最新机械基础教案(劳动版)——第十八讲 直齿圆柱齿轮传动设计
机械基础项目教程齿轮传动
如图所示，两齿廓在任意点K 啮合，过K 点作 两齿廓的公法线N1N2，根据渐开线的性质，该公法 线也是两基圆的内公切线。由于齿轮基圆的大小和 位置均固定，公法线N1N2为一定直线。
因此无论齿轮在哪一点啮合，啮合点总落在这条 公法线上，该公法线也称为啮合线。该线与连心线 O1O2的交点P是一定点，P点称为节点。
7.1.5 渐开线标准直齿圆柱齿轮的啮合传动 因m和α都取标准值，使上式成立
的条件为：m1=m2 ，α1=α2
由此得出一对渐开线齿轮的正确 啮合条件是：
两轮的模数和压力角应分别相等。
齿轮啮合情况
路漫漫其悠远
机械基础项目教程齿轮传动
7.１
直齿圆柱齿轮传动
7.1.5 渐开线标准直齿圆柱齿轮的啮合传动
2. 连续传动条件
机械基础项目教程-齿轮 传动
路漫漫其悠远
2020/11/18
机械基础项目教程齿轮传动
项目七
齿轮传动
7.1
7.2
7.3
7.4
7.5
直齿圆柱齿轮传动 斜齿圆柱齿轮传动 直齿圆锥齿轮传动 齿轮传动的失效分析和齿轮材料 齿轮结构
7.6
蜗杆传动
路漫漫其悠远
机械基础项目教程齿轮传动
项目七
齿轮传动
下图为一齿轮传动，齿轮传动有哪些类型? 应用在什 么地方?
（1）发生线在基圆上滚过的线段长度等于 基圆上被滚过的弧长，如图所示，即 AB 弧长等 于BK 线段长。
（2）渐开线上任意点的法线必切于基圆； （3）渐开线上各点的曲率半径不等。B 点 为曲率中心，BK为曲率半径，渐开线起始点 A 处曲率半径为零；K点离基圆越远，曲率半径 BK 越大。
渐开线形成
机械设计课程设计 圆柱齿轮传动设计
第六章圆柱齿轮传动设计齿轮传动的适用范围很广，传递功率可高达数万千瓦，圆周速度可达150m／s(最高300m ／s)，直径能做到10m以上，单级传动比可达8或更大，因此在机器中应用很广。
6.1齿轮传动特点与分类和其他机械传动比较，齿轮传动的主要优点是：工作可靠，使用寿命长；瞬时传动比为常数；传动效率高；结构紧凑；功率和速度适用范围很广等。
缺点是：齿轮制造需专用机床和设备，成本较高；精度低时，振动和噪声较大；不宜用于轴间距离大的传动等。
按齿线相对于齿轮母线方向分：直齿，斜齿，人宇齿，曲线齿按齿轮传动工作条件分：闭式传动，形式传动，半形式传动按齿廓曲线分：渐开线齿，摆线齿，圆弧齿按齿面硬度分：软齿面(≤350佃)，硬齿面(>350佃)6.2 齿轮传动的主要参数与基本要求齿轮传动应满足两项基本要求:1)传动平稳;2)承载能力高。
在齿轮设计、生产和科研中，有关齿廓曲线、齿轮强度、制造精度、加工方法以及热理工艺等，基本上都是围绕这两个基本要求进行的。
6.2．1主要参数——基本齿廓。
渐开线齿轮轮齿的基本齿廓及其基本参数见表12．2或查阅机械设计手册。
——模数。
为了减少齿轮刀具种数，规定的标准模数见表12．3或查阅机械设计手册。
——中心距。
荐用的中心距系列见表12，4或查阅机械设计手册。
——传动比i、齿数比u。
主动轮转速nl与从动轮转速n2之比称为传动比i。
大齿轮的齿数z2与小齿轮齿数z1之比称为齿数比u。
减速传动时，u=i；增速传动u=1/i 。
——标准模数m：①斜齿轮及人宇齿轮取法向模数为标准模数，锥齿轮取大端模数为标准模数。
②标准中优先采用第一系列，括号内的模数尽可能不用。
——变位系数。
刀具从切制标准齿轮的位置移动某一径向距离(通称变位量)后切制的齿轮，称为径向变位系数。
刀具变位量用xm表示，x称为变位系数。
刀具向齿轮中心移动，x 为负值，反之为正值。
随着x的改变，轮齿形状也改变，因而可使渐开线上的不同部分作为工作齿廓，以改善啮合性质。
教学设计(直齿圆柱齿轮)
教学案例设计课题：直齿圆柱齿轮的基本参数和尺寸计算科目：机械基础设计人：翁志国高邮市菱塘民族中等专业学校任务一、认识渐开线标准直齿圆柱齿轮各部分名称1、齿顶圆：通过轮齿顶部的圆周。
齿顶圆直径以d a表示。
2、齿根圆：通过轮齿根部的圆周。
齿根圆直径以d f表示。
3、分度圆：齿轮上具有标准模数和标准齿形角的圆。
分度圆直径以d表示。
4、齿厚：在端平面上，一个齿的两侧端面齿廓之间的分度圆弧长。
齿厚以s 表示。
5、齿槽宽：在端平面上，一个齿槽的两侧端面齿廓之间的分度圆弧长。
齿槽宽以e表示。
6、齿距：两个相邻且同侧端面齿廓之间的分度圆弧长。
齿距以p表示。
7、齿宽：齿轮的有齿部位沿分度圆柱面直母线方向量度的宽度。
齿宽以b表示。
8、齿顶高：齿顶圆与分度圆之间的径向距离。
齿顶高以h a表示。
9、齿根高：齿根圆与分度圆之间的径向距离。
齿根高以h f表示。
10、齿高：齿顶圆与齿根圆之间的径向距离。
齿高以h表示。
展示多媒体图片，使学生对渐开线标准直齿圆柱齿轮各部分的名称认识更直观。
任务二、渐开线标准直齿圆柱齿轮的基本参数直齿圆柱齿轮的基本参数共有：齿数、模数、齿形角、齿顶高系数和顶隙系数五个，是齿轮各部分几何尺寸计算的依据。
1、齿数z一个齿轮的轮齿总数。
2、模数m齿距与齿数的乘积等于分度圆的周长，即pz=πd,式中z是自然数，π是无理数。
为使d为有理数的条件是p/π为有理数，称之为模数。
即：m=p/π模数的大小反映了齿距的大小，也及时反映了齿轮的大小、已标准化。
