齿轮传动 课件讲解
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齿轮传动
齿轮传动特点
齿轮传动与带传动相比主要有以下优点： （1）传递动力大、效率高；
（传递功率可以从很小至十几万千瓦；速度最高可达300ｍ／ｓ
）
（2）寿命长，工作平稳，可靠性高； （3）能保证恒定的传动比， 能传递任意夹角两轴间的运动。
齿轮传动与带传动相比主要缺点有： （1）制造、安装精度要求较高，因而成本也较高； （2）不宜作远距离传动。
练习
• 1、标准直齿圆柱齿轮，模数m=4mm，齿 数z=32，计算该齿轮的分度圆直径d，齿顶 圆直径da，齿顶高ha，齿根高hf，齿距p。
d =mz da=m(z+2) ha=m hf =1.25m p=πm
齿轮啮合条件
一对渐开线直齿圆柱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
失效形式
• • • • • 齿轮折断 齿面疲劳点蚀 齿面磨损 齿面胶合 塑性变形
点蚀
常用的齿轮结构
常见的圆柱齿轮结构如图所示。齿轮轴、实心式、 腹板式、轮辐式
渐开线齿轮的切削加工
• 仿形法 铣床
铣直齿
铣斜齿
渐开线齿轮的切削加工
• 展成法 插齿加工
滚直齿
滚斜齿
根切现象
• 展成法加工标准齿 轮时，如果齿数太 少，会出现轮齿根 部的渐开线齿廓被 部分切除的现象， 这种现象称为根切。 • 为保证不发生根切， 齿数应不少于17， 即： zmin≥17
渐开线齿轮参数
模数m=齿距p/π 单位：mm 是齿轮几何尺寸计算中最基本的一个参数。 对于相同齿数的齿轮，模数愈大，齿轮的几 何尺寸愈大，轮齿也大，承载能力也愈大。
2.齿数（ｚ） 一个齿轮的轮齿数目即齿数，是齿轮的 最基本参数之一。当模数一定时，齿数愈 多，齿轮的几何尺寸愈大，轮齿渐开线的 曲率半径也愈大，齿廓曲线趋于平直。
3.压力角（α） 压力角是齿轮运动方向与受力方向所夹的锐角。 通常所说的压力角是指分度圆上的压力角。 压力角不同，轮齿的形状也不同。压力角已标 准化，我国规定标准压力角是20° 。
• 直径： 齿顶圆 直径da=m(z+2) 齿根圆 直径df =m(z-2.5) 分度圆 直径d =mz • 轮齿高度： 齿顶高 ha=m 齿根高 hf =1.25m 全齿高 h =2.25m • 厚度： 齿厚 s=πm/2 齿槽宽 e=πm/2 齿距 p=πm • 中心距 a=r1+r2=(d1+d2)/2=m(z1+z2)/2
• 2002会考（10分） • 相啮合的一对标准直齿圆柱齿轮， n1=900r/min，n2=300r/min，a=200mm， m=4mm，求齿数z1、z2各是多少？
• 2003年会考（10分） • 已知一标准直齿圆柱齿轮，齿距 p=25.12mm，分度圆直径d=360mm，求齿 数z，圆直径da以及齿厚s分别为多少？
• 2009年会考（10分） • 一对啮合的标准圆柱齿轮传动，已知主动 轮转速n1=500r/min，从动轮转速 n2=200r/min，中心距a=350mm，模数 m=5mm。求齿轮的分度圆直径d1和齿顶圆 直径da2分别为多少？
• 2010年会考（10分） • 相啮合的一对标准直齿圆柱齿轮，已知 n1=1200r/min，n2=600r/min，a=150mm， m=5mm • 求：（1）齿数z1，z2； （2）齿轮1的分度圆直径d1，齿轮2 的齿根圆直径df2.
