第七章 非平行轴线齿轮传动(底板换)
各种齿轮机械传动原理
各种齿轮机械传动原理齿轮传动是一种常见的机械传动方式，它通过齿轮之间的啮合来传递动力和转动运动。
齿轮传动具有传动效率高、传递功率大、传动精度高等优点，广泛应用于各种机械设备中。
下面将介绍几种常见的齿轮传动原理。
1.平行轴齿轮传动平行轴齿轮传动是指齿轮轴线平行于传动方向的齿轮传动方式。
该传动方式可分为直齿轮传动、斜齿轮传动和锥齿轮传动三种形式。
直齿轮传动是最常见的一种齿轮传动方式，它的齿轮齿面为直线齿，轴线平行于传动方向。
直齿轮传动适用于传递小范围的速比，并且传动平稳、传动效率高。
斜齿轮传动是指齿轮齿面为斜面齿，轴线平行于传动方向。
斜齿轮传动适用于需要较大传动功率和转矩的场合，并且具有较高的传动精度。
锥齿轮传动是指齿轮齿面为圆锥面齿，轴线平行于传动方向。
锥齿轮传动适用于需要传递大范围速比和转向的场合，如汽车差速器和旋转机械。
2.交叉轴齿轮传动交叉轴齿轮传动是指齿轮轴线相交的齿轮传动方式。
常见的交叉轴齿轮传动包括蜗轮蜗杆传动和行星轮传动。
蜗轮蜗杆传动是一种传动比较大的传动方式，可以实现大范围的速比。
蜗轮蜗杆传动通过蜗杆和蜗轮的啮合来实现传递，具有传动平稳、传动比可调等优点，广泛应用于工程机械和船舶等设备中。
行星轮传动是一种多齿轮传动，由太阳轮、行星轮和内齿圈组成。
行星轮传动具有传递大范围的速比、传动平稳等优点，广泛应用于汽车变速器和工程机械中。
3.锁扣式齿轮传动锁扣式齿轮传动是一种无齿轮轴的齿轮传动方式，通过齿轮的锁扣连接来实现传递。
锁扣式齿轮传动具有节拍齿轮和轮毂式齿轮两种形式。
节拍齿轮传动是一种用于精确定位的传动方式，通过齿轮的锁扣连接，使得传动精度较高。
节拍齿轮传动广泛应用于印刷机械和纺织机械等需要定位的设备中。
轮毂式齿轮传动是一种用于连接轮毂和发动机的传动方式，通过轮毂和发动机的齿轮锁扣连接来实现传递。
轮毂式齿轮传动具有传递大转矩和传动平稳等优点，广泛应用于汽车和船舶等交通工具中。
以上是几种常见的齿轮机械传动原理，每种传动方式都有自身的特点和适用范围。
工程图学基础第七章 标准件和常用件解析
第七章标准件和常用件本章内容：第一节螺纹第二节螺纹紧固件第三节齿轮第四节键和销第五节滚动轴承第六节弹簧第一节螺纹一、螺纹的形成及要素一平面图形（如三角形、矩形、梯形等）沿一圆柱或圆锥面上的螺旋线运动，在该圆柱或圆锥面上形成的连续的凸起和沟槽即为螺纹。
在圆柱（或圆锥）外表面上形成的螺纹称为外螺纹；在圆柱（或圆锥）内表面上形成的螺纹称为内螺纹外螺纹内螺纹（一）螺纹的形成（二）螺纹的要素1、牙型沿螺纹的轴线方向剖切，所得的螺纹的轮廓形状称为螺纹的牙型。
常见的牙型有三角形、梯形、锯齿形等。
2、公称直径螺纹的直径有大径（d 或D ）、小径（d 1或D 1）、中径之分。
普通螺纹和梯形螺纹的大径又称公称直径。
与外螺纹的牙顶或内螺纹的牙底相切的假想圆柱或圆锥的直径称为大径。
与外螺纹的牙底或内螺纹的牙顶相切的假想圆柱或圆锥的直径称为小径。
在大径和小径之间，通过牙型上的沟槽和凸起宽度相等的假想圆柱或圆锥的直径称为中径。
外螺纹内螺纹ⅠⅡ 牙顶牙底I螺距Ph牙底牙顶h螺距PⅠ/4:1 Ⅱ/4:1大径 D ,d小径D 1 d 1中径D 2 d 23、线数螺纹有单线和多线之分。
圆柱面上沿一条螺旋线所形成的螺纹称为单线螺纹；由两条或两条以上沿轴线等距分布的螺旋线形成的螺纹称为多线螺纹。
螺纹的线数用n来表示。
单线螺纹三线螺纹4、螺距和导程相邻两牙在中径线上对应点间的轴向距离称为螺距，用P表示。
