齿轮的分类及应用讲解
机械学概论齿轮机构的应用及分类
§5-3 渐开线标准齿轮各部分名称及尺寸
(Names and dimensions of involute
一、外齿轮 standard gear) 1、名称及符号:
pk
sk
ek
rk
ra
ha hf
r
齿数Z
齿顶圆da(ra)
齿 齿槽 厚宽 sK eK
齿根圆df(rf )齿 距 (周 节)pK
基圆db(rb)pKsKeK
一、齿廓啮合基本定律
∵点v啮P任1 合意vP。2齿廓在K OP1P点为1两O齿2P2
廓i啮12 合的12瞬心OO。12PP
o 1
n VK2K1VK2
P VP
VK1
1
K(K1,K2 )
n
o2
2
齿廓啮合基本定律：
互相啮合传动的一对齿轮在 任一位置时的传动比，与其连心 线O1O2被其啮合齿廓在接触点处 的公法线所分成的两线段成反比。
传动
（二） 空间齿轮机构
传递两相交.交错轴之间的运动。
1.锥齿轮传动：传递任意两相交轴间运动。 轮齿分布
形式有：
1）直齿 2）斜齿 3）曲齿
2.交错轴斜齿轮传动 (螺旋齿轮传动)： 传递空间任意交
错两轴间的运动。
3.蜗轮蜗杆传动： 传递空间交错
两轴间的运动。
§ 5-2 齿轮的齿廓曲线
（Tooth profiles of gear)
机械学概论齿轮机构的应用及分类
齿轮变速箱
同向外啮合传动
非圆形齿轮啮合
一.应用: 齿轮机构用于传递两轴间的运动
和动力。
二.特点： 功率大,效率高,传动比准确,使
用寿命长,工作安全可靠。
三.分类 (按 传 动 比 i1 2 1 2是 否 : 为 恒 定 值 分 )
齿轮的分类及应用
航空航天：齿 轮用于飞机和 火箭的发动机、 控制系统和传
动系统
工业机器人： 齿轮用于工业 机器人的关节 和传动机构， 实现精确的运
动控制
工程机械：齿 轮用于挖掘机、 起重机、压路 机等工程机械
的传动系统
汽车领域中的应用
发动机系统：齿轮用于传递动力， 确保发动机正常运转
悬挂系统：齿轮用于传递车轮与 车身之间的动力，实现车辆行驶
毛坯准备：选择合适的 材料，进行铸造或锻造
齿坯加工：对齿坯进行 粗加工，包括车削、铣
削等
齿形加工：采用滚齿、 插齿等工艺进行齿形加
工
热处理：对齿轮进行淬 火、回火等处理，提高
其硬度和耐磨性
表面处理：对齿轮表面 进行喷丸、渗碳淬火等 处理，提高其抗磨损性
能
检验与校正：对齿轮进 行检验和校正，确保其
精度和质量
注意事项：在 使用蜗杆蜗轮 时，需要注意 选择合适的材 料和精度等级， 以确保其正常 运转和延长使
用寿命。
非圆齿轮及其应用
非圆齿轮定义：非圆齿轮是一种特殊类型的齿轮，其齿廓形状不是圆形，而是其他曲线形 状，如椭圆、矩形、梯形等。
非圆齿轮的应用：非圆齿轮在许多领域都有广泛的应用，如机器人、航空航天、医疗器械 等。它们可以用于实现精确的传动和运动控制，提高设备的性能和精度。
齿轮的分类及应用
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目录
添加目录项标题 常见齿轮类型及应用 齿轮的制造与维护
齿轮的基本概念与分类
齿轮的应用领域 齿轮技术的发展趋势与挑 战
01
添加章节标题
02
齿轮的基本概念与 分类
齿轮的定义与工作原理
齿轮的定义：齿轮是一种用于传递动力的机械元件，通常由两个或多个轮 齿组成，通过轮齿之间的啮合来传递动力和运动。
齿轮基础必学知识点
