齿轮齿条传动机构
第9章_齿轮传动
直齿
斜齿 人字齿轮
外啮合 内啮合
齿轮齿条 直齿
两轴相交 圆锥齿轮传动 斜齿
空间齿轮传动 （两轴不平形）
两轴交错
蜗杆传动
曲齿
交错轴斜齿轮传动
三、齿轮结构
• 齿轮轴：齿轮与轴做成一体，一般用于直 径很小的齿轮。
• 制造工艺复杂，同时制造，同时报废。
• 实心式齿轮：齿顶圆直径da≤160mm • 齿轮与轴分开制造
当基圆半径趋 于无穷大时，渐开 线成为斜直线。它 就是渐开线齿条的 齿廓。
C3
C2
C1
K
N1 N2
ri
rb2
O2
O
3
8
推论
➢ 同一基圆上渐开线形状相同
➢ 同一基圆所生成的同向渐开
线为法向等距曲线
A2
A1
➢ 两反向渐开线公法线处处相
等（等于两渐开线间的基圆
弧长）
➢ 同一基圆上任意两条渐开 线的公法线处处相等
C1
N1 N2
C3
N1 K1
N2
N
K2
O
4、 基圆以内无渐开线。
弧长等于发生线， 基圆切线是法线， 曲线形状随基圆， 基圆内无渐开线。
5、渐开线上点Ｋ的压力角
在不考虑摩擦力、重力和惯性力
的条件下，一对齿廓相互啮合时，齿
轮上接触点Ｋ所受到的法线与受力点
速度方向之间所夹的锐角，称为齿轮
齿廓在该点的压力角。
2、承载能力大 即要求齿轮传动能传递较大的动力，且体积
小、重量轻、寿命长。
为了满足基本要求，需要对齿轮齿廓曲线、啮 合原理和齿轮强度等问题进行研究。
第二节 齿廓啮合的基本定律
齿轮传动的基本要求之一就是要保证传动平 稳。所谓平稳，是指啮合过程中瞬时传动比：
齿轮齿条传动机构设计说明
齿轮齿条传动机构的设计和计算1. 齿轮1，齿轮2与齿轮3基本参数的确定由齿条的传动速度为500mm/s,可以得到齿轮3的速度为500m/s,即,/5003s mm V =又()160d 333n V π=，取,25,25.3202131mm B B mm m Z Z =====，由此可得()265d 31mm mZ d ===，由（1）与（2）联立解得m in /r 147n 32==n ，取4i 12=则由4i 211212===n n z z 得80m in,/58821==z r n 2. 齿轮1齿轮2与齿轮3几何尺寸确定齿顶高 ()()mm x h m h h h n an a a a 525.57.0125.3321=+⨯=+===* 齿根高 ()()mm x c h m h h n n an f f f 79.17.025.0125.3h 321=-+⨯=-+===** 齿高 mm h h h h f a 315.7h 321=+=== 分度圆直径mmmz d mm mz d 84.26512cos /8025.3cos /,46.6612cos /2025.3cos /d 0220131=⨯===⨯===ββ齿顶圆直径 mm h d d mm h d d a a a a a 34.2772,51.772d 2221131=+==+== 齿根圆直径 mm h d d mm h d d f f f f f 26.2622,88.622d 2221131=-==-== 基圆直径 mm d d mm d d b b b 8.249cos ,45.6220cos 46.66cos d 220131===⨯===αα 法向齿厚为mm m x s s n n n n n n 759.625.3364.07.022tan 22s 1321=⨯⎪⎭⎫⎝⎛⨯⨯+=⎪⎭⎫ ⎝⎛+===παπ端面齿厚为mm m x s s t t t t t t 94.632.3367.0cos 7.022tan 22s 2321=⨯⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯⨯+=⎪⎭⎫⎝⎛+===βπαπ齿距 mm m p p 205.1025.314.3p 321=⨯====π 3. 齿轮材料的选择及校核齿轮选用45号钢或41Cr4制造并经调质，表面硬度均应在56HRC 以上。
轨道传动机构公式
轨道传动机构公式轨道传动机构是一种将旋转运动转化为直线运动（或者将直线运动转化为旋转运动）的传动机构。
它由一组轨道与一个滚动元件组成，常见的应用包括齿轮齿条传动、滚珠丝杠传动等。
以下是常见的轨道传动机构公式：1.齿轮齿条传动公式：齿轮齿条传动是一种利用齿轮和齿条之间啮合的原理实现直线运动的传动机构。
其公式为：速度比V=ωg*L/r，其中V是齿轮的线速度，ωg是齿轮的角速度，L是齿条上的拖延线长度，r是齿轮的半径。
