机械原理课程教案—齿轮机构及其运动设计
机械原理齿轮机构及其设计PPT
α
5、基圆 rb
s = e = p/2
6、齿顶高 ha
O
7、齿根高 hf
8、全齿高 h h = ha + hf
9、压力角 α
一、齿轮各部分名称
ακ
1、齿数 z
2、模数 m (非常主要旳概念) 以齿轮分度圆为计算各部分尺寸基准
齿数 z ×齿距 p = 分度圆周长 πd
分度圆直径d = z × p / π
一对齿轮作无侧隙啮合传动时，共存在四个基本原因：
两个几何原因，即一对共轭旳渐开线齿廓 给定其中任何三个原因， 两个运动原因，即两轮旳角速度 ω0 和ω 就能取得第四个原因
刀具齿廓拟定，强制刀具与轮坯以定传动比 i = ω0/ω运动
刀具旳齿廓（一种几何原因）就必然在轮坯上切削（包络）出轮 坯旳齿廓（另一种几何素）。
连续传动旳条件为：B1B2 ≥ Pb
可表达为：重叠度ε a = B1B2 / Pb≥ 1
ε a 分析：重叠度旳大小表白同步参加啮合轮齿啮合对数旳平均值
ε a = 1 时，一直只有一对轮齿啮合，确保最低连续传动； ε a < 1 时，齿轮传动部分时间不连续； ε a > 1 时，部分时间单齿啮合，部分时间双齿啮合。
pb
2
B1B2
B1P + PB2
ω2
ε = pb = πmcosα
ε=
1 （z1（tan α a1 – tanα ’) + z2（tan α a2 – tanα ’））
2π
由上式可知，重叠度 ε 与齿数 z 正有关，z 越大ε 越高；
啮合角 α’ 越大，重叠度 ε 越小。与模数m无关。
四、原则中心距 a 与实际中心距 a’
机械原理第10章齿轮机构及其设计
2、具有标准顶隙：c = c *m
2.1.2 标准中心距
a=ra1+c+rf2 =r1+h*am+c*m+r2-( h*am+c*m)
=r1+r2=m(z1+z2) / 2
两轮的中心距a应等于两轮分度 圆半径之和，我们把这种中心距称为 标准中心距a
实际中心距a’
2.1.3 啮合角
啮合角α’——两轮传动时其节点P的圆周速度方向与啮合线 N1N2之间所夹的锐角，其值等于节圆压力角。 压力角α和啮合角α’的区别
2、对于按标准中心距安装的标准齿轮传动，当两轮的 齿数趋于无穷大时的极限重合度εαmax=1.981。
3、重合度εα还随啮合角α’的减小和齿顶高系数ha*的增 大而增大。
4、重合度是衡量齿轮传动质量的指标。 重合度承载能力传动平稳性
[例] 已知 z1=19、z2=52、=20、m =5mm、ha*=1。求 。
rb1+rb2=(r1+r2)cosα=(r1’+r2’)cos α’
齿轮的中心距与啮合角的关系为： a’cos α’=acos α
r1 =r1
O1
ω1 rb1 N1
=
r1 r1
O1
ω1 rb1 N1
N2
P
rb2 r2 =r2
P
N2 a
rb2
r2
r2
a
ω2
ω2
O2
O2
2.2 齿轮与齿条啮合传动 齿轮与齿条标准安装：齿轮的分度圆和齿条的分度线相切。
2．齿轮传动的中心距和啮合角
2.1 外啮合传动
2.1.1 齿轮正确安装的条件： 1、齿侧间隙为零：
即 s'1 e'2 及s'2 e'1
机械原理课程教案—机构的结构设计
机械原理课程教案—机构的结构设计一、教学目标1. 知识与技能：（1）了解机构的基本概念及其分类；（2）掌握常见机构的特点及应用；（3）学会使用机构设计的基本原则和方法。
2. 过程与方法：（1）通过观察实例，分析机构的功能和结构特点；（2）运用机构设计的基本原则，进行简单的机构设计。
3. 情感态度价值观：培养学生的创新意识，提高学生解决实际问题的能力。
二、教学内容1. 机构的基本概念及其分类（1）机构的定义；（2）机构的分类；（3）机构的特点。
2. 常见机构的特点及应用（1）齿轮机构；（2）传动机构；（3）连杆机构；（4）凸轮机构；（5）其他常用机构。
3. 机构设计的基本原则和方法（1）机构设计的原则；（2）机构设计的方法；（3）机构设计的步骤。
三、教学重点与难点1. 教学重点：（1）机构的基本概念及其分类；（2）常见机构的特点及应用；（3）机构设计的基本原则和方法。
