第14章 齿轮传动2
天津理工大学机械设计总复习
总复习第1、2、3章1、静载荷——大小方向不随时间变化或变化很小的载荷2、变载荷——随时间作周期性或非周期性变化的载荷3、设计计算中涉及名义载荷和计算载荷 ∴ 计算载荷(Fc 、Pc 、Tc)=载荷系数×名义载荷4、在变应力下，零件的主要失效形式为：疲劳破坏。
5、静应力只能由静载荷产生，变应力可能由变载荷或静载荷产生。
6、疲劳极限——在循环特性一定的变应力作用下经过N 次循环作用而不发生疲劳破坏的最大应力称为疲劳极限 (σrN 或τrN) 7、疲劳曲线——循环次数N 与疲劳极限σrN 或τrN 之间的关系曲线 作业3-1某材料的对称持久疲劳极限σ-1 = 180 Mpa,循环基数N0 = 107,m=9,试求循环次数分别为6000，35000，730000次时的有限寿命疲劳极限。
解：100-==σσσmrmrNNN NN1. 410.45Mpa180*6000109710===-σσmrN NN 2. 337.41Mpa180*35000109710===-σσmrN NN 3. 240.75Mpa180*730000109710===-σσmrNNN第6章螺纹联接1、在常用的螺旋传动中，传动效率最高的螺纹是_____（4）_____。
（1）三角形螺纹（2）梯形螺纹（3）锯齿形螺纹（4）矩形螺纹2、在常用的螺纹联接中，自锁性能最好的螺纹是____（1）______。
（1）三角形螺纹（2）梯形螺纹（3）锯齿形螺纹（4）矩形螺纹3、在常用的螺纹联接中，用于联接的螺纹是____（1）______。
（1）三角形螺纹（2）梯形螺纹（3）锯齿形螺纹（4）矩形螺纹4、承受预紧力F′的紧螺栓联接在受工作拉力F时，剩余预紧力为F″，其螺栓所受的总拉力F0为_____（2）_____。
（1）'+=FFF0（2）"+=FFF（3）"'=FFF＋5、为了保证联接的紧密性和刚性，F”>06螺纹联接防松的根本问题在于___（3）__。
《机械原理》练习册及答案
《机械设计基础》习题网上选答第3章平面机构的结构分析1判断：（1）大多数的常用机构是空间机构(×)（2）一个作平面运动的构件有2个独立运动参数(×)（3）一个作平面运动的构件有5个自由度(×)（4）转动副的约束数为2(√)（5）高副的约束数为1(√)（6）由于两构件接触，便限制了构件的某些独立运动。
(√)（7）为了定性的表述个构件间的相互关系，不按比例尺绘制的机构图形称为机构运动简图。
(×) （8）采用复合铰链，可以使机构工作起来省力。
(×)（9）机构采用局部自由度会影响机构的输出运动的自由度。
(×)（10）机构的自由度大于零是机构具有确定相对运动的必要条件。
(×)（11）为了定性的表述各构件间的相互关系，不按比例尺绘制的机构图形称为机构简图。
(√) （12）机构自由度数目就是机构杆组的数目。
(×)2填空：（1）2 个以上的构件以运动副联接构成的系统称为运动链。
（2）机构中输入运动的构件称为主动件。
（3）机构是由(主动件)、(从动件)和(机架)三部分组成。
（4）构件上参与接触的点、线、面称为运动副元素。
（5）移动副保留1个自由度。
（6）两构件组成平面高副时其运动简图中应画出两构件接触处的曲线轮廓。
（7）一个构件具有多个转动副时，则应在两条线交接处涂黑。
（8）机构是具有确定的相对运动的实物组合。
（9）作为平面运动构件的位置，可由三个独立参数来决定。
3名词解释：（1）机构运动简图（2）.运动副：两构件接触而形成的可动联接称为运动副。
（3）.转动副：允许构件作相对转动的运动副。
（4）移动副：允许构件作相对移动的运动副。
（5）..机构：一个构件固定并使另几个构件按给定的运动规律运动，这样的运动链构成机构。
（6）.原动件：也称主动件，机构中按外部给定的运动规律运动的构件。
（7）.高副：由两构件点接触或线接触构成的运动副。
（8）.自由度：允许外部给与机构独立位置参数的数目。
齿轮传动