模数是齿轮几何尺寸计算时的一个基本参数。
齿数相等的齿轮，模数越大，齿轮尺寸就越大，齿轮就越大，承载能力越强：分度圆直径相等的齿轮，模数越大，承载能力越强。
如图所示：3、齿形角α在端平面上，通过端面齿廓上任意一点的径向直线与齿廓在该点的切线所夹的锐角称为齿形角，用α表示。
渐开线齿廓上各点的齿形角不相等，离基圆越远，齿形角越大，基圆上的齿形角α=0°。
对于渐开线齿轮，通常所说的齿形角是指分度圆上的齿形角。
机械基础教案-齿轮传动
教师授课教案2016下-2017上学年一学期课程机械基础教学内容旧知复习：1.带传动的结构、特点及应用2.链传动的结构、特点及应用讲授新课：项目二机械传动任务2 齿轮传动一、齿轮传动的特点与类型1. 与其他传动相比较，齿轮传动具有以下特点：（1）瞬时传动比准确，传动平稳。
结构紧凑，适用范围广。
（2）传动精度高；传动效率高，可达99%；工作可靠，寿命长。
（3）可实现两轴平行、交叉、交错的传动。
（4）齿轮需要专用制造设备，成本较高。
2. 齿轮传动的类型（1）用于两平行轴之间的传动如斜齿轮传动。
（2）用于两相交轴之间的传动如圆锥齿轮传动。
（3）用于两相错轴之间的传动如蜗杆传动。
二、渐开线直齿圆柱齿轮轮齿的各部分名称、基本参数和几何尺寸1. 渐开线的形成及性质(1) 渐开线的形成当一条直线沿固定的圆周边缘作无滑动的纯滚动时，该直线上任一点K 的运动轨迹，称为该圆的渐开线，如图2-24所示。
称该直线为发生线；该不动的圆为基圆。
（2）渐开线的性质①发生线沿基圆边缘滚过的长度KB，等于基圆上被滚过的圆弧长AB，即KB=AB。
②渐开线上任一点K的法线必与基圆相切。
切点B是渐开线上K点的曲率中心，线段KB是K点的曲率半径。
③渐开线的形状取决于基圆的大小。
④基圆内无渐开线。
2. 渐开线直齿圆柱齿轮轮齿的各部分名称（1）齿顶圆齿顶所在的圆称为齿顶圆，齿顶圆直径用da表示。
（2）齿根圆齿槽底部所在的圆称为齿根圆，齿根圆直径用df表示。
（3）齿厚同一轮齿上左、右两齿廓之间的某一圆周弧长称为齿厚，分度圆上的齿厚用s表示。
（4）齿槽宽相邻两齿之间的某一圆周弧长称为齿槽宽，分度圆上的齿槽宽用e表示。
（5）齿距相邻两齿同一侧齿廓圆周弧长称为齿距，分度圆上的齿距用p表示。
（6）分度圆轮齿上齿厚等于齿槽宽所在的圆称为分度圆，分度圆直径用d表示。
(7) 齿顶高分度圆到齿圆顶之间的径向距离称为齿顶高，用ha表示。
(8) 齿根高分度圆到齿根圆之间的径向距离称为齿根高，用hf表示。
机械基础课程设计直齿圆柱齿轮传动的设计
机械基础课程设计题目：直齿圆柱齿轮传动的设计系别: 机电工程系专业：机电一体化班级：08级机电三班学生姓名：郭艳东****: ***完成日期：2009年12月16号河南质量工程职业学院河南质量工程职业学院《机械基础》课程设计任务书目录第1章设计任务和要求 (3)1.1设计指标 (3)1.2设计要求 (3)第2章选题的意义 (3)第3章齿轮的设计计算 (3)3.1原始数据及设计要求 (3)3.2设计内容 (4)3.3齿轮传动参数的选择和设计步骤 (4)第4章设计小结 (18)参考文献 (19)齿轮传动的设计第1章设计任务和要求1.1设计指标①用于减速器上的一级直齿圆柱齿轮的齿轮传动；②传递功率P=10KW，主动小齿轮的转速n1=1200r/min,传动比i=5；③工作时有中等冲击，单向传动，两班制，使用10年1.2设计要求④计算主动轮、从动轮的主要尺寸；⑤校核齿轮的强度；⑥绘制大、小齿轮的零件图并标注主要尺寸。
第2章选题的意义齿轮传动是应用极为广泛和特别重要的一种机械传动形式，它可以用来在空间的任意轴之间传递运动和动力，目前齿轮传动装置正逐步向小型化，高速化，低噪声，高可靠性和硬齿面技术方向发展，齿轮传动具有传动平稳可靠，传动效率高（一般可以达到94%以上，精度较高的圆柱齿轮副可以达到99%），传递功率范围广（可以从仪表中齿轮微小功率的传动到大型动力机械几万千瓦功率的传动），速度范围广（齿轮的圆周速度可以从0.1m/s到200m/s或更高，转速可以从1r/min到20000r/min或更高），结构紧凑，维护方便等优点。
因此，它在各种机械设备和仪器仪表中被广泛使用，本课题就是齿轮传动的一个典型应用。
我们此次设计的是减速器上的一级直齿圆柱齿轮传动，通过本次对齿轮传动的设计，能使我们对齿轮传动的特点有进一步的了解，从而掌握常用机械零部件、机械传动装置或简单机械的设计方法与步骤。
并对减速器的工作原理及其外形有了一定的了解。
机械设计基础——渐开线直齿圆柱齿轮传动的设计
齿面胶合： 齿面胶合：高速重载传动中，齿面间压力大，瞬时温度高， 润滑油模被破坏，齿面间会发生粘接在一起的现象，在轮齿 表面沿滑动方向出现条状伤痕，称为胶合。
防止胶合的措施： 防止胶合的措施：提高齿面硬度；降低齿面粗糙 度；增大润滑油粘度；限制油温。
1.常见的失效形式（ 1.常见的失效形式（续） 常见的失效形式
渐开线直齿圆柱齿轮传动的设计
1.常见的失效形式 1.常见的失效形式
