齿轮传动效率演示教学
齿轮传动解析精选课件PPT
④渐开线的形状取决于基圆的大小。如果基圆越大那 么渐开线就越平直，当基圆的半径无穷大时，那么渐 开线就是直线了；
⑤基圆内无渐开线。
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二、渐开线齿廓啮合的特点
1. 四线合一 啮合线、公法线、基圆的公切线、正压力的作用线。 2. 渐开线齿廓啮合具有可分性
以r1′=O1C与r2′=O2C为半径所作的圆，称为节圆。一对渐开 线齿轮的啮合传动可以看作两个节圆的纯滚动，则vC1=vC2，而 vC1=ω1·O1C=vC2=ω2·O2C。 又 △ O1CN1∽△O2CN2 ， 所 以 两 轮 的 传 动 比 为： i12=ω1/ω2=O2C/O1C=r2′/r1′=rb2/rb1
齿轮传动在具体的工作条件下，必须有足够的工作能力， 以保证齿轮在整个工作过程中不致产生各种失效。这与齿轮 的尺寸、材料、热处理工艺因素有关。
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§10—2 齿廓啮合基本定律
一、齿廓啮合基本定律
啮合： 一对轮齿相互接触并进行相对运动的
状态称为啮合。 传动比：两轮角速度之比。 共轭齿廓：
交错轴斜齿轮传动
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三、对齿轮传动的基本要求：
齿轮用于传递运动和动力，必须满足以下两个要求:
1. 传动准确、平稳
齿轮传动的最基本要求之一是瞬时传动比恒定不变。以避 免产生动载荷、冲击、震动和噪声。这于齿轮的齿廓形状、 制造和安装精度有关。
2. 承载能力强
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二、齿轮传动类型
1. 按照轮齿齿廓曲线的形状：
2.
分为渐开线齿轮、圆弧齿轮、摆线齿轮等。
3.
【教学课件】《机械设计与创新》齿轮传动
6.3.1 直齿圆柱齿轮各部分名称和符号
6.3.1 直齿圆柱齿轮各部分名称和符号
齿数：圆周上均匀分布的轮齿总数，用 z 表示。 齿宽：轮齿的轴向长度，用 b 表示。 齿顶圆：过所有轮齿顶部的圆，其半径用 ra 表示。 齿根圆：过所有齿槽底部的圆，其半径用 rf 表示。 齿厚：在半径为 rK 的圆周上，同一轮齿两侧齿廓间的弧长称为该圆上 的齿厚，用 sK 表示。 齿槽宽：相邻两齿之间的空间称为齿槽。在半径为 rK 的圆周上，相邻 两齿反向齿廓间的弧长称为该圆上的齿槽宽，用 eK 表示。内齿轮的齿厚相 当于外齿轮的齿槽宽。
6.3.2.1 标准直齿圆柱齿轮的基本参数
(4) 齿顶高系数h *a 和顶隙系数c* 齿轮的齿顶高、齿根高都与模数m成正比。即
ha=ha*m hf=(ha* + c*)m h=(2ha* +c*)m
6.3.2.2 标准直齿圆柱齿轮的几何尺寸计算
6.3.2.2 标准直齿圆柱齿轮的几何尺寸计算
标准齿轮是指分度圆上的齿厚s等于齿槽宽e，且齿顶高和齿根高及m、 α、ha* 、c* 均为标准值的齿轮。
6.5.1 渐开线齿轮的切制原理
范成法切制齿轮
范成法是利用一对齿轮（或 齿轮与齿条）啮合时，两轮齿廓 互为包络线的原理来切制轮齿的 加工方法 。
6.5.2 渐开线齿轮的根切现象及最少齿数
轮齿的根切现象
用范成法加工齿轮时，有时会发现 刀具的顶部切入了轮齿的根部，而把齿 根切去了一部分，破坏了渐开线齿廓， 如图所示。这种现象称为根切。
m1 cos α1 = m2 cos α2
由于渐开线齿轮的模数和压力角均为标准值，所以两轮的 正确啮合条件为
m1 = m2 = m α1 = α2 = α
齿轮传动课件课件完整版
齿轮传动课件课件完整版一、教学内容本节课的教学内容来自于小学科学教材第四章“齿轮传动”。
本章主要介绍齿轮的基本概念、齿轮的传动原理以及齿轮的应用。
具体内容包括：齿轮的定义、齿轮的种类、齿轮的啮合、齿轮传动的原理、齿轮的应用等。
二、教学目标1. 让学生了解齿轮的基本概念和种类，理解齿轮传动的原理。
2. 培养学生动手操作和观察能力，提高学生的科学思维能力。
3. 培养学生合作学习的习惯，提高学生的团队协作能力。
三、教学难点与重点重点：齿轮的基本概念、齿轮的种类、齿轮的啮合、齿轮传动的原理。
难点：齿轮传动原理的理解和应用。