齿轮基础必学知识点
以下是齿轮基础必学的知识点：
1. 齿轮的定义：齿轮是一种用于传递转动的机械元件，它由一组齿数相等、剖面相同的齿排列在轮轴上。
2. 齿轮的作用：齿轮主要用于传递转矩和旋转速度，通过齿轮传动可以改变输入轴和输出轴的转速和转矩。
3. 齿轮的分类：齿轮可以根据齿轮的齿数和齿形来分类，常见的分类包括直齿轮、斜齿轮、蜗杆齿轮等。
4. 齿轮的主要参数：齿轮的主要参数包括模数、齿数、齿宽、压力角等。
这些参数对齿轮的传动效果和强度有重要影响。
5. 齿轮的传动比：齿轮传动比是指输入轴和输出轴的转速比，可以通过齿轮的齿数比来计算。
6. 齿轮的啮合问题：齿轮的啮合是指两个齿轮齿面相互接触和传递转动的过程，啮合过程中需要考虑啮合角和啮合系数等问题。
7. 齿轮的设计原则：齿轮的设计需要考虑传动效率、噪音、强度等因素，通常需要满足一定的设计原则和标准。
8. 齿轮的制造工艺：齿轮的制造工艺包括锻造、车削、滚齿等，不同的工艺对齿轮的精度和强度有不同的要求。
9. 齿轮的润滑和维护：齿轮在运动过程中需要适当的润滑和维护，以
保持正常运转和延长使用寿命。
10. 齿轮的应用：齿轮广泛应用于机械传动领域，如汽车、工程机械、船舶等，也用于其他领域如机械工具、钟表等。
不同形状的齿轮及应用
不同形状的齿轮及应用齿轮是一种常见的机械元件，广泛用于各个领域中。
根据齿轮的几何形状和使用方式的不同，可以分为多种不同形状的齿轮，并且每种齿轮都有其特定的应用。
下面将介绍一些常见的不同形状的齿轮及其应用。
1. 直齿轮直齿轮是最简单、最常见的一种齿轮形式。
其每个齿以直线和轮缘的相交处为切线。
直齿轮的应用范围非常广泛，常见的应用有：1）汽车传动系统：直齿轮常用于汽车传动系统中的变速器、转向器等部件。
2）工业机械：直齿轮常用于各种工业机械，如发电机、压力机、机床等。
3）家用电器：直齿轮常用于家用电器中的电动工具、洗衣机、打印机等。
2. 斜齿轮斜齿轮是齿轮中的一种，其齿面呈斜面形状。
斜齿轮主要用于两轴之间的传动，其优点是传递的力矩平稳，噪音较小。
斜齿轮的应用包括：1）机床传动系统：斜齿轮常用于机床传动系统中的高速轴与低速轴之间的传动装置。
2）自行车传动系统：自行车的前齿盘和后齿盘就是一种斜齿轮传动系统。
3）电动工具：电动工具中的减速器中也常使用斜齿轮。
3. 锥齿轮锥齿轮是一种带有圆锥齿面的齿轮，广泛应用于两轴交叉传动的机构。
它与斜齿轮的区别在于齿面的形状。
锥齿轮的应用包括：1）汽车差速器：锥齿轮常用于汽车的差速器中，用于实现车轮的不同转速差异的传递。
2）铁路机车：铁路机车中，锥齿轮常用于转向系统，用于实现车轮的转向。
4. 内齿轮内齿轮是一种轮缘上有齿的圆柱形零件。
与常见的齿轮相比，内齿轮的齿面是朝内的。
内齿轮的应用包括：1）纺织机械：纤维纺织机械中常用的卷绕机就是采用内齿轮驱动的。
2）飞机发动机：飞机发动机中的燃气轮机通常采用内齿轮传动。
总之，不同形状的齿轮在机械传动中发挥着不同的作用。
从直齿轮、斜齿轮、锥齿轮、内齿轮等多种形状的齿轮来看，它们在汽车、工业机械、家用电器、航空航天等领域中都有着广泛的应用。
不同形状的齿轮都具备各自的特点和优势，可以根据具体的传动要求来选择合适的齿轮。
齿轮的全部知识点
齿轮的全部知识点一、齿轮的概念和作用齿轮是机械传动中常用的一种零件，其主要作用是将动力传递给其他零件或改变传动方向和传动比例。
齿轮是由齿轮齿与齿轮轴组成的。