机械零件由于强度 强度、刚度、耐磨性和振动稳定性等因素不 强度 能正常工作时，称为失效。机械零件在变应力作用下引起的破 坏称为疲劳破坏 疲劳破坏，机械零件抵抗疲劳破坏的能力称为疲劳强度 疲劳强度。 疲劳破坏 疲劳强度 齿轮传动的失效主要是轮齿的失效。其失效形式有： 轮齿折断 ：轮齿象一个悬臂梁，受载后 齿根部 产生的弯曲应力最大。当该应力 值超过材料的弯曲疲劳极限时，齿根处 产生疲劳裂纹，并不断扩展使轮齿断裂。 此外，突然过载、严重磨损及安装制造 误差等也会造成轮齿折断。 提高轮齿抗折断能力的措施：增大齿根圆角半径，消除加工 提高轮齿抗折断能力的措施： 刀痕以降低齿根应力集中；增大轴及支承物的刚度以减轻局 部过载的程度；对轮齿进行表面处理以提高齿面硬度。
直齿圆柱齿轮教案
直齿圆柱齿轮教案教案标题：直齿圆柱齿轮教案教案目标：1. 了解直齿圆柱齿轮的基本结构和工作原理。
2. 掌握直齿圆柱齿轮的计算方法和相关公式。
3. 能够应用直齿圆柱齿轮的知识解决实际问题。
教学准备：1. 教师准备直齿圆柱齿轮的实物模型或图片。
2. 准备黑板、白板或投影仪等教学工具。
3. 提前准备教案和教学资料。
教学步骤：引入：1. 教师出示直齿圆柱齿轮的实物模型或图片，引起学生的兴趣和好奇心。
2. 通过提问，了解学生对直齿圆柱齿轮的基本了解程度。
知识讲解：1. 介绍直齿圆柱齿轮的基本结构和工作原理，包括齿轮的齿数、模数、齿宽等概念。
2. 讲解直齿圆柱齿轮的计算方法，包括齿轮传动比的计算、齿轮的速比计算等。
3. 解释直齿圆柱齿轮的优缺点，以及在工程中的应用领域。
示例演练：1. 提供一些实际问题，让学生应用直齿圆柱齿轮的知识进行计算和分析。
2. 引导学生通过计算和推理，解决实际问题。
讨论与总结：1. 引导学生进行小组或全班讨论，分享他们的解题思路和答案。
2. 教师总结本节课的重点内容，强调学生需要掌握的知识点和技能。
作业布置：1. 布置相关的练习题，巩固学生对直齿圆柱齿轮的理解和应用能力。
2. 鼓励学生自主学习，扩展相关知识，并提出问题或疑惑，以备下节课解答。
教学延伸：1. 鼓励学生进行实际的观察和实验，了解直齿圆柱齿轮的实际应用情况。
2. 引导学生进行更深入的研究，了解其他类型的齿轮和齿轮传动的原理和应用。
教学评估：1. 教师观察学生在课堂上的参与情况和表现，给予及时的反馈和指导。
2. 收集学生的作业和练习题，评估他们对直齿圆柱齿轮的掌握程度。
教学反思：1. 教师根据学生的学习情况和表现，对教案进行调整和改进。
2. 总结教学过程中的成功经验和不足之处，为下一次教学做好准备。
直齿圆柱齿轮传动设计
直齿圆柱齿轮传动设计首先，设计直齿圆柱齿轮传动需要确定齿轮的参数。
齿轮的参数包括模数m、齿数z、齿宽b、压力角α等。
模数决定了齿轮的尺寸，一般根据传动功率、转速等参数进行估算。
齿数z决定了齿轮的传动比，一般根据传动机构的要求确定。
齿宽b根据齿轮的载荷大小进行估算。
压力角α一般选取20°、22.5°、25°等常用的值。
确定了这些参数后，可以根据齿轮的几何特征进行齿轮的绘制。
接下来，需要计算直齿圆柱齿轮的传动比。
传动比一般定义为输入轴的转速与输出轴的转速之比，可以根据齿轮参数和传动机构的要求进行计算。
传动比的计算公式为：传动比=输出轴齿轮齿数/输入轴齿轮齿数在计算传动比时，还需要考虑两个齿轮的模数是否相等，如果不相等，需要进行修正。
修正公式为：修正传动比=传动比×(模数2/模数1)其中，模数1为输入轴齿轮的模数，模数2为输出轴齿轮的模数。
当修正传动比计算完成后，可以根据实际需求进行调整。
然后，需要进行齿轮的强度校核。
齿轮的强度校核是为了保证齿轮在正常工作状态下不会产生破坏。
常用的齿轮强度计算理论有力学强度设计法和面强度设计法。
力学强度设计法主要考虑齿轮的破坏形式为齿面弯曲破坏，通过计算齿面弯曲强度和弯曲疲劳强度来进行判断。
面强度设计法主要考虑齿轮的破坏形式为齿面所受的接触压力引起的疲劳破坏，通过计算齿面强度和疲劳寿命来进行判断。
最后，需要进行齿轮传动的精度校核。
直齿圆柱齿轮传动的精度校核主要有几何精度校核和运动精度校核。
几何精度校核包括齿轮齿宽误差、齿轮齿距误差和齿轮齿高误差等方面。
运动精度校核主要包括齿轮传动的轻载配合误差和重载配合误差两方面。
通过对齿轮传动的精度校核，可以保证齿轮传动的正常运行和传动精度。
综上所述，直齿圆柱齿轮传动的设计过程包括齿轮参数的选择、传动比的计算、齿轮的强度校核和精度校核。
在设计过程中，需要根据传动机构的要求和实际情况进行参数选择和计算，并进行强度和精度的校核。
齿轮传动课程设计
齿轮传动课程设计一、教学目标通过本节课的学习，学生需要掌握齿轮的基本概念、类型和传动原理，了解齿轮传动的应用范围和特点。
在知识目标方面，学生应能够描述齿轮的结构、分类和传动方式，解释齿轮传动的工作原理。
在技能目标方面，学生应能够运用所学知识分析齿轮传动系统，进行简单的齿轮设计计算。
在情感态度价值观目标方面，学生应能够认识齿轮传动在工程技术中的重要性，培养对机械设计和制造的兴趣。
二、教学内容本节课的教学内容主要包括三个部分：齿轮的基本概念、齿轮的类型和传动原理、齿轮传动的应用。
首先，介绍齿轮的定义、特点和基本参数，如齿数、模数、压力角等。
其次，讲解不同类型的齿轮，如圆柱齿轮、圆锥齿轮、蜗轮蜗杆等，并阐述各类齿轮的传动原理和应用场景。
最后，通过实例分析，让学生了解齿轮传动在现实生活中的应用，如汽车、机床、减速器等。
三、教学方法为了提高学生的学习兴趣和主动性，本节课将采用多种教学方法。