传动比
• 根据正确啮合条件，可以得到传动比的计 算公式为：
•
i12 = n1 / n2 = z2 / z1
练习
• 2007年会考题（8分） 相啮合的一对标准直齿圆柱齿轮，齿数 z1=20，z2=32，模数m=10mm，试计算分 度圆直径d1，齿顶圆直径da1，齿厚s1和两 轮中心距a。
• 2002 会考（10分） • 已知相啮合的一对标准直齿圆柱齿轮 n1=900r/min，n2=300r/min，a=200mm， m=5mm，求分度圆直径d1，齿顶圆直径da2
分类
类型
两轴平行
(a)外啮合圆柱齿轮
(b)内啮合齿轮
(c)齿轮齿条
(d)斜齿轮圆柱齿轮
(e)斜齿条
(f)人字齿圆柱齿轮
两轴相交
(g)锥齿轮
(h)曲齿圆锥齿轮
两轴相交错
(j)交错轴曲面齿轮
(i)交错轴斜齿轮（弧齿轮）
分类
• 根据齿轮传动的工作条件，可分为： ① 开式齿轮传动： 齿轮暴露在外，不能保证良好润滑。 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，齿轮 传动有良好的工作条件，是应用最广泛的齿轮 传动。
渐开线齿轮
主要尺寸
• 直径： 齿顶圆 直径da 齿根圆 直径df 分度圆 直径Βιβλιοθήκη Baidu ——分度圆作为计算基准 • 轮齿高度： 齿顶高 ha 齿根高 hf 全齿高 h h=ha+hf • 厚度： 齿厚 s 齿槽宽 e 齿距 p p=s+e
中心距a=r1+r2=(d1+d2)/2
1.模数（ｍ）
• 2006年会考（8分） • 有一对正常齿制的标准圆柱齿轮，已知 n1=900r/min，n2=300r/min，a=200mm， m=5mm，求齿数z1，z2，齿顶圆直径da1， 分度圆直径d2
• 2007年会考题（8分） 相啮合的一对标准直齿圆柱齿轮，齿数 z1=20，z2=32，模数m=10mm，试计算分 度圆直径d1，齿顶圆直径da1，齿厚s1和两 轮中心距a。
齿轮传动特点
齿轮传动与带传动相比主要有以下优点： （1）传递动力大、效率高；
（传递功率可以从很小至十几万千瓦；速度最高可达300ｍ／ｓ
）
（2）寿命长，工作平稳，可靠性高； （3）能保证恒定的传动比， 能传递任意夹角两轴间的运动。
齿轮传动与带传动相比主要缺点有： （1）制造、安装精度要求较高，因而成本也较高； （2）不宜作远距离传动。
练习
• 1、标准直齿圆柱齿轮，模数m=4mm，齿 数z=32，计算该齿轮的分度圆直径d，齿顶 圆直径da，齿顶高ha，齿根高hf，齿距p。
d =mz da=m(z+2) ha=m hf =1.25m p=πm
齿轮啮合条件
一对渐开线直齿圆柱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
失效形式
• • • • • 齿轮折断 齿面疲劳点蚀 齿面磨损 齿面胶合 塑性变形
点蚀
常用的齿轮结构
常见的圆柱齿轮结构如图所示。齿轮轴、实心式、 腹板式、轮辐式
渐开线齿轮的切削加工
• 仿形法 铣床
铣直齿
铣斜齿
渐开线齿轮的切削加工
• 展成法 插齿加工
滚直齿
滚斜齿
根切现象
• 展成法加工标准齿 轮时，如果齿数太 少，会出现轮齿根 部的渐开线齿廓被 部分切除的现象， 这种现象称为根切。 • 为保证不发生根切， 齿数应不少于17， 即： zmin≥17
渐开线齿轮参数
模数m=齿距p/π 单位：mm 是齿轮几何尺寸计算中最基本的一个参数。 对于相同齿数的齿轮，模数愈大，齿轮的几 何尺寸愈大，轮齿也大，承载能力也愈大。