第四章齿轮传动基本要求：了解齿轮机构的模型及应用；了解齿廓啮合基本定律，渐开线及其性质、渐开线齿轮能保证定传动比；掌握齿轮各部分名称，渐开线标准齿轮尺寸计算；了解渐开线齿轮啮合过程；掌握渐开线齿轮正确啮合条件；了解渐开线齿轮切齿原理，根切现象及最少齿数齿轮；了解齿轮轮齿失效形式及计算准则，齿轮材料和热处理，齿轮的精度等；掌握直齿圆柱齿轮传动的受力分析、强度计算；了解斜齿圆柱齿轮机构的参数关系；了解直齿圆锥齿轮机构的齿廓曲面、背锥、当量齿数，受力分析；了解蜗杆传动的类型、应用；了解齿轮、蜗杆、蜗轮的构造。
重点：齿轮各部分名称及标准直齿圆柱齿轮的基本尺寸；渐开线齿轮的正确啮合和连续传动条件；轮齿的失效和齿轮材料；直齿圆柱齿轮传动的受力分析、强度计算。
难点: 轮齿的根切现象及最少齿数；直齿圆柱齿轮传动的受力分析、强度计算；斜齿圆柱齿轮机构的参数关系；直齿圆锥齿轮机构的齿廓曲面、当量齿数。
学时：课堂教学：10学时，实验教学：2学时。
教学方法：多媒体结合板书。
第一节 齿轮传动的类型和特点4.1.1齿轮传动的类型4.1.1.1 根据其传动比（i 12=ω1/ω2）是否恒定分1、定传动比（i 12 = 常数）传动的齿轮机构，圆形齿轮机构。
2、变传动比（i 12按一定的规律变化）传动的齿轮机构，非圆形齿轮机构。
4.1.1,2 在定传动比中两啮合齿轮的相对运动是平面运动还是空间运动分 1、平面齿轮机（圆柱齿轮传动）⎧⎧⎪⎪⎨⎪⎪⎪⎪⎩⎨⎪⎪⎪⎪⎩外啮合齿轮传动(图4-1a)直齿圆柱齿轮内啮合齿轮传动(图4-1b)齿轮与齿条传动斜齿圆柱齿轮传动(图4-1c)人字齿轮传动(图4-1d)(a) (b) (c) (d)图4-1 齿轮传动类型2、空间齿轮机构⎧⎧⎪⎪⎨⎪⎪⎪⎪⎩⎨⎪⎪⎪⎪⎩直齿圆锥齿轮传动(图4-2a)圆锥齿轮传动（伞齿轮传动）斜齿圆锥齿轮传动(图4-2b)曲齿圆锥齿轮传动(图4-2c)交错轴齿轮传动（螺旋齿轮传动）(图4-2d)蜗杆传动(图4-2e)(d) (e)图4-2 齿轮传动类型4.1.2齿轮传动的特点 1．优点：①传动比准确； ②传动效率高； ③工作可靠、寿命长； ④结构紧凑； ⑤适用范围广。
8-齿轮传动-2
• 一对渐开线直齿圆柱齿轮啮合时，齿廓曲面的接触线是与
轴平行的直线。
• 啮合情况是沿着整个齿宽突然同时进入啮合和退出啮合，
• 传动平稳性差，冲击和噪声大。
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第八章 齿轮传动
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① 渐开线直齿圆柱齿轮齿面的形成
k
渐开线形成2
k0
N' k'
k'0
当发生面沿基圆柱作纯滚动时， 若平行于齿轮的轴线的直线kk’在空间 的轨迹为直齿圆柱齿轮的齿面。
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第八章 齿轮传动
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二、斜齿圆柱齿轮的基本参数和几何尺寸的计算
(一) 基本参数
1. 螺旋角：
• 斜齿圆柱齿轮的各圆柱面上的螺旋角 不同
• 通常指分度圆上的螺旋角，用β表示
2. 齿距和模数
① 斜齿圆柱齿轮有法面和端面之分
• 法面:与分度圆柱螺旋线垂直的平面， 参数mn、n、han*、cn* ，法面参数 为标准值。
▪ 第八节 斜齿圆柱齿轮传动 ▪ 第九节 齿轮传动的失效形式和材料 ▪ 第十节 圆柱齿轮传动的强度计算 ▪ 第十一节 圆锥齿轮传动 ▪ 第十二节 蜗杆传动 ▪ 第十三节 轮系 ▪ 第十四章 齿轮传动精度 ▪ 第十五章 齿轮传动的空间 ▪ 第十六章 齿轮传动链的设计
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第八章 齿轮传动
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第七节 变位齿轮
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第八章 齿轮传动