2.滚珠丝杠传动公式：滚珠丝杠传动是一种利用滚珠丝杠和螺母之间的滚动摩擦实现直线运动的传动机构。
其公式为：速度比V=π*d*n/p，其中V是螺杆的线速度，d是滚珠丝杠的直径，n是螺杆的转速，p是螺距。
3.等分转子导轨传动公式：等分转子导轨传动是一种利用转子与导轨之间的等分槽槽口进行转动的传动机构。
其公式为：速度比V=d*ω/T，其中V是导轨的线速度，d是转子与导轨之间的等分槽槽口数，ω是转子的角速度，T是一个转过等分槽所需要的时间。
4.正交曲线传动公式：正交曲线传动是一种机构利用曲轴连杆机构来实现直线运动，并将旋转运动转化为直线运动的传动机构。
其公式为：速度比V=(r1+r2)*ω/π，其中V是杆件的线速度，r1是主动轴的半径，r2是从动轴的半径，ω是主动轴的角速度。
这些是常见的轨道传动机构公式，不同的轨道传动机构有不同的公式。
通过这些公式，可以计算出各个元件的速度比等相关参数，帮助我们设计和分析轨道传动机构。
齿轮机构
齿轮机构(Gears)是现代机械中应用最广泛的一种传动机构，与其它传动机构相比，齿轮机构的优点是：结构紧凑，工作可靠，效率高，寿命长，能保证恒定的传动比，适用的范围广。
齿轮机构可以分为定传动比齿轮机构和变传动比齿轮机构。
本章仅讨论定传动比的齿轮机构。
齿轮机构的类型很多，根据其传动轴线的相对位置，它可分为三类：1、平行轴齿轮机构(Gears with Parallel Axes)两齿轮的传动轴线平行，这是一种平面齿轮机构，如表5-1所示。
它可分为：外啮合齿轮机构（有直齿轮、斜齿轮和人字齿轮传动三类）内啮合齿轮机构（有直齿轮和斜齿轮传动两类）齿轮齿条机构（有直齿条和斜齿条传动两类）点击表中图形，观察各类齿轮传动的运动特点和齿形。
表5-1 平行轴齿轮机构2、相交轴齿轮机构(Gears with Intersecting Axes)两齿轮的传动轴线相交于一点，这是一种空间齿轮机构，如表5-2所示。
它有直齿圆锥齿轮传动、斜齿圆锥齿轮传动和曲线齿圆锥齿轮传动。
表5-2 相交轴齿轮机构ff3、交错轴齿轮机构(Gears with Skew Axes)两齿轮的传动轴线为空间任意交错位置，它也是空间齿轮机构，如表5-3所示。
表5-3 交错轴齿轮机构此外，还有实现变传动比运动的非圆齿轮机构(Non-circular Gear)，如下图所示。
图5-2一、斜齿圆柱齿轮齿廓曲面的形成渐开线直齿齿廓曲面的生成原理如图5-33a 所示，发生面S在基圆柱上作纯滚动时，其上与基圆柱母线平行的直线KK所展成的渐开面即为直齿轮的齿面。
(a) (b) (c)图5-33斜齿轮的齿面形成原理如图5-34a所示，发生面S 沿基圆柱纯滚动时，其上一条与基圆柱母线呈βb角的直线KK所展成的渐开螺旋面就是斜齿轮的齿廓曲面。
(a) (b) (c)图5-34一对直齿轮啮合时，齿面的接触线与齿轮的轴线平行（图5-33b），而一对斜齿轮啮合时，齿面接触线是斜直线（图5-34b），接触线先由短变长，而后又由长变短，直至脱离啮合。
齿轮齿条传动机构设计说明书
专业资料齿轮齿条传动机构的设计和计算1. 齿轮1，齿轮2与齿轮3基本参数的确定由齿条的传动速度为500mm/s,可以得到齿轮3的速度为500m/s,即,/5003s mm V =又()160d 333n V π=，取,25,25.3202131mm B B mm m Z Z =====，由此可得()265d 31mm mZ d ===，由（1）与（2）联立解得min /r 147n 32==n ，取4i 12=则由4i 211212===n n z z 得80min,/58821==z r n 2. 齿轮1齿轮2与齿轮3几何尺寸确定齿顶高 ()()mm x h m h h h n an a a a 525.57.0125.3321=+⨯=+===* 齿根高 ()()mm x c h m h h n n an f f f 79.17.025.0125.3h 321=-+⨯=-+===** 齿高 mm h h h h f a 315.7h 321=+=== 分度圆直径mmmz d mm mz d 84.26512cos /8025.3cos /,46.6612cos /2025.3cos /d 0220131=⨯===⨯===ββ齿顶圆直径 mm h d d mm h d d a a a a a 34.2772,51.772d 2221131=+==+== 