齿轮传动的概述
齿轮传动
接触面↓，承载能力↓
传动失效
改善措施：
1）HB↑——[σH] ↑ 2）↑ρ（综合曲率半径） 3）↓表面粗糙度，↑加工精度 4）↑润滑油粘度 ↑接触强度
3.齿面的胶合：
齿面粘连后撕脱
原因：
高速重载；滑动速度大； 散热不良；齿面金属熔化粘连 后撕脱——热胶合 低速重载，由于齿面间油膜 破坏，也会出现胶合——冷胶合
交错轴斜齿轮传动
蜗 轮 蜗 杆 传 动
8avi
4、按齿轮啮合方式
直 齿 圆 柱 齿 轮 传 动
外齿轮 外啮合齿轮传动 内齿轮 内啮合齿轮传动
齿轮齿条啮合
齿
条Байду номын сангаас
5、按齿轮传动工作条件
◆ 闭式齿轮传动
◆
开式齿轮传动
6、按齿轮圆周速度高低
◆ ◆ ◆ 极低速齿轮传动 低速齿轮传动 中速齿轮传动 小于0.5 m/s
——蜗杆的螺旋升角；
d1 ——蜗杆直径,有标准值，mm； n1 ——蜗杆转速,r/min。
由上式可见，Vs值较大，而且这种滑动是沿着齿长方向 产生的，所以容易使齿面发生磨损及发热，致使齿面产生胶 合而失效。因此，蜗杆传动最易出现的失效形式是磨损和胶 合。当蜗轮齿圈的材料为青铜时，齿面也可能出现疲劳点蚀。 在开式蜗杆传动中，由于蜗轮齿面遭受严重磨损而使轮齿变 薄，从而导致轮齿的折断。 在一般情况下，由于蜗轮材料强度较蜗杆低，故失效大多 发生在蜗轮轮齿上。 避免蜗杆传动失效的措施有：供给足够的和抗胶合性能好 的润滑油；采用有效的散热方式；提高制造和安装精度；选 配适当的蜗杆和蜗轮副的材料等。
原因：σH＞[σH]
脉动循环应力 1）齿面受多次交变应力作用，产生接触疲劳裂纹； 2）节线处常为单齿啮合，接触应力大； 3）节线处为纯滚动，靠近节线附近滑动速度小，油膜不易形成，
第10章_齿轮传动
2KT YFaYsa 1 m≥ 3 ⋅ 设计公式： 设计公式： 2 φdz1 [σF ]
三、齿面接触疲劳强度计算 基本公式──赫兹应力计算公式， 基本公式 赫兹应力计算公式，即: 赫兹应力计算公式
F ×( ± ) ca 小齿轮单对齿啮合的 ρ1 ρ2 σH = 最低点综合曲率最大。 最低点综合曲率最大。 2 1− µ2 1− µ1 2 π( + )L E E 1 1 为方便计算， 为方便计算， 1 1 1 以节点为接触应力计算点。 以节点为接触应力计算点。 为综合曲率 令 = ± 1 1
二、齿轮的设计准则 轮齿折断 齿面点蚀 齿面磨损 齿面胶合 塑性变形 设计准则： 设计准则： 保证足够的齿根弯曲疲劳强度，以免发生齿根折断。 保证足够的齿根弯曲疲劳强度，以免发生齿根折断。 保证足够的齿面接触疲劳强度，以免发生齿面点蚀。 保证足够的齿面接触疲劳强度，以免发生齿面点蚀。 闭式软齿面齿轮传动， 闭式软齿面齿轮传动，以保证齿面接触疲劳强度为主 闭式硬齿面或开式传动，以保证齿根弯曲疲劳强度为主。 闭式硬齿面或开式传动，以保证齿根弯曲疲劳强度为主。
再去查图（ 再去查图（KFN， KHN ）
—— σlim为齿轮的疲劳极限
弯曲强度计算时： 弯曲强度计算时： σlim＝σFE 接触强度计算时： 接触强度计算时： σlim＝σHlim
—— S为安全系数 为安全系数
弯曲强度计算时： 弯曲强度计算时： S= S F=1.25~1.50 接触强度计算时： 接触强度计算时： S= S H=1.0
三、齿轮材料选用的基本原则 齿轮材料必须满足工作条件的要求，如强度、 齿轮材料必须满足工作条件的要求，如强度、 寿命、可靠性、经济性等； 寿命、可靠性、经济性等； 应考虑齿轮尺寸大小，毛坯成型方法及热处理 应考虑齿轮尺寸大小， 和制造工艺； 和制造工艺； 钢制软齿面齿轮， 钢制软齿面齿轮，其配对两轮齿面的硬度差应 保持在30~50HBS或更多。 或更多。 保持在 或更多
2024版《机械设计基础》第六章齿轮传动
安全系数
