齿轮传动的特点讲义和分类
齿轮传动的特点和类型
第一节齿轮传动的特点和类型一、齿轮传动的特点齿轮传动是应用最为广泛的一种传动形式，与其它传动相比，具有传递的功率大、速度范围广、效率高、工作可靠、寿命长、结构紧凑、能保证恒定传动比；缺点是制造及安装精度要求高，成本高，不适于两轴中心距过大的传动。
二、齿轮传动分类1、按轴线相互位置：平面齿轮传动和空间齿轮传动。
平面齿轮传动：按轮齿方向：直齿轮传动，斜齿轮传动和人字齿轮传动；按啮合方式：外啮合、内啮合和齿轮齿条传动；空间齿轮传动：锥齿轮传动、交错轴斜齿轮传动和蜗杆蜗轮传动。
2、按齿轮是否封闭：开式和闭式齿轮传动三、齿轮传动的基本要求1、传动准确平稳；齿廓啮合基本定律：为保证齿轮传动的瞬时传动比保持不变，则两轮不论在何处接触，过接触点所作两轮的公法线必须与两轮的连心线交于一定点。
定点C称为节点，分别以O1、O2为圆心，过节点C所作的两个相切的圆称为节圆。
根据齿廓曲线满足齿廓啮合基本定律制出的齿轮有渐开线齿轮、摆线齿轮和圆弧线齿轮。
我们主要介绍渐开线齿轮。
渐开线的有关概念：1、发生线在基圆上滚过的长度等于基圆上相应被滚过的弧长；2、发生线即渐开线的法线，它始终与基圆相切，故也是基圆的切线；3、同一基圆上生成的任意两条反向渐开线间的公法线长度处处相等，任意两条同向渐开线间的法向距离处处相等；4、渐开线的形状取决于基圆的大小。
基圆越小，渐开线越弯曲；基圆越大，渐开线越平直；5、基圆内无渐开线。
2、承载能力高和较长的使用寿命。
第二节渐开线齿轮的基本参数及几何尺寸计算一、各部分名称端平面：垂直于齿轮轴线的平面；齿槽：相邻两轮之间的空间；齿顶圆（da）、齿根圆（df）、齿槽宽（ek）、齿厚（sk）、齿顶高（ha）、齿根高（hf）、齿宽（p）、全齿高（h）二、基本参数1、模数m：；2、压力角：规定分度圆上的压力角为标准压力角；3、齿顶高系数：；4、顶隙系数：；5、齿数z：。
当m、α不变时，z越大，db越大，渐开线越平直，若当z→∞时，db→∞，渐开线变成直线，齿轮变成齿条。
齿轮传动的特点及类型
齿轮传动的特点及类型
一、齿轮传动的特点
1）效率高在常用的机械传动中，以齿轮传动效率为最高，闭式传动效率为96%~99%，这对大功率传动有很大的经济意义。
2）结构紧凑比带、链传动所需的空间尺寸小。
3）传动比稳定传动比稳定往往是对传动性能的基本要求。
齿轮传动获得广泛应用，正是由于其具有这一特点。
4）工作可*、寿命长设计制造正确合理、使用维护良好的齿轮传动，工作十分可*，寿命可长达一二十年，这
也是其它机械传动所不能比拟的。
这对车辆及在矿井内工
作的机器尤为重要。
但是齿轮传动的制造及安装精度要求高，价格较贵，且不宜用于传动距离过大的场合。
二、齿轮传动的类型齿轮传动就装置形式分：
1）开式、半开式传动在农业机械、建筑机械以及简易的机械设备中，有一些齿轮传动没有防尘罩或机壳，齿轮
完全暴露在外边，这叫开式齿轮传动。
这种传动不仅外界
杂物极易侵入，而且润滑不良，因此工作条件不好，轮齿
也容易磨损，故只宜用于低速传动。
齿轮传动装有简单的
防护罩，有时还把大齿轮部分地浸入油池中，则称为半开
式齿轮传动。
它工作条件虽有改善，但仍不能做到严密防
止外界杂物侵入，润滑条件也不算最好。
2）闭式传动而汽车、机床、航空发动机等所用的齿轮传动，都是装在经过精确加工而且封闭严密的箱体（机匣）的，这称为闭式齿轮传动（齿轮箱）。
它与开式或半
