齿轮传动讲课课件
学会互相欣赏
学会合理定位
重庆市云阳职业教育中心机械学部CHONGQINGSHI YUNYANG ZHIYE JIAOYU ZHONGXIN JIXIE XUEBU
教学过程------能力发展鉴定
拓展训练： 已知一标准直齿圆柱齿轮的齿顶高ha=6mm， 齿顶圆直径da=264mm。试确定其分度圆d，齿 根圆df，齿距p和齿高h。
缺少m！
da=m(z+2)
m=da/ (z+2 ) =304/(36+2) =8mm
教学过程------能力发展训练
mm
例1: 计算结果 名称 分度圆直径 齿根圆直径 齿距 齿高 应用公式 d=mz df=m(z-2.5) p=πm h=2.25m 齿轮Z d=288 df=268 p=25.12 h=18
教学过程------能力发展鉴定
检查复习:
1.渐开线标准直齿圆柱齿轮各部分名称及 代号? 2.渐开线标准直齿圆柱齿轮的基本参数及 计算公式?
教学过程------能力发展鉴定 1、渐开线标准直齿圆柱齿轮各部分的名称
2.外啮合标准直齿圆柱齿轮计算公式
名 称 模 数 齿形角 齿 数 齿 距 齿 厚 槽 宽 基圆齿距 齿顶高 齿根高 齿 高 顶 隙 分度圆径 齿顶圆直径 齿根圆直径 基圆直径 中心距 代号 m α z p S e pb ha hf h c d da df db a 计算公式 通过计算定出 α=20° 由传动比计算求得 p=πm S=p/2=πm/2 e=s=p/2=πm/2 pb=πmcosα ha=m hf =1.25m h=2.25m c= 0.25m d=mz da=m(z+2) df=m(z-2.5) db=dcosα a=m(z1+z2) /2 备注 齿轮三要素
熟悉螺纹的标记含义
¨
¨ 否
掌握螺纹的选用
¨ 是
¨ 否
阅读并能理解工作任务
¨ 是
¨ 否
启发和倾听他人想法的能力 关键能力 在小组中参与、贡献程度提升
¨ 是
¨ 否
¨ 是
¨ 否
自学能力是否提升
¨ 是
¨ 否
每项10分，总计100分
得分：
折算学分:
你学习本课题最大的收获是什么？
学习要点
教材内容
本课内容选自《机械基础》第四章齿轮传动第三节渐 开线标准直齿圆柱齿轮的基本参数和几何尺寸的计算。 1.熟练掌握渐开线标准直齿圆柱齿轮的各部分名称 及代号； 2.熟练掌握几何尺寸有关公式并会计算。 1.直齿圆柱齿轮的各部分名称。 2.几何尺寸的计算公式。
学习目标
学习重难点
讲授内容
一、渐开线标准直齿圆柱齿轮各部分的名称
zp
h= ha+hf
帮一帮：看看哪组的齿轮 是王老师所需要的,并完 成有关的计算？
齿轮参数
m=3 z=30 ha=3 hf=3.75
你能发现什么结论呢？
m=5 z=30
我要回答
m=3 z=30
m=2 z=30
对于相同齿数的齿轮， 模数愈大，齿轮的几何 尺寸愈大，轮齿也大， 承载能力也愈大。
1.渐开线标准直齿圆柱齿轮各部分名称 ha、s、e、p、b、h
齿轮上各部分名称
看看谁的记忆力好
试试看，你能说出 齿轮各部分的名称吗
讲授内容
名称 齿顶圆 齿根圆 分度圆 齿厚 定义 通过轮齿顶部的圆周 通过轮齿根部的圆周 齿轮上具有标准模数和标准齿形角的圆 在端平面上，一个齿的两侧端面齿廓 之间的分度圆弧长 代号及说明 备注
da df
d s
三个 直径
齿槽宽
齿距 齿顶高 齿根高 齿高 齿宽
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教学过程------能力发展反思
反思
1.学生反思：收获？不足？表现力？参与度？ 2.教学反思：教学效果达成度？学生主动性？课堂组织有 效性？
作业与课后练习（略）
z2=3z1 z1+z2=2a/m 4z1=2×240/5 4z1=96
z1=? da1=?
z2 =? df2=?