首先，运用讲授法，清晰地阐述齿轮的基本概念、类型和传动原理。
其次，采用案例分析法，让学生通过分析实际应用案例，加深对齿轮传动的理解。
此外，利用实验法，让学生亲自动手进行齿轮传动实验，观察齿轮的运动特性和传动效果。
最后，鼓励学生进行分组讨论，分享学习心得和研究成果。
四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施，我们将准备以下教学资源：教材《机械基础》、参考书《齿轮传动技术与应用》、多媒体资料（包括齿轮传动动画演示、实际应用场景视频等）、实验设备（齿轮模型、减速器等）。
通过这些资源的辅助，丰富学生的学习体验，提高学习效果。
五、教学评估本节课的评估方式将包括平时表现、作业和考试三个部分。
平时表现主要评估学生在课堂上的参与程度、提问回答和小组讨论的表现。
作业方面，将布置与课程内容相关的设计计算题和实践操作题，以考察学生对齿轮传动知识的掌握和应用能力。
考试则采取闭卷形式，包括选择题、填空题、计算题和论述题，全面测试学生对齿轮传动的基本概念、类型和传动原理的掌握情况。
直齿圆柱齿轮设计步骤知识讲解
直齿圆柱齿轮设计1.齿轮传动设计参数的选择齿轮传动设计参数的选择：1）压力角a的选择2）小齿轮齿数Z1的选择3）齿宽系数d的选择齿轮传动的许用应力精度选择压力角a的选择由《机械原理》可知，增大压力角a,齿轮的齿厚及节点处的齿廓曲率半径亦皆随之增加，有利于提高齿轮传动的弯曲强度及接触强度。
我国对一般用途的齿轮传动规定的压力角为a =20°。
为增强航空有齿轮传动的弯曲强度及接触强度，我国航空齿轮传动标准还规定了 a =25°的标准压力角。
但增大压力角并不一定都对传动有利。
对重合度接近2的高速齿轮传动，推荐采用齿顶高系数为1〜1.2，压力角为16 °〜18 °的齿轮，这样做可增加齿轮的柔性，降低噪声和动载荷。
小齿轮齿数Z1的选择若保持齿轮传动的中心距a不变，增加齿数，除能增大重合度、改善传动的平稳性外，还可减小模数，降低齿高，因而减少金属切削量，节省制造费用。
另外，降低齿高还能减小滑动速度，减少磨损及减小胶合的可能性。
但模数小了，齿厚随之减薄，则要降低齿轮的弯曲强度。
不过在一定的齿数范围内，尤其是当承载能力主要取决于齿面接触强度时，以齿数多一些为好。
闭式齿轮传动一般转速较高，为了提高传动的平稳性，减小冲击振动，以齿数多一些为好，小一些为好，小齿轮的齿数可取为Z1=20 40。
开式（半开式）齿轮传动，由于轮齿主要为磨损失效，为使齿轮不致过小，故小齿轮不亦选用过多的齿数，一般可取乙=17 20。
为使齿轮免于根切，对于a =20°的标准支持圆柱齿轮，应取乙》17。
Z=u・Z1。
齿宽系数d的选择-b! a- -----------------0阿（1+打）由齿轮的强度公式可知，轮齿越宽，承载能力也愈高，因而轮齿不宜过窄；但增大齿宽又会使齿面上的载荷分布更趋不均匀，故齿宽系数应取得适合。
圆柱齿轮齿宽系数的荐用值列于下表。
对于标准圆柱齿轮减速器，齿宽系数取为札二1二 0.5(1+所以对于外捏合齿轮传动a的值规定为0.2，0.25, 0.30, 0.40, 0.50, 0.60，0.80, 1.0，1.2。
直齿圆柱齿轮传动设计
(1)闭式传动（软齿面）：主要失效形式为齿 面的疲劳点蚀；次要失效形式为轮齿折断。
设计顺序：接触疲劳强度设计d1→选
Ｚ1（24~40）→几何尺寸的计算→弯曲疲 劳强度校核；
(2)闭式传动（硬齿面）：主要失效形式为 轮齿折断；次要失效形式为齿面的疲劳点蚀。
100 100
K v 1 . 15
将模数圆整为标准值，取m＝3 mm 3. 几何尺寸计算
d 1 mz1 3 24 72 mm d 2 mz 2 3 84 252 mm a m ( z1 z 2 ) (24 84) 162 mm 2 d 0.7 72 50.4 mm , 取 b 50 mm 1 2 3
2. 按齿轮弯曲疲劳强度设计 按式（11-8）计算齿轮的模数
9550
40 960
398 N m
m
2 KT 1
3
d Z F
2 1
Y FS Y
3.98 10 N mm
3）计算载荷系数K （查表11-7） KA 1 初估 v ' 4 m / s , v ' z1 4 24 0.96
vz1
mm
'
3
Kv Kv
'
d d
'
3
Kv Kv
'
由图11-9得复合齿形系数为z1＝20，YFS1＝4.37 z1＇＝40，YFS1＇＝4.05 由式（11-2）、（11-8）得z1=20，z2=80， a 1 .68 , Y ' 0 .671 z1＇＝40，z2＇＝160， a ' 1 .78 , Y ' 0 .671
机械设计教案齿轮传动
机械设计教案齿轮传动一、教学目标：1. 了解齿轮传动的基本概念、分类和特点。
2. 掌握齿轮传动的计算方法和工作原理。
3. 能够分析齿轮传动的设计要求和选择合适的齿轮材料。
4. 能够运用齿轮传动的知识解决实际工程问题。
二、教学内容：1. 齿轮传动的基本概念：齿轮、齿廓、齿轮副等。
2. 齿轮传动的分类：圆柱齿轮、圆锥齿轮、蜗杆齿轮等。
3. 齿轮传动的特点：传动平稳、承载能力强、精度要求高等。
4. 齿轮传动的计算方法：齿数、模数、压力角等参数的计算。
5. 齿轮传动的工作原理：齿轮的啮合、传动比、传动效率等。