在强度计算中引入安全系数，以保证齿轮 在极端工况下仍能安全可靠地工作。
齿轮疲劳寿命预测方法
疲劳寿命概念
齿轮在循环载荷作用下，经过一定次 数的应力循环后发生疲劳破坏的寿命。
影响因素
齿轮的疲劳寿命受多种因素影响，如 材料性能、制造工艺、润滑条件和使 用环境等。
预测方法
基于疲劳累积损伤理论，结合齿轮的 受力分析和材料特性，采用试验或数 值模拟等方法预测齿轮的疲劳寿命。
确定合理的齿轮参数
包括模数、齿数、压力角、螺旋角等， 以满足传动比、承载能力和传动平稳 性等要求。
保证齿轮的精度和强度
通过合理的制造工艺和材料选择，确 保齿轮具有足够的精度和强度，以承 受传动过程中的载荷和冲击。
考虑润滑和冷却
为齿轮传动装置提供适当的润滑和冷 却，以减少磨损、降低温度和防止腐 蚀。
典型齿轮传动装置实例分析
齿轮热处理工艺选择及优化
退火
消除齿轮内部应力，降低硬度，便 于加工。
正火
提高齿轮硬度和强度，改善切削性 能。
淬火
使齿轮获得高硬度和高耐磨性，提 高齿轮使用寿命。
回火
消除淬火产生的内应力，稳定齿轮 尺寸，提高韧性。
齿轮制造工艺流程简介
01
02
齿轮毛坯加工
包括锻造、铸造、焊接等工艺， 获得齿轮的基本形状。
齿轮传动具有传动比准确、效率高、结构紧凑、工作可靠、寿命长等 优点。同时，齿轮传动也具有制造和安装精度要求高、成本较高等缺 点。
齿轮传动分类及应用
分类
根据齿轮的轴线相对位置，齿轮传动可分为平行轴齿轮传动、 相交轴齿轮传动和交错轴齿轮传动。根据齿轮的齿形，齿轮传 动又可分为直齿、斜齿、人字齿、圆弧齿等。
齿轮传动渐开线齿轮的基本参数与计算课件
2023齿轮传动渐开线齿轮的基本参数与计算课件•齿轮传动概述•渐开线齿轮的基本参数•渐开线齿轮的设计计算目录•渐开线齿轮的制造与检测•渐开线齿轮的应用与维护01齿轮传动概述齿轮传动是一种通过两个或多个齿轮之间的啮合来传递运动和动力的机械传动方式。
齿轮传动的定义具有高效、稳定、可靠、传动距离远、结构紧凑等优点，但也存在制造和维护成本较高、对安装精度要求较高等缺点。
齿轮传动的特点齿轮传动的定义与特点齿轮传动的历史齿轮传动起源于古代，最初用于水车、磨坊等场所，后来广泛应用于各种工业机械和交通工具中。
齿轮传动的发展随着工业技术的不断发展和进步，齿轮传动逐渐向高速、重载、高精度、低噪音等方向发展，同时也不断探索和研发新的材料和制造技术，提高齿轮传动的性能和寿命。
齿轮传动的历史与发展1齿轮传动的基本类型23常见的齿轮传动类型之一，两个齿轮的轴线相互平行，一般采用直齿圆柱齿轮或斜齿圆柱齿轮。
平行轴齿轮传动两个齿轮的轴线相互垂直或相交，一般采用直齿锥齿轮或斜齿锥齿轮。
相交轴齿轮传动一种特殊的齿轮传动类型，一般由太阳轮、行星轮、齿圈等组成，具有结构紧凑、传动比大、传动效率高等优点。
行星齿轮传动02渐开线齿轮的基本参数齿数一个齿轮的齿数的多少，决定了齿轮的大小。
齿数越多，齿轮越小；反之，齿数越少，齿轮越大。
模数模数是齿轮的一个基本参数，它表示齿轮的厚度。
模数越大，齿轮的厚度越厚；反之，模数越小，齿轮的厚度越薄。
齿数与模数齿形角是齿轮上齿的形状的角度。
标准的齿形角是45度。
齿形角压力角是齿轮上齿承受载荷时的角度。
标准压力角是20度。
压力角齿形角与压力角齿顶圆齿顶圆是齿轮上齿的顶部的圆。
齿根圆齿根圆是齿轮上齿的根部的圆。
齿顶圆与齿根圆基圆与根圆基圆基圆是形成渐开线的圆。
根圆根圆是齿轮上齿的根部的圆。
03渐开线齿轮的设计计算齿轮传动的中心距计算中心距定义齿轮传动的中心距是指两个齿轮的转动中心之间的距离。
中心距计算公式在渐开线齿轮传动中，中心距等于两齿轮基圆半径之和减去模数的一半。
齿轮传动
Kα取决于轮齿刚度、pb误差、修缘量等。
KHα——用于σH KFα ——用于σF
10-4 齿轮传动的计算载荷
26