教学过程------能力发展训练 ♦分组行动
组长
记录
观察
发言
抽选试题
教学过程------能力发展训练
♦成果展示
1
分享学习心得 展示优秀作品 展现集体智慧
2
3 5 4
7 6
教学过程------能力发展训练 ♦自评互评 学会正确评价
4．齿顶高系数ha*
对于标准齿轮，规定ha= ha*m。ha*称为齿顶高系数。我国标准 规定：正常齿ha*＝1。
5．顶隙系数c*
当一对齿轮啮合时，为使一个齿轮的齿顶面不与另一个齿轮的齿槽 底面相抵触，轮齿的齿根高应大于齿顶高，即应留有一定的径向间隙， 称为顶隙，用c表示。
对于标准齿轮，规定c＝c*m。c*称为 顶隙系数。我国标准规定：正常齿c*＝ 0.25。
直齿圆柱内啮合齿轮简介
外齿轮
内齿轮
直齿圆柱齿轮的原理图
根据图中的参数得到一些计算关系
已知齿数为z p= s+e
dπ=zp
zp
d=zp/ π
m=p/ π 模数m d=zm
根据图中的参数得到一些计算关系
思考：d、da、df与 h、ha、hf之间的关 系？ da= d+2ha da= d-2hf
向直线与齿廓在该点处的切线所夹的锐角，用α表示。K点
的齿形角为αK。 渐开线齿廓上各点的齿形角不相等，K点离基圆越远， 齿形角越大，基圆上的齿形角α=0°。 分度圆压力角——齿廓曲线在分度圆上的某点处的速 度方向与曲线在该点处的法线方向（即力的作用线方向）之
间所夹锐角，也用α表示。
3．模数m
齿距p除以圆周率π所得的商，即m＝ p /π。
2.齿轮的计算公式
m=p/ π da=d-2hf d=zm p=mπ
da=d+2ha
h=ha+hf
二、渐开线标准直齿圆柱齿轮的基本参数
标准齿轮的齿形角α 齿数 z 模数 m 齿顶高系数 ha* 顶隙系数 c*
1．标准齿轮的齿形角α
齿形角——在端平面上，过端面齿廓上任意点K的径
你认为本课题最困难的是什么？
其他
你认为任课教师在本项目中采用的教与学 的形式和方法有效吗？为什么？
哪些内容（问题）你需要进一步了解或得 到帮助？ 为使你的学习更有效，你对本项目的教学 有何建议？
教学过程------能力发展训练
任务一：集中学习
例1: 已知一标准直齿圆柱齿轮的齿数Z=36，顶圆直径 da=304mm。试计算其分度圆直径，齿根圆直径，齿距以 及齿高。 思考一下 ……
2.问题探究学习
3.资源共享学习
教学过程------能力发展动员
任务引入：
小张是一名中职生，到重庆鑫亿金属桥梁结构件公 司实习不久就接到一个任务：有一台车床上某齿轮需要 更换。他已测得旧齿轮的外圆直径为102mm,齿数Z1＝18， 两轮中心矩a=121mm，请帮他计算出齿轮的主要参数和 几何尺寸，确定更换齿轮的几何尺寸。
晋城市技师学院机械工程系
第四章第三节
授课教师
机械工程系闫志兰
情景设置
前不久，普车车间内的一台车床出现故障， 此设备运行时会有噪声，王老师打开主轴箱发现 一个齿轮磨损严重，因此交给小李一个任务：带 着一张写着模数、齿数及相关参数到仓库去找一 个齿轮进行更换。小李拿着老师写的条子奔到仓 库，结果愣住了……
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教学过程------能力发展训练
任务一：集中学习
例2:已知一标准直齿圆柱齿轮副，其传动比i=3，中心距 a=240mm，模数m=5mm.试求主动轮齿顶圆直径da1,从动轮 齿根圆直径df2。
思考一下……
缺少Z！
教学过程------能力发展训练 例2: 分析过程
i=z2/z1=3 a=m(z1+z2)/2
在端平面上，一个齿槽的两侧端面齿 廓之间的分度圆弧长
两个相邻且同侧端面齿廓之间的分度 圆弧长 齿顶圆与分度圆之间的径向距离 齿根圆与分度圆之间的径向距离 齿顶圆与齿根圆之间的径向距离 齿轮的有齿部位沿分度圆柱面直母线 方向量取的宽度
e
p
圆周 方向 三个 弧长 齿轮径 向三个 高度
ha hf
h b
一个 其它
圆周方向四个参数
齿轮径向四个参数
四个直径
一个中心距
教学过程------能力发展训练
♦领取任务
项目内容
任务一：集中学习 任务二：分组练习
专业能力
了解螺纹的加工方法
评价表
¨ 是 ¨ 是 ¨ 是
要求
自评40%
组评40%
师评20%
¨ 否
清楚螺纹种类和作用
¨ 否
认识螺纹各参数的意义
¨ 否
任务书
小组成员 任务一 任务二 任务三
任务二
看哪组的齿轮是小王需要的？ 以小组为单位，每个小组长认领 一个齿轮，小组合作，通过计算把该齿轮所有参数都算出来并 标到图纸上。