三、教学方法：1. 采用多媒体教学，展示齿轮传动的相关图片和动画，增强学生的直观感受。
2. 利用公式和实例相结合的方法，讲解齿轮传动的计算方法。
3. 通过实物模型或仿真软件，演示齿轮传动的工作原理。
4. 开展小组讨论，让学生分析实际工程中的齿轮传动应用案例。
四、教学准备：1. 准备相关多媒体教学资料，包括图片、动画和视频。
2. 准备齿轮传动计算公式的讲解示例。
3. 准备实物模型或仿真软件，用于演示齿轮传动的工作原理。
4. 准备实际工程中的齿轮传动应用案例，用于小组讨论。
五、教学过程：1. 引入：介绍齿轮传动在机械工程中的应用，引导学生关注齿轮传动的重要性。
2. 讲解：讲解齿轮传动的基本概念、分类和特点，引导学生理解齿轮传动的基本知识。
3. 计算：讲解齿轮传动的计算方法，示例讲解，让学生掌握齿轮传动计算的关键步骤。
4. 演示：利用实物模型或仿真软件，演示齿轮传动的工作原理，让学生直观地了解齿轮传动的工作过程。
5. 应用：分析实际工程中的齿轮传动应用案例，让学生学会运用齿轮传动的知识解决实际问题。
6. 小组讨论：让学生分组讨论，分享自己的理解和心得，互相学习和交流。
7. 总结：对本节课的内容进行总结，强调重点和难点，提醒学生注意齿轮传动的设计要求和选择合适的齿轮材料。
8. 作业布置：布置相关练习题，让学生巩固所学知识。
机械基础——斜齿圆柱齿轮传动与直齿圆锥齿轮传动(教学教案)(中职教育).docx
直齿圆锥齿轮传动一、齿圆锥齿轮直齿圆锥齿轮机构用于两相交轴Z间的传动，两轴的夹角可由传动的耍求确定，在一机构中多采用工=90°的直齿圆锥齿轮机构。
一对圆锥齿轮轮齿分布在两个截锥休上，且锥顶交于一点，其轮齿尺寸由大端而锥方向的小端逐渐变小。
显然圆锥齿轮大端和小端的参数是不相同的。
了便于测量和估算机构的外形尺寸，规定以大端参数为标准，大端压力角a=20°e二、齿圆锥齿轮传动的几何尺寸三、当量齿轮以圆锥齿轮大端模数为标准模数，大端压力角为标准压力角，按照圆柱齿轮作图法画出扇形齿轮的齿廓，英齿廓与盲齿圆锥齿轮大端齿廓近似相同，两扇形齿轮的齿数为两圆锥齿轮的实际齿数。
若将扇形齿轮补足为完整的圆柱齿轮，这两个假想的圆柱齿轮就称为两锥齿轮的当量齿轮，当量齿轮的齿数称为当量齿数，用Zv表示。
当量齿轮的半径：r v=r / cos 8当量齿数：Z V=Z / cos 8式屮8——圆锥齿轮分度圆锥角当量齿数Z、•是圆锥齿轮的重要参数，其意义在于，就大端齿形和大端承载能力而言，圆锥齿轮与同模数、同压力角、齿数为乙的圆柱齿轮相当。
用仿形法加工圆锥齿轮，按乙值选择刀号。
用范成法加工正常齿形的圆锥齿轮，不产生根切的最少齿数Z min= Z vrain cos 8=17 • cos 8 o四、确啮合条件一对直齿圆锥齿轮的正确啮合的条件为大端模数和压力角必须分别相等mi=m2=mCCi=Ct2=0C五.直齿圆锥齿轮传动的受力分析1.轮齿受力分析一对直齿圆锥齿轮传动，假设轮齿间的作用力近似地作用于齿宽节线的中点处，如不考虑摩擦力的影响，其方向垂直指向工作齿面。
为主动锥齿轮的受力情况，轮齿间的法向力，可分解为圆周力、轴向力和径向力圆周力在Ft在主动轮上与啮合点圆周速度的方向相反；在从动轮上则与啮合点的圆周速度方向相同。
径向力的方向都垂直指向各自的齿轮轴线。
轴向力人的方向则总是由锥顶指向齿轮的人端。
斜齿圆柱齿轮传动-、斜齿圆柱齿轮齿廓形成及啮合特点1 .斜齿圆柱齿轮齿廓形成渐开线斜齿圆柱齿轮齿廓曲面的形成与渐开线真齿圆柱齿轮制以。
直齿圆柱齿轮传动PPT课件
Ft2
Fn
Fr2
二、标准直齿圆柱齿轮传动强度计算 （一）齿面接触疲劳强度计算
Hmax σ
1
L
2
Hmax
1
Fn L
112 122
E1
E2
赫兹理论
1 11
1 2
(u z 2 d 2 2 ) z1 d1 1
1
d
/ 1
2
sin
/
2
d
/ 2
2
sin /
1 2 u 1 d1 sin u
例2
已知：一对齿轮 [ F1]= 350MPa, [F2 ] = 300MPa,
F 1 = 320MPa, ① F 2 = ? ( Z1 = 23, Z2 = 71)
②这对齿轮的齿根弯曲强度是否够？
F1
2
2KT1 bmd1
YF1
2
F2
YF2 YF1
F1
强度条件： F1[ ] F1 F2[ ] F2
☆ ①齿根整体折断——直齿，b较小时 ②局部折断——斜齿，制造、安装误差 或偏载，b较大时
(3)防止措施 ：齿根弯曲应力小于许用值 ①减小应力集中 ②根部强化处理 ③增大支承刚度 ④增加轮齿芯部韧性 ⑤提高安装精度避免轮齿偏载
2、齿面点蚀
闭式、润滑良好
（1）部位：节线处靠近根部 （2）原因：
①一对齿啮合 ②相对滑动速度低、不易形成油膜 （3）防止措施：齿面疲劳强度计算 ①合理润滑 ②提高齿面硬度
二、分类 : 按工作条件分： 开 式： 敞开，润滑不良、易磨损； 半开式： 防护罩，润滑、密封不完善； 闭 式： 封闭箱体，润滑密封好。 三、基本参数
齿数Z；模数m；压力角α；分度圆d；系数
最新圆柱直齿齿轮减速器课程设计
