平行轴斜齿圆柱齿轮传动
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。
机械设计及原理课件教程-斜齿圆柱齿轮传动
x1
ha* ( zmin z1 ) ; z min
ha * 1 x1 x2
2zmin (z1 z2 ) zmin
x1 x20 z1 z2 2zmin
当采用等移距变位时，两轮齿数之和必须大于或至少等
于最少齿数的两倍。
（2）x1+x2=0 a’=a ,’=，y=0
斜齿轮的螺旋角β，表示斜齿轮
轮齿的倾斜程度。
tg d l （l 为导程）
基圆柱上的螺旋角:
tg b tg cos t
2. 齿距和模数 pn pt cos
mn mt cos
3. 法面压力角n和端面压力角t
ac tgt ac tgn
aa’c中 acac cos
cn* — 法面顶隙系数, 其值与直齿轮的
值一样,为标准值;
c
* t
— zmn / cos 标准中心距： a (d1 d2) / 2 mt (z1 z2) / 2 mn(z1 z2) / 2cos
1 （2 外啮合）
2、连续传动条件
斜齿轮传动的实际啮合区比直齿
轮增大了 L B tg b
斜齿轮传动的重合度较直齿轮
传动增加了εβ --- 轴向重合度
L
pbt
B tg b
pbt
B tg cost B sin / cos B sin
tg n
tg t
cos
4. 斜齿轮传动的几何尺寸
齿顶高： ha ha*nmn 或ha ha*tmt 齿根高： hf ha*nmn cn*mn 或hf ha*tmt ct*mt
平行轴斜齿轮传动
作者： 孙志宏
d
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小结：
法面参数为标准值
– 法面模数mn符合国家规定的标准摸数系列表 (GB/T1357-87).
– 法面压力角：αn=20° – 法面齿顶高系数： han*＝1
– 法面顶隙系数： c*n＝0.25
• 端面参数用于计算几何尺寸。
– 端面模数: mt=mn/cosβ – 端面压力角: tgαt = tgαn /cosβ – 端面齿顶高系数: hat*=han*cosβ – 端面顶隙系数: ct*=cn*cosβ
作者： 孙志宏
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Re — 外锥距 δ — 分度圆锥角
δa — 齿顶圆锥角
GB12369-90 规 定 ， 多 采 用 等 顶 隙圆锥齿轮传动。
θf
δa1
b — 齿宽 d1 , d2 — 分度圆直径
R
b
O
δ2 δ1
1
d1
da — 齿顶圆
df — 齿根圆
2
hhf a
传动比：
法剖面得一椭圆，
斜齿轮的当量齿轮，其齿数称当量齿数。
以C点曲率半径ρ作为
当量齿轮的分度圆半径。
椭圆长半轴: a = d/2 cosβ
短半轴: b = d/2 由高数知，C点的曲率半径为： rv ＝ρ ＝a2/b =d/2cos2β
得： zv ＝2rv /mn ＝d/mn cos2β ＝zmt/ mn cos2β ＝z/ cos3β
④缺点是产生轴向力，且随β增大而增大，
一般取β＝8°～20°。
采用人字齿轮，可使β＝25°～40°。
常用于高速大功率传动中(如船用齿轮箱)。
齿轮传动的分类
齿轮传动的分类齿轮传动是一种常用的机械传动方式，广泛应用于各个领域。
根据齿轮的不同排列方式和传动方式，可以将齿轮传动分为多种类型，下面将分别介绍。
一、平行轴齿轮传动平行轴齿轮传动是指两个轴线平行的齿轮传动。
这种传动方式常用于机床、变速箱等机械设备中。
平行轴齿轮传动分为外啮合和内啮合两种方式。
外啮合是指齿轮轮缘之间的啮合，内啮合是指齿轮齿槽之间的啮合。
平行轴齿轮传动可以实现不同转速和扭矩的传递。
二、直角轴齿轮传动直角轴齿轮传动是指两个轴线相互垂直的齿轮传动。
这种传动方式常用于汽车、船舶等的传动系统中。