4、齿向载荷分配系数Kβ 考虑使轮齿沿接触线产生载荷分布不均匀现象。 制造方面：齿向误差 影响因素 安装方面：轴线不平行等 使用方面：轴变形、轮齿变形、支承变形等
讨论：
a）轴承作非对称布置时， 弯曲变形对Kβ的影响。
10-2 齿轮传动的失效形式及设计准则 6
失效形式
齿轮的失效发生在轮齿，其它部分很少失效。
失效形式
轮齿折断 齿面损伤
齿面接触疲劳磨损（齿面点蚀） 齿面胶合 齿面磨粒磨损
齿面塑性流动 一、轮齿折断
常发生于闭式硬齿面或开式传动中。
现象：①局部折断 ②整体折断
10-2 齿轮传动的失效形式及设计准则 7
3、有良好的加工工艺性，便于齿轮加工。 1）大直径d＞400 用ZG 2）大直径齿轮：齿面硬度不宜太高，HB＜200，以免中途换刀
4、材料易得、价格合理。 举例：起重机减速器：小齿轮45钢调质 HB230~260 大齿轮45钢正火 HB180~210 机床主轴箱：小齿轮40Cr或40MnB 表淬 HRC50~55 大齿轮40Cr或40MnB 表淬 HRC45~50
第十章 齿 轮 传 动
§10-1 齿轮传动概述 §10-2 齿轮传动的失效形式及设计准则 §10-3 齿轮的材料及其选择原则 §10-4 齿轮传动的计算载荷 §10-5 标准直齿圆柱齿轮传动的强度计算 §10-6 齿轮传动设计参数、许用应力与精度选择 §10-7 标准斜齿圆柱齿轮传动的强度计算 §10-8 标准锥齿轮传动的强度计算 §10-9 齿轮的结构设计 §10-10 齿轮传动的润滑
动载系数
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。
齿轮传动的设计步骤
齿轮传动的设计步骤一、齿轮传动的概述齿轮传动是机械传动中常用的一种方式，其特点是具有高效率、大扭矩、稳定性好等优点。
齿轮传动可以将旋转运动转化为线性运动或者将低速高扭矩的运动转换为高速低扭矩的运动，广泛应用于各种机械设备中。
二、齿轮传动的设计步骤1. 确定传递功率和转速比在进行齿轮传动设计之前，需要明确所需传递功率和转速比。
根据机械设备的工作条件和要求确定合适的参数，并结合实际情况进行调整。
2. 选择合适的齿轮类型根据所需功率和转速比，选择合适的齿轮类型。
常见的齿轮类型包括圆柱齿轮、斜齿轮、蜗杆和蜗轮等。
不同类型的齿轮具有不同的特点，需要根据实际情况进行选择。
3. 计算模数和齿数根据所选用的齿轮类型以及所需功率和转速比，计算出合适的模数和齿数。
模数是齿轮设计中的重要参数，其大小决定了齿轮的尺寸和齿数。
同时，需要注意齿数不能过小或过大，否则会影响传动效率和稳定性。
4. 计算齿轮几何参数根据所选用的齿轮类型、模数和齿数，计算出齿轮的几何参数。
包括齿顶高、齿根高、压力角等参数。
这些参数对于保证传动效率和稳定性具有重要作用。
5. 进行强度计算在确定了齿轮的几何参数之后，需要进行强度计算。
通过计算得到所选用材料能够承受的最大载荷，并比较实际载荷与最大载荷之间的差距，以确定所选用材料是否适合。
6. 进行装配设计在完成单个齿轮设计之后，需要进行装配设计。
包括确定两个或多个齿轮之间的配合关系、确定传动方式等。
同时还需要考虑安装方式、润滑方式等因素。
7. 进行检查和测试在完成设计之后，需要进行检查和测试以确保设计符合实际要求，并满足相关标准和规范。
需要进行的测试包括强度测试、噪声测试、振动测试等。
三、齿轮传动设计的注意事项1. 齿轮传动设计需要考虑多种因素，包括功率、转速比、齿轮类型、材料选择等。
需要综合考虑各种因素，以确保设计符合实际要求。
2. 齿轮传动设计中需要注意齿数不能过小或过大，同时还需要注意齿轮几何参数和强度计算。
第八章 齿轮传动
m n
0 . 318 d z 1 tan
8-10 齿轮的结构设计 （1）齿轮轴 如果圆柱齿轮齿根圆到键槽底面的径向距离 e2.5m(mn),则可将齿轮与轴做成一体称为齿轮轴.