圆柱直齿齿轮减速器课程设计目录一.设计任务书 (2)二.传动系统方案的分析与拟定 (2)三.电动机的选择计算 (2)（一）.选择电动机类型和结构型式（二）.选择电动机容量（三）.确定电动机型号（四）.确定电动机的安装及外形尺寸（五）.确定传动装置的总传动比和分配各级传动比四.传动装置运动和动力参数的计算 (4)五.传动零件的设计计算 (5)（一）减速器内传动零件设计（圆柱直齿）（二）减速器外传动零件设计（圆锥直齿）六.箱体设计 (10)七.轴的计算 (11)八.滚动轴承的选择和计算 (14)九.键连接的选择和计算 (15)十.联轴器的选择 (15)十一.减速器的润滑方式和密封类型的选择 (15)十二.设计感想 (16)十三.参考资料 (16)一.设计任务书（一）．设计任务题目：设计用于螺旋输送机的一级圆柱直齿齿轮减速器（二）.数据要求：1．数据编号 B92．运输机工作轴转矩：T = 500（N·m）3．运输机工作轴转速：n = 120（r/min）（三）.工作条件：连续单向运转，工作时有轻微振动，使用期限为8年，生产10台，两班制工作，输送机工作转速允许误差为5%。
二.传动系统方案的分析与拟定（一）.带式运输机传动系统方案1: 电动机2：联轴器3：一级圆柱齿轮减速器4：开式圆锥齿轮传动5：输送螺旋（二）.结构说明：1．选用开式锥齿轮和闭式直齿轮传动2．展开式布置，齿轮相对位置不对称，因此轴应具有较大刚度。
3．传动比不太大，效率较高，工艺简单，精度易于保证。
4．闭式齿轮传动瞬时速比稳定，传动效率高，工作可计算结果齿轮轮毂宽度是50mm,故取安装齿轮的轴头长度为49mm ，由轴承标准查得6008轴承宽度是14mm,由零件图可知各轴段长度分别为 ：36 mm 、8mm 、49mm 、46mm 、34mm 、82mm画出轴的结构简图和轴的受力图，并确定轴上的作用力从动轴上的转距 m N 09.180T 3⋅=(3).齿轮上的作用力：作用在齿轮上的圆周力t F 、径向力r F 、轴向力aF 别为:N F F F F Nd T F t a t r t 300620cos 2825cos N 102920tan 2825tan 2825127.51009.1802222223232=︒===︒⨯=⋅==⨯⨯==αα(4)．支点处作用力及弯曲力矩： 1).水平面：b a F F t NH +=b 21N 5.14126262622825=+⨯=N 5.14125.14122825F F NH1t22=-=-=NH F弯曲力矩:mm N a F M NH H ⋅=⨯=⋅=87575625.14121 2).垂直面：Nb a b F F r NV 5.514626262102921=+⨯=+⋅= N F F NV NV 5.514514.51029F 1r22=-=-=弯曲力矩:mm N a F M NV V ⋅=⨯=⋅=31899625.5141 3).合成弯矩：N F NH 5.14121= N F NH 5.14122=mm N M H ⋅=87575N F NV 5.5141=N F NV 5.5142=mm N M V ⋅=31899mm N M ⋅=7.93203mm N M e ⋅=697.142mm N M M VH ⋅=+=+=7.932033189987575M 2222 4).当量弯矩： 因单向传动，转矩可以认为按脉动循环变化，所以应力校正系数 [][]6.001≈=-bb σσα, 则m N T ⋅=⨯=054.10809.1806.03α危险截面C 处的当量弯矩()mN T M M e ⋅=+=+=697.142054.108203.9322232α (5).强度校核： 因轴单向转动，故转矩认为按脉动循环变化,取6.0=α 由表14-3查得 45钢（调质） []MPa 60b 1=-σ []mm 8.28601.0101431.0M d 3331b -e ≈⨯⨯=≥σ 考虑到键槽对轴的削弱,将d 值加大5%,故mm 3.3028.805.1d ≈⨯= 设计图中该处轴径为40mm,符合强度要求(6).轴的弯扭合成图N F r 15041= N F r 15041=N 1504=P。
最新机械基础教案(劳动版)——第十七讲渐开线直齿圆柱齿轮传动的设计.docx
第十七讲学时： 2 学时课题： 5.5 渐开线直齿圆柱齿轮传动的设计 5.5.1 失效形式 5.5.2 齿轮材料选择目的任务：了解齿轮常见的失效形式及发生原因以及齿轮的常用材料及热处理，掌握设计准则重点 :设计准则难点：点蚀及发生原因教学方法：多媒体展示失效实物图片5.5 渐开线直齿圆柱齿轮传动的设计5.5.1 失效形式轮齿折断疲劳点蚀齿面胶合齿面磨损5.5.2 齿轮材料选择1.齿轮材料的基本要求：由轮齿的失效分析可知，对齿轮材料的基本要求为：(1) 齿面应有足够的硬度，以抵抗齿面磨损、点蚀、胶合以及塑性变形等；(2) 齿芯应有足够的强度和较好的韧性，以抵抗齿根折断和冲击载荷： (3) 应有良好的加工工艺性能及热处理性能．使之便于加工且便于提高其力学性能。
最常用的齿轮材料是钢．此外还有铸铁及一些非金属材料等。
2.齿轮常用材料及其热处理：1）锻钢锻钢因具有强度高、韧性好、便于制造、便于热处理等优点，大多数齿轮都用锻钢制造。
软齿面齿轮和硬齿面齿轮常用的材料。
①软齿面齿轮软齿面齿轮的齿面硬度 <350HBS ，常用中碳钢和中碳合金钢，如 45 钢． 40Cr， 35SiMn 等材料，进行调质或正火处理。
这种齿轮适用于强度。