直角轴齿轮传动分为螺旋伞齿轮和斜齿轮两种方式。
螺旋伞齿轮具有低噪音、平稳等特点，斜齿轮则具有承载能力强、传动效率高等特点。
三、斜齿轮传动斜齿轮传动是指两个轴线夹角不为90度的齿轮传动。
这种传动方式常用于汽车、机床等设备中。
斜齿轮传动分为锥齿轮和蜗杆齿轮两种方式。
锥齿轮传动具有传动效率高、承载能力强等特点，蜗杆齿轮传动则具有减速比大、传动平稳等特点。
四、行星齿轮传动行星齿轮传动是指由一个中心齿轮和多个围绕中心齿轮旋转的行星齿轮组成的传动方式。
这种传动方式常用于汽车变速箱、工业机器人等设备中。
行星齿轮传动具有结构紧凑、传动效率高等特点。
五、摆线齿轮传动摆线齿轮传动是指由摆线齿轮和摆线齿轮架组成的传动方式。
这种传动方式常用于高精度传动系统中，如数控机床、印刷机等。
摆线齿轮传动具有传动精度高、噪音低等特点。
齿轮传动是机械传动中应用最为广泛的传动方式之一。
不同类型的齿轮传动具有各自的特点和优势，在实际应用中需要根据具体情况进行选择和设计。
齿轮机构的齿廓啮合基本规律特点和类型
第八节 直齿圆锥齿轮传动
圆锥齿轮传动用来传递相交 两轴的运动和动力。
分直齿圆锥齿轮和曲 齿圆锥齿轮
返回
一、传动比和几何尺寸计算
1)分度圆：d1=mz1， d2=mz2 2)齿顶高：ha=m， 齿根高：hf=1.2m
3)传动比：i12= d2/d1 = z2/z1
=ctg δ1=tg δ2
1 2 2 d1 d 2 2 注意：分度圆锥角：δ1=arcctg i12， δ2= 900-δ1 齿顶角：θa1= θa2=arctg ha/R， 齿根角： θf1= θf2=arctg hf/R 锥距： R
图5-20 背锥及当量齿数
平行轴
垂直轴
交错轴
返回
一、齿轮机构的特点和类型
（一）平行轴线齿轮传动
返回
（二）空间齿轮传动
5
返回
齿轮传动的基本要求
传动准确和平稳（任意瞬时传动比恒定）------由齿
轮轮廓和制造精度决定。
传动比
1 i12 2
承载能力强（足够强度、刚度、耐磨）--------由齿
轮尺寸、材料和工艺决定。
返回
三、正确啮合条件
mn1= mn2 =m αn1= αn2=200 β1= -β2外啮合 (mt1= mt2 ) (αt1= αt2) （ β1=β2内啮合 ）
返回
四、当量齿数
图5-18 斜齿圆柱齿轮的当量齿数
zmt 2 d z zv 2 3 pn pn cos pt cos cos3
5、分度圆---圆周上的 P/ π =m（模数）为标准值 GB1357-87，压力角α亦为标准值的圆。 d=m Z，α=200，标准齿轮 P=s+e，s=e= π m/2
轴传动分类
轴传动分类轴传动是一种常见的机械传动方式，通过轴上的齿轮或带来传递动力。
在工业生产和日常生活中，轴传动被广泛应用于各种机械设备中，如汽车、风力发电机、搅拌机等。
本文将从不同角度对轴传动进行分类和讨论，以便更好地了解和应用这一传动方式。
一、基于传动方式的分类：1. 齿轮传动：齿轮传动是最常见的轴传动方式之一，通过齿轮的啮合传递动力。
根据齿轮的结构和传动方式，可以将齿轮传动分为直齿轮传动、斜齿轮传动、蜗杆传动等。
直齿轮传动适用于传递较大功率和速度比较高的场合，而斜齿轮传动则适用于传递较小功率和速度比较低的场合。
2. 带传动：带传动是利用带子来传递动力的一种传动方式，常见的有V带传动、链条传动等。
V带传动适用于功率较小、速度较低的场合，而链条传动适用于功率较大、速度较高的场合。
3. 联轴器传动：联轴器传动是通过联轴器将两个轴连接在一起，传递动力的一种传动方式。
联轴器传动具有传动效率高、运转平稳等优点，适用于需要精准传动和较高转速的场合。
二、基于传动方向的分类：1. 平行轴传动：平行轴传动是指传动轴之间平行排列的一种传动方式，常见的有直齿轮传动和带传动。
平行轴传动适用于轴线距离较近的场合，传递效率高，结构简单。
2. 歧齿轮传动：歧齿轮传动是指传动轴之间呈一定夹角排列的一种传动方式，常见的有斜齿轮传动和蜗杆传动。