齿根圆直径 mm h d d mm h d d f f f f f 26.2622,88.622d 2221131=-==-== 基圆直径 mm d d mm d d b b b 8.249cos ,45.6220cos 46.66cos d 220131===⨯===αα 法向齿厚为mm m x s s n n n n n n 759.625.3364.07.022tan 22s 1321=⨯⎪⎭⎫⎝⎛⨯⨯+=⎪⎭⎫ ⎝⎛+===παπ端面齿厚为mm m x s s t t t t t t 94.632.3367.0cos 7.022tan 22s 2321=⨯⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯⨯+=⎪⎭⎫⎝⎛+===βπαπ齿距 mm m p p 205.1025.314.3p 321=⨯====π 3. 齿轮材料的选择及校核齿轮选用45号钢或41Cr4制造并经调质，表面硬度均应在56HRC 以上。
齿轮机构全解.pptx
因刀具不变，故变位齿轮的齿距.模数 和压力角均不变，分度圆和基圆也保持 不变。 变位→齿廓形状不相同。 刀具外移(正变位)→齿轮的齿根变宽，齿顶变窄。 刀具内移(负变位)→齿轮的齿根变窄，齿顶变宽。 ∵齿廓取同一渐开线的不同部位，不同部位的渐开线其曲率半径不相同
刀具中线
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└tgαn=tgαt·cosβ
4,p.68) ┌d=mnZ/cosβ ( ha*=1 ,C*=0.25) │da=d+2ha=d+2mn │df=d－2hf=d－2.5mn └a=(d1+d2)/2=mn(Z1+Z2)/(2cosβ)
3. 斜齿的重合度:由于螺旋角的影响,斜齿传动的啮合弧增长了,故重合
装和强度。
第8页/共25页
n K
(P12)
C
2
(P23)O2 图4-2
§4-3渐开线齿廓
(二)渐开线齿廓满足定角速比要求
p.56
→i 瞬 =常数 (齿廓公法线通过节点P) 证明：渐开线齿廓E1和E2在任一点K接触，过K点作两齿廓的
公法线nn与两轮连心线交于P点。根据渐开线的性质，nn必同时 与两基圆相切 →两齿廓公法线nn即为两基圆内公切线，齿轮传 动时基圆位置变，同一方向的内公切线只有一条 → nn与连心线 O1O2交点P 为定点→故渐开线满足定角速比的条件。
和啮合角是两个齿轮啮合时才出现的。
第11页/共25页
三、重合度及连续传动条件
开始啮合点: 主动论齿根与从动轮齿顶接触点与N1N2交于A点。
退出啮合点：主动轮齿顶与从动轮齿顶根接触点与N1N2交于E点
ω1 da1
∴AE为实际啮合线段。 当两轮齿顶加大时，A和E驱
齿轮齿条传动机构
齿轮齿条传动机构
齿轮齿条传动机构是一种广泛应用于机械制造及运动控制领域的传动机构。
其通过齿
轮与齿条之间的啮合，将旋转运动转化为直线运动或者将直线运动转化为旋转运动。
齿轮
齿条传动机构具有传动平稳、精度高、可靠性好等特点，因此在机械工程及自动化技术领
域中应用十分广泛。
齿轮齿条传动机构包括齿轮和齿条两个基本部分，其中齿轮是由齿数相等的齿轮齿齿
以某定量的间隙相互啮合的轮子。
而齿条则是一种带有一定齿数的长条形零件，其上的齿
梳形成了与齿轮齿的齿形对应的齿沟。
齿轮和齿条通过齿形啮合，在机械传动中起着重要
作用。
齿轮和齿条在传动系统中常常处于不同次数的旋转和移动状态，同时，由于齿轮和齿
条之间会出现瞬间的啮合冲击力，因此，选用合适的材料及制造工艺十分重要。
精度高的
齿轮和齿条制备工艺是确保齿轮齿条传动机构正常运转的关键。
通常，高精度、低噪音、
长寿命的齿轮和齿条需要经过精密磨削加工，同时还需要进行严格的检验才能保证其质量
合格。
齿轮齿条传动机构不仅可以实现简单的转动、平移的传动要求，还可以通过变速减速
的方式实现复杂的运动控制，例如变速箱、汽车变速器、升降机、机床等。
在工程应用中，齿轮齿条传动机构广泛应用于转动和平移控制机构，例如机床传动、升降机传动、自治航
行器传动、数控机床传动等等。
齿轮齿条介绍
（3）结论 * 与模数无关，而随齿数的增加而加大； * 当两轮齿数趋于无穷大时， 将趋于理论上的极限值
当
、 时，
由于两轮均变为齿条，将吻合成一体而无法啮合传动，所以这个理论上的极限值是不可 能达到的。
（4）重合度的含义