精度要求不离的场合，轮坯经过热处理后进行插齿或滚齿加工，生产便利、成本较低。
在确定大．小齿轮硬度时应注意使小齿轮的齿面硬度比大齿轮的齿面硬度高30一50HBS ，这是因为小齿轮受载荷次敷比大齿轮多，且小齿轮齿根较薄．为使两齿轮的轮齿接近等强度，小齿轮的齿面要比大齿轮的齿面硬一些。
②硬齿面齿轮硬齿面齿轮的齿面硬度大于350HBS ，常用的材料为中碳钢或中碳合金钢经表面淬火处理。
2）铸钢当齿轮的尺寸较大 (大于 400 一 600mm) 而不便于锻造时．可用铸造方法制成铸钢齿坯，再进行正火处理以细化晶粒。
3）铸铁低速、轻载场合的齿轮可以制成铸铁齿坯。
当尺寸大于500mmm时可制咸大齿圈，或制成轮辐式齿轮。
机械设计基础课程设计一级直齿圆柱齿轮减速器
机械设计基础课程设计计算说明书设计题目一级直齿圆柱齿轮减速器目录1：课程设计任务书 (2)2：传动方案的拟定 (3)3：电动机的选择 (3)4：计算总传动比和分配各级传动比 (4)5: 计算传动装置的运动和动力参数 (4)6：减速器传动零件的设计与计算（1）V带的设计与计算 (6)（2）齿轮的设计与计算 (8)（3）轴的设计与计算 (10)7：键的选择与校核 (15)8：润滑和密封 (16)9：铸铁减速器箱体主要结构设计 (17)10：感想与参考文献 (19)一、设计任务书1．传动方案电动机——带传动——一级圆柱齿轮传动——工作机2.齿面硬度：硬齿面设计功率：工作机功率班制：每日两班工作年限：8年；大修年限：4年3.已知条件输送带滚筒直径D＝300mm输送带工作速度V＝0.7m/s输送带轴所需扭矩T＝900Nm4.设计内容1）一级圆柱齿轮减速器；2）一根轴的强度校核；3）图纸要求：总装图1张；零件图1张（齿轮或轴）4）计算说明书一份。
二、传动系统方案的拟定1.带式输送机传动系统方案如图所示：（画方案图）2.带式输送机由电动机驱动电动机1将动力传到带传动2，再由带传动传入一级减速器3，再经联轴器4将动力传至输送机滚筒5，带动输送带6工作。
传动系统中采用带传动及一级圆柱齿轮减速器，采用直齿圆柱齿轮传动。
三．计算及说明计算及说明计算结果⑴电动机的选择①电动机类型与结构形式的选择对一般的机械运输，选用Y 系列三相异步电动机， 安装形式为卧式，机座带底脚，电压380V 。
②电动机型号的选择 ⒈电动机的功率 220.7=T*900 4.20.3v kw D P ⨯=⨯=输出 =4.2kw P 输出 滚筒转速w 60600.744.56/min 0.3v n r D ππ⨯===⨯⨯ w 44.56/min n r = 设：联轴器效率10.99η=一对轴承效率20.99η=； 闭式圆柱齿轮传动效率30.97η=计算及说明计算结果V 带传动效率40.95η= 工作机所需输入功率p =p η输出输入由电动机至运输带的传动总效率为 0.894η= 22···=0.990.990.970.950.894ηηηηη=⨯⨯⨯=联轴齿带则工作机实际需要的电动机输出功率为 4.698ca P kw =4.24.6980.894P P kw η===输出输入 根据ca p 选取电动机的额定功率1.电动机型号：Y132M2-62.电动机的转速 960/min n r =V 带传动比b i 2~4=，齿轮传动比i 3~5g =，则 =4i 带⑵计算总传动比和分配各级传动比① 传动装置的总传动比 960===21.5444.56n n i 电动机总滚筒=21.54i 总 ② 分配各级传动比21.54===5.3854i n i 总减带 =5.385i 减 ⑶传动系统的运动和动力参数计算传动装置从电动机到工作机有三轴，分别为Ⅰ、Ⅱ、 Ⅲ轴，传动系统各轴的转速、功率和转矩计算如下：计算及说明计算结果① Ⅰ轴（电动机轴）11111960/min 4.698kW 4.6989550955046.74960n r P P T N M n ====⨯=⋅② Ⅱ轴 （减速器高速轴）12214222960240/min 44.6980.954.46395509550177.59240b n n r i P P kW P T N mn ====⨯=⨯==⨯=⋅η＝4.463③ Ⅲ轴（减速器低轴）2333233324044.57/min 5.3854.4630.974.32995509550927.5744.57g n n r i P P kW P T N mn η====⨯=⨯==⨯=⋅＝4.329将计算结果和传动比及传动效率汇总如表1－1表1－1 传动系统的运动和动力参数则大轮的基准直径：21·=4125500d d i d mm d =⨯=带由表取 d d2=500mm 。
最新机械基础教案——18渐开线直齿圆柱齿轮.docx
章节授课课2班名称 渐开线直齿圆柱齿轮形式讲授时 中专 0103级教学 ①掌握齿轮各部分的名称及主要参数、几何尺寸②掌握齿轮传动的正确啮合条件。
目的教学 ①主要参数、几何尺寸的计算，②正确啮合条件。
重点教学 ①理解正确啮合条件难点辅助 齿轮模型课外 作业册手段 作业课后体会一．齿轮各部分的名称１．齿槽：齿轮上相邻两轮齿之间的空间。
２．齿顶圆：轮齿顶部所在的圆称为齿顶圆，其直径用d a表示。
３．齿根圆：齿槽底部所在的圆称为齿根圆，其直径用d f表示。