(2)实心式齿轮
当da 200mm,且e>2.5m(mn),则可做成实心 式
(3) 腹板式齿轮
当da 500mm时,为了减少 质量和节约材料,通常采用 腹板式结构
B
机械性能 屈服极限σ s （ M Pa） 硬 度 HB、 HRC 调质 调质、表 面淬火
580 640
290 350
H B 162~217 H B 217~255 H R C 40~50（ 齿 面）
低中速、中载的 非重要齿轮 低中速、中载的 重要齿轮 高速、中载而冲 击较小的齿轮 低中速、中载的 重要齿轮 高速、中载、无 剧烈冲击的齿轮 低中速、中载的 重要齿轮 高速、中载、无 剧烈冲击的齿轮
一、使用系数KA 使用系数KA是考虑由于齿轮啮合外部因素 引起附加动载荷影响的系数。
影响KA的主要因素：原动机和工作机的工作特 性。
二、动载系数K
动载系数K是考虑由于齿轮制造精度、 运转速度等轮齿内部因素引起的附加动载荷 影响系数。
影响K的主要因素：基节和齿形误差产生的 传动误差、节线速度和轮齿啮合刚度等。
2 ( u 1) cos b d 1 u sin t
接触线长度L
KF t Z u 1
2
L
br cos b
F
M W
F n cos F h F bS 6
2 F
Ft bm
6( (
hF m
) cos F ) cos
《汽车机械基础》第三章 齿轮传动
外啮合齿轮传动：
mn1 mn2 mn
an1 an2 an
1 2
内啮合齿轮传动：
2．正确啮合的条件
一对直齿圆锥齿轮的正确啮合条件为：两轮大端模数压 力角分别相等，即
m1 m2 m
1
2
三、蜗轮蜗杆传动
1．蜗杆传动的特点
蜗杆传动主要由蜗杆和蜗轮组成，主要用于传递空间交错的 两轴之间的运动和动力，通常两轴交错角为90°。一般蜗杆为 主动件。 蜗杆传动工作平稳，噪声低，结构紧凑、传动比大（单级蜗
zmin 17
对于齿数少于zmin的齿轮，还可以通过改变刀具与齿坯相 对位置的切齿方法（变位）来防止根切。
第六节 齿轮失效形式及齿轮材料的选择
一、齿轮传动的主要失效形式 二、齿轮材料
一、齿轮传动的主要失效形式
1、轮齿折断
轮齿折断形式有两种：一种是在交变载荷作用下，齿根弯曲 应力超过允许限度时，齿根处产生微小裂纹，随后裂纹不继扩 展，最终导致轮齿疲劳折断；另外一种是短时过载或受冲击载 荷发生突然折断。
1 2
n1 n2
O2C O1C
r2' r1'
rb2 rb1
C
上式表明两轮的传动比与两 轮的基圆半径成反比，且为一 定值。这就保证了齿轮传动的 平稳性。
2、中心距可分性：
齿轮制成以后，基圆半径便已确定。因此，传动比也就定 了。所以，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。
4.轮辐式齿轮
齿轮传动的概念
齿轮传动的概念齿轮传动是一种机械传动方式，它通过齿轮的啮合来传递动力和运动。
齿轮传动具有许多优点，如高效率、高精度、高可靠性、低噪音等，因此在各种机械系统中得到了广泛的应用。
一、齿轮传动的类型齿轮传动可以根据不同的分类方式分为多种类型。
常见的分类方式有：1.平行轴齿轮传动：这种类型的齿轮传动适用于两个平行轴之间的动力传递。
它包括直齿圆柱齿轮传动、斜齿圆柱齿轮传动、人字齿圆柱齿轮传动等。
2.相交轴齿轮传动：这种类型的齿轮传动适用于两个相交轴之间的动力传递。
它包括直齿锥齿轮传动、斜齿锥齿轮传动等。
3.空间齿轮传动：这种类型的齿轮传动适用于三个轴线不在同一平面内的动力传递。
它包括交错轴斜齿轮传动、准双曲面齿轮传动等。
二、齿轮传动的特点齿轮传动作为一种常见的机械传动方式，具有以下特点：1.高效率：齿轮传动的啮合紧密，动力传递效率高，一般在95%以上。