开式的相比，润滑及防护等条件最好，多用于重要的场合。
按齿面硬度分：
1）软齿面齿轮轮齿工作面的硬度小于或等于350HBS 或38HRC；
2）硬齿面齿轮轮齿工作面的硬度大于350HBS或
38HRC。
齿轮传动的特点和类型
第一节齿轮传动的特点和类型一、齿轮传动的特点齿轮传动是应用最为广泛的一种传动形式，与其它传动相比，具有传递的功率大、速度范围广、效率高、工作可靠、寿命长、结构紧凑、能保证恒定传动比；缺点是制造及安装精度要求高，成本高，不适于两轴中心距过大的传动。
二、齿轮传动分类1、按轴线相互位置：平面齿轮传动和空间齿轮传动。
平面齿轮传动：按轮齿方向：直齿轮传动，斜齿轮传动和人字齿轮传动；按啮合方式：外啮合、内啮合和齿轮齿条传动；空间齿轮传动：锥齿轮传动、交错轴斜齿轮传动和蜗杆蜗轮传动。
2、按齿轮是否圭寸闭：开式和闭式齿轮传动三、齿轮传动的基本要求1、传动准确平稳；齿廓啮合基本定律：为保证齿轮传动的瞬时传动比保持不变，则两轮不论在何处接触，过接触点所作两轮的公法线必须与两轮的连心线交于一定点。
定点C称为节点，分别以01、02为圆心，过节点C所作的两个相切的圆称为节圆。
根据齿廓曲线满足齿廓啮合基本定律制出的齿轮有渐开线齿轮、摆线齿轮和圆弧线齿轮。
我们主要介绍渐开线齿轮。
渐开线的有关概念：1、发生线在基圆上滚过的长度等于基圆上相应被滚过的弧长；2、发生线即渐开线的法线，它始终与基圆相切，故也是基圆的切线；3、同一基圆上生成的任意两条反向渐开线间的公法线长度处处相等，任意两条同向渐开线间的法向距离处处相等；4、渐开线的形状取决于基圆的大小。
基圆越小，渐开线越弯曲；基圆越大，渐开线越平直；5、基圆内无渐开线。
2、承载能力高和较长的使用寿命。
第二节渐开线齿轮的基本参数及几何尺寸计算一、各部分名称端平面：垂直于齿轮轴线的平面；齿槽：相邻两轮之间的空间；齿顶圆（da）、齿根圆（df）、齿槽宽（ek）、齿厚（sk）、齿顶高（ha ）、齿根高（hf）、齿宽（p）、全齿高（h）二、基本参数1、模数m: ;2、压力角：规定分度圆上的压力角为标准压力角；3、齿顶高系数：；4、顶隙系数：；5、齿数z:。
当m、a不变时，z越大，db越大, 渐开线越平直，若当z—x时，db—%，渐开线变成直线，齿轮变成齿条。
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。
机械设计基础
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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。
齿轮传动的特点和分类(课件)
o1 ω1
Vk2
a
Vk1
n k
E1
bC
E2
n
o2
ω2
四、齿廓啮合的基本定律
两轮齿廓在节点啮合
时，相对速度为零，
即一对齿轮的啮合传
动相当于它们的节圆
作纯滚动。
n
o1 ω1
n
k
C
E1
E2
o2
ω2
四、齿廓啮合的基本定律
LOGO
齿轮传动
一、中国古代齿轮发展历史
❖约公元前2,300 ~ 前1,900年
❖山西省襄汾陶寺出土
一、中国古代齿轮发展历史
远在公元前400—-200年的中国古代就巳开始使用齿轮，在我国山西出土的 青铜齿轮是迄今已发现的最古老齿轮
铁制棘齿轮 河北安午汲古城遗址
牛转翻车
牛转连磨
二、齿轮传动的特点：
◆ 优点： （1）适用范围广
二、齿轮传动的特点：