同一条螺旋线上相邻两牙在中径线上对应点间的轴向距离称为导程，用L表示。
对于单线螺纹，螺距=导程；对于多线螺纹，P=L/n。
单线螺纹三线螺纹5、旋向旋向有左旋和右旋之分。
顺时针旋转时旋进的螺纹称为右旋螺纹；逆时针旋转时旋进的螺纹称为左旋螺纹。
内外螺纹能够旋合在一起的条件是：五个要素必须完全相同。
右旋螺纹左旋螺纹二、螺纹的规定画法1、外螺纹的画法在平行于螺纹轴线的视图中，螺纹大径用粗实线表示，小径用细实线表示，螺纹终止线用粗实线表示。
在垂直于螺纹轴线的视图中，螺纹大径画成粗实线圆，小径画成3/4细实线圆，螺杆上倒角圆的投影不画。
第七章--传动机构的装配知识讲解_2022年学习资料
a-b-c-齿轮在轴上的安装误差-a齿轮偏心b齿轮歪斜c齿轮端面未紧贴轴肩
3对于精度要求高的齿轮传动机构，压装后应-检查径向跳动量和端面跳动量。-1径向跳动量-阅规-®-7了-齿轮 向圆跳动误差的检查
2端面跳动量-用两顶尖顶住齿轮轴，并使百分表的触头抵在齿-轮端面上，在齿轮旋转一周范围内，百分表的最大读与最小读数之差即为齿轮端面圆跳动误差。-齿轮端面圆跳动误差的检查
3.保证齿面接触正确-齿面应有正确的接触位置和足够的接触面积。-4.进行必要的平衡试验-对转速高、直径大的 轮，装配前应进行动平衡-检查，以免工作时产生过大的振动。
二、圆柱齿轮传动机构的装配-装配圆柱齿轮传动机构时，一般是先把齿轮装在轴-上，再把齿轮轴组件装入箱体。-1 齿轮与轴的装配-1在轴上空套或滑移的齿轮，一般与轴为间隙配-合，装配精度主要取决于零件本身的加工精度，这类 -轮装配较方便。-2在轴上固定的齿轮，与轴的配合多为过渡配合，-有少量的过盈。
3,带轮工作表面粗糙度要符合要求-般为Ra3.2um。过于粗糙，工作时加剧带的磨损；-过于光滑，加工经济性 ，且带易打滑。-4.带的张紧力要适当-张紧力过小，不能传递一定的功率；张紧力过大，-带、轴和轴承都将迅速磨
二、带轮与轴的装配-1.带轮与轴的装配-般带轮孔与轴为过渡配合H7k6,有少量过盈，-同轴度较高，并且用紧 件作周向和轴向固定。-a-b-c-d-带轮与轴的连接-a圆锥形轴头连接b平键连接c楔键连接d花键连接
3.带轮槽磨损-可适当车深轮槽，并修整轮缘。-4.V带拉长-V带拉长在正常范围内时，可通过调整中心距进行紧。若超过正常的拉伸量，则应更换新带。更换V带-时，应将一组V带同时更换，不得新旧混用。-5.带轮崩碎-应 换新带轮。
§7-2链传动机构的装配
机械设计基础第七章
机械设计基础第七章《机械设计基础》电子教案第七章齿轮转动课题机械设计基础概论授课日期授课类型理论课课时教学目标熟悉齿轮传动的特点、分类和齿廓啮合的基本定律了解渐开线齿廓掌握渐开线标准直齿圆柱齿轮传动的基本参数及几何尺寸熟悉渐开线直齿圆柱齿轮的啮合传动熟悉渐开线齿廓的加工了解齿轮传动的失效形式及设计准则了解齿轮材料及选择原则熟悉渐开线直齿圆柱齿轮传动的计算熟悉变位齿轮传动熟悉斜齿圆柱齿轮传动熟悉直齿圆锥齿轮传动了解齿轮的结构设计及齿轮传动的润滑教学内容齿轮传动的特点、分类和齿廓啮合的基本定律渐开线齿廓渐开线标准直齿圆柱齿轮传动的基本参数及几何尺寸渐开线直齿圆柱齿轮的啮合传动渐开线齿廓的加工齿轮传动的失效形式及设计准则齿轮材料及选择原则渐开线直齿圆柱齿轮传动的计算变位齿轮传动斜齿圆柱齿轮传动直齿圆锥齿轮传动齿轮的结构设计及齿轮传动的润滑教学方法教师讲解与学生领悟、练习相结合。