2.高精度：齿轮传动的精度较高，能够保证准确的运动和动力传递。
3.高可靠性：齿轮传动的结构简单，使用维护方便，寿命长，可靠性高。
4.低噪音：齿轮传动的啮合过程平稳，噪音较低。
5.适用范围广：齿轮传动适用于各种功率和转速的机械系统，能够满足各种不同的需求。
三、齿轮传动的应用齿轮传动在各种机械系统中得到了广泛的应用，如：1.汽车：汽车中的变速器、驱动桥等都是采用齿轮传动来实现动力的传递和变速。
2.航空航天：航空航天器中的发动机、减速器等都涉及到齿轮传动，以实现高精度的运动和动力控制。
3.工业机械：工业机械中的电机、减速器、链轮、皮带轮等都采用齿轮传动，以实现高效的力和速度传递。
4.医疗器械：医疗器械中的精密仪器、手术器械等需要采用高精度的齿轮传动，以保证准确和稳定的工作。
5.建筑机械：建筑机械中的挖掘机、起重机等需要采用强大的齿轮传动系统，以实现大功率和高效率的工作。
四、齿轮传动的未来发展随着科技的不断进步和创新，齿轮传动也在不断地发展和改进。
未来，齿轮传动将朝着以下几个方向发展：1.高精度：随着机械系统对精度要求的不断提高，齿轮传动也需要不断地提高精度等级，以满足越来越高的精度要求。
齿轮传动
设计式：
m
3
2 K F T1
d z12
YFaYsaY
[ F ]
（9－18）
注意：1）
F1
F2
，应按
F 较小者计算齿根弯曲强度。
YFaYSa
2）影响齿根弯曲强度的尺寸是： m 和 b 。
3）采用正变位、斜齿轮可提高齿轮的强度，参见图9－19。
4）动力传动，一般 m≥1.5～2mm。
直齿轮弯曲强度计算3
不均的系数。（见表9－9）
轮齿变形倾斜
T
1 主动
T
2
§9-5直齿轮接触强度计
算1§9-5 直齿圆柱齿轮传动的齿面接触疲劳强度计算
目的：防止“点蚀”。
一、计算公式
接触应力的计算点： 节点
强度条件：H ≤ H
详细说明
力学模型： 将一对轮齿的啮合简化为 两个圆柱体接触的模型。
基本公式： 赫兹公式， 式(9－9)。
式中： d1 －－为小轮的分度圆直径（mm）。
T1 －－为小轮的名义转矩（N·mm）。
主动轮 Ft 的方向与其转向相反；
从动轮 Ft 的方向与其转向相同。
径向力 Fr 的方向指向各自的轮心（外齿轮）。
圆柱齿轮的载荷计算2
练习
2. 斜齿圆柱齿轮 切向力：
将 Fn 分解
径向力： 轴向力：
Ft
2T1 d1
H ZE ZH Z Z
2 K H T1 bd12
u 1 u
≤
H
d1 3
2 K H T1
d
u
u
1
Z
E
ZH
Z
H
Z
2
（9－24） （9－25）
试述齿轮传动的设计准则
试述齿轮传动的设计准则一、齿轮传动的概述齿轮传动是机械传动中常用的一种方式，其基本原理是通过两个相互啮合的齿轮，将一个转速和扭矩转化为另一个转速和扭矩。
齿轮传动具有结构简单、传递效率高、精度可靠等优点，在机械制造中得到广泛应用。
二、齿轮传动的设计准则1. 选用合适的材料齿轮传动所使用的材料通常为合金钢或碳素钢等高强度材料。
在选用材料时，需要考虑到所需承受的载荷和工作环境等因素，选择强度和耐磨损性能较好的材料。
2. 确定合适的模数和压力角模数是指齿轮上每毫米长度上齿数的数量。
在确定模数时，需要考虑到所需承受的载荷以及工作环境等因素。
压力角则是指两个啮合齿轮接触时所形成角度，通常会根据使用环境来确定。
3. 确定合适的啮合角啮合角是指两个相互啮合的齿轮的齿廓线与啮合面之间的夹角。
在确定啮合角时，需要考虑到所需承受的载荷、工作环境和传动效率等因素。
4. 确定齿数比齿数比是指两个相互啮合的齿轮上齿数之比。
在确定齿数比时，需要考虑到所需承受的载荷以及工作环境等因素。