二、齿轮传动的特点：
◆ 优点：
（2）瞬时传动比恒定； （3）效率高； 寿命长；结构紧凑。
◆ 缺点 ：
（1）制造、安装精度要求较高，成本较高； （2）不适于远距离两轴之间的传动；
1 2Leabharlann O2K cosK2 O1K cosK1
O2 N2 O1N1
O2C O1C
四、齿廓啮合的基本定律
上式表明：
显然要使两齿轮瞬时角速 度比恒定不变，必须使C 点为连心线上的固定点。
或者说要使齿轮传动得到 定传动比，不论齿廓在任 何位置接触，过接触点所 作的齿廓公法线都必须与 连心线交于一定点。
5、按齿轮齿廓曲线的形状
机械设计基础齿轮传动
正火
143～197
430～460
160～170
ZG310—570
正火
163～197
445～480
165～175
ZG340—640
正火
179～207
460～490
170～180
ZG35SiMn
正火
163～217
480～550
195～210
调质
197～248
530～605
205～220
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防止措施：降低轮齿表面粗糙度值； 保持良好的润滑； 采用闭式传动或加防护罩。
4.齿面胶合
一般发生在闭式重载齿轮上
低速重载导致冷胶合， 高速重载导致热胶合。
防止措施：提高齿面硬度； 降低齿面粗糙度值； 选用抗胶合性能好的齿轮副材料； 采用抗胶合能力强的润滑油； 用极压添加剂
Pk
Vk
(1)NK = N K0
）
rb
渐开线上点Ｋ的压力角
N
发生线
渐开线k0k 的展角
K0
K
O
基圆
渐开线
rk
在不考虑摩擦力、重力和惯性 力的条件下，一对齿廓相互啮合时， 齿轮上接触点Ｋ所受到的正压力方 向与受力点速度方向之间所夹的锐 角，称为齿轮齿廓在该点的压力角。
(３)渐开线齿廓各点具有不同的 压力角，点Ｋ离基圆中心Ｏ 愈远，压力角愈大。
*/50
齿轮传动
齿轮传动特点、类型和应用 渐开线齿轮 标准渐开线直齿圆柱齿轮啮合传动
齿轮加工 齿轮轮齿的失效 齿轮强度计算 齿轮结构
*/50
1.齿轮传动的特点
一、齿轮传动特点、类型和应用
缺点：
① 制造和安装精度 要求较高；
齿轮传动的类型与特点
齿轮传动的类型与特点齿轮传动是一种常见的机械传动方式，常用于不同转速要求的机械装置之间，它由一对或多对沿轴线排列的圆形齿轮构成，通过相互啮合转动，传递动力和扭矩，具有传动可靠、效率高、精度和稳定性好等特点。
下面将介绍齿轮传动的类型和特点。
1、平行轴齿轮传动平行轴齿轮传动是齿轮传动的最常见形式，指齿轮轴线平行且在同一平面。
其传递的力矩大、效率高，可分为两种类型：直齿轮和斜齿轮。
直齿轮啮合平稳，传递能力强，适用于中低速传动；而斜齿轮具有较小的啮合力矩和噪音，适用于高速传动。
垂直轴齿轮传动是指两个齿轮的轴线相互垂直。
该传动方式分为内啮合和外啮合两种形式。
内啮合适用于狭小空间，外啮合适用于中等功率的传动。
斜轴齿轮传动是指两个齿轮轴线倾斜一定角度，往往用于传递转速和扭矩较小的场合。
主要特点是启动平稳，噪声低，适用于高速传动。
4、离合器的齿轮传动离合器齿轮传动是指由离合器自由公转或离合器与三角带或链条传动的方式。
其主要特点是离合器本身具有离合和组合状态，能够实现变速传动。
行星齿轮传动是指一个或多个行星轮绕中心轴旋转的齿轮传动。
它具有结构紧凑、扭矩大、噪声小等特点，适用于高扭矩传动。