* 重合度的大小表明两轮啮合过程中同时参与啮合的轮齿对数， 越大，表明同时参与啮合 的齿轮对数越多，传动越平稳，每对轮齿承受的载荷越小。
三、齿廓曲线的选择
1）在给定工作要求的传动比的情况下，只要给出一条齿廓曲线，就可以根据齿廓啮 合基本定理求出与其共轭的另一条齿廓曲线。因此，理论上满足一定传动比规律的共 轭曲线有很多。
2）在生产实践中，选择齿廓曲线时还必须综合考虑设计、制造、安装、使用等方面 的因素。
3）常用的齿廓曲线有：渐开线、摆线、变态摆线、圆弧曲线、抛物线等，本章主要 研究渐开线齿廓的齿轮。
当其作无侧隙啮合传动时，
中心距
顶隙 （2）非标准安装
实际中心距 （理论中心距），节圆和分度圆分离， 3、齿轮齿条啮合传动 （1）标准安装
，齿侧产生间隙。
由于齿轮分度圆齿厚等于槽宽，齿条中线上的齿厚也等于槽宽，即 故当齿轮齿条作无侧隙啮合传动时，齿轮分度圆与节圆重合，齿条中线与节圆重合，
（2）非标准安装
齿轮插刀向着轮坯方向移动，切出轮齿的高度。 （4）让刀运动
切削完成后，轮坯沿径向微量移动，以免返回时插刀刀刃擦伤已成形的齿面，下一次切 削前又恢复到原来的位置。 *当用齿条插刀（梳齿刀）时：
4、基圆内无渐开线
5、渐开线的形状取决于基圆的大小
基圆越小，渐开线越弯曲；基圆越大，渐开线越平直；当基圆半径为无穷大时，渐开线 将成为一条直线。
三、渐开线方程
1、压力角：当用渐开线作齿轮的齿廓时，齿廓上点 K 速度方向 与 K 点法线 BK 之间所夹的 锐角称为渐开线在 K 点的压力角 。
齿轮齿条工作原理
齿轮齿条工作原理
齿轮齿条是一种传动机构，由齿轮和齿条组成。
齿轮是一个圆形的齿轮，它有一个或多个齿，而齿条是一个长条，它有一系列的齿槽。
在传动过程中，齿轮的齿与齿条的齿槽相互咬合，从而实现传动。
齿轮齿条的传动方式非常简单，但是却非常可靠。
齿轮齿条的工作原理基于两个基本原则：力和速度。
齿轮齿条的传动原理可以用一个简单的例子来说明。
假设有两个齿轮，一个大齿轮和一个小齿轮，它们之间通过一条齿条连接。
当大齿轮转动时，它的齿会咬住齿条的齿槽，从而带动齿条一起转动。
由于小齿轮比大齿轮小，所以小齿轮的转速比大齿轮快。
这意味着，当大齿轮转动一圈时，小齿轮会转动多于一圈。
齿轮齿条传动有很多不同类型，它们的工作原理有所不同。
例如，直齿轮齿条传动、斜齿轮齿条传动、蜗杆齿轮齿条传动等。
不同类型的齿轮齿条传动适用于不同的应用场合，比如机床上的传动、汽车变速器的传动等。
总之，齿轮齿条传动是一种非常重要的机械传动方式，它的工作原理简单而可靠。
在实际应用中，需要根据具体的情况选择合适的齿轮齿条传动类型，以实现最佳的传动效果。
- 1 -。
齿轮齿条应用在门时的原理
齿轮齿条应用在门时的原理1. 引言齿轮齿条是一种常见的传动机构，广泛应用在门的开闭系统中。
本文将介绍齿轮齿条应用在门时的原理。
2. 原理齿轮齿条机构是一种基于齿轮和齿条的传动方式，通过齿轮和齿条的配合运动来实现门的开闭。
其中，齿轮作为动力传递的元件，齿条作为动力接收的元件。
2.1 齿轮齿轮是一种轮状机械零件，具有多个齿齿槽，通过与齿条配合运动，实现动力的传递。
齿轮有不同的类型，包括圆柱齿轮、锥齿轮等。
齿轮的功能是将输入的转速和扭矩转变为输出的转速和扭矩，同时实现方向的改变。
2.2 齿条齿条是一种长条状机械零件，具有一系列的齿槽，用于与齿轮配合运动。
齿条的主要功能是接收齿轮传递的动力，并将其转化为门的开闭运动。
在齿条运动的过程中，门可以实现平稳、可靠的开闭动作。
3. 动力传递过程齿轮齿条应用在门时，动力传递过程如下：1.齿轮传动：通过齿轮的旋转，将输入的动力传递给齿条。
2.齿条运动：齿轮的旋转将动力传递给齿条，使其进行直线运动。
3.门的开闭：齿条的直线运动带动门进行开闭动作。
4. 优点与应用4.1 优点齿轮齿条应用在门时具有以下优点：•动力传递效率高：齿轮齿条传动机构具有高效、可靠的特点，在门的开闭过程中能够有效地传递动力。
•可靠稳定：齿轮齿条传动机构采用齿轮和齿条的配合运动，具有良好的机械稳定性和寿命。
•适应性强：齿轮齿条传动机构可以适应不同类型的门，包括滑动门、摆动门等，具有较强的适应性。
4.2 应用领域齿轮齿条应用在门时的原理在以下领域得到广泛应用：•家庭门：齿轮齿条传动机构常用于家庭门的开闭系统，如车库门、大门等。
•工业门：在工业领域，齿轮齿条传动机构被广泛应用于各种类型的工业门，如厂房门、货车门等。
•商业门：商业门包括商场门、超市门等，齿轮齿条传动机构可实现自动开闭，提高门的使用便利性。