教学资源多媒体教室，多媒体课件教学步骤及主要内容备注教学环节教学内容讲授新知第一节齿轮传动的特点、分类和齿廓啮合的基本定律一、齿轮传动机构的特点齿轮传动是现代机械中应用最为广泛的一种传动。
它可以用来传递空间任意两轴之间的运动和动力，而且传动准确、平稳、机械效率高、使用寿命长、传动比准确、工作安全可靠。
二、齿轮传动的分类1.按照一对齿轮传动的角速比是否恒定，可将齿轮传动分为：（1）定传动比齿轮传动（2）变角速比齿轮传动2.按照一对齿轮传动时两轮轴线的相对位置，可将齿轮传动（1）两平行轴齿轮传动（2）两轴相交的齿轮传动（3）两轴交错的齿轮传动3.按齿廓曲线分为渐开线齿、摆线齿、圆弧齿。
渐开线齿轮4.按齿轮传动机构的工作条件分为闭式传动、开式传动、半开式传动。
三、渐开线齿廓啮合的特点1.定角速比2.啮合线为一定直线3.渐开线齿轮的可分性4.传动平稳第二节渐开线齿廓一、渐开线及渐开线齿廓1.渐开线的形成2.渐开线的特性（1）发生线在基圆上滚过的一段长度等于基圆上相应被滚过的一段弧长（2）因N点是发生线沿基圆滚动时的速度瞬心，故发生线KN是渐开线K点的法线。
齿轮的参数代图解计算方法
两轴平行的齿轮传动直齿圆柱齿轮传动1、两轮轴线互相平行。
2、齿轮的齿长方向与齿轮轴线互相平行。
3、两轮传动方向相反。
4、此种传动形式英勇最广泛。
直齿圆柱齿轮传动1、两轮轴线互相平行。
2、齿轮的齿长方向与齿轮轴线互相平行。
3、两轮传动方向相反；斜齿圆柱齿轮传动1、轮齿齿长方向线与齿轮轴线倾斜一个角度。
2、与直齿圆柱齿轮传动相比，同时啮合的齿数增多，传动平稳，传动的扭矩也比较大。
3、运转时存在轴向力。
4、加工制造比直齿圆柱齿轮传动麻烦。
斜齿圆柱齿轮传动非圆齿轮传动1、目前常见的非圆齿轮有椭圆形、扇形。
2、当主动轮等速转动时从动轮可以实现有规则的不等速转动。
3、此种传动多见于自动化机构。
人字齿轮传动1、具有斜齿圆柱齿轮的优点，同时运转时不产生轴向力。
2、适用于传递功率大，需作正反向运转的机构中。
3、加工制造比斜齿圆柱齿轮麻烦。
两轴相交的齿轮传动交叉轴斜齿轮传动1、两轮轴线不再同一平面上，或者任意交错，或者垂直交错。
2、两轮的螺旋角可以相等，也可以不相等。
3、两轮的螺旋方向可以相同，也可以不相同。
蜗杆传动1、蜗杆轴线与蜗轮轴线成垂直交错。
2、可以实现大的传动比，传动平稳，噪声小，有自锁。
3、传动效率较低，蜗杆线速度受一定限制。
直齿锥齿轮传动1、两轮轴线相交于锥顶点，轴交角α有三种，α〉90°，α=90°（正交），α〈90°。
2、轮齿齿线的延长线通过锥点。
斜齿锥齿轮传动1、轮齿齿线呈斜向，或者说，齿线的延长线不通过锥点，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，同时参加啮合的齿数增多，传动平稳，传动的扭矩较大。
齿轮几何要素的名称、代号齿顶圆：通过圆柱齿轮轮齿顶部的圆称为齿顶圆，其直径用d a表示。
齿根圆：通过圆柱齿轮齿根部的圆称为齿根圆，直径用d f 表示。
齿顶高：齿顶圆d a与分度圆d之间的径向距离称为齿顶高，用h a来表示。
第七章 齿轮传动
动画演示
齿轮传动
二.分度圆、模数和压力角
分度圆是齿轮各部分尺寸计 算的基准 分度圆直径d=zp/π, π为无 理数,则D无理数?工程上将比 值p/π规定为一些简单的值， 并使之标准化。这个比值称 为模数，用m表示 通常所说的齿轮的压力角α 是指其分度圆上的压力角。 α为标准值，其值为20º 齿轮上具有标准模数和标准 压力角的圆称为分度圆
齿轮传动
一.渐开线的形
成