说教法
1.任务驱动教学法 小组一
小组四
小组二
小组三
单击此处添加标题
2.“五环四步”教学法
能力发展动员 能力发展训练
能力发展诊断
能力发展鉴定
能力发展反思
说学法
1.小组合作学习
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齿轮传动 完整ppt课件
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练习
• 2007年会考题（8分）
相啮合的一对标准直齿圆柱齿轮，齿数 z1=20，z2=32，模数m=10mm，试计算分 度圆直径d1，齿顶圆直径da1，齿厚s1和两 轮中心距a。
精选课件PPT20ຫໍສະໝຸດ • 2002 会考（10分）
• 已知相啮合的一对标准直齿圆柱齿轮 n1=900r/min，n2=300r/min，a=200mm， m=5mm，求分度圆直径d1，齿顶圆直径da2
齿轮暴露在外，不能保证良好润滑。 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，齿轮 传动有良好的工作条件，是应用最广泛的齿轮 传动。
精选课件PPT
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精选课件PPT
7
渐开线齿轮
精选课件PPT
8
精选课件PPT
• 求：（1）齿数z1，z2；
（2）齿轮1的分度圆直径d1，齿轮2 的齿根圆直径df2.
精选课件PPT
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常用的齿轮结构
常见的圆柱齿轮结构如图所示。齿轮轴、实心式、 腹板式、轮辐式
精选课件PPT
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渐开线齿轮的切削加工
• 仿形法 铣床
铣直齿
精选课件PPT
铣斜齿
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渐开线齿轮的切削加工
• 展成法 插齿加工
精选课件PPT
2
分类
精选课件PPT
3
类型
两轴平行
(a)外啮合圆柱齿轮
(b)内啮合齿轮
(c)齿轮齿条
(d)斜齿轮圆柱齿轮
(e)斜齿条
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(f)人字齿圆柱齿轮
齿轮传动解析精选课件PPT
④渐开线的形状取决于基圆的大小。如果基圆越大那 么渐开线就越平直，当基圆的半径无穷大时，那么渐 开线就是直线了；
⑤基圆内无渐开线。
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二、渐开线齿廓啮合的特点
1. 四线合一 啮合线、公法线、基圆的公切线、正压力的作用线。 2. 渐开线齿廓啮合具有可分性
以r1′=O1C与r2′=O2C为半径所作的圆，称为节圆。一对渐开 线齿轮的啮合传动可以看作两个节圆的纯滚动，则vC1=vC2，而 vC1=ω1·O1C=vC2=ω2·O2C。 又 △ O1CN1∽△O2CN2 ， 所 以 两 轮 的 传 动 比 为： i12=ω1/ω2=O2C/O1C=r2′/r1′=rb2/rb1
齿轮传动在具体的工作条件下，必须有足够的工作能力， 以保证齿轮在整个工作过程中不致产生各种失效。这与齿轮 的尺寸、材料、热处理工艺因素有关。
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§10—2 齿廓啮合基本定律
一、齿廓啮合基本定律
啮合： 一对轮齿相互接触并进行相对运动的
状态称为啮合。 传动比：两轮角速度之比。 共轭齿廓：
交错轴斜齿轮传动
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三、对齿轮传动的基本要求：
齿轮用于传递运动和动力，必须满足以下两个要求:
1. 传动准确、平稳
齿轮传动的最基本要求之一是瞬时传动比恒定不变。以避 免产生动载荷、冲击、震动和噪声。这于齿轮的齿廓形状、 制造和安装精度有关。
2. 承载能力强
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3
二、齿轮传动类型
1. 按照轮齿齿廓曲线的形状：
2.
