接触点 所作两齿廓的公法线必须与两齿轮中心连线交于一定点。
机械设计基础课件-齿轮传动
04 齿轮的材料与制 造工艺
齿轮的材料选择
碳钢
适用于低速、低负载的 齿轮，价格相对较低。
合金钢
具有较好的力学性能和 耐磨性，适用于高速、
重载的齿轮。
不锈钢
具有较好的耐腐蚀性， 常用于食品、化工等行
业的齿轮。
塑料
轻便、低成本，适用于 轻载、低速的齿轮，如
玩具、家电等。
齿轮的热处理工艺
01
02
03
机械设计基础课件-齿轮传 动
汇报人： 202X-12-24
目录
• 齿轮传动的概述 • 齿轮的几何设计 • 齿轮的工作原理 • 齿轮的材料与制造工艺 • 齿轮传动的应用与维护
01 齿轮传动的概述
齿轮传动的定义
• 齿轮传动：通过一对或多对相互啮合的齿轮，将主动齿轮 的旋转运动传递给从动齿轮，实现转矩和转速的变换。
装配不当会导致齿轮传动系统运转不平稳 。排除方法包括重新检查和调整各部件的 装配关系等。
THANKS
感谢观看
压力角是指渐开线齿廓与 分度圆相切的切线与分度 圆之间的夹角。
齿轮的模数
定义
模数是决定齿轮大小的基本参数 ，它表示了齿距与圆周率π的比值 。
选择
在齿轮设计中，模数的选择直接 影响到齿轮的大小和传动能力， 需要根据实际需求和设计规范进 行选择。
齿轮的齿数
定义
齿数是表示在分度圆上齿的个数的参 数。
选择
齿轮传动的维护保养
定期检查
对齿轮传动系统进行定期检查，包括 齿轮、轴承、润滑系统等，确保各部 件正常运转。
清洁与润滑
保持齿轮传动系统的清洁，定期添加 润滑剂，以减少摩擦和磨损，延长使 用寿命。
调整与紧固
根据需要调整齿轮的啮合间隙和紧固 各部件，确保齿轮传动的稳定性和可 靠性。
机械设计基础课件第五章齿轮传动
(9) 齿根高 : 分度圆和齿根圆之间的 径向距离称为齿根高 , 用 hf 表示。显然 hf=(d-df)/2。 (10) 齿高: 齿顶圆和齿根圆之间的径 向距离称为齿高 , 用 h 表示。显然 h=ha+hf 。 (11) 齿轮宽度： 沿齿轮轴线的长度 称为齿宽, 用b表示。
5.3.2、渐开线齿轮的基本参数和尺寸计算
1、齿数：齿轮整个圆周上轮齿的总数, 用z表示。
2、 模数： 根据圆的周长和齿距的定义可知
d k zpk
dk
zpk
式中, 比值pk/π含有无理数π, 这给设计、制造及测量带来不便, 为此需在齿轮上取一圆, 将该圆pk/π的比值规定为标准值,并使该
圆上的压力角也为标准值, 这个圆即为分度圆。规定分度圆上的齿
5.1 齿轮传动的类型和特点
齿轮传动：用于传递空间任意两轴 之间的运动和动力。 一、齿轮传动的特点
①传动比准确； ②传动效率高；
优点： ③工作可靠、寿命长； ④结构紧凑；
⑤适用范围广。
①制造和安装精度要 求较高； 缺点： ②不适宜用于两轴 间距离较大的传动。
齿轮传动动画（3D)
二、齿轮传动的类型
1 O2 P r2' rb 2 i12 ' 2 O1 P r1 rb1
渐开线齿轮的传动比又与两轮基圆半径成反比。 其基圆的大小是不变的，所以当两轮的实际中心 距与设计中心距不一致时，而两轮的传动比却保 持不变。这一特性称为传动的可分性。
α
3. 齿廓间正压力方向不变
如图所示，过节点C作两节圆 的公切线t- t，它与啮合线n-n的 夹角α’称为啮合角。由理论力学 知道，齿廓间正压力方向为接触 点公法线方向，由于公法线与啮 合线重合且位置不变，显然，啮 合角α’是一个常数，所以齿廓间 正压力方向也不会改变。当齿轮 传递的转矩为常数时，正压力的 大小也不变。这对于提高齿轮传 动的平稳性是极为有利的。由图 还可知道，啮合角α’在数值上等 于渐开线在节圆上的压力角。
《机械设计基础》课件 第11章 齿轮传动
H
2
bd1
u
Zβ cos
32
§11-8 斜齿圆柱齿轮传动
2 KT1
F
YFaYSa F
bd1mn
2 KT1 YFaYSa
2
mn 3
cos
2
d z1 F
z
zv
3
cos
33
§11-9 直齿圆锥齿轮传动
34
§11-9 直齿圆锥齿轮传动
35
轴向力：
Fa Ft tan
29
§11-8 斜齿圆柱齿轮传动
力的方向：
圆周力t ：主动轮与运动方向相反，
从动轮与运动方向相同
径向力r ：两轮都是指向各自的轴心
轴向力a ：主动轮的左（右）手法则
30
根据主动轮轮齿的齿向（左旋或右旋）伸左手或右手，四指
沿着主动轮的转向握住轴线，大拇指所指即为主动轮所受的
轮齿会变形，需要磨齿。
二、主要参数
1. 齿数比：一般≤7，同要求的传动比误差≤ (3~5)%
2. 齿数：一般z1>17
3. 齿宽：过大，宽度方向载荷分布不均匀
28
§11-8 斜齿圆柱齿轮传动
一、轮齿上的作用力
轮齿所受总法向力
可分解为：
2T1
圆周力：Ft
d1
Ft tan n
径向力：Fr
cos
开式传动的主要失效形式为齿面磨粒磨损和轮齿的弯曲疲劳
折断。
由于目前齿面磨粒磨损尚无完善的计算方法，因此通常只对
其进行抗弯曲疲劳强度计算，并采用适当加大（10%～20%）