5. 确定传动比和转速比传动比是指两个相互啮合的齿轮转速之比，转速比则是指输入轴和输出轴转速之比。
在确定传动比和转速比时，需要考虑到所需承受的载荷、工作环境和功率等因素。
6. 确定齿轮精度等级齿轮精度等级是指齿轮加工精度以及啮合质量等级。
在确定精度等级时，需要考虑到所需承受的载荷、工作环境和传动效率等因素。
7. 设计适当的润滑方案润滑方案是指为了减少摩擦损失和延长使用寿命而采取的润滑措施。
在设计润滑方案时，需要考虑到所需承受的载荷、工作环境和传动效率等因素。
8. 考虑噪声和振动问题齿轮传动在运行过程中会产生噪声和振动，这会影响到机器的使用效果和使用寿命。
在设计齿轮传动时，需要考虑到噪声和振动问题，并采取相应措施来减少其对机器的影响。
三、总结齿轮传动是一种常用的机械传动方式，在设计过程中需要考虑到多个因素，如选用合适的材料、确定合适的模数和压力角、确定合适的啮合角等。
变速器齿轮传动原理与设计
变速器齿轮传动原理与设计一、引言变速器是汽车驱动系统中至关重要的设备之一。
其主要作用是通过齿轮传动，调整发动机的输出转速和扭矩，以满足不同的行驶需求。
在本文中，我们将探讨变速器齿轮传动的原理和设计。
二、齿轮传动原理1. 齿轮传动概述齿轮传动是利用齿轮之间的啮合来传递动力和运动的装置。
它通过不同尺寸和齿数的齿轮组合，实现不同的传动比。
2. 基本齿轮参数齿轮的基本参数包括齿数、模数、齿宽等。
齿数决定了传动比，模数决定了齿轮的尺寸，齿宽则影响传动的承载能力和传动效率。
3. 齿轮啮合角齿轮啮合角是指两齿轮啮合线上任意两点之间的夹角。
合适的啮合角可以提高齿轮传动的平稳性和传动效率。
4. 齿轮传动效率齿轮传动的效率是指输入功率和输出功率之间的比值。
影响齿轮传动效率的因素包括啮合角、齿轮材料和润滑状况等。
三、变速器设计1. 变速器类型常见的变速器类型包括手动变速器和自动变速器。
手动变速器需要驾驶员通过操作离合器和换挡杆来实现变速，而自动变速器则通过液压系统和电子控制单元来自动完成变速。
2. 变速器结构变速器通常由多个齿轮副组成，其中包括输入轴、输出轴和中间的变速齿轮。
通过控制不同齿轮的啮合，可以实现不同的传动比。
3. 变速器控制系统自动变速器配备有复杂的控制系统，通过传感器和电子控制单元实时监测车速、发动机负荷等参数，以确定最佳的换挡时机和换挡方式。
4. 变速器优化设计在变速器的设计过程中，需要考虑传动比、齿轮尺寸、齿轮模数等因素。
通过优化设计，可以提高变速器的传动效率和可靠性。
四、结论变速器齿轮传动是汽车驱动系统中至关重要的组成部分。
了解变速器齿轮传动的原理和设计，可以帮助我们更好地理解汽车的变速器工作原理，并在设计和使用过程中做出更科学的决策。
通过不断的研究和优化，可以提高汽车变速器的性能和可靠性，满足不断发展的行驶需求。
齿轮传动概述
P n1
N mm
P为传递的功率（KW）
n1----小齿轮上的转速
d ----小齿轮上的分度圆直径，
力的方向
d1
α Fn
Ft
Fr
C
ω1
Fn
Fr
α
Ft
C
d1
ω1
n1
Fr1
Ft1
Ft2
Fr2
n2
Ft1⊙○×FFrrF12 t2n1 n2
方向：
Ft1与ω1反向（阻力）
圆周力Ft Ft2与ω2同向（动力）
调质
650
360
1100
900
217~255 310~360
35SiMn
750
450
217~269
38SiMnMo
700 550
217~269
40Cr
700 500
241~286
20Cr
650 400
300
20CrMnTi
1100 850 300
渗碳后淬火
12Cr2Ni4
1100 850 320 58~62HRC
Kv 1.8