分为渐开线齿轮、圆弧齿轮、摆线齿轮等。
3.
《齿轮传动设计》PPT课件
三、渐开线齿轮的啮合特性
渐开线齿轮符合齿廓啮合基本定 律,即能保证定传动比传动 由齿廓啮合基本定律知
i12
1 2
O2P O1P
❖ 由渐开线性质知,
❖ 啮合点公法线与二基圆内公切
线重合
N2
❖ 二基圆为定圆,N1N2为定直线, 则节点P为定点
i12 12
O2Pr2'rb2 O1P r1' rb1
co
n. st
机械设计基础 ——齿轮传动
例题2
❖已知:一渐开线直齿圆柱齿轮,用卡尺测量出齿顶圆直径 da=208mm, 齿根圆直径df=172mm, 数得齿数z=24.
❖求：该齿轮的模数m,齿顶高系数ha*和顶隙系数c*
解:
da(z2ha *)m208 mm
df(z2h a *2c*)m 17m 2 m
m 8 mm
O1
1 rb1
P K’
N1 K
C１
C２
2 rb2
O2
机械设计基础 ——齿轮传动
三、渐开线齿轮的啮合特性
机械设计基础 ——齿轮传动
5-4 渐开线标准齿轮的基本尺寸
一、外齿轮 二、内齿轮 三、齿条
机械设计基础 ——齿轮传动
一、外齿轮
1 各部分名称和符号 2 基本参数 3 几何尺寸 4 例题
机械设计基础 ——齿轮传动
h
* a
1
c
*
0 .25
正常齿: 短齿:
m 1mm h a *1,c*0.25 m 1mm h a *1,c*0.35
ha*0.8,c*0.3
机械设计基础 ——齿轮传动
例题3
❖已知: 法向距离〔即公法线长度〕分别为 :W3 = 61.84mm,
第十一章 齿轮传动PPT课件
影响载荷分布的均匀性 如：齿向误差
引起载荷分布不均匀
渐开线圆柱齿轮精度标准（GB10095－88）中规定了12个精度 等级。其中，1，2等级为远景级；
3，4，5级为高精度级； 6，7，8为中精度级，常用； 9，10，11，12级为低精度级。
常用6-9级
§11－4 直齿圆柱齿轮传动的作用力及计算载荷
措施：提高齿面硬度、 减小粗糙度；低速时采用 粘度大的润滑油；高速时 油中加抗胶合添加剂。
4、齿面磨损 原因：齿面进入磨料 后果：齿形破坏、变薄引起冲击
、振动，甚至断齿
措施：改善润滑、提高齿面硬度 、改用闭式传动
5 、轮齿塑性变形 齿体塑性变形：突然过载，引起齿体歪斜 齿面塑性变形：齿面表层材料沿摩擦力方向流动 原因：齿面软，润滑失效、摩擦变大 后果：齿廓形状变化，不能正确啮合 措施：提高齿面硬度、提高润滑油粘度
齿轮传动除需运转平稳外，还必须具有足够的承载能力。 本章讨论标准齿轮传动的强度计算。
齿轮传动的分类
开式：齿轮外露，不能防尘，周期润滑，精度低；
按工作条件
闭式：封闭在箱体内，安装精度高，润滑条件好。
按齿面硬度
软齿面: HBS<350 硬齿面: HBS>350
齿轮各部分的名称和符号
§11－1 轮齿的失效形式
最常用的材料：优质碳素钢，合金结构钢； 其次：铸钢、铸铁，还有非金属材料。
多采用锻件或轧制钢材。当直径大、不易 锻造时采用铸钢。低速传动可用灰铸铁。
二、齿轮的热处理 1. 表面淬火 表面淬火后再低温回火。
常用材料：中碳钢、中碳合金钢（45、40Gr） 齿面硬度52~56 HRC，齿变形不大，可不磨齿。 高频淬火、火焰淬火。 表面硬，芯部韧。
第十三章齿轮传动PPT课件