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二、变位齿轮及其特点
2. 与标准齿轮相比，变位齿轮的特点
① 两者截取的渐开线区段不同。各区段渐开线的曲率半径 不同，可利用变位的方法改善齿轮传动质量。
② 标准齿轮分度圆齿厚s=齿槽宽e；正变位齿轮s>e，负变 位齿轮s<e。
邱宣怀《机械设计》(第4版)(名校考研真题 链传动)【圣才出品】
第14章 链传动一、填空题1．链传动中，即使主动链轮的角速度是常数，也只有当______时，从动轮的角速度和传动比才能得到恒定值。
[西南交通大学1998研]【答案】z1=z2，中心距是链节距的整数倍【解析】当z1=z2，中心距是链节距的整数倍时，瞬时传动比为恒定值，且恒为1。
2．对于高速重载的套筒滚子链传动，应选用节距______的排链；对于低速重载的套筒滚子链传动，应选用______节距的链传动。
[华中理工大学1998研]【答案】小；大【解析】高速重载时，为了减轻多边形效应，应选小节距链；同时为了满足重载要求，须采用多排链。
低速重载时，由于速度低，由多边形效应带来的动载荷相对较小，因此优先考虑大节距链，以解决满足承载能力这一主要问题。
二、判断题1．链传动的平均传动比恒定不变。
（）[重庆大学2001研]【答案】对【解析】根据链传动平均传动比的定义i=n1/n2=z2/z1可知，平均传动比i只与大小链轮的齿数有关。
尽管链传动的平均传动比恒定，但其瞬时传动比却是时时变化的。
三、选择题1．有一减速装置由带传动、链传动和齿轮传动组成，其安排顺序以方案（）为好。
[山东大学2004研]A．带传动→齿轮传动→链传动B．链传动→齿轮传动→带传动C．带传动→链传动→齿轮传动D．链传动→带传动→齿轮传动【答案】A【解析】带传动通常放在传动系统的高速级，链传动不适合高速场合。
2．套筒滚子链传动中心距过小的缺点是（）。
[国防科技大学2000研]A．链条工作时颤动，运行不平稳B．链条运动不均匀性与冲击性作用增强C．链条磨损快，小链轮上的包角小D．容易发生“脱链”现象【答案】C【解析】中心距过小则单位时间内链条的绕转次数增多，链条曲伸次数和应力循环次数增多，因而加剧了链的磨损和疲劳，链寿命短；同时链条在小链轮上包角变小，轮齿受力大。
3．应用标准套筒滚子链传动的额定功率曲线，必须根据（）来选择链条的型号和润滑方法。
[上海交通大学2000研]A．链条的圆周力和传递功率B ．小链轮的转速和计算功率C ．链条的圆周力和计算功率D ．链条的速度和计算功率【答案】B四、简答题如图14-14所示为链传动与带传动组成的减速传动装置简图。
齿轮基本知识PPT课件
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M ：跨棒距，一种有效控制齿轮齿 厚的方法。将两量柱（球）放入沿 直径相对的两齿槽中，测量两量柱 （球）外侧面间的距离。测量方法 如图5所示。其中图a是测量偶数齿 齿轮示意图，图b是奇数齿齿轮示意 图。 dp ：量棒直径
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图5
x ：变位系数，是刀具在加工齿轮 时，沿径向从轮坯中心向外（内） 移动的距离与模数的比值。其目的 为了避免加工少齿数时，发生根切、 齿轮传动配凑中心距、提高小齿轮 强度等一些作用。 图6是模数、齿数、压力角、齿顶 高系数、顶隙系数相同的情况下， 变位齿轮与标准齿轮比较。
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滚齿
IT8～IT7，Ra：3.2～1.6μm。 (1)滚齿机和齿轮滚刀 齿轮滚刀：相当于一个右旋螺旋齿轮。
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(2)滚齿原理与滚齿运动 滚齿原理：展成法。 滚齿运动： ①：主运动：滚刀旋转。
②：分齿运动：
③；垂直进给运动：切出整个齿宽。 ④：径向进给运动：切出整个齿深。 （3）滚齿工作范围 ①滚切直齿圆柱齿轮
