齿轮传动基本知识
齿轮传动设计基础知识点
齿轮传动设计基础知识点齿轮传动是一种常见的力传递装置，广泛应用于机械工程领域。
它通过不同大小的齿轮之间的啮合来实现功率的传递和转速的变换。
本文将介绍齿轮传动设计的基础知识点，包括齿轮的种类、齿轮参数的计算以及齿轮传动的优缺点。
一、齿轮的种类1. 直齿轮直齿轮是最常见的齿轮类型，其齿轴与轴线平行。
直齿轮适用于中低速传动，并能承受较大的载荷。
其主要缺点是噪音和齿面磨损较大。
2. 斜齿轮斜齿轮的齿轴与轴线倾斜一定角度，能够在不同轴线的位置上传递力矩。
斜齿轮适用于高速传动，但噪音较大，效率相对较低。
3. 锥齿轮锥齿轮是一种适用于非平行轴传动的齿轮，其齿轴与轴线相交。
锥齿轮广泛应用于汽车差速器等场合。
4. 内齿轮内齿轮是直齿轮的一种变体，其齿轮位于轮轴内部。
内齿轮传动常用于高精度传动系统，如航空器操纵系统。
二、齿轮参数的计算1. 齿数与模数的计算齿数是齿轮上齿的数量，模数是齿距与齿数的比值。
一般情况下，齿数可以通过传动比和模数来计算，也可以根据实际需求选定。
2. 齿轮啮合的计算齿轮啮合的计算包括齿顶高度、齿根高度、齿向间隙等参数的确定。
这些参数的选择需要考虑齿轮传动的工作条件和要求。
3. 齿轮的模数设计齿轮的模数设计是根据传动功率和齿数来确定的。
模数的选择要综合考虑齿轮的强度、装配精度和经济性。
4. 齿轮的强度计算齿轮的强度计算是确定齿轮是否能够承受传递的力矩和载荷的关键。
其中包括表面强度和弯曲强度的计算。
三、齿轮传动的优缺点1. 优点（1）传递功率大：齿轮传动能够传递大的功率，因为齿轮相对于带轮而言，具有更大的传动比。
（2）传动效率高：齿轮传动的效率通常在95%以上，相比其他传动方式具有更高的效率。
（3）传动平稳：齿轮传动没有滑动和弹性变形，因此传动平稳，没有冲击和振动。
（4）传动精度高：齿轮传动具有良好的传动精度，适用于精密传动系统。
2. 缺点（1）噪音较大：齿轮传动在运转时会产生一定的噪音，特别是高速传动时噪音更明显。
齿轮传动的基础知识总结(三)
一、齿轮传动的工作原理齿轮传动是利用齿轮的啮合传递动力和运动的一种机械传动方式。
它主要由两个或多个齿轮组成，通过齿轮之间的啮合来传递动力和运动。
齿轮传动主要有直齿轮传动、斜齿轮传动、锥齿轮传动、蜗杆传动等多种形式，不同的传动形式有其各自特点和适用范围。
二、齿轮传动的优点1. 传动效率高：齿轮传动由于齿轮啮合的方式，传动效率较高，通常可达到95以上。
2. 精度和稳定性好：齿轮传动具有传动精度高、运行稳定的特点，适用于对传动精度要求较高的场合。
3. 传动比范围广：齿轮传动可以实现多种传动比，适用范围广泛，能够满足不同场合的传动需求。
4. 承载能力大：齿轮传动由于啮合齿轮的设计和制造工艺，具有较大的承载能力，适用于大功率、大扭矩的传动。
三、齿轮传动的缺点1. 噪音大：齿轮传动在工作时会产生一定的噪音，对某些对噪音有严格要求的场合不太适用。
2. 成本较高：齿轮传动的制造和安装成本相对较高，一些小型机械设备可能不适合采用齿轮传动。
3. 需要润滑：齿轮传动在工作时需要一定的润滑条件，如果润滑条件不足，可能会导致齿轮传动寿命缩短。
