齿轮传动讲解课件
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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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上午9时0分
图d 渐开线齿廓满足定角速比证明
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上午9时0分
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
上午9时0分
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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上午9时0分
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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上午9时0分
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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上午9时0分
齿轮传动解析精选课件PPT
④渐开线的形状取决于基圆的大小。如果基圆越大那 么渐开线就越平直，当基圆的半径无穷大时，那么渐 开线就是直线了；
⑤基圆内无渐开线。
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二、渐开线齿廓啮合的特点
1. 四线合一 啮合线、公法线、基圆的公切线、正压力的作用线。 2. 渐开线齿廓啮合具有可分性
以r1′=O1C与r2′=O2C为半径所作的圆，称为节圆。一对渐开 线齿轮的啮合传动可以看作两个节圆的纯滚动，则vC1=vC2，而 vC1=ω1·O1C=vC2=ω2·O2C。 又 △ O1CN1∽△O2CN2 ， 所 以 两 轮 的 传 动 比 为： i12=ω1/ω2=O2C/O1C=r2′/r1′=rb2/rb1
齿轮传动在具体的工作条件下，必须有足够的工作能力， 以保证齿轮在整个工作过程中不致产生各种失效。这与齿轮 的尺寸、材料、热处理工艺因素有关。
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§10—2 齿廓啮合基本定律
一、齿廓啮合基本定律
啮合： 一对轮齿相互接触并进行相对运动的
状态称为啮合。 传动比：两轮角速度之比。 共轭齿廓：
交错轴斜齿轮传动
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三、对齿轮传动的基本要求：
齿轮用于传递运动和动力，必须满足以下两个要求:
1. 传动准确、平稳
齿轮传动的最基本要求之一是瞬时传动比恒定不变。以避 免产生动载荷、冲击、震动和噪声。这于齿轮的齿廓形状、 制造和安装精度有关。
2. 承载能力强
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二、齿轮传动类型
1. 按照轮齿齿廓曲线的形状：
2.
分为渐开线齿轮、圆弧齿轮、摆线齿轮等。
3.
齿轮传动讲解.pptx
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渐开线齿轮的切削加工
➢ 仿形法 铣床
铣直齿
第28页/共35页
铣斜齿
渐开线齿轮的切削加工
➢ 展成法 插齿加工
滚直齿
第29页/共35页
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
第22页/共35页
➢ 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
第23页/共35页
➢ 2007年会考题（8分） 相啮合的一对标准直齿圆柱齿轮，齿数
第20页/共35页
➢ 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？
第21页/共35页
➢ 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？
第25页/共35页
➢ 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.
第26页/共35页
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
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铣斜齿
渐开线齿轮的切削加工
➢ 展成法 插齿加工
滚直齿
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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
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➢ 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
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➢ 2007年会考题（8分） 相啮合的一对标准直齿圆柱齿轮，齿数
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➢ 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？
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➢ 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？
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➢ 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.