模数（或降低许用弯曲应力）的方法来考虑磨粒磨损。
齿轮传动PPT课件
（二）直齿圆柱齿轮的基本参数
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
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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本章目录 教学要求 基本内容 重点难点 问题思考
齿轮传动是机械传动中最主要 的传动形式之一，它在现代机械中 应用极为广泛。因此，齿轮传动是 本课程重点章节之一。对齿轮传动 的研究一方面从几何关系入手研究 其传动平稳性，另一方面从承载能 力出发研究其设计问题。
总目录
分目录 音乐上一欣页赏
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退 结出1束
三、渐开线齿廓啮合特性
1.保证定传动比传动 2.传动具有可分性
过啮合点所作的两齿廓的公法线为两基 圆的一条内公切 线 N 1N2 ,,它与连心线 的交点C为一定点。
既使两齿轮实际中心距与设计中心距略 有变化，也不会影响两轮的传动比
i1 212
O2Crb2 O1C rb1
传动比等于基圆半径的反比
v ’
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退 出17
§1.齿轮传动概述
三、齿廓啮合的基本定律
2. 推论：保证齿轮定传动比传动的条件
——不论两齿廓在任何位置接触，过
接触点所作的两齿廓公法线必须与两
c
轮连心线交于一定点。
3. 节点—— 过两齿廓接触点所作的齿廓公法
线与两轮连心线o1o2的交点c。
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退 出18
§1.齿轮传动概述
3.齿廓间正压力方向不变
N 1N 2线是渐开线齿廓接触点的轨迹 ——啮合线，
啮合线与节圆公切线所夹的锐角——啮合角，用’表示。
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退 出22
§2. 渐开线齿轮
四、齿轮各部分名称及渐开线标准齿轮的基本尺寸
齿 轮 各 部 分 名 xt
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§2. 渐开线齿轮
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§1 . 齿轮传动概述 §2 . 渐开线齿轮 §3 . 渐开线标准齿轮的啮合
本 §4 . 渐开线齿轮的切齿原理、根切及最少齿数 章 §5 . 变位齿轮 目 §6 . 齿轮传动的失效形式、材料选择及精度等级 录 §7 . 直齿圆柱齿轮传动的强度计算
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退 出24
§2. 渐开线齿轮
四、齿轮各部分名称及渐开线标准齿轮的基本尺寸
分度圆直径： d = mz
齿 轮
齿 顶 高： ha = ha* m 齿 根 高： h f =（ha*+ c*）m
见图
的
齿 全 高： h = ha + h f = （2 ha*+ c*） m
几
齿顶圆直径： d a= d + 2 ha=（z+2 ha*） m
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直 齿 齿 轮 齿 条 传 动
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外 啮 合 斜 齿 圆 柱 齿 轮 传 动
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内 啮 合 斜 齿 圆 柱 齿 轮 传 动
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斜 齿 齿 轮 齿 条 传 动
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人 字 齿 轮 传 动
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直 齿 圆 锥 齿 轮 传 动
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斜 齿 圆 锥 齿 轮 传 动
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曲 线 齿 圆 锥 齿 轮 传 动
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交 错 轴 斜 齿 轮 传 动
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1）直齿圆柱齿轮传动