四、齿轮传动的应用领域齿轮传动广泛应用于机械设备中，包括但不限于：1. 汽车行业：汽车的变速箱、巡航系统等均采用齿轮传动。
2. 工程机械：各类挖掘机、起重机等工程机械设备中也广泛采用齿轮传动。
3. 船舶行业：船舶的主机、辅机等传动系统采用齿轮传动。
4. 机床行业：各类数控机床、加工中心等机床设备的主轴传动系统通常采用齿轮传动。
5. 风力发电：风力发电机组中的传动系统也常采用齿轮传动。
五、齿轮传动的发展趋势1. 齿轮材料的发展：随着材料科学的不断进步，新型的齿轮材料将会逐渐取代传统的材料，提高齿轮传动的使用寿命和可靠性。
2. 精密制造技术的应用：精密制造技术的应用将进一步提高齿轮传动的精度和稳定性。
3. 绿色环保：绿色环保的要求将促使齿轮传动减少噪音、提高传动效率，以满足环保要求和能源节约的需求。
齿轮的全部知识点
齿轮的全部知识点一、齿轮的概念和作用齿轮是机械传动中常用的一种零件，其主要作用是将动力传递给其他零件或改变传动方向和传动比例。
齿轮是由齿轮齿与齿轮轴组成的。
二、齿轮的分类根据齿轮的形状和用途，齿轮可以分为直齿轮、斜齿轮、锥齿轮、蜗杆齿轮等多种类型。
1.直齿轮：齿轮齿与轴线平行，是最常见的齿轮类型。
直齿轮具有传递动力平稳、效率高等优点，广泛应用于各种机械传动中。
2.斜齿轮：齿轮齿与轴线倾斜，常用于变速箱、差速器等传动装置中，可实现转速和转矩的变化。
3.锥齿轮：齿轮齿与轴线相交于一点，主要用于轴线方向变换，如正交传动。
4.蜗杆齿轮：由蜗杆和蜗轮组成，主要用于传递大扭矩和减速的场合，常用于起重机、输送机等设备中。
三、齿轮的结构和参数齿轮的结构包括齿面、齿根、齿顶等部分，并具有一系列参数来描述其几何形状和传动特性。
1.齿数：齿数是齿轮上齿的数量，决定了齿轮的传动比例。
2.模数：模数是齿轮齿距与齿数的比值，是描述齿轮尺寸的重要参数。
3.压力角：齿轮齿与轴线间的夹角，影响齿轮的传动效率和载荷能力。
4.齿宽：齿轮齿的宽度，决定了齿轮的承载能力。
四、齿轮的工作原理齿轮传动是通过齿轮齿的啮合来实现动力传递的。
齿轮齿的啮合产生了转矩和转速的变化，使得齿轮能够实现不同的传动需求。
五、齿轮的应用领域齿轮广泛应用于各种机械装置中，如汽车、船舶、飞机、工业生产线等。
齿轮传动具有传递效率高、传动精度高等特点，被广泛应用于各个行业。
六、齿轮的设计与制造齿轮的设计与制造涉及到齿轮传动的计算、选型、绘图、加工等环节。
通过对齿轮的设计与制造，可以满足不同传动需求和工作环境的要求。
七、齿轮的维护保养齿轮在使用过程中需要进行定期的维护保养，包括齿轮的润滑、检查齿轮磨损情况、更换磨损严重的齿轮等。
合理的维护保养可以延长齿轮的使用寿命和保证传动效果。
八、齿轮的故障和排除齿轮在使用过程中可能会出现故障，如齿面磨损、齿轮断裂等。
针对不同的故障情况，可以采取不同的排除方法，如修复磨损齿面、更换断裂齿轮等。
齿轮基本知识
9，齿顶圆直径dk：（ dk=d+2m ） 一般均以外径称齿顶圆。可以通过节圆直径加上2倍模数 算出。
10，齿底圆直径dr：（ dk=d-2.5m ） 一般均以根圆外径称齿底圆。
b,转位直齿轮：
转位分正转位和负转位，不管转位是正还是负，节圆直径d
齒輪基本知識
一，齿轮的基本知识：
齿轮可以用来传递动力，改变转动方向、速度及 改变运动方式.