一条直线L（称为发 生线(generating line)）沿着半径为 rb的圆周（称为基 圆(base circle)） 作纯滚动时，直线 上任意点K的轨迹称 为该圆的渐开线 (involute)。
形成过程动画
齿轮传动
二.渐开线的性质
1) 发生线在基圆上滚过的线段
长度 KN 等于基圆上被滚过的 圆弧长度 AN ，即 KN AN 。 2) 渐开线上任一点的法线切于 基圆。 3)渐开线上的压力角
齿轮传动
齿轮基本尺寸的名称和符号 齿顶圆（da 和 ra） 齿距pi 四圆 齿根圆（df 和 rf） 分度圆（d 和 r） 基圆（db 和 rb） 齿顶高ha 齿距pi 三弧 齿厚si 齿根高hf 齿槽宽ei 齿厚si 齿槽宽ei 分度圆
齿顶圆 基圆
齿根圆
同一圆上
三高
pi si ei
rb
根切现象
根切机理
根切现象：当用齿条型刀具(或齿轮型刀具)加工齿轮时， 若被加工的齿数过少，刀具的齿顶线(或齿顶圆)就会超过 轮坯的啮合极限点N1，这时就会出现刀刃把轮齿根部的渐 开线齿廓切去一部份的现象
齿轮传动
渐开线齿廓的根切
2. 产生根切的原因
当刀具齿顶线与啮合线的交点超过 啮合极限点N之外，便将根部已切 制出的渐开线齿廓再切去一部分。
2024版《机械设计基础》课程课件第7章齿轮传动
《机械设计基础》课程课件第7章齿轮传动目录•齿轮传动概述•齿轮的基本参数与几何尺寸•齿轮的材料、热处理及精度等级•齿轮传动的强度计算与校核•齿轮的制造工艺与装备•齿轮传动的润滑与密封•齿轮传动的发展趋势与展望01齿轮传动概述齿轮传动的定义与分类定义齿轮传动是指通过两个或多个齿轮的啮合来传递动力和运动的机械传动方式。
分类根据齿轮轴线的相对位置，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三类。
传动效率高齿轮传动的效率可达98%以上，比带传动和链传动高。
传动比稳定齿轮传动的传动比是恒定的，不受负载变化的影响。
承载能力强齿轮传动可以传递较大的扭矩和功率，适用于重载和高速传动。
结构紧凑齿轮传动的结构紧凑，占用空间小，有利于机器的轻量化和小型化。
制造和安装精度要求高成本高不宜用于远距离传动齿轮的制造和安装精度直接影响传动的平稳性和噪声水平。
高精度齿轮的制造成本较高，且需要专门的加工设备和工艺。
由于齿轮传动的结构特点，不宜用于远距离传动，否则需要增加中间支撑结构。
01020304工业领域交通运输领域能源领域其他领域齿轮传动的应用领域齿轮传动被广泛应用于各种工业设备中，如机床、起重机、输送机等。
汽车、火车、飞机等交通工具中大量使用齿轮传动来实现动力的传递和速度的变换。
在农业机械、建筑机械、矿山机械等领域中，齿轮传动也有广泛的应用。
在风力发电、水力发电等能源转换设备中，齿轮传动发挥着重要作用。
02齿轮的基本参数与几何尺寸齿轮的模数与压力角模数齿轮的一个重要参数，用m表示，它决定了齿轮的齿形大小和齿轮的承载能力。
模数越大，齿轮的齿形越大，承载能力越强。
压力角齿轮齿形的一个关键参数，用α表示。
它决定了齿轮传动的效率和齿轮的强度。
常见的压力角有20°和15°，其中20°压力角应用最为广泛。
齿轮的齿数与直径齿数齿轮上的齿的数量，用z表示。
齿数越多，齿轮的传动比越精确，但齿轮的尺寸也会相应增大。
最新机械设计基础第7章 轮系演示教学精品课件
§7-2 定轴轮系传动比计算(jìsuàn)
6
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§7-2 定轴轮系传动比计算(jì