5. 总结齿轮齿条应用在门时的原理是基于齿轮和齿条的配合运动，通过齿轮传递动力给齿条，实现门的开闭。
齿轮齿条传动机构具有高效、可靠的特点，广泛应用于家庭门、工业门和商业门等领域。
一套带伺服齿轮齿条传动机构的组成
一套带伺服齿轮齿条传动机构的组成嘿，朋友们，今天来给你们讲讲那个超酷的带伺服齿轮齿条传动机构。
这带伺服齿轮齿条传动机构啊，就像是一个超级英雄团队。
首先得有伺服电机这个“大力士”，它就像绿巨人一样，浑身充满了力量。
这个伺服电机一转起来，那劲头，感觉能把地球都给带动得转快一点似的。
它可是整个机构的动力源泉，没有它，这传动机构就像没了引擎的汽车，只能干瞪眼。
然后呢，就是齿轮了。
齿轮就像是一群互相配合的小齿轮战士。
大齿轮像是大哥，稳稳当当，有着厚实的“身躯”，小齿轮呢就像是机灵的小弟，紧紧跟在大哥身边。
它们之间的齿就像是亲密无间的小爪子，互相紧紧抓着，只要伺服电机这个大力士一发力，它们就欢快地转起来，那声音就像是一群小伙伴在开心地嬉笑打闹。
再说说齿条，这齿条就像是一条长长的轨道，又像是为齿轮战士们准备的特殊跑道。
齿轮们就在这条“跑道”上跑来跑去，把大力士伺服电机的力量传递出去。
这齿条的长度就像孙悟空的金箍棒，可以根据需要变长变短，适应不同的工作环境，可神奇啦。
整个传动机构的外壳呢，就像是它们的保护城堡。
把这些小零件们都紧紧地保护在里面，不让它们受到外界的干扰和伤害。
这个城堡要是没有了，里面的小零件就像是没了家的小娃娃，到处乱晃，整个机构也就散架了。
还有那些连接的小零件，它们就像是胶水一样，虽然小，但是作用可大了。
把齿轮、齿条和伺服电机牢牢地粘在一起，就像把一群调皮的小动物用绳子拴住一样，让它们能齐心协力地工作。
在这个传动机构里，润滑油就像是魔法药水。
滴上那么几滴，整个机构就像是吃了仙丹一样，转得更加顺滑，齿轮们像是在冰面上滑行的小企鹅，轻松又愉快，再也没有那种嘎吱嘎吱的难受声音了。
传感器就像是这个超级团队里的小侦探。
它时刻关注着传动机构的状态，一有什么风吹草动，就像发现了小偷一样，立马把消息传给控制系统，让整个机构能及时调整，就像一个聪明的大脑指挥着身体的各个部分。
控制系统那可就是这个机构的大脑了。
它就像一个超级智慧的魔法师，根据传感器传来的信息，指挥着伺服电机这个大力士什么时候该用力，齿轮们该怎么转，一切都安排得井井有条，就像在指挥一场盛大的音乐会。
了解齿轮机构的类型及应用
了解齿轮机构的类型及应用齿轮机构是一种由齿轮组成的传动装置，广泛应用于各个行业中，它的类型和应用也非常多样。
下面我将详细介绍齿轮机构的几种主要类型和常见的应用。
一、齿轮机构的类型1. 平行轴齿轮机构：平行轴齿轮机构是指齿轮的轴线平行排列的一种传动形式。
常见的平行轴齿轮机构有直齿轮、斜齿轮、锥齿轮等。
其中，直齿轮是最常见的，适用于传递轴上速比不变或接近1的场合；斜齿轮适用于不平行的轴系，可以实现轴线间的交角传动；锥齿轮适用于轴线交叉或交叉变位的场合。
2. 交叉轴齿轮机构：交叉轴齿轮机构是指齿轮轴线相交或交叉的传动形式。
常见的交叉轴齿轮机构有交叉齿轮、曲柄齿轮机构等。
其中，交叉齿轮机构是一种常见的齿轮传动形式，适用于平行齿轮轴和能够传递大扭矩的场合；曲柄齿轮机构适用于输出轴速度或转矩要求变化的场合。
3. 锁定齿轮机构：锁定齿轮机构是指通过锁止装置将齿轮固定不动的传动形式。
常见的锁定齿轮机构有钩齿轮机构、棘轮机构等。
其中，钩齿轮机构适用于以连续运动为主且随时可以切换的场合；棘轮机构适用于需要间歇工作的场合。
4. 齿条齿轮机构：齿条齿轮机构是一种由齿条和齿轮组成的传动形式，齿条的传输方式为直线传输，齿轮则将旋转运动转换为直线运动。
齿条齿轮机构适用于需要直线运动的场合，如升降设备、翻盖机构等。
二、齿轮机构的应用1. 汽车行业：齿轮机构在汽车行业中有着广泛的应用，常见的应用场景包括变速器、差速器、传动轴等。
通过不同类型的齿轮组合，实现不同速比和扭矩的变化，从而实现车辆行驶过程中的高、低速变换和转向控制。
2. 机械设备：齿轮机构在机械设备中起到传动力、速度和转矩变换的作用。
比如，工厂中的机床设备、输送机、提升设备等都广泛使用齿轮机构来实现驱动和传动。
3. 电力传动：齿轮机构在发电厂、输电线路等电力传动领域中也有着重要的应用。
例如，发电机组中的主动齿轮与发动机相连，通过齿轮传动转化为电能。
4. 航空航天：在航空航天领域，由于其重量轻、强度高和可靠性好的特点，齿轮机构被广泛应用于飞行器的起落架、引擎传动等关键部件中。