■抗磨损措施：提高齿面硬度，改善密封和润滑条件，采 用减摩性好的润滑油等。
轮齿的失效形式及计算准则
（五）齿面塑性变形
齿面较软的轮齿，载荷及摩擦力 又很大时，轮齿在啮合过程中，齿面 表层的材料就会沿着摩擦力的方向产 生局部塑性变形，使齿廓失去正确的 形状，导致失效。
齿面塑性变形是低速、重载软齿 面闭式传动的主要破坏形式。
第三节 齿轮传动的精度
一、齿轮传动精度分类
1．齿轮精度等级
分12级， 1级最高，12级最低，常用6～9级。 2．齿轮精度分类 1）传递运动的准确性精度（Ⅰ组公差） 2）传递运动的平稳性精度（Ⅱ组公差） 3）载荷分布的均匀性精度（Ⅲ组公差） 二. 精度等级选择
根据齿轮传动的用途、工作条件、传递功率和圆周速度的大 小及其它技术要求等来选择。在传递功率大、圆周速度高、要求 传动平稳、噪声低等场合，应选较高的精度等级；反之，为了降 低制造成本，可选较低的精度等级。
轮齿的材料及热处理
2.铸铁 铸铁的抗弯和耐冲击性能较差，但价格低廉、浇铸简单，加 工方便。主要用于低速、工作平稳、传递功率不大和对尺寸与重 量无严格要求的开式齿轮。常用材料有HT300、HT350、QT5007等。
3.非金属材料 对高速、小功率、精度不高及要求低噪音的齿轮传动，常用 非金属材料（如夹布胶木、尼龙等）做小齿轮，大齿轮仍用钢或 铸铁制造。 常用的齿轮材料及其力学性能见表13—1。常用齿轮材料配 对示例见表13—2。 设计时应根据工作条件、尺寸大小、毛坯制造及热处理方法 等因素综合考虑后选用。
对于开式齿轮传动：其主要失效形式是齿面磨损和轮齿折断， 因磨损尚无成熟的计算方法，故通常只按轮齿折断进行齿根弯曲 疲劳强度设计，并通过适当增大模数的方法来考虑磨损的影响。
轮齿的失效形式及计算准则
（五）齿面塑性变形
齿面较软的轮齿，载荷及摩擦力 又很大时，轮齿在啮合过程中，齿面 表层的材料就会沿着摩擦力的方向产 生局部塑性变形，使齿廓失去正确的 形状，导致失效。
齿面塑性变形是低速、重载软齿 面闭式传动的主要破坏形式。
第三节 齿轮传动的精度
一、齿轮传动精度分类
1．齿轮精度等级
分12级， 1级最高，12级最低，常用6～9级。 2．齿轮精度分类 1）传递运动的准确性精度（Ⅰ组公差） 2）传递运动的平稳性精度（Ⅱ组公差） 3）载荷分布的均匀性精度（Ⅲ组公差） 二. 精度等级选择
根据齿轮传动的用途、工作条件、传递功率和圆周速度的大 小及其它技术要求等来选择。在传递功率大、圆周速度高、要求 传动平稳、噪声低等场合，应选较高的精度等级；反之，为了降 低制造成本，可选较低的精度等级。
轮齿的材料及热处理
2.铸铁 铸铁的抗弯和耐冲击性能较差，但价格低廉、浇铸简单，加 工方便。主要用于低速、工作平稳、传递功率不大和对尺寸与重 量无严格要求的开式齿轮。常用材料有HT300、HT350、QT5007等。
3.非金属材料 对高速、小功率、精度不高及要求低噪音的齿轮传动，常用 非金属材料（如夹布胶木、尼龙等）做小齿轮，大齿轮仍用钢或 铸铁制造。 常用的齿轮材料及其力学性能见表13—1。常用齿轮材料配 对示例见表13—2。 设计时应根据工作条件、尺寸大小、毛坯制造及热处理方法 等因素综合考虑后选用。
对于开式齿轮传动：其主要失效形式是齿面磨损和轮齿折断， 因磨损尚无成熟的计算方法，故通常只按轮齿折断进行齿根弯曲 疲劳强度设计，并通过适当增大模数的方法来考虑磨损的影响。