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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
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
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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
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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
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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。
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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
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pb
db
z
d
z
db d
p cos
m cos
pb1 m1 cos 1 ; pb2 m2 cos 2
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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
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
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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。
齿轮传动6PPT课件
优化设计思路及案例分析
优化设计思路
齿轮传动的优化设计旨在提高其性能，降低成本并实现可持续发展。优化设计思路主要包括拓扑优化、形状优化、 参数优化以及多目标优化等。
案例分析
通过案例分析，可以深入了解齿轮传动优化设计的实际应用和效果。案例分析可以包括不同类型的齿轮传动（如 圆柱齿轮传动、锥齿轮传动、蜗轮蜗杆传动等）以及不同应用领域的齿轮传动（如汽车、航空航天、工程机械 等）。
。
调试过程检查项目清单
齿轮啮合检查
检查齿轮的啮合情况，包括齿面接触 斑点、齿侧间隙等，确保齿轮啮合良 好。
轴承检查
检查轴承的转动是否灵活，有无异常 声响，温升是否正常。
润滑系统检查
检查润滑系统的油位、油质、油路是 否畅通，确保齿轮传动系统得到良好 的润滑。
密封性检查
检查各密封部位的密封性能，防止润 滑油泄漏和灰尘等杂物进入齿轮箱。
齿轮传动6寸计算 • 齿轮材料选择与热处理工艺
目录
• 齿轮加工方法与设备简介 • 齿轮传动性能评价与优化设计 • 齿轮传动系统安装调试与故障诊断
01
齿轮传动基本概念与分类
齿轮传动定义及作用
定义
齿轮传动是指通过两个或多个齿 轮的啮合来传递动力和运动的机 械传动方式。
作用
实现动力和运动的有效传递，改 变转速和扭矩，以及实现运动的 合成与分解。
齿轮类型与特点
类型
根据齿形和啮合方式的不同，齿轮可 分为圆柱齿轮、圆锥齿轮、蜗轮蜗杆 等类型。
特点
不同类型的齿轮具有不同的特点，如 圆柱齿轮传动效率高、噪音小；圆锥 齿轮可实现相交轴间的传动；蜗轮蜗 杆传动比大、自锁性好等。
齿宽
齿轮齿槽的宽度，用b表示。齿宽的大小对齿轮的承载能力和 传动效率都有影响。
齿轮传动课件共48张PPT大纲
蜗杆传动
由蜗杆和蜗轮组成，具有 传动比大、结构紧凑等特 点，但效率较低。
传动比及计算方法
传动比定义
传动比是指输入轴转速与输出轴转速 之比，也等于两齿轮齿数之比（对于 圆柱齿轮）。
计算方法
传动比=输入轴转速/输出轴转速=齿 轮Z2的齿数/齿轮Z1的齿数（其中Z1 、Z2为两啮合齿轮的齿数）。
应用领域与发展趋势
正确啮合条件分析
模数和压力角相等
保证两齿轮能够正确啮合 的基本条件。
齿形角匹配
两齿轮的齿形角必须相等 ，以确保平稳的啮合过程 。
齿顶间隙适当
避免齿轮在啮合过程中发 生干涉或卡死现象。
滑动率与传动效率关系
滑动率定义
齿轮啮合过程中，主动轮与从动轮在 接触点处的线速度差与主动轮线速度 之比。
提高传动效率的措施
应用领域
齿轮传动广泛应用于机床、汽车、船舶、飞机、工程机械等各种机械设备中。
发展趋势
随着科技的进步和制造业的发展，齿轮传动正朝着高速、重载、高精度、低噪 声、高效率等方向发展，同时新材料、新工艺和新技术也不断应用于齿轮传动 中。
02