2. 教学难点：（1）机构设计的方法；（2）机构设计的步骤。
四、教学准备1. 教学资源：（1）教材；（2）多媒体课件；（3）实例图片；（4）模型或实物。
2. 教学工具：（1）投影仪；（2）计算机；（3）黑板；（4）粉笔。
五、教学过程1. 导入新课：通过展示实例图片，引导学生思考机构在实际中的应用，激发学生的学习兴趣。
2. 教学内容与活动：（1）讲解机构的基本概念及其分类，通过实例分析不同机构的特点；（2）介绍常见机构的特点及应用，结合实际例子进行讲解；（3）讲解机构设计的基本原则和方法，引导学生了解机构设计的过程。
3. 课堂练习：让学生根据给定的任务，运用所学知识进行简单的机构设计，培养学生的实际操作能力。
4. 总结与拓展：对本节课的内容进行总结，强调机构设计的重要性，引导学生思考如何将所学知识应用到实际项目中。
鼓励学生进行创新，提出新的机构设计方案。
5. 布置作业：根据本节课的内容，布置相关的作业，巩固学生对机构设计的基本概念和方法的理解。
《机械原理》课件——第6章齿轮机构
➢ 齿轮机构的应用及分类
i = ω1 = O2C 12 ω2 O1C
➢ 齿廓啮合基本定律 齿廓曲线的选择 渐开线
➢ 渐开线齿廓的性质
渐开线的形成及性质 渐开线方程 渐开线齿廓的啮合特性
渐开线的形成及性质 形成？ 性质？
1）
2）切点N是渐开线在点K处的曲率中心，NK 为曲率半径。渐开线上任意点的法线必切于基圆。
m 2
r'2 o2
非标准中心距安装
实际中心距a ' 标准中心距 a 两轮的分度圆不再相切
rb = r cosa = r cosa
N
分度圆压力角α已经标准化 GB/T 1356-1988
o
分度圆 ：具有标准模数和标准压力角的圆。
齿轮的基本参数
4）齿顶高系数h*a
齿顶高： ha = ha* m
齿顶高系数
齿顶高系数h*a已经标准化
齿顶高系数h
* a
GB/T1357-1987
正常齿制 1
h a
短齿制 0.8
ra r
o
齿轮的基本参数
正确安装要求
顶隙为标准值 c＝c*m
两轮齿侧间隙为零
=
12
se
=
12
es
o1 r'1
1
c*m C
r'2 o2
正确安装条件
顶隙为标准值 c＝c*m
标准中心距 a
a
= r+ r12
标准中心距 a等于两齿轮分度圆 半径之和（ r1 + r2）
r'1 r
f1
o1
1
c*m
C
r
a2
r'2
o2
2024年机械设计基础课件齿轮传动
机械设计基础课件齿轮传动机械设计基础课件：齿轮传动1.引言齿轮传动是机械设计中的一种基本传动方式，广泛应用于各种机械设备的运动和动力传递。
齿轮传动具有结构简单、传动效率高、可靠性好、寿命长等优点，因此在工业生产和日常生活中得到广泛应用。
本课件将介绍齿轮传动的基本原理、分类、设计方法和应用。
2.齿轮传动的基本原理齿轮传动是利用齿轮副的啮合来传递动力和运动的一种传动方式。
齿轮副由两个或多个齿轮组成，其中主动齿轮通过旋转驱动从动齿轮，从而实现动力和运动的传递。
齿轮副的啮合是通过齿轮齿廓的接触来实现的，齿廓的形状和尺寸决定了齿轮传动的性能和精度。
3.齿轮传动的分类齿轮传动根据齿轮的形状和布置方式可分为直齿圆柱齿轮传动、斜齿圆柱齿轮传动、直齿圆锥齿轮传动和蜗轮蜗杆传动等。
直齿圆柱齿轮传动是应用最广泛的一种齿轮传动方式，具有结构简单、制造容易、精度高等优点。
斜齿圆柱齿轮传动具有传动平稳、噪声低、承载能力强等优点，适用于高速和重载的传动场合。
直齿圆锥齿轮传动适用于空间狭小和角度传动的场合。
蜗轮蜗杆传动具有大传动比、自锁性和精度高等特点，适用于低速、大扭矩的传动场合。
4.齿轮传动的设计方法齿轮传动的设计主要包括齿轮的几何设计、强度设计和精度设计。
齿轮的几何设计是根据传动比、工作条件、材料等因素确定齿轮的齿数、模数、压力角等参数。
强度设计是保证齿轮传动在规定的工作条件下具有足够的承载能力和寿命，主要包括齿面接触强度和齿根弯曲强度的计算。
精度设计是保证齿轮传动的精度和运动平稳性，主要包括齿轮的加工精度和装配精度的控制。