歧齿轮传动适用于轴线距离较远的场合，传递效率稍低，但传动平稳。
3. 交叉轴传动：交叉轴传动是指传动轴之间呈十字形排列的一种传动方式，常见的有十字轴传动和万向传动。
交叉轴传动适用于需要传递大转角和扭矩的场合，具有传动效率高、灵活性强的优点。
三、基于传动比的分类：1. 固定传动比：固定传动比是指传动过程中传动比不可调节的一种传动方式，常见的有直齿轮传动和链条传动。
固定传动比适用于传动比较稳定的场合，结构简单，易于维护。
2. 可变传动比：可变传动比是指传动过程中传动比可以调节的一种传动方式，常见的有连续变速箱和无级变速箱。
齿轮机构4
o1 s e p / 2 m / 2 * * h f (ha c* ) m ha ha m
•标准安装：其分度圆与节圆重合， ( s1=e1,s2=e2 , s1=e2 ,s2=e1) 啮合角等于分度圆压力角 标准中心距（标准齿轮无侧隙传动中心距）
' r1 ' ' r2
m a ( z1 z2 ) 2
齿距（周节）（pk）
显然，pk＝sk＋ek
5、分度圆（r，d）：在齿顶圆和齿根圆之间规定 一个 尺寸计算的基准圆 该圆上，齿厚s，齿槽宽e，齿距（周节）p d = (p /π)z 模数m：将p/π人为地规定为一 些简单的有理数 p/π＝m，d=m z, p= πm 分度圆压力角：规定为标准值
=20°
齿槽宽e
分度圆
齿顶圆 基圆
齿顶高ha
齿根圆
齿根高hf
rb
rf o
ra
r
h f (h c )m h ha h f
5个基本参数：m、z、 ha*、 c*、
a
二、内齿轮
特点
1、牙齿分布在空心圆柱体内表面上； 2、与外齿轮相反 内齿轮 外齿轮 齿厚 齿间 齿间 齿厚
尺寸
齿顶圆（da）——
两轮的模数相等，两轮的压力角相等。
m1 m2 m
1 2
二、标准中心距 （一）标准安装的条件 1、无侧隙啮合条件
' r1
齿轮的啮合过程
a
b
P
a'
b'
• 无侧隙啮合传动 • 无侧隙啮合传动条件 ' r2 一个齿轮齿厚的两侧齿廓与 一齿轮轮齿的节圆齿厚必 其相啮合的另一个齿轮的齿槽两 须等于另一齿轮节圆齿槽宽。 侧齿廓在两条啮合线上均紧密相 e s1 s 2 2 e1 切接触。 •实际有侧隙：靠公差保证
常见的传动方式
常见的传动方式一、传动方式概述传动方式是指机械装置中用于将电机或发动机的转动传递到其他零部件的方法。
不同的传动方式适用于不同的应用场景和需求。
本文将介绍一些常见的传动方式，包括齿轮传动、带传动、链传动和液压传动。
二、齿轮传动齿轮传动是一种常见的机械传动方式，主要由两个或多个齿轮的啮合来实现。
它具有传动效率高、传动比稳定等优点。
齿轮传动又可分为平行轴齿轮传动和直轴齿轮传动两种类型。
2.1 平行轴齿轮传动平行轴齿轮传动是指两个或多个轴线平行的齿轮的啮合传动方式。
它常用于需要传递较大功率和转矩的场合，如汽车变速器等。
常见的平行轴齿轮传动有直齿轮传动、斜齿轮传动和锥齿轮传动等。
2.1.1 直齿轮传动直齿轮传动是指两个轴线平行且齿轮齿条直接啮合的传动方式。
它适用于传递高功率和高转矩的情况。
直齿轮传动具有啮合平稳、传动效率高等特点。
2.1.2 斜齿轮传动斜齿轮传动是指两个轴线平行但齿轮齿条斜向啮合的传动方式。
它可以实现传动比的变化，常用于需要调整传动比的场合。
但斜齿轮传动的传动效率较低，且噪音较大。
2.1.3 锥齿轮传动锥齿轮传动是指两个轴线相交但不平行的齿轮传动方式。
它常用于传递大功率和大转矩的场合，如汽车后桥传动系统。
锥齿轮传动具有传动平稳、传动效率高等特点。
直轴齿轮传动是指两个轴线相交的齿轮传动方式。
它适用于传递转动方向相互垂直的情况，如手动搅拌器等。
直轴齿轮传动具有结构简单、传动效率高等特点。
三、带传动带传动是一种利用带条传递动力的传动方式。
它主要由带条和带轮构成，常用于传递较小功率和转矩的场合。
带传动具有结构简单、噪音小等特点。
3.1 平带传动平带传动是指带条平铺在带轮上进行传动的方式。
