齿轮传动介绍
齿轮传动的类型、特点及应用
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齿轮传动的特点、类型及应用
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图10-1 齿轮传动类型
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1.2 齿轮传动的类型
齿轮传动的类型很多，按照一对齿轮传动时的相对运动为平面运 动或空间运动，可将其分为平面齿轮传动和空间齿轮传动两大类。
1．平面齿轮传动 平面齿轮传动是用于两平行轴之间的传动。 （1）直齿圆柱齿轮传动 直齿圆柱齿轮简称直齿轮，其轮齿与轴线平行。直齿轮圆柱齿轮 传动又可分为外啮合齿轮传动、内啮合齿轮传动和齿轮齿条传动，如 图10-1a、b、c。
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齿轮传动的特点、类型及应用
1.1 齿轮传动的特点
齿轮传动的主要优点是：传动效率高、传递的速度和功率范围 大、传动比准确、使用寿命长、工作可靠、结构紧凑。齿轮传动的主 要缺点是：制造和安装精度要求高、精度低时振动和噪声大、不宜用 于轴间距离较远的传动、成本较高
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齿轮传动的特点、类型及应用
（2）斜齿圆柱齿轮传动 斜齿圆柱齿轮简称斜齿轮。斜齿轮的轮齿与轴线成一定角度，如 图10-1d。斜齿轮传动也可分为外啮合、内啮合和齿轮齿条传动。 （3）人字齿轮传动 人字齿轮的轮齿成人字形，如图10-1e。 2．空间齿轮传动 空间齿轮传动用于相交轴和交错轴之间的传动。 （1）圆锥齿轮传动 圆锥齿轮传动用于相交轴之间的传动，如图10-1f。 （2）蜗轮蜗杆传动 蜗轮蜗杆传动用于垂直交错轴之间的传动。 按照齿轮齿廓表面硬度，齿轮传动可分为软齿面齿轮（硬度 ≤350HBS）和硬齿面齿轮（硬度＞350HBS）。 按照齿轮工作条件的不同，齿轮传动又可分为开式齿轮传动、半 开式齿轮传动和闭式齿轮传动。
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
齿轮传动
齿轮传动科技名词定义中文名称：齿轮传动英文名称：gear drive 定义：利用齿轮传递运动和动力的传动方式。
应用学科：机械工程（一级学科）；传动（二级学科）；齿轮传动（三级学科）以上内容由全国科学技术名词审定委员会审定公布求助编辑百科名片齿轮传动是利用两齿轮的轮齿相互啮合传递动力和运动的机械传动。
具有结构紧凑、效率高、寿命长等特点。
（一）特点齿轮传动是利用两齿轮的轮齿相互啮合传递动力和运动的机械传动。
按齿轮轴线的相对位置分平行轴圆柱齿轮传动、相交轴圆锥齿轮传动和交错轴螺旋齿轮传动。
具有结构紧凑、效率高、寿命长等特点。
齿轮传动是指用主、从动轮轮齿直接、传递运动和动力的装置。
在所有的机械传动中，齿轮传动应用最广，可用来传递相对位置不齿轮传动远的两轴之间的运动和动力。
齿轮传动的特点是：齿轮传动平稳，传动比精确，工作可靠、效率高、寿命长，使用的功率、速度和尺寸范围大。
例如传递功率可以从很小至几十万千瓦；速度最高可达300m/s；齿轮直径可以从几毫米至二十多米。
但是制造齿轮需要有专门的设备，啮合传动会产生噪声。
（二）类型（1）根据两轴的相对位置和轮齿的方向，可分为以下类型：<1>直齿圆柱齿轮传动；<2> 斜齿圆柱齿轮传动<3>人字齿轮传动；<4>锥齿轮传动；<5>交错轴斜齿轮传动。
（2）根据齿轮的工作条件，可分为：<1>开式齿轮传动式齿轮传动，齿轮暴露在外，不能保证良好的润滑。
<2>半开式齿轮传动，齿轮浸入油池，有护罩，但不封闭。
<3>闭式齿轮传动，齿轮、轴和轴承等都装在封闭箱体内，润滑条件良好，灰沙不易进入，安装精确，轮传动有良好的工作条件，是应用最广泛的齿轮传动。
齿轮传动可按其轴线的相对位置分类。