动 1.6 载 系 1.4 数 Kv 1.2
1.0 0
10 9
8 7 6
十分精密的齿轮装置
10 20
30 40
50 m/s
3.齿间载荷分配系数Ka：
产生原因：
双对齿 啮合
轮齿弹性变形和 齿距误差
两对齿上载荷分配不 均
采取措施：提高制造精度
表10-3 齿间载荷分配系数Kα
KAFl/b 精度等级II组
Kv ─动载系数 Kβ─齿向载荷分布系数
2.动载系数Kv：
产生原因： 1)由制造、安装误差及轮齿受载后变形所引起的基节不等 ——瞬时传动比不是定值—— 产生冲击和动载荷
机械设计 第6章 齿轮传动
第六章 齿轮传动
第6章 齿轮传动
§6-1概述 齿轮传动的特点： 功率、速度范围广 效率高; 结构紧凑; 工作寿命长; 传动比准确
开式传动：润滑差，常用于低精度、低速传动；
闭式传动：齿轮置于封闭严密的箱体内，精度 高。润滑及防护条件好。
§6-2齿轮传动的失效方式、和设计准则 一、失效形式 1.轮齿折断 齿根弯曲应力大； 齿根应力集中 措施： 增大齿根圆角半径； 正变位，和增大模数； 强化处理：喷丸、滚压处理；
应力循环次数N 60 njLh
YST-应力修正系数，YST =2 SHlim、SFlim-接触强度和弯曲强度 计算的最小安全系数
图6.8 齿面接触疲劳极限
图6.9 齿面弯曲疲劳极限 例如：合金钢调质，硬度 260HBS，
∴σFlmin=295MPa
最小安全系数SH、SF
安全系数
SH
1.0
轮齿单向受力 轮齿双向受力 轮齿单向受力
主动
被动
主动
被动
N 60 njLh
二、齿轮精度的选择
齿轮精度（1～１２级）
7—6—6 G M GB10095—88
齿厚下偏差 齿厚上偏差 第Ⅲ公差组精度（接触精度） 第Ⅱ公差组精度（平稳性精度）
第Ⅰ公差组精度（运动精度） 7 F L GB10095—88 第Ⅰ、 Ⅱ、 Ⅲ公差组精度
F
h 6( ) cos Ft m bm ( S ) 2 cos m
F
h 6( ) cos Ft m bm ( S ) 2 cos m
YFa — 齿形系数，与齿的形状有关（齿数、变位）
YSa — 引入应力修正系数，齿根过渡曲线产生应力集中，见表6.4
齿轮传动的类型及应用课件
缺点
01
02
03
04
成本高
齿轮的制造需要高精度的机床 和工具，因此制造成本较高。
维护困难
齿轮传动需要定期润滑和维护 ，否则容易出现磨损和故障。
噪音大
齿轮传动时会产生较大的噪音 ，特别是在高速运转时。
不适合大角度传动
对于大角度的传动，齿轮难以 实现精确的传动比，需要采用
其他传动方式。
CHAPTER 05
特点
承载能力高，运转平稳， 振动和噪音较小。
应用
适用于中、高速传动，如 汽车变速器、工业机械等 。
圆锥齿轮传动
定义
两个圆锥齿轮的轮齿相互咬合， 使两个旋转轴之间传递运动和动
力。
特点
可以改变传动方向，传动效率高， 承载能力大。
应用
适用于重型机械、农业机械、石油 化工机械等。
蜗杆传动
定义
蜗杆与蜗轮相互咬合，使 蜗杆旋转，同时蜗轮得到 旋转运动。
齿轮传动利用了齿轮之间的齿廓啮合原理，实现动力的传递和运动的变化。当 两个齿轮相互啮合时，一个齿轮的旋转会引起另一个齿轮的旋转，从而实现转 矩和运动的传递。
齿轮传动的历史与发展
齿轮传动的起源
齿轮传动可以追溯到古代，最初用于水力机械和纺织机械中 。
齿轮传动的发展
随着工业革命的兴起，齿轮传动得到了广泛的应用和改进。 现代齿轮传动技术已经高度发展，出现了各种类型的齿轮， 如圆柱齿轮、圆锥齿轮、蜗轮蜗杆等，满足了各种不同的传 动需求。
齿轮传动的未来发展
新材料的应用
高强度材料
采用高强度材料如钛合金、复合材料等，提高齿 轮的承载能力和寿命。
耐磨材料