它适用于传递小功率和转矩的场合，如缝纫机等。
平带传动具有传动平稳、噪音小等特点。
3.2 V带传动V带传动是指带条呈V字形放置在带轮上进行传动的方式。
它常用于需要传递大功率和转矩的场合，如汽车发动机等。
V带传动具有结构紧凑、传动效率高等特点。
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重合度
直齿圆柱齿轮传动，沿整个齿宽在B2B2线进行啮合，又沿整 个齿宽同时在B1B1脱离啮合，所以其重合度为：
a
B1 B 2 Pn
B1
B2
对于斜齿圆柱齿轮传动，从前端 面进入啮合到后端面脱离啮合，其在啮 合线上的长度比直齿圆柱齿轮增加了 btgb。 故斜齿圆柱齿轮传动的重合度大于 直齿圆柱齿轮，其增量为：
(2).斜齿圆柱齿轮齿廓 曲面: 发生面沿基圆柱作纯 滚动时，其上与母线 成一倾斜角βb的斜直 线KK在空间所走过的 轨迹为渐开线螺旋面， 该螺旋面即为斜齿圆 柱齿轮齿廓曲面 βb称为基圆柱上的螺 旋角。
2.啮合特点
(1).直齿圆柱齿轮啮合时:齿面的接触线均平行于齿轮轴线。因此轮 齿是沿整个齿宽同时进入啮合、同时脱离啮合的，载荷沿齿宽突然 加上及卸下。因此直齿轮传动的平稳性较差，容易产生冲击和噪声， 不适合用于高速和重载的传动中。 (2). 斜齿圆柱齿轮啮合时:斜齿轮的齿廓是逐渐进入啮合、逐渐脱离 啮合的。如图所示，斜齿轮齿廓接触线的长度由零逐渐增加，又逐 渐缩短，直至脱离接触，载荷也不是突然加上或卸下的，高系数与顶隙系数
h an h at
h an m n h at m t
* *
m n m t cos
cn ct
cn m n ct m t
* *
h an 1
*
c n 0 . 25
*
* * h at h an cos * * c t c n cos
m t1 m t 2
m n1 m n 2
t1 t 2
b1 b 2
n1 n 2
1 2 1 2
四、斜齿轮的当量齿数
直齿轮齿形 刀具刃形 当量齿轮 斜齿轮的法面齿形
当量齿轮：与斜齿轮法面 齿形相当的直齿轮 当量齿数：当量齿轮的齿 数 ZV
1.螺旋角 意义：表示轮齿的倾斜程度 大小：各圆柱的螺旋角不同，一般提到的是分度圆柱上的螺旋角β 旋向：左旋，右旋 （沿轴向轮齿向哪侧上升） β越大，重合度越大，但 啮合时产生轴向力也越大
右图所示为斜齿轮分度圆柱面展开图，螺旋线展开成一直线， 该直线与轴线的夹角β称为斜齿轮在分度圆柱上的螺旋角， 简称斜齿轮的螺旋角。 tanβ=πd/ps 对于基圆柱同理可得其螺旋角βb为: 所以有：
用途： a.选择刀具刀号 b.确定斜齿轮不发生根切 的Zmin =ZVmin*Cos3 β=17 Cos3 β C.进行弯曲疲劳强度计算 用ZV 来选择齿形系数
5、斜齿轮的几何尺寸计算 1、斜齿轮端 面参数带入 直齿轮的计 算公式 2 、斜齿轮 传动可通过 在一定范围 内调整螺旋 角的大小来 凑配中心距
三、斜齿圆柱齿轮传动的正确啮合条件 （斜齿轮在端面内的啮合相当于直齿轮的啮合） 一对外啮合斜齿轮传动的正确啮合条件为： 1）两斜齿轮的法面模数相等；2）两斜齿轮的法面压力角相等；3） 两斜齿轮的螺旋角大小相等，方向相反。
B1 B'1 B1 b
B2 B'2 B2
b
btg b p nt
B'1 B1
B2
二、斜齿圆柱齿轮的主要参数和几何尺寸计算
斜齿轮的轮齿为螺旋形，在垂直于齿轮轴线的端面（下标以t表示）和垂直 于齿廓螺旋面的法面（下标以n表示）上有不同的参数（端面参数和法面参 数）。斜齿轮的端面是标准的渐开线，但从斜齿轮的加工和受力角度看， 斜齿轮的法面参数应为标准值。
§6—10 平行轴斜齿圆柱齿轮传动 一、斜齿轮齿廓曲面的形成和啮合特点
1.齿廓曲面的形成: 圆柱齿轮是有一定宽度的，因此轮齿的齿廓沿轴线方向形成一曲面。 (1).直齿轮轮齿渐开线 曲面: 发生面与基圆柱相切 于母线，当平面沿基 圆柱作纯滚动时，其 上与母线平行的直线 KK在空间所走过的轨 迹即为渐开线曲面，