5种将旋转转变为直线运动的机械结构
5种将旋转转变为直线运动的机械结构5种将旋转转变为直线运动的机械结构引言：机械结构是现代工程领域的重要组成部分，用于将旋转运动转化为直线运动的机械结构在各个行业中都得到广泛应用。
本文将介绍5种常见的机械结构，它们能够有效地将旋转运动转变为直线运动，为各行业的工程师和设计师提供了重要的工具和技术。
一、曲柄摇杆机构曲柄摇杆机构是一种简单且常用的机械结构，将旋转运动转变为直线运动的方式是通过曲轴和连杆的组合来实现的。
曲柄摇杆机构由一个旋转的曲轴和一个连杆组成，曲轴旋转时，连杆便会产生直线运动。
这种机构广泛应用于发动机的活塞运动、压力机的工作过程等。
二、齿轮齿条机构齿轮齿条机构是另一种常见的机械结构，通过齿轮的旋转将运动转变为直线运动。
齿轮齿条机构由一个旋转的齿轮和一根与之啮合的齿条组成。
齿轮的旋转将齿条带动，产生直线运动。
这种机构在许多机械设备中都有广泛应用，例如升降机、传送带等。
三、滚子丝杠机构滚子丝杠机构也是一种常用的将旋转运动转变为直线运动的机械结构。
它由一个旋转的丝杠和一组滚子组成。
滚子丝杠机构的工作原理是通过旋转丝杠，使滚子在导轨上滚动，从而产生直线运动。
这种机构广泛应用于数控机床、机械手臂等领域。
四、滑块连杆机构滑块连杆机构是一种常见的将旋转运动转变为直线运动的机械结构。
它由一个旋转的连杆和一个滑块组成。
当连杆旋转时，滑块会产生直线运动。
滑块连杆机构在各个行业中都有广泛应用，例如印刷机、冲床等。
五、曲线传动机构曲线传动机构是一种独特的机械结构，能够将旋转运动转化为复杂的直线运动。
它通过使用特殊的曲线轮和从动杆来实现。
当曲线轮旋转时，从动杆会产生非线性的直线运动。
曲线传动机构在一些需要复杂直线运动的设备中得到了广泛应用，例如照相机的焦距调节机构。
总结：以上提到的5种机械结构都是将旋转转变为直线运动的重要方式。
曲柄摇杆机构和齿轮齿条机构是最常见和简单的结构，广泛应用于许多机械设备中。
而滚子丝杠机构、滑块连杆机构和曲线传动机构则能够实现更为复杂的直线运动，为一些特殊需求提供了解决方案。
齿轮齿条式转向器的工作原理
齿轮齿条式转向器的工作原理
齿轮齿条式转向器（也称作齿轮齿条传动机构）是一种常见的机械传动装置，用于将旋转运动转换为直线运动。
其工作原理如下：
1. 齿轮：齿轮是一个圆盘状的零件，边缘上有一系列的齿嵌入其中。
齿轮通常由硬度高的金属制成。
齿轮的直径和齿数决定了其传动比。
2. 齿条：齿条是一个长条状的零件，上面有一系列的齿槽，齿槽的形状与齿轮的齿相匹配。
齿条通常由硬度高的金属或者塑料制成。
3. 工作原理：当齿轮被驱动旋转时，齿轮的齿与齿条的齿槽相互咬合。
由于齿轮的齿数固定，当齿轮旋转一周时，齿条将沿着其长度方向移动固定的距离。
通过改变齿轮的旋转速度或者齿数，可以调节齿条的速度和运动方向。
4. 应用：齿轮齿条式转向器广泛应用于机械制造、汽车工业和其他行业的传动装置中。
它们常被用于转向系统、平移机构、门窗拉链等需要将旋转运动转化为直线运动的场合。
总之，齿轮齿条式转向器通过齿轮和齿条的相互咬合，将旋转运动转换为直线运动，从而实现机械传动的功能。
齿轮齿条传动机构
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
4．齿面胶合
在高速重载传动中，常因啮合温度升高而引起 润滑失效，致使两齿面金属直接接触并相互粘联。
当两齿面相对运动时，较软的齿面沿滑动方向 被撕裂出现沟纹（图3－44），这种现象称为胶 合。在低速重载传动中，由于齿面间不易形成润 滑油膜也可能产生胶合破坏。
两轴相交错齿轮传动
两齿轮的轴线可成任意轴线。缺点是齿面为点接触，齿面间的滑动 速度大，所以承载能力和传动效率比较低，故只能用于轻载或传递 运动的场合。
四、齿轮齿条传动的应用范围
1、适用于快速、精确定位机构： 2、适用于重负荷、高精度、高刚性、高速度、
长行程之CNC工具机、铣床、钻床、车床、 加工中心、切割机械、木工机械、焊接机 械、石材机械等； 3、适用于工厂自动化快速移载机构、机器人 手臂抓取机构、智能立体仓库等。
➢ 若轮齿单侧工作时，根部弯曲应力一侧为拉 伸，另一侧为压缩，轮齿脱离啮合后，弯曲应力 为零。因此，在载荷的多次重复作用下，弯曲应 力超过弯曲持久极限时，齿根部分将产生疲劳裂 纹。裂纹的逐渐扩展，最终将引起断齿，这种折 断称为疲劳折断。