齿轮几何参数及啮合原理
齿轮基本几何参数
齿数
齿轮上齿的数量，决定 了齿轮的传动比和尺寸
油液分析法
通过对润滑油进行化验分析 ，了解油液污染程度、金属 磨粒含量等指标，判断齿轮 磨损情况和故障类型。
维护保养周期和作业内容
日常检查
每天对齿轮传动系统进行外观检查、温 度监测和噪声听诊等，及时发现并处理
异常情况。
清洗检查
定期对齿轮传动系统进行清洗和检查 ，清除内部杂质和金属磨粒，检查齿
轮磨损情况和轴承间隙等。
考虑轴承的润滑和密封问题
齿轮系传动PPT
表示蜗杆、蜗轮 回转方向
蜗杆旋向影响蜗轮的回转方向
如何判断蜗杆、蜗轮的转向？
蜗杆的转向
右旋蜗杆 左旋蜗杆
左 手 规 则
以左手握住蜗杆，四指 指向蜗杆的转向，则拇 指的指向为啮合点处蜗 轮的线速度方向。
右 手 规 则
以右手握住蜗杆，四指 指向蜗杆的转向，则拇 指的指向为啮合点处蜗 轮的线速度方向。
12.2 定轴齿轮系传动比的计算
定义用'
结论：① 轮系传动比等于各 级齿轮传动比的连乘积； ② 计算式为
所有从动轮齿数连乘积 所有主动轮齿数连乘积
i1K
=(-1)n
其中：1 , K 分别为主动轮和从动轮；n 为外啮合齿轮的 对数。 ③ 同时与两个齿轮啮合的齿轮称为惰轮，在计算式中不出 现，其作用表现为：A.结构要求；B.改变转向； ④ 首末两轮相对转向还可用箭头方法确定。
定轴齿轮系
平面定轴齿轮系
空间定轴齿轮系
轮系
周转齿轮 系 混合齿轮 系
行星齿轮系 F=1 差动齿轮系 F=2 定轴轮系和周转轮系组成的齿 轮系
11.1 齿轮系及其分类、功能（classcification of gear train)
周转齿轮系的分类
分类
通常将具有一个自由度的行星齿轮系称为简单行星齿轮系。 将具有二个自由度的行星齿轮系称为差动齿轮系。
12.2.2 平面定轴齿轮系传动比的计算
[例题] 在如图所示的齿轮系中,已知
' z1 z2 z3 z4 20 ,齿轮1、3、3’
和5同轴线，各齿轮均为标准齿轮。若已知轮1的转速n1=1440r/min， 求轮5的转速
[解] 该齿轮系为一平面定轴齿轮系，齿轮 2和4为惰轮，齿轮系中有两对外啮合齿 轮，根据公式可得 n1 2 z 3 z5 ( 1 ) i15 n5 ' z1 z3 因齿轮1、2、3的模数相等，故它们之间 的中心距关系为
齿轮传动基础知识课件
5) ↓表面粗糙度， ↓加工损伤；
中
6) ↑轮齿精度；
改善载荷分布
7) ↑支承刚度。
↓应力集
最新课件
13
2.齿面点蚀
常出现在润滑良好的闭式软齿面传动中。
(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。
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；
最新课件
5
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。
21
一.失效形式、设计准则及常用材料
1.失效形式
u和齿轮传动一样，蜗杆传动 也存在疲劳点蚀、齿面胶合、 齿面磨损和断齿。
u蜗杆传动啮合效率较低、相 对滑动速度较大，点蚀、磨损 和胶合最易发生。
u蜗杆螺旋齿部分的强度总是 高于蜗轮轮齿的强度，蜗轮是 该传动的薄弱环节。因此，一 般只对蜗轮轮齿进行承载能力 计算和蜗杆传动的抗胶合能力 计算。
检查油压状况(压力喷油润滑系统)，油压过低会造成供油不 足，油压过高则可能是因为油路不畅通所致，需及时调整油压；
中
6) ↑轮齿精度；
改善载荷分布
7) ↑支承刚度。
↓应力集
最新课件
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2.齿面点蚀
常出现在润滑良好的闭式软齿面传动中。
(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。
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。
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一.失效形式、设计准则及常用材料
1.失效形式
u和齿轮传动一样，蜗杆传动 也存在疲劳点蚀、齿面胶合、 齿面磨损和断齿。
u蜗杆传动啮合效率较低、相 对滑动速度较大，点蚀、磨损 和胶合最易发生。
u蜗杆螺旋齿部分的强度总是 高于蜗轮轮齿的强度，蜗轮是 该传动的薄弱环节。因此，一 般只对蜗轮轮齿进行承载能力 计算和蜗杆传动的抗胶合能力 计算。
检查油压状况(压力喷油润滑系统)，油压过低会造成供油不 足，油压过高则可能是因为油路不畅通所致，需及时调整油压；
齿轮传动简PPT课件
在齿轮的齿数、模数和压力角一定时，齿轮的基 圆的大小亦即一定，即渐开线齿廓的形状即一定。把
z、m、α这三个参数称为渐开线齿轮的三个基本参数。
➢ 齿轮的主要几何尺寸 都与模数成正比。m 越大，p 越大，轮齿 就越大。
➢ 模数m是轮齿抗弯能 力的重要标志。