1） 锥齿轮传动
① 外啮合齿轮传动 ② 内啮合齿轮传动 ③ 齿轮齿条传动
2） 交错轴斜齿轮传动 3） 蜗杆传动
2）斜齿圆柱齿轮传动
3）人字齿轮传动
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外 啮 合 直 齿 圆 柱 齿 轮 传 动
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内 啮 合 直 齿 圆 柱 齿 轮 传 动
何
齿根圆直径： d f = d - 2h f =（z - 2 ha*- 2 c*） m
尺
基 圆 直 径：d b = d cos = m z cos
寸
注： ha*—— 齿顶高系数，标准值为ha*= 1
c*—— 顶隙系数，标准值为c*= 0.25
分度圆齿厚和齿槽宽：s = e=πm / 2
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蜗 杆 传 动
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§1.齿轮传动概述
三、齿廓啮合的基本定律
1. 齿廓啮合基本定律—— 互相啮合传动的一对齿轮，
在任一位置时的传动比都与其连 心线o1o2被其啮合齿廓在接触点 处的公法线所分成的两段成反比。
1O1C 2 O 2C
i12
1 2
O2C O1C
三、齿廓啮合的基本定律
4. 节圆——
分别以o1、o2为圆心， o1 c、o2 c
为半径的圆称为轮１与轮２的节圆。
其半径用r ’表示。 i1 212
O2Cr2' O1C r1'
传动比等于节圆半径的反比
两节圆作纯滚动
O 1 O 2O 1 C O 2 C r1' r2'
外啮合齿轮传动中心距恒等于节圆半径之和
二、 渐开线的特性
1. 发生线沿基圆滚过的长度，等于
基圆上被滚过的圆弧长。
2. 渐开线上任意点的法线恒与其基
圆相切。
cos k
rb rk
3. 渐开线齿廓上某点的法线与速度方向
线所夹的锐角αk称为该点的压力角。
4. 基圆内无渐开线。
5. 渐开线的形状取决于基圆的大小。
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§2. 渐开线齿轮
四、齿轮各部分名称及渐开线标准齿轮的基本尺寸
1. 齿数 z
齿
2. 模数m
轮
分度圆周长: πd =zp
的
分度圆直径: d p z
基 本
令:
p m
m为标准值
参
见表7-1 ，优先选用第一系列，单位？
数
3. 压力角
渐开线齿廓在分度圆上的压力角——齿轮压力角
标准压力角 = 20
分度圆——具有标准模数和标准压力角的计算基准圆。
r2 '
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r1 '
退 出19
§2. 渐开线齿轮
一、渐开线的形成
当一直线xx沿一圆周作 纯滚动时，直线上任意点K 的轨迹AK就是该圆的渐开 线。这个圆称为渐开线的 基圆，它的半径用rb表示， 直线xx叫作渐开线的发生 线。
渐开线 基圆
发生线
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退 出20
§2. 渐开线齿轮
§8 . 斜齿圆柱齿轮传动 §9 . 圆锥齿轮传动 §10 . 齿轮的结构设计及工作图 §11 . 齿轮传动的效率和润滑
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退 出3
§1.齿轮传动概述
一、齿轮传动的主要特点：
1、效率高； 2、结构紧凑；3、工作可靠、寿命长；4、传动比稳定。
二、齿轮传动的分类：
1. 平面齿轮机构
2. 空间齿轮机构
齿轮传动是机械传动中最主要 的传动形式之一，它在现代机械中 应用极为广泛。因此，齿轮传动是 本课程重点章节之一。对齿轮传动 的研究一方面从几何关系入手研究 其传动平稳性，另一方面从承载能 力出发研究其设计问题。
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三、渐开线齿廓啮合特性
1.保证定传动比传动 2.传动具有可分性
过啮合点所作的两齿廓的公法线为两基 圆的一条内公切 线 N 1N2 ,,它与连心线 的交点C为一定点。
既使两齿轮实际中心距与设计中心距略 有变化，也不会影响两轮的传动比
i1 212
O2Crb2 O1C rb1
传动比等于基圆半径的反比
v ’
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§1.齿轮传动概述
三、齿廓啮合的基本定律
2. 推论：保证齿轮定传动比传动的条件
——不论两齿廓在任何位置接触，过
接触点所作的两齿廓公法线必须与两
c
轮连心线交于一定点。
3. 节点—— 过两齿廓接触点所作的齿廓公法
线与两轮连心线o1o2的交点c。