齿轮齿条传动机构设计说明书
专业资料齿轮齿条传动机构的设计和计算1. 齿轮1，齿轮2与齿轮3基本参数的确定由齿条的传动速度为500mm/s,可以得到齿轮3的速度为500m/s,即,/5003s mm V =又()160d 333n V π=，取,25,25.3202131mm B B mm m Z Z =====，由此可得()265d 31mm mZ d ===，由（1）与（2）联立解得min /r 147n 32==n ，取4i 12=则由4i 211212===n n z z 得80min,/58821==z r n 2. 齿轮1齿轮2与齿轮3几何尺寸确定齿顶高 ()()mm x h m h h h n an a a a 525.57.0125.3321=+⨯=+===* 齿根高 ()()mm x c h m h h n n an f f f 79.17.025.0125.3h 321=-+⨯=-+===** 齿高 mm h h h h f a 315.7h 321=+=== 分度圆直径mmmz d mm mz d 84.26512cos /8025.3cos /,46.6612cos /2025.3cos /d 0220131=⨯===⨯===ββ齿顶圆直径 mm h d d mm h d d a a a a a 34.2772,51.772d 2221131=+==+== 齿根圆直径 mm h d d mm h d d f f f f f 26.2622,88.622d 2221131=-==-== 基圆直径 mm d d mm d d b b b 8.249cos ,45.6220cos 46.66cos d 220131===⨯===αα 法向齿厚为mm m x s s n n n n n n 759.625.3364.07.022tan 22s 1321=⨯⎪⎭⎫⎝⎛⨯⨯+=⎪⎭⎫ ⎝⎛+===παπ端面齿厚为mm m x s s t t t t t t 94.632.3367.0cos 7.022tan 22s 2321=⨯⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯⨯+=⎪⎭⎫⎝⎛+===βπαπ齿距 mm m p p 205.1025.314.3p 321=⨯====π 3. 齿轮材料的选择及校核齿轮选用45号钢或41Cr4制造并经调质，表面硬度均应在56HRC 以上。
齿轮齿条设计
齿轮齿条设计1. 概述齿轮齿条是一种常用的齿轮传动机构，它由齿轮和齿条组成，通过齿轮的旋转运动将动力传递给齿条，实现线性运动。
齿轮齿条设计是一项重要的工程设计任务，它要考虑到齿轮和齿条的几何形状、尺寸、材料等因素，以满足特定的传动要求。
2. 齿轮齿条的基本原理齿轮齿条的基本原理是利用齿轮的旋转运动将力和运动传递给齿条，实现线性运动。
齿轮齿条的传动精度主要取决于齿轮和齿条的几何形状和尺寸的精度。
齿轮齿条的主要应用领域包括机床、机器人、自动化设备等。
3. 齿轮齿条的设计步骤齿轮齿条的设计步骤如下：3.1 确定传动力和速度要求根据实际应用，确定齿轮齿条传动的力和速度要求，包括最大传动力、最大速度、传动比等。
3.2 选择合适的齿轮齿条类型根据传动力和速度要求，选择合适的齿轮齿条类型，包括直齿轮齿条、斜齿轮齿条等。
3.3 计算齿轮齿条的几何参数根据传动力和速度要求，计算齿轮齿条的几何参数，包括模数、齿数、齿宽等。
3.4 确定齿轮和齿条的材料根据传动力和速度要求，确定齿轮和齿条的材料，包括齿轮的齿面硬度、齿条的强度等。
3.5 进行齿轮齿条的结构设计根据齿轮和齿条的几何参数和材料，进行齿轮齿条的结构设计，包括齿轮齿条的布局、齿轮齿条的轴向间隙等。
3.6 进行齿轮齿条的强度校核根据齿轮和齿条的几何参数和材料，进行齿轮齿条的强度校核，以确保齿轮齿条的安全可靠。
3.7 进行齿轮齿条的动力学分析根据齿轮和齿条的几何参数和材料，进行齿轮齿条的动力学分析，以评估齿轮齿条的运动性能。
4. 齿轮齿条设计的注意事项在进行齿轮齿条设计时，需要注意以下事项：•齿轮齿条的几何形状和尺寸的精度对传动精度的影响很大，因此需要进行准确的计算和测量。
•齿轮齿条的材料选取要考虑到传动力和速度要求，以保证齿轮齿条的强度和耐磨性。
•齿轮与齿条之间的配合间隙要适当，过大的间隙会影响传动精度，而过小的间隙会增加摩擦和磨损。
•在进行齿轮齿条的强度校核和动力学分析时，要考虑到边缘效应和动载荷的影响。