齿轮传动按齿轮的外形可分为圆柱齿轮传动、锥齿轮传动、非圆齿轮传动、齿条传动和蜗杆传动。
按轮齿的齿廓曲线可分为渐开线齿轮传动、摆线齿轮传动和圆弧齿轮传动等。
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
齿轮传动
一.齿轮传动的特点：
齿轮传动与其它传动相比主要有以下优点： 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。 齿轮传动与其它传动相比主要缺点有： 4、制造、安装精度要求较高，因而成本也较高； 5、不宜作远距离传动。
二.齿轮传动的类型：
（1）模数m Zp= d 则d=
p
z =mz
模数单位为mm，标准模数见表。 它是确定齿轮尺寸的重要参数。
（2）压力角:
渐开线齿廓在分度圆处 的 压力角。用 表示。 Cos C o s
k
=r b/r k
=rb/r
我国规定标准压力角为20
（3）齿顶高
ha=ha*m （ ha* —齿顶高系数）
(4)齿根高
渐开线直齿圆柱齿轮传动的设计
1.常见的失效形式
机械零件由于强度、刚度、耐磨性和振动稳定性等因素不 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，机械零件抵抗疲劳破坏的能力称为疲劳强度。 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 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。
平面齿轮传动 齿 轮 传 动
(圆柱齿轮传动) 传递平行轴间的 运动 直齿圆柱齿轮传动 (轮齿与轴平行) 斜齿圆柱齿轮传动 (轮齿与轴不平行) 人字齿圆柱齿轮传动 直齿圆锥齿轮传动
机械设计-齿轮传动讲解
重合度e↑ →传动平稳
z1↑
m↓
齿高h，抗弯曲疲劳强度降低
因此，在保证弯曲疲劳强度的前提下，齿数选得多一些好！
一般情况下，闭式齿轮传动（速度高，平稳性差）: z1=20~40
将
Ft
=
2T1 d1
及Φｄ＝b/d1
代入
则齿面接触疲劳强度的校核式：σH =
2K T1 dd13
u±1 u
ZH
ZE
[σH ]
齿面接触疲劳强度的设计式： d1
3
2 KT1
d
u ±1 ( Z H Z E )2
u [s H ]
对于标准直齿轮，ZH=2.5
齿面接触疲劳强度的校核式：
s H
= 2.5
= KFtYFaYsa bm
[s F]
Ysa表
引入齿宽系数后 强度条件公式：
d
=
b，并将Ft=2T1/d1, d1
d1=m
z1代入，可得弯曲
s = 2KT 1 YFaYsa
F φdm3 z12
[s F]
得
m
3
2KT1
dZ12
×Y[FsaYFs]a
公式中各参数对弯曲强度有什么影响呢？
标准直齿圆柱齿轮强度计算
从上面推出的接触疲劳强度条件公式中可以得出以下结论：
1、分度圆直径越大，接触疲劳强度就越高，也就是说接触
疲劳强度取决于分度圆直径，不单和模数m有关还和齿
数z有关。 2、齿宽系数越大，也就是齿宽越宽，接触疲劳强度就 越高。
3、许用接触应力越大，接触疲劳强度就 越高，
问题：σH1和σH2是否是作用力和反作用力的关系 σH1=σH2 是作用力和反作用力的关系。
齿轮传动知识点总结
齿轮传动知识点总结1. 齿轮传动的结构齿轮传动由两个或多个啮合的齿轮组成，通常包括主动轮和从动轮。
主动轮一般由电机或其他动力源驱动，从动轮则是被动接受主动轮的传动力。
齿轮的结构包括齿轮齿数、模数、齿扭角等参数。
齿轮传动的结构设计需要根据具体的工作条件和要求来确定，包括传动比、传动效率、传动精度等。
2. 齿轮传动的工作原理齿轮传动的工作原理是利用齿轮的啮合运动传递动力。
当主动轮转动时，通过齿轮的啮合，从动轮也会产生相应的转动。
齿轮传动的工作原理可以利用啮合轮的圆周速度比来描述，即主动轮和从动轮的圆周速度之比等于它们的齿数之比，即V1/V2=N1/N2。
3. 传动比的计算传动比是齿轮传动的一个重要参数，它表示主动轮转速与从动轮转速之比。