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3、滚齿与插齿比较 （1）加工原理相同：展成法 （2）加工精度和齿面粗糙度基本相同：精度为8～7级，Ra1.6μm （3）插齿的分齿精度略低于滚齿， 滚齿的齿形精度略低于插齿。 （4）插齿的齿面粗糙度略优于滚齿。 （5）插齿的生产率低于滚齿。 （6）加工范围不同。 插齿：内齿轮和小间隙多联齿轮 滚齿：螺旋齿轮、蜗轮和轴向齿轮较大的齿轮轴 （7）生产类型相同
图6
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2．斜齿轮各参数定义 为了便于说明斜齿轮的问题，将斜齿 轮沿其分度圆柱面展开，便成为一个 矩形（如图7所示），矩形的高是斜齿 轮的宽度B，其长度是分度圆的周长 πd。此时，分度圆柱上齿轮的螺旋线 便展成为一条斜直线，其与轴线的夹 角为β，称为斜齿轮分度圆螺旋角，简 称斜齿轮螺旋角，用β表示。
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
机械原理NO[1]. 24 第十四章 机械传动系统的方案
![机械原理NO[1]. 24 第十四章 机械传动系统的方案](https://img.taocdn.com/s3/m/24c3a8f4b307e87100f69696.png)
连杆机构： 四杆机构： 曲柄摇杆机构； 双摇杆机构； 摆动导杆机构； 滑块导杆机构； 多杆机构；
齿条齿轮机构； 摆动推杆凸轮机构； 组合机构；
机械原理
第14章 机械系统的方案设计
（四）能实现往复移动机构：
连杆机构： 四杆机构： 曲柄滑块机构； 正弦机构； 多杆机构；
移动推杆凸轮机构； 齿轮齿条机构； 螺旋机构； 组合机构；
机械原理
第14章 机械系统的方案设计
第14章 机械系统的方案设计
Chapter 14 Project Design of Mechanism System
§14-1 概述
一、机械设计的一般过程
1。计划：提出设计任务，进行可行性研究，编制设计任务书
2。方案设计：选用何种机构以及这些机构如何组成机器才 能完成机器的功能，并对所选机构进行尺寸设计和对方案进 行评价，确定最佳方案。
（五）再现轨迹机构：
连杆机构； 组合机构；
机械原理
第14章 机械系统的方案设计
§14-4 机械的工作循环图
当一台机器有多个执行构件时，这些 执行构件应以一定的次序协调动作，互相 配合，以完成机器预定的功能和生产过程。 这方面的工作称为机械的协调设计。
用来描述各执行构件运动间相互协调 配合的图称为机械工作循环图（也叫机械 运动循环图）。
cdea部分的线路形状不作要求。
机械原理
第14章 机械系统的方案设计
三、原始数据和设计要求(见指导书) 四、设计内容与任务
1。小组内每人拿出两个原始方案，画出机构示意图， 分析优缺点（周一）
2。小组讨论，确定最佳方案（周二）。
3。小组内分工，分别设计最佳方案的机构尺寸：连杆机构、 凸轮机构、齿轮机构、其他常用机构等（周三） 。
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ω1
O1
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N1
N2 C
r1'
n
n
B1：啮合的终止点 1轮齿顶圆与公法线交点
r2'
理论啮合线段N1N2 实际啮合线段B1B2
ω2 O2
若B2B1<Pb会 发生什么情况？
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K B1
二、渐开线齿轮连续传动条件
B2：啮合的起始点 B1：啮合的终止点 保证连续传动要求： B1B2 > pb
齿顶圆da
齿根圆df 齿厚sk
不同圆周上的周 任意圆周上的齿厚 节（齿距PK K sk和齿槽宽e）是 否相等？ 是否相等？
轮齿
任意圆周上的周节 （齿距PK）