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五、标准齿轮齿条的标准安装
如图所示，当标准 齿轮与齿条安装后， 齿轮的分度圆与齿条 的中线相切，我们称 这种安装为标准齿轮 与齿条的标准安装。
六、齿轮最重要的部分为轮齿,它 的失效形式主要有四种
1）轮齿折断 2）齿面磨损 3） 齿面点蚀 4）齿面胶合
1．轮齿折断
由于轮齿受力时齿根弯曲应力最大，而且有应 力集中，因此，轮齿折断一般发生在齿根部分。
用广泛。
斜齿圆柱齿轮
适用于两轴线平行的齿轮传动。外啮合时两齿轮转向相反。齿轮圆 周速度比直齿圆柱齿轮高，适宜于高速重载传动。传递的功率范围 较大，传动效率较高，互换性好，装配和维修方便,可进行变位切 削及各种整形、修缘，应用广泛。
锥齿轮传动
圆锥齿轮传动多用于相交轴传动，传动效率比较高，一般可达98％， 两齿轮轴线组成直角的锥齿轮副应用最为广泛。直齿圆锥齿轮沿轮 齿齿长方向为直线，而且其延长线相交于轴线。 按齿的形状可分为：直齿、斜齿、曲线齿
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，使运转中产生冲击和 噪声。
3．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
4．齿面胶合
在高速重载传动中，常因啮合温度升高而引起 润滑失效，致使两齿面金属直接接触并相互粘联。
当两齿面相对运动时，较软的齿面沿滑动方向 被撕裂出现沟纹（图3－44），这种现象称为胶 合。在低速重载传动中，由于齿面间不易形成润 滑油膜也可能产生胶合破坏。
齿面为点接触，齿面间的滑动 速度大，所以承载能力和传动效率比较低，故只能用于轻载或传递 运动的场合。
四、齿轮齿条传动的应用范围
1、适用于快速、精确定位机构： 2、适用于重负荷、高精度、高刚性、高速度、
长行程之CNC工具机、铣床、钻床、车床、 加工中心、切割机械、木工机械、焊接机 械、石材机械等； 3、适用于工厂自动化快速移载机构、机器人 手臂抓取机构、智能立体仓库等。
较高； （2）不宜作远距离传动。
三、齿轮传动的分类及用途
直齿圆柱齿轮
齿
两轴平行的齿轮
轮
（平面齿轮传动） 斜齿圆柱齿轮
传
动
两轴不平行的齿轮机 构（空间齿轮传动）
两轴相交齿轮传动 （锥齿轮传动）
两轴相交错齿轮传动
直齿圆柱齿轮
适用于两轴线平行的齿轮传动。传递的功率范 围较大，传动效率较高，互换性好，装配和维 修方便,可进行变位切削及各种整形、修缘，应
常用的齿轮材料有优质碳素结构钢、合金结 构钢、铸钢、铸铁和非金属材料等。
例：自行车—齿轮和链条的传动 汽车的机箱
提高齿面硬度和光洁度能增强抗胶合能力。
低速传动采用粘度较大的润滑油；高速传动采用
含抗胶合添加剂的润滑油，对于抗胶合也很有效。
七、知识扩展
外啮合齿轮
内啮合齿轮
斜齿轮
人字齿轮
圆锥齿轮
交错轴斜齿轮
八、齿轮传动强度概述
对齿轮材料的基本要求是：应使齿面具有足够 的硬度和耐磨性，齿心具有足够的韧性，以防止 齿面的各种失效，同时应具有良好的冷、热加工 的工艺性，以达到齿轮的各种技术要求。
➢ 若轮齿单侧工作时，根部弯曲应力一侧为拉 伸，另一侧为压缩，轮齿脱离啮合后，弯曲应力 为零。因此，在载荷的多次重复作用下，弯曲应 力超过弯曲持久极限时，齿根部分将产生疲劳裂 纹。裂纹的逐渐扩展，最终将引起断齿，这种折 断称为疲劳折断。
➢ 轮齿因短时过载或冲击过载而引起的突然折 断，称为过载折断。用淬火钢或铸铁等脆性材料 制成的齿轮，容易发生这种断齿。
齿轮齿条传动机构
主讲：张红
主要内容：
一、齿轮齿条传动的原理 二、齿轮齿条传动的应用及特点 三、齿轮齿条传动的分类及用途 四、齿轮齿条传动的应用范围 五、标准齿轮齿条的标准安装 六、齿轮最重要的部分为轮齿,它的失效形
式主要有四种 七、知识扩展
一、齿轮齿条传动的原理
齿轮齿条传动是将齿轮的回转运动 转变为齿条的往复直线运动，或将齿 条的往复直线运动转变为齿轮的回转 运动。
二、齿轮传动的应用及特点
齿轮传动是应用最广泛的传动机构 之一，齿轮传动依靠主动齿轮与从动 齿轮的啮合，传递运动和动力。与其 他传动相比，具有以下特点：
优点： （1）传递动力大、效率高； （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。
缺点： （1）制造、安装精度要求较高，因而成本也