四、教具与学具准备教具：齿轮模型、齿轮传动装置、PPT课件。
学具：齿轮模型、齿轮传动装置、笔记本。
五、教学过程1. 情景引入：通过齿轮模型和齿轮传动装置，引导学生观察和思考齿轮的作用和传动原理。
2. 知识讲解：利用PPT课件，详细讲解齿轮的基本概念、齿轮的种类、齿轮的啮合、齿轮传动的原理。
3. 动手操作：让学生分组操作齿轮模型和齿轮传动装置，观察和记录齿轮的啮合和传动过程。
4. 例题讲解：通过实例，讲解齿轮传动的应用，如自行车、汽车等的齿轮传动。
5. 随堂练习：让学生运用所学知识，设计简单的齿轮传动装置，并演示其传动过程。
六、板书设计齿轮的基本概念、齿轮的种类、齿轮的啮合、齿轮传动的原理。
七、作业设计1. 绘制齿轮的示意图，标注出齿轮的各个部分。
2. 描述齿轮传动的原理，并用文字和图形表示齿轮传动的过程。
3. 列举生活中常见的齿轮传动实例，并解释其工作原理。
八、课后反思及拓展延伸本节课通过观察和操作，让学生了解了齿轮的基本概念和种类，理解了齿轮传动的原理。
在教学过程中，学生积极参与，动手操作能力强，对齿轮传动的理解较为深刻。
但在教学过程中，对于齿轮传动原理的应用方面，学生理解仍有难度，需要在今后的教学中加强引导和讲解。
拓展延伸：让学生进一步了解齿轮传动在现代工业中的应用，如汽车、自行车、机械设备等，并尝试创新设计齿轮传动装置，提高学生的创新能力和实践能力。
机械基础齿轮传动讲课课件演示文稿
人 字 齿 圆 柱 齿 轮 传 动
外啮合齿轮传动
内啮合齿轮传动
齿轮齿条传动
锥齿轮传动
交错轴斜齿轮传动
蜗轮蜗杆传动
直齿外啮合
内啮合
平行轴间齿轮传动 齿轮齿条
齿
斜齿
轮
人字齿
传 动
直齿
相交轴间齿轮传动 斜齿
曲齿
交错轴间齿轮传动
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弧齿轮传动
准双曲面锥齿轮传动
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传动比
• 齿轮传动的传动比是主动齿轮转速与从动齿轮转
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如图所示为两个齿数相同而模数不同的齿轮 齿形的比较。
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模数是决定齿轮尺寸的一个基本参数。 由于π是无理数，给齿轮的设计、制造 及检测带来不便。为此，我国已规定了 标准模数系列。
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标准模数系列表(GB 1357—87) mm
第一系列
• 4、传动效率高，使用寿命长， 维护简便。
• 缺点： • 1、运转过程中有振动、冲
击和噪声。
• 2、齿轮安装要求较高。 • 3、不能实现无级变速。 • 4、不适用于中心距较大的
场合。
齿轮传动是依靠主动轮的轮齿与从动轮的轮齿啮 合来传递运动和动力的，是现代机械中应用最广泛的 机械传动形式之一
一、渐开线的形成与渐开线齿廓
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标准齿轮传动的中心距
•一对齿轮啮合传动时，中心距等于 两分度圆半径之和。
•标准中心距（标准齿轮无侧隙传动 中心距）
a r1 r2 r1 r2
14 18 22
45
注：本表适用于渐开线圆柱齿轮，对斜齿轮是指法面模 数；选用模数时，应优先采用第一系列，其次是第二系 列，括号内的模数尽量不用。
实验五齿轮传动效率实验
实验五齿轮传动效率实验一、实验目的1 了解齿轮传动实验台的基本原理及其结构，绘制实验台结构示意图；2 了解并掌握测定齿轮传动效率的方法。
二、实验设备及工作原理1 实验台的结构及组成齿轮传动实验台结构见图5-1。
图中实验台由主机和控制箱两部分组成，主机由两台异步电动机D1、D2，齿轮箱2，光电数字测速盘3，输出转矩测量器4，连轴器5及底座组成。
D1为主动电动机，D2为负载电动机。
图5-1 齿轮传动实验台结构两只电动机分别由一对滚动轴承悬架支撑，并且电动机机壳未被固定，可绕电动机转子轴自由转动，在两台电动机的机壳顶部装有计量秤，秤杆上装有游码和嵌有水平泡的平衡砣，电机底部装有平衡配重块，其目的是为了便于测定两台电动机输出的工作转距。