齿轮分为： 圆柱齿轮（用于两平行轴传动） 圆锥齿轮（用于两相交轴传动） 涡轮蜗杆（用于两垂直交叉轴传动）
二，齿轮基本参数
a,标准直齿轮：
1，齿数Z： 圆周上所加工之齿的总数。
２，模数ｍ： 是指相邻两轮齿同侧齿廓间的 齿距t与圆周率π的比值(m=t/π) 以毫米为单位。
全齿误差Fi: 在回转一周中，其中心距离最大至最小之变化值；
单齿误差fi: 在回转一周中，各齿间变化最大之值；
五，齿轮测量：
1，图面齿轮参数识别(附件圖面講解)； 2，直齿与螺旋齿齿数为奇数时外径测量需要用三点测定；
六，斜齿（螺旋齿）
斜齿轮基本资料下回课程会重点讲述，目前先让大家不 看图纸的情况下，如何区分斜齿是左旋还是右旋，详见 下面图片
图示一
图示二
上图示一：齿的倾斜方向向左-------左旋； 上图示二：齿的倾斜方向向右-------右旋；
是不变的。
1，转位系数：x
(当转位系数是正数时为正转位,
转齿顶高:hk= m+xm
4，齿底高:hf=1.25m-xm
5, 齿顶圆直径:
dk=d+2hk==mz+2m+2xm
6，齿底圆直径:
2024年机械设计基础课件齿轮传动
机械设计基础课件齿轮传动机械设计基础课件：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。
齿轮的基本知识
齿轮的基本知识1、齿轮的种类和特点齿轮传动是机械传动中应用最广泛的一种传动形式。
通常，根据具体用途和工作条件来选用齿轮的类型和传动形式。
按照两轮轴线在机器中的相对位置，齿轮传动可用于传递平行轴、相交轴和交错轴之间的运动和动力。
其结构和特点见下表。
名称齿轮形状主要特点直齿圆柱齿轮传动1.两轮轴线平行；2.轮齿的齿长方向与齿轮轴线相互平行；3.外齿轮副，两轮转动方向相反；4.内齿轮副，两轮转动方向相同；5.此传动形式应用最广斜齿圆柱齿轮传动1.轮齿的齿长方向与齿轮轴线倾斜一个角度；2.与前者相比，同时啮合的齿数增多，传动平稳，传递的扭矩比较大；3.有轴向力；人字齿轮传动1.具斜齿轮传动的优点，但无轴向力；2.适用于传递功率大，需正反向运转的机构中；3.制造麻烦齿轮齿条传动1.齿条是圆柱齿轮的一种特例；2.可用来把旋转运动变为直线运动，也可以反过来非圆齿轮传动1.目前常见的有椭圆形和扇形两种；2.当主动轮等速转动时从动轮可以实现有规律的不等速转动；3.多用于自动化机构名称齿轮形状主要特点直齿锥齿轮传动1.两轮轴线相交于锥顶点，轴交角有三种：大于，等于和小于90°。
2.轮齿齿线的延长线通过锥顶点斜齿锥齿轮传动1.轮齿齿线的延长线不通过锥顶点，而是与某一圆相切；2. 两轮螺旋角相等，螺旋方向相反弧齿锥齿轮传动1.轮齿齿线呈圆弧形；2.两轮螺旋角相等，螺旋方向相反；3.与直齿锥齿轮传动相比，同时参与啮合的齿数增多，传动平稳，传递扭矩较大名称齿轮形状主要特点交错轴斜齿轮传动1.两轮轴线不在同一平面上，成空间交错；2.两轮螺旋角可以相等，也可以不相等；3.两轮螺旋方向可以相同，也可不相同，就单个齿轮而言，与斜齿圆柱齿轮相同，其中一齿也可以是直齿圆柱齿轮蜗杆传动1.轴线垂直交错；2.可实现较大的传动比，传动平稳，噪声小，有自锁性；3.传动效率较低，蜗杆线速度受一定限制准双曲面齿轮传动1.轴线垂直交错；2.两轮螺旋角不等，螺旋方向相反；3.与弧齿锥齿轮传动相比，传动更平稳可靠，噪声小齿面硬度小齿轮比大齿轮高，因为：1.减小齿面胶合的可能性；2.使两齿轮的使用寿命基本接近；3.大齿轮硬度稍低，有利于齿部的切削加工。