5.齿轮传动的应用齿轮传动在工业生产和日常生活中得到广泛应用。
在机床、汽车、船舶、飞机等机械设备中，齿轮传动用于传递动力和运动，实现各种复杂的运动轨迹和速度变化。
在风力发电、水力发电等能源领域，齿轮传动用于传递高速旋转的动力，实现能源的转换和利用。
在、自动化设备等高科技领域，齿轮传动用于实现精确的运动控制和动力传递，提高设备的性能和效率。
机械原理3D版课件-第8章 齿轮机构及其设计
齿顶高系数ha* ：正常齿制ha*= 1，短齿制ha*= 0.8 。 顶隙系数c*：正常齿制c*= 0.25，短齿制c*= 0.3。
ha ham
hf (ha c )m
h ha hf (2ha c )m
§8-4 渐开线标准齿轮的基本参数和几何尺寸
三、几何尺寸 表8-4渐开线标准直齿圆柱齿轮几何尺寸公式
啮合终止点B1 —— 啮合线N1N2 与主动轮齿顶圆的交点。
线段B1B2 ——实际啮合线段。 啮合线N1N2 —— 理论啮合线段。 N1、N2 —— 啮合极限点。
图8-14齿轮重合度
§8-5 渐开线直齿圆柱齿轮的啮合传动
重合度——实际啮合线段与法向齿距的比值，用εa 表示。
a
B1B2 pb
连续传动条件—— 重合度大于或等于 1
重合度的计算
a
1 2π
z1tan a1
tan
z2 tan a2
tan
影响重合度的因素：
a) ε与模数m无关；
b) 齿数ｚ越多，ε 越大； c) ｚ趋于∞时，εmax=1.981； d) 啮合角α‘ 越小，ε越大；
e) 齿顶高系数ha*越大，ε越大。
图8-14齿轮重合度
图8-15 齿轮重合 度与齿轮啮合区段
图8-2渐开线的形成
二、 渐开线的特性
1. 发生线沿基圆滚过的长度，等于基圆上被 滚过的圆弧长。
2. 渐开线上任意点的法线恒与其基圆相切。发生 线与基圆的切点B就是渐开线在K 点的曲率中心，
线段KB是渐开线在K点的曲率半径。
3. 基圆内无渐开线。 4. 渐开线的形状取决于基圆的大小。
§8-3 渐开线齿廓及其啮合特性
机械原理课程教案—齿轮机构及其运动设计
机械原理课程教案一齿轮机构及其运动设计一、教学目标及基本要求1.了解齿轮机构的类型和功用。
2.理解齿廓啮合基本定律。
3.了解渐开线的形成过程，掌握渐开线的性质、渐开线方程及渐开线齿廓的啮合特性。
4.深入理解和掌握渐开线直齿圆柱齿轮啮合传动需要满足的条件。
5.了解范成法切齿的基本原理和根切现象产生的原因、掌握不根切的条件。
6.了解渐开线直齿圆柱齿轮机构的传动类型及特点，学会根据工作要求和已知条件，正确选择传动类型，进行直齿圆柱齿轮机构的传动设计。
7.了解平行轴和交错轴斜齿圆柱齿轮机构传动的特点。
8.了解直齿圆锥齿轮机构的传动特点。
二、教学内容及学时分配第一节概述第二节齿廓啮合基本定律及齿廓曲线（第一、二节共1学时）第三节渐开线标准直齿圆柱齿轮的基本参数和几何尺寸计算（15学时）第四节渐开线标准直齿圆柱齿轮的啮合传动（1.5学时）第五节渐开线齿轮的加工与变位原理第六节渐开线变位齿轮传动（第五、六节共1学时）第七节渐开线直齿圆柱齿轮机构的运动设计（1学时）第八节斜齿圆柱齿轮机构（1学时）第九节直齿圆锥齿轮机构（1学时）三、教学内容的重点和难点重点：渐开线直齿圆柱齿轮机构的传动设计。
难点：渐开线齿轮的啮合传动。
四、教学内容的深化与拓宽非圆齿轮机构传动。
五、教学方式与手段及教学过程中应注意的问题充分利用多媒体教学手段，围绕教学基本要求进行教学。
在教学过程中应注意，本章的特点是名词、概念多，符号、公式多，理论系统型强，几何关系复杂。
要求学生学习时要注意清晰掌握主要脉络，对基本概念和几何关系应有透彻理解。
注意突出重点，多采用启发式教学以及教师和学生的互动。
六、主要参考书目1黄茂林，秦伟主编.机械原理.北京：机械工业出版社,2010 2申永胜主编.机械原理教程（第2版）清华大学出版社,20053孙桓，陈作模、葛文杰主编.机械原理（第七版）.北京：高等教育出版社，20064朱景梓.渐开线齿轮变位系数的选择.北京：人民教育出版社，19825［俄）李特文著，卢占贤等译.齿轮啮合原理.上海科学技术出版社，1984七、相关的实践性环节齿轮参数测绘及齿轮加工原理八、课外学习要求自学非圆齿轮机构的传动特点及适用场合。