两台电动机的尾部装有光电式数字测速盘，测速盘上刻有60条沿圆周方向均匀分布的槽，两侧分别装有红外发光管及光敏三极管。
作为直射式红外光电传感器，测速盘每旋转一周，发出60个脉冲信号给计数器，计数器每一秒采样一次来读取计数，分别显示于控制箱上的转速表上，便于实验人员记录。
控制箱上（图5-2）分别装有两台电机输入电压的调压器B1、B2，以及电压表V1、V2，电流表A1、A2，转速表N1、N2、及启动、停止按钮.(注：下标为1的均为主动电机1的相关数据及控制，下标为2的均为从动电机2的相关数据及控制。
具体数据在实验时按控制箱实际标志而定。
)2 实验台基本工作原理两台同型号的异步电动机分别通过三相调压器并联接入电网，他们的电气参数一致。
实验台在设计时已令两台电动机的转向相反，齿轮箱内与主动电动机连接的主动齿轮Z1的齿数大于与从动电机连接的从动齿轮Z2的齿数。
这样当主动电动机工作在其同步转速n1时，从动电机的转速n2因为主动齿轮的齿数Z1大于从动齿轮齿数Z2，而使从动电动机D2的转数n2大于主动电动机D1的同步转数n1，由于两台异步电动机的型号是一样的，所以它们的同步转速是一样的，因此，当n2>n1时(此时n1为两台电动机的同步转速)，从动电动机的实际转速n2是大于其自身的同步转数n1的，从而使从动电动机D2必然产生一个反向输入力矩，从而实现给电动机D1的加载。
《机械设计基础》教学课件主题10 齿轮传动
单元1 齿轮的失效形式和设计准则
一、轮齿常见的失效形式
1、轮齿折断 轮齿就好像一个悬臂梁，在外载荷作用下，在其轮齿根部产生的 弯曲应力最大。同时，在齿根部位过渡尺寸发生急剧变化，以及加工时 沿齿宽方向留下加工刀痕而造成应力集中的作用，当轮齿重复受载，在 脉动循环或对称循环应力作用下，弯曲应力超过弯曲疲劳极限时，在齿 轮根部会产生疲劳裂纹，如图（a）所示。随着裂纹的逐步扩展，最终 引起断裂，如图（b）所示。
轮齿折断都是其弯曲应力超过了材料相应的极限应力，是最危险 的一种失效形式。一旦发生断齿，传动立即失效。
单元1 齿轮的失效形式和设计准则
一、轮齿常见的失效形式
2、齿面点蚀 在润滑良好的闭式齿轮传动中，由于齿面材料在交变接触应力 作用下，因为接触疲劳产生贝壳形状凹坑（麻点）的破坏形式称为点 蚀。点蚀也是常见的一种齿面破坏形式。齿面上最初出现的点蚀随材 料不同而不同，一般出现在靠近节线的齿根面上，如图所示，最初为 细小的尖状麻点。当齿面硬度较低、材料塑性良好，齿面经跑合后， 接触应力趋于均匀，麻点不再继续扩展，这是一种收敛性点蚀，不会 导致传动失效。但当齿面硬度较高、材料塑性较差时，点蚀就会不断 扩大，这是一种破坏性点蚀，是一种危险的失效形式。
单元1 齿轮的失效形式和设计准则
一、轮齿常见的失效形式
3、齿面胶合 对于某些高速重载的齿轮传动（如航空发动机的主传动齿轮）， 齿面间的压力大，瞬时温度高，油变稀而降低了润滑效果，导致摩擦增 大，齿面温度升高，将会使某些齿面上接触的点熔合，焊在一起，在两 齿面间相对滑动时，焊在一起的地方又被撕开。于是，在齿面上沿相对 滑动的方向形成伤痕，如图所示，这种现象称为胶合。
机械设计基础
主题10 齿轮传动
单元1 单元2 单元3 单元4 单元5 单元6
齿轮传动基础知识ppt课件
z 、m、 、 ha*和 c*是齿轮的基本参数，其它几何尺寸可 通过它们求得。 标准齿轮:是指m、a、ha*和 c*均为标准值，且s=e的齿轮。
3.分度圆的定义
分度圆是齿轮上具有标准模数和标准压力角的圆。 任一齿轮都有一分度圆，且只有一个分度圆。齿轮一经
制造，其分度圆大小就确定，与安装位置无关。
2.承载能力高：齿轮有足够的承载 能力，能传递较大的动力 ．
必须采用合理的齿轮轮廓曲线 ，可以论证，齿轮轮廓曲线采 用渐开线、摆线和圆弧时，能 使瞬时传动比恒定。
要求齿轮具有足够的抵抗破坏的能力
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二、直齿圆柱齿轮各部分名称及其基本参数
渐开线齿轮的每个轮齿两侧齿廓都 是由形状相同而方向相反的渐开线 曲面组成。
1.齿轮各部分名称
齿槽宽 齿厚
齿宽 齿距
分度圆 齿根圆
全齿高
齿顶高 齿根高 齿顶圆
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2．标准直齿圆柱齿轮的基本参数
（1）齿数