齿轮传动-基础知识、习题
第七章齿轮传动7-1 基础知识一、齿轮传动的主要类型及特点齿轮传动是最基本的机械传动形式之一，它的特点是传动准确、可靠、效率高，传递功率和速度的范围大。
齿轮传动按工作条件划分，则可分为：开式齿轮传动、半开式齿轮传动以及闭式齿轮传动。
（1）开式齿轮传动的齿轮完全暴露在外边，因此杂物易于侵入、润滑不良，齿面容易磨损，通常用于低速传动。
（2）半开式齿轮传动装有简单的防护装置，工作条件有一定的改善。
（3）闭式齿轮传动的的齿轮安装在封闭的箱体内，润滑及防护条件最好，常用于重要的场合。
齿轮传动按相互啮合的齿轮轴线相对位置划分，则可分为：圆柱齿轮传动、圆锥齿轮传动以及齿轮齿条传动。
（1）圆柱齿轮传动用于两平行轴之间的传动。
（2）圆锥齿轮传动用于两相交轴之间的传动。
（3）齿轮齿条传动可将旋转运动变为直线运动。
二、齿轮传动的失效形式及设计准则1．齿轮传动的失效形式齿轮传动的失效主要发生在轮齿。
常见的失效形式有：轮齿折断、齿面磨损、齿面点蚀、齿面胶合和塑性变形。
（1）轮齿折断闭式传动中，当齿轮的齿面较硬时，容易出现轮齿折断。
另外齿轮受到突然过载时，也可能发生轮齿折断现象。
提高轮齿抗折断能力的措施有：增大齿根过渡圆角半径及消除加工刀痕；增大轴及支承的刚性；采用合理的热处理方法使齿芯具有足够的韧性；进行喷丸、滚压等表面强化处理。
（2）齿面磨损齿面磨损是开式齿轮传动的主要失效形式之一。
改用闭式齿轮传动是避免齿面磨损的最有效方法。
（3）齿面点蚀齿面点蚀是闭式齿轮传动的主要失效形式，特别是在软齿面上更容易产生。
提高齿面抗点蚀能力措施有：提高齿轮材料的硬度；在啮合的轮齿间加注润滑油可以减小摩擦，减缓点蚀。
（4）齿面胶合对于高速重载的齿轮传动，容易发生齿面胶合现象。
另外低速重载的重型齿轮传动也会产生齿面胶合失效，即冷胶合。
提高齿面抗胶合能力的措施：提高齿面硬度和降低齿面粗糙度值；加强润滑措施，如采用抗胶合能力高的润滑油，在润滑油中加入添加剂等。
齿轮传动基础知识
（3）轮齿抗折断后果：传动失效 （4）提高轮齿抗折断能力的措施
1）d一定时，z↓，m↑；
2）正变位；
齿根厚度↑
3）提高齿面硬度(HB↑)→[σF] ↑；
↑抗弯强度
4）↑齿根过渡圆角半径； ↓应力集中
5）↓表面粗糙度，↓加工损伤；
6）↑轮齿精度； 改善载荷分布
7）↑支承刚度。
.
2.齿面点蚀 常出现在润滑良好的闭式软齿面传动中。
一对相互啮合的齿轮,其模数必须相等.
.
（３） 压力角
压力角：渐开线齿轮啮合时，啮合点的速度方向与啮合点的 受力方向之间所夹的锐角
渐开线上各点压力角不相等，越靠近基圆压力角越小，基圆 上的压力角为零 ，通常所说的压力角是指分度圆上的压力角， 用α表示，国标规定α=20o 所以，分度圆压力角α是决定渐开线齿廓形状的一个基本参数
分度圆是齿轮上具有标准模数和标准压力角的圆。 任一齿轮都有一分度圆，且只有一个分度圆。齿轮一经
制造，其分度圆大小就确定，与安装位置无关。
比较分度圆和节圆、压力角与啮合角的区别
.