二、齿轮的分类根据齿轮的形状和用途，齿轮可以分为直齿轮、斜齿轮、锥齿轮、蜗杆齿轮等多种类型。
1.直齿轮：齿轮齿与轴线平行，是最常见的齿轮类型。
直齿轮具有传递动力平稳、效率高等优点，广泛应用于各种机械传动中。
2.斜齿轮：齿轮齿与轴线倾斜，常用于变速箱、差速器等传动装置中，可实现转速和转矩的变化。
3.锥齿轮：齿轮齿与轴线相交于一点，主要用于轴线方向变换，如正交传动。
4.蜗杆齿轮：由蜗杆和蜗轮组成，主要用于传递大扭矩和减速的场合，常用于起重机、输送机等设备中。
三、齿轮的结构和参数齿轮的结构包括齿面、齿根、齿顶等部分，并具有一系列参数来描述其几何形状和传动特性。
1.齿数：齿数是齿轮上齿的数量，决定了齿轮的传动比例。
2.模数：模数是齿轮齿距与齿数的比值，是描述齿轮尺寸的重要参数。
3.压力角：齿轮齿与轴线间的夹角，影响齿轮的传动效率和载荷能力。
4.齿宽：齿轮齿的宽度，决定了齿轮的承载能力。
四、齿轮的工作原理齿轮传动是通过齿轮齿的啮合来实现动力传递的。
齿轮齿的啮合产生了转矩和转速的变化，使得齿轮能够实现不同的传动需求。
五、齿轮的应用领域齿轮广泛应用于各种机械装置中，如汽车、船舶、飞机、工业生产线等。
齿轮传动具有传递效率高、传动精度高等特点，被广泛应用于各个行业。
六、齿轮的设计与制造齿轮的设计与制造涉及到齿轮传动的计算、选型、绘图、加工等环节。
通过对齿轮的设计与制造，可以满足不同传动需求和工作环境的要求。
七、齿轮的维护保养齿轮在使用过程中需要进行定期的维护保养，包括齿轮的润滑、检查齿轮磨损情况、更换磨损严重的齿轮等。
合理的维护保养可以延长齿轮的使用寿命和保证传动效果。
八、齿轮的故障和排除齿轮在使用过程中可能会出现故障，如齿面磨损、齿轮断裂等。
针对不同的故障情况，可以采取不同的排除方法，如修复磨损齿面、更换断裂齿轮等。
齿轮知识点图解总结
齿轮知识点图解总结一、齿轮的种类齿轮根据不同的分类标准可以分为多种类型，常见的齿轮包括直齿轮、斜齿轮、蜗杆齿轮、锥齿轮等。
下面通过图解的方式一一介绍各种齿轮的特点和应用领域。
1. 直齿轮直齿轮是最常见的一种齿轮，齿轮的齿直立于齿轮轴线，传动时齿轮之间是平行传动。
直齿轮的特点是传动效率高、噪音小、结构简单，适用于大部分机械传动系统。
2. 斜齿轮斜齿轮的齿轮齿呈斜面，传动时齿轮之间是斜交传动。
斜齿轮的特点是传动平稳、噪音小、传动力矩大，适用于需要高精度传动的场合。
3. 蜗杆齿轮蜗杆齿轮是由蜗杆和蜗轮组成的一种齿轮，蜗杆一般是螺旋状的，蜗轮是蜗杆的齿轮。
蜗杆齿轮的特点是传动比大、传动效率低，适用于需要大传动比的场合，如减速箱。
4. 锥齿轮锥齿轮是齿轮的齿面呈锥面的一种齿轮，传动时齿轮之间是交叉传动。
锥齿轮的特点是传动平稳、传动力矩大，适用于需要变速和转向的场合。
二、齿轮的工作原理齿轮的工作原理主要是依靠齿轮之间的啮合传递动力和运动。
当两个齿轮啮合时，齿轮的齿会相互嵌合，由驱动齿轮传递动力给被动齿轮，从而实现转动。
下面通过图解的方式介绍齿轮的工作原理。
1. 齿轮的啮合齿轮的啮合是指齿轮之间的齿相互嵌合，使得齿轮可以传递动力和运动。
啮合是齿轮传动的基础，它决定了齿轮传动的稳定性和精度。
2. 齿轮的传动齿轮的传动是指驱动齿轮传递动力给被动齿轮，从而实现齿轮的转动。
传动过程中，齿轮的齿相互嵌合，使得动力从驱动齿轮传递到被动齿轮，从而实现齿轮的运动。