研发新型耐磨材料，提高齿轮表面的硬度和耐磨 损性能，减少磨损和疲劳断裂。
齿轮传动生活中的例子
齿轮传动生活中的例子一、齿轮传动的基本原理齿轮传动是一种将动力源的旋转运动转化成其他机械元件转动或移动的机械传动方式。
齿轮之间的配合必须非常精确，且齿轮的法向力和切向力都应该在承受范围内才能运转顺畅。
齿轮传动的基本构成是由齿轮、轴、轴承、防护罩等组成。
齿轮之间通过啮合实现力的传输，其传动的效率高、传动扭矩大、传动精度高等因素受到广泛的应用。
二、齿轮传动在生活中的例子1.自行车自行车就是齿轮传动的典型例子。
前轮和后轮的齿轮大小不同，两个齿轮通过链条相连接，当脚踏板转动时可以实现车轮的运动。
由于齿轮传动的效率高，在自行车上用于长距离骑行可大大降低体力消耗。
2.手表手表通过小齿轮和大齿轮的配合实现时间的计量。
在秒针、分针和时针的传动过程中，齿轮之间的啮合使针轴转动，最终指针指示正确的时间。
3.打印机打印机里的齿轮传动是实现轮转换，用于调整打印的精细程度。
通常用于微调打印的效果，适用于一些对打印质量要求较高的场合。
4.机床机床中的配齿轮便可用于调节其运转速度的快慢，同时还能提高其精度。
齿轮传动被广泛应用于旋转高精度的工业机械上。
5.汽车汽车经常使用齿轮传动将发动机的能量转换成轮胎的动力，车速和扭矩都可以通过变速器和不同大小的齿轮来控制。
而车辆底盘部分还会用齿轮传动来支撑汽车的重量和提供足够的刹车力度。
三、结论在我们的日常生活中，齿轮传动作为一种基本的机械运动方式被广泛应用。
它的高效、精确和重要的承载能力可以被用于各种机械设备、运动器材和机械工具。
齿轮传动技术的不断发展使得它能够更好地服务于人类社会的不断发展需求，创造我们更好的生活质量。
齿轮传动PPT课件
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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制作:halu
齿轮传机 构的组成
主动齿轮 从动齿轮
机架
传动比
齿轮传动的传动比是主动齿轮与从动齿 轮角速度（或转速）的比值，也等于两 齿轮齿数的反比
n 1 Z 1 i12 = = n2 Z2
注意:一对齿轮的传动比不易太大,否则使结构 尺寸过大,不适宜安装和制造.
齿轮传动的特点
1、能保证两轴有恒定的瞬时传动比，平稳性较高， 传递运动准确可靠。 2、传递功率和速度范围大。 3、传动效率高,使用寿命长。 4、结构紧凑，工作可靠，可实现较大的传动比。 5、制造和安装精度要求高，工作时有噪声。 6、不能实现无级变速。 7、不适宜中心距较大的场合。
2、渐开线的性质
1）发生线沿基圆滚过的长度，等于基圆 上被滚过的圆弧长度
由于发生线BK在基圆上作 纯滚动，故
2、渐开线的性质
2）渐开线上任一点的法线恒与基圆相切。
2、渐开线的性质
3）渐开线上各点的曲率半径不相等。 4）渐开线的形状取决于基 圆的大小 。 5）基圆内无渐开线。 6）渐开线上各点的 压力角不相等，越远离 基圆压力角越大。
齿轮传动的基本要求
1、传动要平衡 2、承载能力要大
外啮合
齿轮机构的分类
两轴平行 （圆柱齿轮机构） 齿 轮 机 构
直齿 斜齿
内啮合
齿轮齿条合 外啮合
内啮合
人字齿
直齿
齿轮齿条合
两轴相交 （圆锥齿轮机构）
斜齿
曲线齿Biblioteka 两轴交叉螺旋齿轮机构 蜗轮蜗杆机构
渐开线齿形曲线
渐开线的形成 直线BK沿半径 为rb的圆作纯 滚动时，直线 上任一点K 的 轨迹称为该圆 的渐开线。该 圆称为渐开线 的基圆。
作业
1、简述齿轮传动的特点和基本要求
2、画出外啮合圆柱齿轮和直齿圆锥齿轮 的机构简图。