suàn) 设轮a为起始主动轮，轮b为最末从动轮，则定轴轮系始末两轮传动比
数值计算的一般公式为：
iabba
na nb
轮 轮aa至 至轮 轮 bb所 所有 有主 从动 动轮 轮齿 齿数 数之 之积 积
当起始主动轮a和最末从动轮b的轴线平行时，两轮转向的同异可用传 动比的正负表达。两轮转向相同时，传动比为“+”；两轮转向相反 时，传动比为“-”。因此，平行二轴间的定轴轮系传动比计算公式为：
因此，若设与轮1固联的轴为输入轴，
i17 i12i2'3i3'4i45i5'6i6'7
n1n2' n3' n4n5' n6' n2 n3 n4 n5 n6 n7
zz12zz23' zz34' zz54zz56' zz67'
n1 n7
与轮7固联的轴为输出轴，则输入、 输出轴的传动比数值如下：
zz12 zz23 'zz34'zz4 5zz5 6'zz76' zz12 zz23 'zz35'zz5 6'zz76'
转向(zh画uǎ箭nx头ià法ng（)：适合(shìhé)任何定轴轮系） ( 1 ) m 法（只适合所有齿轮轴线都平行的情况）
结果表示：
从 动 齿 轮 齿 数 连 乘 积
iab
a b
± 主 动 齿 轮 齿 数 连 乘 积（输入、输出轴平行）
画箭头表示方向（输入、输出轴不平行）
§7-2 定轴轮系传动比计算(jìsuàn)
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A
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2.齿轮的常见结构形式有：
实心式
[da≤200mm]
齿轮轴
[直齿δ≤（2～2．5）mn 锥齿δ≤（1.6～2）m]
小尺寸齿轮
腹板式结构
[da≤500mm]
中型A 尺寸齿轮
轮辐式结构
da≥400mm
大尺寸齿轮16
本章基本内容讲述结束
谢谢配合
A
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高等职业教育机械类专业 核心技术课程
机械设计基础
教学课件 浙江机电职业技术学院 胡家秀 编创制作郑州铁路职业技术学院 徐刚涛
A
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第七章 非平行轴线齿轮传动
第一节 概述 第二节 直齿锥齿轮传动 第三节 交错轴斜齿轮传动 第四节 齿轮的结构设计
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第一节 概述
轴线相错的非平行轴线齿轮传动
轴线相交的非平行轴线齿轮传动
= (1-0.5ψR) d1 齿宽因数 ψR =d／R
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*2. 强度计算
简化计算时, 一般以齿宽中点处的当量直齿圆柱齿轮作为计算基础。 轴交角为90°的强度计算公式如下。
(1)齿面的接触疲劳强度计算公式
校核公式：
HZEZH ψR(1 40 .7 .5 K ψR 1)T2d13u[]H
设计公式 3
A
3
第二节 直齿锥齿轮传动
直齿锥齿轮传动视频
A
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一、锥齿轮的特点与应用
轴交角∑=90°的直齿锥齿轮传动，图示∑=δ1+δ2=90°
A
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二、锥齿轮的背锥与当量齿轮