齿槽宽eK
齿数Z
直径 齿高
任意圆周周长 πdK =ZPK dK = ZPK ⁄ π
渐开线形状
模数－标准模数系 列表14－1 分度圆压力角α ＝200 齿轮的尺寸特征？
分度圆周长
齿轮的各部分名称及渐开线 标准齿轮的基本尺寸
d zp
* ha ha m * h f (ha c* )m
若一齿轮的模数、分度圆、压力角、齿顶高系数 和顶隙系数均为标准值,且分度圆上齿厚与齿槽 宽相等,称为标准齿轮 若实际中心距大于 标准中心距，则啮 合角和压力角的关 系？ 标准安装－－使分度圆与节圆重合的安装方式
4.齿顶高系数ha* 正常齿制ha* =1.0 短齿制ha* =0.8 5.顶隙系数C* 正常齿制C* =0.25 短齿制C* =0.3
标 准 齿 轮 的 基 本 概 念
标准齿轮
一齿轮的模数、分度圆、压力角、齿顶 高系数和顶隙系数均为标准值,且分度 圆上齿厚与齿槽宽相等正确源自装几何尺寸计算公式表14-3
ON rb cos k OK rk
1.齿数Z—整数
渐 开 线 齿 轮 的 基 本 参 数
2.模数m—圆柱齿轮模数系列 3.压力角a—200 4.齿顶高系数ha*
正常齿制ha*=1.0 短齿制ha*=0.8
5.顶隙系数C* 正常齿制C*=0.25 短齿制C*=0.3
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第四节
渐 开 线 齿 轮 传 动
公法线 基圆内公切线 啮合线
啮合角α'
渐 开 线 齿 轮 传 动
渐开线齿轮传动的可分性 1 O2C rb i12 2 O1C rb
2 1
渐开线齿廓间的相对滑动
在节点C处速度相等, 离C点越远相对滑动速度越大
第四节 渐开线标准齿轮基本尺寸 重点内容
直齿圆柱齿轮的基本参数 直齿圆柱齿轮的尺寸计算
基节Pb
K
B2
B2k =N1K- N1B2 =
法节Pn Pb2 =Pn2
N1M1 - N1M2= Pb1 =Pn1
第五节 渐开线标准齿轮的啮合 一、渐开线齿轮的正确啮合条件
两齿轮正确啮合要求法向齿距相等
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正确啮合条件：
课本第206页
主动轮的齿顶
主动轮的齿 根部位
从动轮的齿顶
B2：啮合的起始点 2轮齿顶圆与公法线交点
课本第206页
B1B2 1 重合度 a pb
一般机械制造中取
a 1.1 1.4
1 a z1 tg a1 tg ' z 2 tg a 2 tg ' 2
渐 开 线 齿 轮 的 基 本 参 数
1.齿数Z—整数(标准直齿圆柱齿轮 最少齿数为17) 2.模数m—圆柱齿轮模数系列 3.压力角a—200
如何区分分度圆与节圆、压力角与啮合角 acosα = a'cosα'
a'>a，啮合角大于压力角200 a'<a，啮合角小于压力角200
第五节 渐开线标准齿轮的啮合 重点内容
直齿圆柱齿轮的正确啮合条件 直齿圆柱齿轮的连续传动条件
M1
M2
N1
B2k和M1M2 之间的关系 N1B2= N1M2
N1K= N1M1
渐 开 线 齿 轮 的 传 动 条 件
正确啮合条件：
m1 cos1 m2 cos 2 m1 m2 m
1 2
连续传动条件：
B1B2 a 1 pb
i12
1 O2C 常数 2 O1C
渐 开 线 的 形 成 和 性 质
1、 2、BK是渐开线上K点的法线，切点B就是渐开线上K点 的曲率中心，线段BK为K点的曲率半径。 3、基圆内无渐开线 4、渐开线的形状决定于基圆的大小。 基 圆半径愈大渐开线愈平直。基圆半径为无穷大时， 渐开线成为直线，它就是齿条的齿廓。 5、K点的压力角为 ak
化工机械基础
第一节 齿轮传动的特点和类型
第
14
章
第二节 齿廓啮合基本定律 第三节 渐开线齿廓 第四节 渐开线标准齿轮基本尺寸 第五节 渐开线齿轮的啮合 第六节 轮齿的根切及最少齿数 第七节 斜齿圆柱齿轮
齿轮传动
齿 廓 啮 合 基 本 定 律
两轮齿廓不论在任何位置接触， 过接触点(啮合点)所作的两齿廓的 公法线必须与连心线交于一定点C。