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§1.齿轮传动概述
3.齿廓间正压力方向不变
N 1N 2线是渐开线齿廓接触点的轨迹 ——啮合线，
啮合线与节圆公切线所夹的锐角——啮合角，用’表示。
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§2. 渐开线齿轮
四、齿轮各部分名称及渐开线标准齿轮的基本尺寸
齿 轮 各 部 分 名 xt
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本 §4 . 渐开线齿轮的切齿原理、根切及最少齿数 章 §5 . 变位齿轮 目 §6 . 齿轮传动的失效形式、材料选择及精度等级 录 §7 . 直齿圆柱齿轮传动的强度计算
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§2. 渐开线齿轮
四、齿轮各部分名称及渐开线标准齿轮的基本尺寸
分度圆直径： d = mz
齿 轮
齿 顶 高： ha = ha* m 齿 根 高： h f =（ha*+ c*）m
见图
的
齿 全 高： h = ha + h f = （2 ha*+ c*） m
几
齿顶圆直径： d a= d + 2 ha=（z+2 ha*） m
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1）直齿圆柱齿轮传动
1） 锥齿轮传动
① 外啮合齿轮传动 ② 内啮合齿轮传动 ③ 齿轮齿条传动
2） 交错轴斜齿轮传动 3） 蜗杆传动
2）斜齿圆柱齿轮传动
3）人字齿轮传动
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内 啮 合 直 齿 圆 柱 齿 轮 传 动
何
齿根圆直径： d f = d - 2h f =（z - 2 ha*- 2 c*） m
尺
基 圆 直 径：d b = d cos = m z cos
寸
注： ha*—— 齿顶高系数，标准值为ha*= 1
c*—— 顶隙系数，标准值为c*= 0.25
分度圆齿厚和齿槽宽：s = e=πm / 2
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蜗 杆 传 动
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§1.齿轮传动概述
三、齿廓啮合的基本定律
1. 齿廓啮合基本定律—— 互相啮合传动的一对齿轮，
在任一位置时的传动比都与其连 心线o1o2被其啮合齿廓在接触点 处的公法线所分成的两段成反比。
1O1C 2 O 2C
i12
1 2
O2C O1C
三、齿廓啮合的基本定律
4. 节圆——
分别以o1、o2为圆心， o1 c、o2 c
为半径的圆称为轮１与轮２的节圆。
其半径用r ’表示。 i1 212
O2Cr2' O1C r1'
传动比等于节圆半径的反比
两节圆作纯滚动
O 1 O 2O 1 C O 2 C r1' r2'
外啮合齿轮传动中心距恒等于节圆半径之和
二、 渐开线的特性
1. 发生线沿基圆滚过的长度，等于
基圆上被滚过的圆弧长。
2. 渐开线上任意点的法线恒与其基
圆相切。
cos k
rb rk
3. 渐开线齿廓上某点的法线与速度方向
线所夹的锐角αk称为该点的压力角。
4. 基圆内无渐开线。
5. 渐开线的形状取决于基圆的大小。
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四、齿轮各部分名称及渐开线标准齿轮的基本尺寸
1. 齿数 z
齿
2. 模数m
轮
分度圆周长: πd =zp
的
分度圆直径: d p z
基 本
令:
p m
m为标准值
参
见表7-1 ，优先选用第一系列，单位？
数
3. 压力角
渐开线齿廓在分度圆上的压力角——齿轮压力角
标准压力角 = 20
分度圆——具有标准模数和标准压力角的计算基准圆。
r2 '
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§2. 渐开线齿轮
一、渐开线的形成
当一直线xx沿一圆周作 纯滚动时，直线上任意点K 的轨迹AK就是该圆的渐开 线。这个圆称为渐开线的 基圆，它的半径用rb表示， 直线xx叫作渐开线的发生 线。
渐开线 基圆
发生线
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§8 . 斜齿圆柱齿轮传动 §9 . 圆锥齿轮传动 §10 . 齿轮的结构设计及工作图 §11 . 齿轮传动的效率和润滑
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一、齿轮传动的主要特点：
1、效率高； 2、结构紧凑；3、工作可靠、寿命长；4、传动比稳定。
二、齿轮传动的分类：
1. 平面齿轮机构
2. 空间齿轮机构