6、环形齿轮传动1、传动可靠性高齿轮传动具有结构简单、传动可靠、使用寿命长等特点。
由于它的齿轮啮合面积大，因此传递力矩时，齿轮之间一般不会错位跳齿，保证了传动的可靠性。
2、效率高齿轮传动的效率比带传动和链传动高，可达到95%以上。
这主要是由于齿轮啮合过程中，不会因滑动而导致能量损失，因此效率高。
3、精度和稳定性好齿轮的制造精度高，啮合接触点稳定，因此传动精度和稳定性好。
在工作时，齿轮的啮合面积大，分布在轮齿宽上，随着使用时间的增加，对齿轮啮合的影响较小。
4、结构复杂齿轮传动相较于带传动和链传动而言，结构较为复杂，必须要保证齿轮的制造和配合精度。
另外，为了增强轴向支撑，还需要离合器、轴承等支撑结构。
5、噪音大由于齿轮的啮合面积大，齿轮啮合过程中会产生较大的噪音。
齿轮传动讲义
齿轮传动1．传动系统传递功率，传递运动。
变速传动系统的基本要求：1）满足传动比的要求2）满足传递功率的要求3）较高的传动效率4）具有足够的工作寿命5）满足振动、噪声的要求6）尺寸小，质量轻，结构简单，造价低7）便于维修回转运动传动机构：摩擦传动：皮带传动、摩擦轮传动——传动平稳，噪声小。
啮合传动：齿轮传动、蜗杆传动、链传动——传动比准确。
齿轮传动机构的特点：齿轮机构是现代机械中应用最广泛的传动机构，用于传递空间任意两轴或多轴之间的运动和动力。
齿轮传动主要优点：传动效率高，结构紧凑，工作可靠、寿命长，传动比准确。
齿轮机构主要缺点：制造及安装精度要求高，价格较贵，不宜用于两轴间距离较大的场合。
齿轮传动比选择一般取i≤4~8。
大于8时，用多级传动，可减小系统尺寸。
多级传动中传动比的分配：考虑传递的扭矩，可“快小慢大”，即靠高速端的速度改变较小，靠低速端的速度改变较大。
对于减速机构，其传动比就是“前小后大”。
这样可使中间传动构件转速较高而扭矩较小，所需尺寸小。
2．齿轮传动概述齿轮传动机构的分类：齿轮传动机构的分类按轴的相对位置平行轴齿轮传动机构——平面齿轮传动机构相交轴齿轮传动机构、交错轴齿轮传动机构——空间齿轮传动机构按齿线相对齿轮体母线相对位置直齿、斜齿、人字齿、曲线齿按齿廓曲线渐开线齿、摆线齿、圆弧齿按齿轮传动机构的工作条件闭式传动——齿轮封闭在箱体内，润滑良好；开式传动——齿轮是完全外露的，不能保证良好润滑；半开式传动——半开式传动的齿轮浸在油池内，装有防护罩，不封闭按齿面硬度软齿面（≤350HB）、硬齿面（>350HB）平行轴齿轮传动（圆柱齿轮传动）gear pairwithparallelaxes直齿Spur gears斜齿helical gear人字齿double-helical gear齿轮齿条rack and pinion内齿轮internal gear斜齿内齿轮传动helical internal gear相交轴齿轮传动(圆锥齿轮传动)gear pairwithintersectingaxles直齿straight bevel gear斜齿helical bevel gear曲线齿spiral bevel gear交错轴齿轮传动(螺旋齿轮传动)gear pairwithnon-parallel斜齿crossed helical gear蜗杆蜗轮worm and worm gear准双曲面齿轮hypoid gear齿轮传动的基本要求：在齿轮传动机构的研究、设计和生产中，一般要满足以下两个基本要求：1）传动平稳——在传动中保持瞬时传动比不变，冲击、振动及噪音尽量小。