齿轮传动简PPT课件
在齿轮的齿数、模数和压力角一定时，齿轮的基 圆的大小亦即一定，即渐开线齿廓的形状即一定。把
z、m、α这三个参数称为渐开线齿轮的三个基本参数。
➢ 齿轮的主要几何尺寸 都与模数成正比。m 越大，p 越大，轮齿 就越大。
➢ 模数m是轮齿抗弯能 力的重要标志。
标准齿轮 —— m、α、ha*、c*均为标准值，
C
第三节 渐开线标准直齿圆柱齿轮传动
一、齿轮各部分的名称和主要参数
齿轮圆周上轮齿 的数目称为齿数, 用z表示。
齿距 pk :
任意圆周 pk=sk+ek
分度圆上
分度圆 d :
zp=πd
d=zp/π
规定p/π为标准值（整数或有限位小
数），其压力角定为标准值20°。
模数 m :
分度圆上的压力角简称为压力角，以α表示， 压力角为200。
轮基圆半径的反比，为一常数。 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。
2.渐开线齿廓的啮合特点 3)四线合一： 啮合线（啮合点的轨迹）、力作用线、基
圆内公切线、齿廓接触点的公法线四线重
合。
4)啮合角不变： 啮合线与两节圆公切线所夹的锐角称为啮
合角，用α’表示 。显然，齿轮传动啮 合角不变，正压力的大小、方向不变。
第一节 齿轮传动的特点与类型
一、齿轮传动的特点
➢1）适用的功率和圆周速度范围广 传递的功 率可达数十万千瓦，圆周速度可达200m／s2。
➢2）效率高 常用的机械传动中，齿轮机构的效 率为最高，可达99％。
➢3）传动比稳定 齿轮机构能保证平均传动比 和瞬时传动比稳定。
➢4）结构紧凑 在同样的使用条件下，齿轮机构 所需的空间尺寸较小。
齿廓精度低 分度低
z、m、α这三个参数称为渐开线齿轮的三个基本参数。
➢ 齿轮的主要几何尺寸 都与模数成正比。m 越大，p 越大，轮齿 就越大。
➢ 模数m是轮齿抗弯能 力的重要标志。
标准齿轮 —— m、α、ha*、c*均为标准值，
C
第三节 渐开线标准直齿圆柱齿轮传动
一、齿轮各部分的名称和主要参数
齿轮圆周上轮齿 的数目称为齿数, 用z表示。
齿距 pk :
任意圆周 pk=sk+ek
分度圆上
分度圆 d :
zp=πd
d=zp/π
规定p/π为标准值（整数或有限位小
数），其压力角定为标准值20°。
模数 m :
分度圆上的压力角简称为压力角，以α表示， 压力角为200。
轮基圆半径的反比，为一常数。 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。
2.渐开线齿廓的啮合特点 3)四线合一： 啮合线（啮合点的轨迹）、力作用线、基
圆内公切线、齿廓接触点的公法线四线重
合。
4)啮合角不变： 啮合线与两节圆公切线所夹的锐角称为啮
合角，用α’表示 。显然，齿轮传动啮 合角不变，正压力的大小、方向不变。
第一节 齿轮传动的特点与类型
一、齿轮传动的特点
➢1）适用的功率和圆周速度范围广 传递的功 率可达数十万千瓦，圆周速度可达200m／s2。
➢2）效率高 常用的机械传动中，齿轮机构的效 率为最高，可达99％。
➢3）传动比稳定 齿轮机构能保证平均传动比 和瞬时传动比稳定。
➢4）结构紧凑 在同样的使用条件下，齿轮机构 所需的空间尺寸较小。
齿廓精度低 分度低