三、齿轮的设计要点齿轮的设计是齿轮制造中的关键环节，设计的好坏直接影响齿轮的性能和使用寿命。
齿轮的设计要点包括模数、齿数、齿宽、啮合角、齿形等方面。
下面通过图解的方式介绍齿轮的设计要点。
1. 模数模数是齿轮齿数和齿轮齿距的比值，它决定了齿轮的齿形和啮合性能。
模数越大，齿轮的传动能力越大，但重量和成本也会增加。
2. 齿数齿数是指齿轮上的齿的数量，它决定了齿轮的传动比和传动精度。
齿轮的种类用途有哪些特点
齿轮的种类用途有哪些特点齿轮是一种常见的机械传动装置，广泛应用于各个行业和领域，其种类和用途非常多样。
下面将详细介绍齿轮的种类和特点。
1. 平行轴齿轮：平行轴齿轮是最常见的一种齿轮，它适用于平行轴之间的传动。
平行轴齿轮又可以分为直齿轮、斜齿轮、蜗杆齿轮等。
- 直齿轮：直齿轮的齿廓呈现直线状，具有传动比稳定、噪音小等特点，被广泛应用于各个行业。
- 斜齿轮：斜齿轮的齿廓呈现斜线状，适用于轴线不平行但交叉的传动，可以改变传动方向和速比。
- 蜗杆齿轮：蜗杆齿轮由蜗杆和蜗轮组成，适用于高速传动和大传动比的场合，具有自锁特性。
它的噪音小、传动效率高、负载能力强等特点，被广泛应用于机械设备和工业生产中。
2. 锥齿轮：锥齿轮适用于轴线交叉但角度较大的传动，常见的有直齿锥齿轮、斜齿锥齿轮、螺旋锥齿轮等。
- 直齿锥齿轮：直齿锥齿轮的齿廓呈直线状，传动效率高，适用于小传动比和速比稳定的场合。
- 斜齿锥齿轮：斜齿锥齿轮的齿廓呈斜线状，传动效率高、能耗低，适用于中等传动比和速比稳定的场合。
- 螺旋锥齿轮：螺旋锥齿轮的齿廓呈螺旋状，传动效率高、噪音低、负载能力强，适用于大传动比和速比变化的场合。
它的特点是传动平稳，噪音小，寿命长，被广泛应用于高精度机床等设备。
3. 交叉轴齿轮：交叉轴齿轮适用于轴线相交但不平行的传动，其中最常见的就是蜗杆和蜗轮的组合。
蜗杆和蜗轮的结构紧凑，传动效率高，具有自锁性能，适用于高速传动和大传动比的场合，广泛应用于机械设备和工业生产中。
4. 内啮合齿轮：内啮合齿轮是一种特殊的齿轮传动方式，它的齿轮啮合排列为内拓扑结构。
内啮合齿轮适用于空间有限，对传动效率和安全性要求高的场合，常见的有内齿轮、行星齿轮等。
- 内齿轮：内齿轮是一种由内啮合齿轮和外啮合齿轮组成的传动装置，广泛应用于汽车变速器、摩托车减速器等领域。
内齿轮具有传动平稳、传动效率高、体积小、重量轻的特点，被广泛应用于机械设备和工业生产中。
- 行星齿轮：行星齿轮由太阳齿轮、行星齿轮和内圆齿轮组成，是一种常见的行星传动装置。
齿轮的基本知识与应用(2024版)
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渐开线齿轮的啮合
两个标准的渐开线齿轮的分度圆在标准的中心距下 相切啮合。
两轮啮合时的模样，看上去就像是分度圆直径大小 为d1、d2两个摩擦轮（Friction wheels）在传动。但 是，实际上渐开线齿轮的啮合取决于基圆而不是分度 圆。
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33
渐开线齿轮的优点
即使中心距多少有些误差，也可以正确的啮合。 比较容易得到正确的齿形，加工也比较容易。 因为在曲线上滚动啮合，所以，可以圆滑地传递旋转运动。 只要轮齿的大小相同，一个刀具可以加工齿数不同的齿轮。 齿根粗壮，强度高。
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34