2.齿数（ｚ） 一个齿轮的轮齿数目即齿数，是齿轮的 最基本参数之一。当模数一定时，齿数愈 多，齿轮的几何尺寸愈大，轮齿渐开线的 曲率半径也愈大，齿廓曲线趋于平直。
3.压力角（α） 压力角是齿轮运动方向与受力方向所夹的锐角。 通常所说的压力角是指分度圆上的压力角。 压力角不同，轮齿的形状也不同。压力角已标 准化，我国规定标准压力角是20° 。
• 直径： 齿顶圆 直径da=m(z+2) 齿根圆 直径df =m(z-2.5) 分度圆 直径d =mz • 轮齿高度： 齿顶高 ha=m 齿根高 hf =1.25m 全齿高 h =2.25m • 厚度： 齿厚 s=πm/2 齿槽宽 e=πm/2 齿距 p=πm • 中心距 a=r1+r2=(d1+d2)/2=m(z1+z2)/2
• 2002会考（10分） • 相啮合的一对标准直齿圆柱齿轮， n1=900r/min，n2=300r/min，a=200mm， m=4mm，求齿数z1、z2各是多少？
• 2003年会考（10分） • 已知一标准直齿圆柱齿轮，齿距 p=25.12mm，分度圆直径d=360mm，求齿 数z，圆直径da以及齿厚s分别为多少？
• 2009年会考（10分） • 一对啮合的标准圆柱齿轮传动，已知主动 轮转速n1=500r/min，从动轮转速 n2=200r/min，中心距a=350mm，模数 m=5mm。求齿轮的分度圆直径d1和齿顶圆 直径da2分别为多少？
• 2010年会考（10分） • 相啮合的一对标准直齿圆柱齿轮，已知 n1=1200r/min，n2=600r/min，a=150mm， m=5mm • 求：（1）齿数z1，z2； （2）齿轮1的分度圆直径d1，齿轮2 的齿根圆直径df2.
传动比
• 根据正确啮合条件，可以得到传动比的计 算公式为：
•
i12 = n1 / n2 = z2 / z1
练习
• 2007年会考题（8分） 相啮合的一对标准直齿圆柱齿轮，齿数 z1=20，z2=32，模数m=10mm，试计算分 度圆直径d1，齿顶圆直径da1，齿厚s1和两 轮中心距a。
• 2002 会考（10分） • 已知相啮合的一对标准直齿圆柱齿轮 n1=900r/min，n2=300r/min，a=200mm， m=5mm，求分度圆直径d1，齿顶圆直径da2
分类
类型
两轴平行
(a)外啮合圆柱齿轮
(b)内啮合齿轮
(c)齿轮齿条
(d)斜齿轮圆柱齿轮
(e)斜齿条
(f)人字齿圆柱齿轮
两轴相交
(g)锥齿轮
(h)曲齿圆锥齿轮
两轴相交错
(j)交错轴曲面齿轮
(i)交错轴斜齿轮（弧齿轮）
分类
• 根据齿轮传动的工作条件，可分为： ① 开式齿轮传动： 齿轮暴露在外，不能保证良好润滑。 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，齿轮 传动有良好的工作条件，是应用最广泛的齿轮 传动。
渐开线齿轮
主要尺寸
• 直径： 齿顶圆 直径da 齿根圆 直径df 分度圆 直径Βιβλιοθήκη Baidu ——分度圆作为计算基准 • 轮齿高度： 齿顶高 ha 齿根高 hf 全齿高 h h=ha+hf • 厚度： 齿厚 s 齿槽宽 e 齿距 p p=s+e
中心距a=r1+r2=(d1+d2)/2
1.模数（ｍ）
• 2006年会考（8分） • 有一对正常齿制的标准圆柱齿轮，已知 n1=900r/min，n2=300r/min，a=200mm， m=5mm，求齿数z1，z2，齿顶圆直径da1， 分度圆直径d2
• 2007年会考题（8分） 相啮合的一对标准直齿圆柱齿轮，齿数 z1=20，z2=32，模数m=10mm，试计算分 度圆直径d1，齿顶圆直径da1，齿厚s1和两 轮中心距a。