齿轮传动的失效主要是轮齿的失效。
轮齿折断 轮齿的失效形式
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
齿面塑性变形
（2）精度低时，振动、噪音大；
（3）不适于中心距大的场合。 .
二、齿轮传动的类型
1.按两轴线位置分
平行轴齿轮传动 (圆柱齿轮传动)
相交轴齿轮传动 （圆锥齿轮传动）
交错轴齿轮传动
外啮合齿轮 ：两轮转ຫໍສະໝຸດ 相反2.按啮合方式 分 内啮合齿轮 ：两轮转向相同
齿条机构
.
3.按轮齿形状分
直齿轮
斜齿轮
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• 齿廓啮合基本定律
03、分类
外啮合 直齿圆柱齿轮传动 （轮齿与轴平行） 平面齿轮运动 （传递平行轴 间的运动） 内啮合 齿轮齿条 外啮合 斜齿圆柱齿轮传动 （轮齿与轴不平行） 内啮合 齿轮齿条 人字齿轮传动（轮齿成人字形） 传递相交轴运动 （锥齿轮传动） 空间齿轮运动 （传递不平行 轴间的运动） 传递交错轴运动 直齿
• 材料：
– 锻钢 – 铸钢 – 铸铁 – 非金属材料
• 热处理：
– 整体淬火 – 表面淬火 – 渗碳淬火 – 渗氮 – 碳氮共渗 – 正火和调质
07、渐开线的形成
θ 展角 α 压力角
rk = rb / cos α θ = tan α − α
08、渐开线齿轮的五个基本参数
1. 2. 3. 4. 5. 齿数z 确定齿廓的形状 模数m 分度圆压力角α 齿顶高系数 ha* 我国规定的标准化数值为1 顶隙系数 c * 我国规定的标准化数值为0.25
斜齿 交错轴斜齿轮传动 蜗轮蜗杆传动 准双曲面齿轮传动
04、主要参数
• • • • • • 基准齿形（基本齿廓） 模数 中心距 传动比、齿数比 i = Z 2 / Z1 变位系数 精度等级
05、齿轮传动的失效形式
• • • • • 轮齿折断 点蚀 齿面胶合 齿面磨粒磨损 齿面塑性流动 计算准则
06、齿轮材料及其热处理
齿轮传动基本知识
×××××××××× 2006年8月
01、历史
• 人类文明史之初即有齿轮传动技术
– 齿轮历史演进划分
• 德国K. Kutzbach
来源：
02、概述
• 齿轮传动是应用极为广泛的传动形式之一
• 传递功率大 • 圆周速度大 • 单级传动比大
• 优缺点 • 基本要求
• 定轴轮系（普通轮系） • 周转轮系（行星轮系）
13、轮系传动比
14、行星齿轮
• 特点
– 体积小、结构紧凑、承载能力大 – 传动效率高 – 传动比大，可以实现运动的合成与分解 – 运行平稳，抗冲击
• 分类
– 库德略夫采夫法 – 按啮合方式分
15、配齿计算
传动比条件 邻接条件 同心条件 安装条件
09、渐开线齿廓啮合的特点
• 保证定传动比传动 • 正压力方向不变 • 传动具有可分性
– △O1N1P∽△ O2N2P
P
10、渐开线齿轮啮合传动的条件
• 正确啮合条件
– 模数相等 – 压力角相等
• 正确安装条件
– 分度圆与节圆重合
• 连续传动条件
– 重合度大于1
11、齿轮加工
11、齿轮加工
12、轮系
16、行星齿轮传动效率公式
在行星轮系中，齿 轮1为主动件，系杆 H为从动件的情况。 在行星轮系中，齿 轮1为从动件，系杆 H为主动件的情况。
17、行星齿传动效率曲线
附1、液力变扭器
附2、液力变扭器扭矩特性
附3、变速器