基圆和分度圆
基圆是形成渐开线齿形的基础圆。分度圆是 决定齿轮大小的基准圆。基圆与分度圆是齿轮 的重要几何尺寸。渐开线齿形是在基圆的外侧 形成的曲线。在基圆上压力角为零度。
分度圆直径 d=zm 齿顶圆直径 da=d+2m 齿根圆直径 df=d-2.5m
分度圆在实际的齿轮
中是无法直接看到的， 因为分度圆是为了决定 齿轮的大小而假设的圆 。
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26
中心距与齿隙
一对齿轮的分度圆相切啮合时，中心距是两个分度圆
直径的和的一半。
中心距 a=（d1+d2）/2
在齿轮的啮合中，要
现代齿轮技术已达到：齿轮模数0.004～100毫米；齿轮 直径由1毫米～150米；传递功率可达 十万千瓦；转速可达 十万转/分；最高的圆周速度达300米/秒。
国际上，动力传动齿轮装置正沿着小型化、高速化、标准 化方向发展。特殊齿轮的应用、行星齿轮装置的发展、低振 动、低噪声齿轮装置的研制是齿轮设计方面的一些特点。
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蜗轮蜗杆的特点
1）传动比大，结构紧凑；
优点
2）具有自锁性； 3）传动平稳，无噪声。 4）机械效率低； 5）齿间相对滑动速度大，磨损较严重； 缺点 6）蜗杆轴向力较大，轴承磨损大。
蜗轮蜗杆减速器
两轮啮合齿面间为 线接触，其承载能 力大大高于交错轴 斜齿轮机构 ，蜗杆 传动相当于螺旋传 动，为多齿啮合传 动，故传动平稳、 噪音很小。
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圆柱齿轮
内啮合齿轮传动 外 啮 合 齿 轮 传 动
圆柱齿轮
斜
齿
人
圆Leabharlann 字柱齿齿
轮
轮
传
传
动
动
齿轮齿条
齿轮齿条啮合
机械表和直齿轮减速器
复读机的内部和直流齿轮锁
斜齿轮减速机
优点：啮合性 好，传动平稳、 噪声小，大承 载能力，提高 寿命和平稳性。
圆锥齿轮
圆锥齿轮： 用于两轴相 交的运动， 传动时产生 轴向力，轮 齿分布在圆 锥体上，齿 形从大端到 小端逐渐减 小。
1）轮齿之间相对滑动严重，轮齿易磨损，传动效率较低。
2）两轮相啮合的齿面间为点接触，接触应力大，齿面易被 压溃，促使轮齿磨损加剧。
交错轴斜齿轮传动不适合于高速大功率传动， 通常仅用于仪表或载荷不大的辅助传动中。
蜗轮蜗杆 主要用于 两垂直交 叉轴之间 的传动且 传动比大、 传动功率 不大或者 间歇工作 的场合。
齿轮的分类及应用
两轴平行齿轮机构 （平面齿轮机构）
圆柱齿轮机构
直齿 斜齿
外啮合 内啮合 齿轮齿条啮合
外啮合 内啮合 齿轮齿条啮合
齿
人字齿
轮
机
构
两轴相交齿轮机构 直齿
两轴不平行齿轮机
（圆锥齿轮机构）
斜齿 曲齿
构（空间齿轮机构）
蜗轮蜗杆
两轴交错齿轮机构
交错轴齿轮（螺旋齿轮）
圆柱齿轮
主要分为直齿、 斜齿和人字齿， 用于两平行轴 之间的传动。
圆锥齿轮传动的分类
直齿
斜齿
曲齿
圆锥齿轮换向器
1 使用寿命长、输 入功率与换向器重 量之比大。
2 运转平稳，噪音 低，传动效率高 （达95%～98%）。
3 弧齿锥齿轮的弯曲 强度比直齿高，它 还可用于高速传动。
交错轴斜齿轮（螺旋齿轮）
交错轴斜齿轮（螺旋齿轮传动）
交错轴斜齿圆柱齿轮机构传动的优缺点