机械原理(第七版)优秀课件—第十章 齿轮机构及其设计
• 2.模数m不同于齿轮，有单独的标准。
• 3.ha*=1，c*=0.2
• 4.直径系数（蜗杆特性系数）
q和升角λ
• 1）q：为了减少刀具数量，
有利于标准化，…
• q=d1/ma1
d1=mq
• 6.转向
• 10.13.3 背锥与当量齿数
当量齿数的用途：1、用仿 形法加工齿轮时选刀号
• rv1=r1/cosδ1=mz1/2cosδ1
• 1、 轮齿啮合的过程
理论啮合线N1N2 实际啮合线B2B1
齿廓工作段
齿廓非工作段
• 2、渐开线齿轮连续传动的条件
例：ε=1.2 的几何表示
• 3、重合度εα的计算 • 1）外啮合εα=B2B1 /pb
2．不出现根切的最小齿数
线距离
加工标准齿轮不出现根切的条件是：刀具的齿顶线到节
• 10.10.4 斜齿轮传动的重合度
• 10.10.5 斜齿圆柱齿轮的当量齿数
• 短半轴b=r， 长半轴=r/cosβ • c点的曲率半径 ρ=a2/b =r/cos2β • 以ρ为rv，以mn为m，以αn为α作当量齿轮
• 10.11 螺旋齿轮传动
• 10.11.1 螺旋齿轮齿廓曲面形成的方法
• 10.11.2 几何关系
• 2.正确啮合条件
• mn1=mn2=mn
• 3.几何尺寸计算
αn1=αn2=αn=20°
a=r1+r2=mn(z1/cosβ1+ z2/cosβ2)/2 可调β1和β2来凑中心距
10.11.3 传动比i12及从动轮的转动方向
1.转向
轮2的转向不仅与轮1的转向有关，还与旋向有关。 • 2.传动比
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机械原理课程教案—齿轮机构及其运动设计
一、教学目标及基本要求
1.了解齿轮机构的类型和功用。
2.理解齿廓啮合基本定律。
3.了解渐开线的形成过程，掌握渐开线的性质、渐开线方程及渐开线齿廓的啮合特性。
4.深入理解和掌握渐开线直齿圆柱齿轮啮合传动需要
满足的条件。
5.了解范成法切齿的基本原理和根切现象产生的原因、掌握不根切的条件。
6.了解渐开线直齿圆柱齿轮机构的传动类型及特点，学会根据工作要求和已知条件，正确选择传动类型，进行直齿圆柱齿轮机构的传动设计。
7.了解平行轴和交错轴斜齿圆柱齿轮机构传动的特点。
8.了解直齿圆锥齿轮机构的传动特点。
二、教学内容及学时分配
第一节概述
第二节齿廓啮合基本定律及齿廓曲线（第一、二节共1学时）
第三节渐开线标准直齿圆柱齿轮的基本参数和几何尺寸计算（1.5学时）
第四节渐开线标准直齿圆柱齿轮的啮合传动(1.5学
时)
第五节渐开线齿轮的加工与变位原理
第六节渐开线变位齿轮传动（第五、六节共1学时）第七节渐开线直齿圆柱齿轮机构的运动设计（1学时）第八节斜齿圆柱齿轮机构（1学时）
第九节直齿圆锥齿轮机构（1学时）
三、教学内容的重点和难点
重点：
渐开线直齿圆柱齿轮机构的传动设计。
难点：
渐开线齿轮的啮合传动。
四、教学内容的深化与拓宽
非圆齿轮机构传动。
五、教学方式与手段及教学过程中应注意的问题
充分利用多媒体教学手段，围绕教学基本要求进行教学。
在教学过程中应注意，本章的特点是名词、概念多，符号、公式多，理论系统型强，几何关系复杂。
要求学生学习时要注意清晰掌握主要脉络，对基本概念和几何关系应有透彻理解。
注意突出重点，多采用启发式教学以及教师和学生的互动。
六、主要参考书目
1黄茂林，秦伟主编．机械原理．北京：机械工业出版社，2010
2申永胜主编．机械原理教程（第2版）清华大学出版社，2005
3孙桓，陈作模、葛文杰主编．机械原理（第七版）．北京：高等教育出版社，2006
4朱景梓．渐开线齿轮变位系数的选择．北京：人民教育出版社，1982
5〔俄〕李特文著，卢占贤等译．齿轮啮合原理．上海科学技术出版社，1984
七、相关的实践性环节
齿轮参数测绘及齿轮加工原理
八、课外学习要求
自学非圆齿轮机构的传动特点及适用场合。