传动比的计算通常根据齿轮的齿数来确定，传动比等于主动轮齿数与从动轮齿数之比，可以通过传动比来调整传动系的转速。
传动比的计算对于齿轮传动的设计和选型非常重要。
4. 齿轮材料齿轮传动的工作环境通常要求齿轮具有良好的强度和耐磨性，因此齿轮的材料选型是一个重要的设计参数。
常用的齿轮材料包括钢、铸铁、铜合金、尼龙等。
不同的工作环境和要求需要选择不同的齿轮材料，并通过表面处理来提高齿轮的耐磨性和强度。
5. 齿轮的设计齿轮的设计是齿轮传动系统设计的关键环节，它需要考虑齿轮的啮合黏着条件、载荷及强度等参数。
齿轮的设计包括齿轮的模数、压力角、齿宽、齿顶高、齿根圆径等，通过这些参数的设计来满足齿轮传动系统的工作要求和性能指标。
总的来说，齿轮传动作为一种重要的动力传递机构，在工程设计和生产制造中得到了广泛的应用。
齿轮传动的结构、工作原理、传动比的计算、齿轮材料和齿轮的设计等方面都是齿轮传动设计中需要重点考虑的问题。
通过对齿轮传动知识的全面了解和掌握，能够有效地提高工程设计和生产制造的效率和质量，并为工程技术人员在实际工作中提供有效的参考和指导。
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。
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§6－1 齿轮传动
洛氏硬度 硬度是材料抵抗外物刺入的一种能力。
洛氏硬度中HRA、HRB、HRC中的A、B、C为 三种不同的标准。称为标尺A、标尺B、标尺C。
对齿轮传动的要求： 1. 传动要平稳、传动比准确
2. 要具有足够的承载能力
谢谢观看！ 2020
6.1 齿轮传动的应用及特点
特点
1. 效率高； 2. 结构紧凑； 3. 工作可靠、寿命长； 传动比稳定； 5. 应用范围广。 6. 制造、安装精度要求高，因此成本高； 7.不宜传动距离过大的场合。
6.1 齿轮传动
齿轮传动的类型： 1.按轴线位置、啮合方式、齿向划分： 1）平行轴齿轮传动 2）相交轴齿轮传动 3）交错轴齿轮传动
第六章 齿轮传动
§6－1 齿轮传动的应用和特点
第六章
齿轮传动的艺术图片
第六章
第六章
§6－1 齿轮传动
请同学们想想现实生活中有那些齿轮传动
§6－1 链传动传动
一、齿轮传动的应用
§6－1 齿轮传动
6.1齿轮传动
§6－1 齿轮传动
齿轮传动的组成及工作原理
齿轮传动的组成：
主动轮、从动轮
齿轮传动的工作原理： 齿轮传动是啮合传动，靠主动轮齿和从动轮 齿的相互啮合来传递运动和动力。
§6－1 齿轮传动
开式齿轮
§6－1 齿轮传动
闭式齿轮
§6－1 齿轮传动
半开式齿轮
§6－1 齿轮传动
2. 按速度的大小分：高速（v15m/s） 低速（v3m/s）
3. 按载荷大小分： 轻载
重载
4. 按齿面的软硬分：硬齿面（HB>350或HRC >38）
软齿面（HB350或HRC38）
§6－1 齿轮传动
2）半开式齿轮传动 3）闭式齿轮传动
2. 按速度的大小分：高速（v15m/s）
重载
4. 按齿面的软硬分：硬齿面（HB>350或HRC >38）
软齿面（HB350或HRC38）
§6－1 齿轮传动
闭式齿轮传动，是齿轮在密闭空间 传动，有密闭的箱体、良好的润滑、 齿轮工作环境清洁。 开式齿轮传动，是齿轮在非密闭空间 传动，一般采用脂润滑，齿轮工作环 境粉尘较多。
HRA 是采用60Kg载荷和钻石锥压入器求的 硬度，用于硬度极高的材料。例如：硬质合金。
HRB 是采用100Kg载荷和直径1.58mm淬硬 的钢球求得的硬度，用于硬度较低的材料。例 如：退火钢、 铸铁等。
HRC 是采用150Kg载荷和钻石锥压入器求 得的硬度，用于硬度很高的材料。例如：淬火 钢等。
6.1 齿轮传动
6.1齿轮传动
平行轴齿轮传动
直齿轮传动
内啮合齿轮传动
6.1齿轮传动
斜齿轮传动
6.1齿轮传动
人字齿轮传动
齿轮齿条传动
6.1 齿轮传动
相交轴齿轮传动
斜齿锥齿轮动
直齿锥齿轮动
§6－1 齿轮传动
交错轴齿轮传动 交错轴斜齿轮传动
准双面齿轮传动
三. 齿轮传动的类型：
1.按装置型式分：1）开式齿轮传动