标准齿轮 —— m、α、ha*、c*均为标准值，
C
第三节 渐开线标准直齿圆柱齿轮传动
一、齿轮各部分的名称和主要参数
齿轮圆周上轮齿 的数目称为齿数, 用z表示。
齿距 pk :
任意圆周 pk=sk+ek
分度圆上
分度圆 d :
zp=πd
d=zp/π
规定p/π为标准值（整数或有限位小
数），其压力角定为标准值20°。
模数 m :
分度圆上的压力角简称为压力角，以α表示， 压力角为200。
轮基圆半径的反比，为一常数。 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。
2.渐开线齿廓的啮合特点 3)四线合一： 啮合线（啮合点的轨迹）、力作用线、基
圆内公切线、齿廓接触点的公法线四线重
合。
4)啮合角不变： 啮合线与两节圆公切线所夹的锐角称为啮
合角，用α’表示 。显然，齿轮传动啮 合角不变，正压力的大小、方向不变。
第一节 齿轮传动的特点与类型
一、齿轮传动的特点
➢1）适用的功率和圆周速度范围广 传递的功 率可达数十万千瓦，圆周速度可达200m／s2。
➢2）效率高 常用的机械传动中，齿轮机构的效 率为最高，可达99％。
➢3）传动比稳定 齿轮机构能保证平均传动比 和瞬时传动比稳定。
➢4）结构紧凑 在同样的使用条件下，齿轮机构 所需的空间尺寸较小。
齿廓精度低 分度低
z、m、α这三个参数称为渐开线齿轮的三个基本参数。
➢ 齿轮的主要几何尺寸 都与模数成正比。m 越大，p 越大，轮齿 就越大。
➢ 模数m是轮齿抗弯能 力的重要标志。
标准齿轮 —— m、α、ha*、c*均为标准值，
C
第三节 渐开线标准直齿圆柱齿轮传动
一、齿轮各部分的名称和主要参数
齿轮圆周上轮齿 的数目称为齿数, 用z表示。
齿距 pk :
任意圆周 pk=sk+ek
分度圆上
分度圆 d :
zp=πd
d=zp/π
规定p/π为标准值（整数或有限位小
数），其压力角定为标准值20°。
模数 m :
分度圆上的压力角简称为压力角，以α表示， 压力角为200。
轮基圆半径的反比，为一常数。 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。
2.渐开线齿廓的啮合特点 3)四线合一： 啮合线（啮合点的轨迹）、力作用线、基
圆内公切线、齿廓接触点的公法线四线重
合。
4)啮合角不变： 啮合线与两节圆公切线所夹的锐角称为啮
合角，用α’表示 。显然，齿轮传动啮 合角不变，正压力的大小、方向不变。
第一节 齿轮传动的特点与类型
一、齿轮传动的特点
➢1）适用的功率和圆周速度范围广 传递的功 率可达数十万千瓦，圆周速度可达200m／s2。
➢2）效率高 常用的机械传动中，齿轮机构的效 率为最高，可达99％。
➢3）传动比稳定 齿轮机构能保证平均传动比 和瞬时传动比稳定。
➢4）结构紧凑 在同样的使用条件下，齿轮机构 所需的空间尺寸较小。
齿廓精度低 分度低
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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• 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？
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
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
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
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d ——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）
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。
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。
ห้องสมุดไป่ตู้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
人有了知识，就会具备各种分析能力， 明辨是非的能力。 所以我们要勤恳读书，广泛阅读， 古人说“书中自有黄金屋。 ”通过阅读科技书籍，我们能丰富知识， 培养逻辑思维能力； 通过阅读文学作品，我们能提高文学鉴赏水平， 培养文学情趣； 通过阅读报刊，我们能增长见识，扩大自己的知识面。 有许多书籍还能培养我们的道德情操， 给我们巨大的精神力量， 鼓舞我们前进。
• 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.
• 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。