1.锥齿轮齿廓的形成
齿锥齿轮的齿廓曲线为A 空间的球面渐开线
6
2.锥齿轮的背锥
圆锥O1AB为锥齿轮的背锥，背锥母线与球面切于锥齿轮大端的分度圆
1.基本参数和正确啮合条件
直齿圆锥齿轮传动的基本参数及几何尺寸是以轮齿大端为 标准的。规定锥齿轮大端模数与压力角为标准值。正确啮合条
件圆锥齿轮大端的模数和压力角分别相等，且锥距相等，锥顶 重：合
m1 m2 m
1 2 1 2 两轴夹角
分度圆直径：d1=2Rsinδ1 ; d2=2Rsinδ2
A
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3.锥齿轮的当量齿轮
将两背锥展成平面后得到两个扇形齿轮，将两扇形齿轮的轮齿补足，使其 成为完整的圆柱齿轮，补足轮齿的虚拟圆柱齿轮称为该锥齿轮的当量齿轮 rv1=r1/cosδ1=mz1/2 cosδ1；rv1= mzAv1/2，zv1＝z1/ cosδ1，zv2＝z2/ cos8δ2
三、直齿锥齿轮的啮合传动
不等顶收缩齿锥齿轮几何尺寸计算公式参见表7-2
A
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四、锥齿轮传动强度计算
1.受力分析
圆周力 Ft1= 2T1/ dm1 ; 径向力 Fr1= F′cosδ1= Ft1 tanαcosδ1 法向力 Fn=Ft1/cosα ; 轴向力 Fa1= F′sinδ1= Ft1 tanαsinδ1
(R-0.5b)/R= 0.5dm1/0.5d1 得 dm1=（R-0.5b）d1/R
锥齿轮的传动比： i12 1 2d d2 1zz1 2ssiin n1 2
当 129 0 时i12 1 2d d1 2zz1 2co 1 t tan 2
A
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2.几何尺寸计算
不等顶收缩齿与等顶收缩齿
不等顶隙收缩齿圆锥齿轮的分度圆锥、 齿顶圆锥和齿根圆锥的锥顶均重合，其 顶隙从大端到小端逐渐缩小。
等顶隙收缩齿的顶隙从大端到小端保持不变 此种传动其两轮的分度圆锥和齿根圆锥的锥 顶重合于一点，但两轮的齿顶圆锥的母线各 自平行于与之啮合的圆锥齿轮的齿根圆锥的 母线，故锥顶不再重合于一点。
d1 ψR(14.70K .5ψ1TR)2uZ[EZ]H H2
K 为载荷系数（表6－９） T1为小齿轮的转矩，N.m
u 为齿数比(u≥1)
ψR为齿宽系数，ψR=b/R=0.25～0.3;
b 为轮齿的接触宽度，mm；
ZE 为材料的弹性系数（表6－10） ZH 为节点啮合系数（查图6－35）
ห้องสมุดไป่ตู้
[бH]为许用接触应力，查取方法与直A齿轮相同。
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第三节 交错轴斜齿轮传动
交错轴斜齿轮(螺旋齿轮)传动视频
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螺 旋 齿 轮 传 动 的 特 点
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第四节 齿轮的结构设计
1.齿轮结构设计的一般程序：
通过强度计算确定出了齿轮的齿数z、模数m、齿宽B、螺旋角β、 分度圆直径d 等主要尺寸。
结构设计主要是确定轮缘，轮辐，轮毂等结构形式及尺寸大小。