４．齿厚：一个齿的两侧端面齿廓之间的弧长称为齿厚，用s 表示。
５．齿槽宽：一个齿槽的两侧齿廓之间的弧长称为齿槽宽，用 e 表示。
６．分度圆：齿轮上具有标准模数和标准压力角的圆称为分度圆，其直径用 d 表示。
７．齿距：两个相邻而同侧的端面齿廓之间的弧长称为齿距，用p 表示。
即p ＝ s ＋ e８．齿高：齿顶圆与齿根圆之间的径向距离称为齿高，用h 表示。
９．齿顶高：齿顶圆与分度圆之间的径向距离称为齿顶高，用 h a 表示。
10．齿根高：齿根圆与分度圆之间的径向距离称为齿根高，用h 表示。
f11．齿宽：沿齿轮轴线方向量得的齿轮宽度，用 b 表示。
二、主要参数：１．齿数 Z一个齿轮的牙齿数目即齿数。
２．模数 m因为分度圆周长π d ＝Zp ，则分度圆直径为d ＝Zp ／π由于π为一无理数，为了计算和制造上的方便，人为地把p?／π规定为有理数，即齿 距 P 除以圆周率π所得的商称为模数，用m 表示。
即m＝p ／π (mm)３．压力角α通常说的压力角指分度圆上的压力角，用α表示。
? 我国规定标准压力角α＝ 20°。
齿廓形状是由模数、参数、压力角三个因素决定的。
三．标准直齿圆柱齿轮的几何尺寸计算 正常齿制 ha ＝ 1, C ＝ 0.25 短齿制ha ＝ 0.8, C ＝ 0.3表 11顶隙 一对齿轮啮合时， 一个齿轮的齿顶到另一个齿轮的齿根之间的径向距离，用 c 表示。
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第十八讲
学时：2学时
课题：5.5.4 直齿圆柱齿轮传动设计
目的任务：掌握渐开线直齿圆柱齿轮传动的强度计算方法
重点:渐开线直齿圆柱齿轮传动的强度计算方法
难点：齿面接触疲劳强度公式
教学方法：多媒体
5.5.4 直齿圆柱齿轮传动设计
1．轮齿受力分析和计算载荷
1）受力分析
图示一直齿圆柱齿轮在节点P处的受力情况。
不考虑摩擦力，作用在齿面上的法向力Fn可分解为圆周力Ft和径向力Fr。
直齿圆柱齿轮传动受力分析
2)轮齿的计算载荷
Fnc=KFn K为载荷系数，参考表选取。
2．齿面接触疲劳强度计算
齿面点蚀主要于齿面的接触应力的大小有关。
为防止齿面点蚀，应保证齿面的最大接触应力σH不大于齿轮材料的许用接触应力[σH]。
（动画演示）
式中：σH——齿面最大接触应力(MPa)；
u——传动比，u=z2/z1>1；
T1——小齿轮所传递的转矩(N.mm)；
K——载荷系数，见表；
b——齿宽(mm)；
a——中心距(mm)；
ψb——齿宽系数；
[σH]——齿轮材料许用接触应力(MPa)，见表。
应用公式时还应注意下列数据的确定：
1.传动比i
u<8时可采用一级齿轮传动。
若总传动比u为8--40，可分为二级传动；若总传动比u大于40，可分为三级或三级以上传动。
2.齿宽b
为了安装方便，保证轮齿全齿宽啮合，一般小齿轮齿宽b1应比大齿轮齿宽b2大（5--10)mm。
可以认为公式里的齿宽为b2。
3.齿宽系数ψb
一般闭式齿轮传动，ψb=0.2--1.4
4.许用应力[σH]
一对齿轮啮合时，两齿轮轮齿间的接触应力相等，但许用接触应力一般是不相等的，故应用[σH1]和[σH2]中较小者代入公式计算。
3.齿根弯曲疲劳强度计算
齿根弯曲疲劳强度计算是为了防止齿根出现疲劳折断。
因此，应保证齿根最大弯曲应力σF不大于齿轮材料的许用弯曲应力[σF]。
（动画演示）
4．设计步骤和参数选择
设计时已知：齿轮传动的功率、转速、传动比、工作机和原动机的特性；外形尺寸和中心距等特殊限制；寿命、可靠性等。
设计内容：确定齿轮传动的主要参数、几何尺寸、结构和精度等，并绘制齿轮工作图。
设计步骤如下：
1）确定齿轮的材料和热处理方法确定出大小齿轮的硬度值和许用应力。
2）按疲劳强度条件确定基本参数
根据齿轮传动设计准则，选择公式（5-11）或公式（5-14）计算基本参数d1或m。
3）确定齿数
确定小齿轮齿数时，首先应满足z1≥17，一般取z1=20～40。
转速较高时，取其中较大的值。
按公式z2=iz1计算出z2，并圆整为整数。
4）模数
在满足弯曲强度的条件下取较小的模数。
5）齿宽系数
一般取d= 0.2～0.4。
为了安装方便，一般小齿轮齿宽b1比大齿轮齿宽b2宽(5～10)mm。
6）据设计准则校核齿面接触疲劳强度或齿根弯曲疲劳强度
7）计算齿轮的几何尺寸
8）确定齿轮的结构尺寸
9）确定齿轮精度并绘制齿轮工作图
5．结构设计
齿轮结构设计是合理选择齿轮的结构型式，确定齿轮的轮毂、轮辐、轮缘等各部分的尺寸及绘制齿轮的零件工作图。
1)齿轮轴
2)实体式齿轮
当齿轮的齿顶圆直径da≤200mm 时，可采用实体式结构。
这种结构型式的齿轮常用锻钢制造。
实体式齿轮腹板式齿轮
3)腹板式齿轮
当齿轮的齿顶圆直径da=200 —500mm时，可采用腹板式结构。
这种结构的齿轮多用锻钢制造。
4)轮辐式齿轮
当齿轮的齿顶圆直径da>500mm时，可采用轮辐式结构。
这种结构的齿轮常用铸钢或铸铁制造。
6．齿轮传动的润滑
润滑对于齿轮传动十分重要。
润滑不仅可以减小摩擦、减轻磨损，还可以起到冷却、防锈、降低噪声、改善齿轮的工作状况、延缓齿轮失效、延长齿轮的使用寿命等作用。
润滑方式:
闭式齿轮传动的润滑方式有浸油润滑和喷油润滑两种，一般根据齿轮的圆周速度确定采用哪一种方式。