齿轮圆周上轮齿的数目称为齿数,用 z表示。
（2）模数m 分度圆周长Z p = πd
p 则d= z
为了便于计算、制造和检验，而人为地把p/p的比值规
定为一个有理数列，称为模数m。
第八章 齿轮传动
最新课件
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一、齿轮传动的组成 齿轮传动由主动齿轮、从动齿轮、机架组成。
二、工作原理 主、从动轮轮齿直接接触（啮合），通
过啮合处法向反力来推动从动轮转动，从 而传递运动和动力。
齿轮传动是机械传动中应用最广泛的一 种传动形式。可用于传递任意两轴间的 运动和动力。
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第一节 齿轮传动的特点和类型
人字齿轮
4.按工作条件分
齿轮传动效率讲解
5、齿轮传动实验仪
实验仪正面面板布置及背面板布置如图4、图5所示。实验 仪内部系统框图参见图2。
输出转速（r/m）
载 荷 指 示
输出转矩（Nm）
送数
保持
清零
加载
CLS-II齿轮传动实验仪
图4
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图3
1、调零电位器 2、转矩放大倍数电位器 3、力矩输 出接口 4、接地端子 5、转速输入接口 6、转矩输 入接口 7、RS-232接口 8、电源开关 9、电源插座
1、实验系统组成 实验系统外观如图1所示。
图1
如图2所示，实验系统由如下设备组成： （1）CLS-II型齿轮传动实验台；（2）CLS-II型齿轮传动实验仪； （3）计算机；（4）打印机。
电机转速显示
齿 轮 传 动 机 构
电机转速传感器
电机转矩传感器
单 片 微 计 算 机
电机转矩显示
转矩输出接口 RS232接口
图3
4、效率计算
（l）封闭功率流方向的确定
封闭功率流方向如图3(a)所示，其大小为： T N （KW） Pa 9 9 P9 9550 该功率的大小决定于加载力知和扭力轴的转速，而不是决 定于电动机。电机提供的功率仅为封闭传动中损耗功率， 即： 。 P1 P9 P9 故 P9 P1 T9 T1 单对齿轮 P T 9 9 T T η为总效率，若 η=95%，则电机供给的能量，其值约为封 T 闭功率值的1/10，是一种节能高效的试验方法。
CLS-II齿轮传动实验台
CLS-II齿轮传动实验仪
微计算机
CRT显示
打印机
图2
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闭功率值的1/10，是T一9 种节能高效的试验方法。
（2）封闭力矩T9的确定
由图3（b）可以看出，悬挂齿轮箱杠杆加上载荷后，齿轮 9、齿轮9’就会，产生扭矩，其方向都是顺时针，对齿轮9’中心 取矩，得到封闭扭矩T9：（本实验台T9是所加载荷产生扭矩 的一半），即：
（N·m）
其中：
T9
WL 2
W一所加砝码重力（N)；
图3
4、效率计算
（l）封闭功率流方向的确定
封闭功率流方向如图3(a)所示，其大小为：
Pa 该T99功5N率590的（P大9K小W）决定于加载力知和扭力轴的转速，而不是决
定于电动机。电机提供的功率仅为封闭传动中损耗功率，
即：
。
故
P1P9P9
单对齿轮P9P9P1
T9 T1 T9
η为总效率，若 ηT9= T91 5%，则电机供给的能量，其值约为封
(3)加载 调零及放大倍数调整结束后，为保证加载过程中机构运转比较平稳，建
议先将电机转速调低。一般实验转速调到300—800转／分为宜。待实验台处 于稳定空载运转后（若有较大振动，要按一下加载砝码吊篮或适当调节一下 电机转速），在砝码吊篮上加上第一个砝码。观察输出转速及转矩值，待显 示稳定（一般加载后转矩显示值跳动2一3次即可达稳定值）后，按一下“保 持键”，使当时的转速及转矩值稳定不变，记录下该组数值。然后按一下 “加载键”，第一个加载指示灯亮，并脱离“保持”状态，表示第一点加载 结束。
L一加载杠杆长度L=0.3m。
5、齿轮传动实验仪
实验仪正面面板布置及背面板布置如图4、图5所示。实验 仪内部系统框图参见图2。
输出转速（r/m）
载荷指示
输出转矩（Nm）
送数
保持
清零
加载
CLS-II齿轮传动实验仪
图4
1 23 4
56Biblioteka 789图3
1、调零电位器 2、转矩放大倍数电位器 3、力矩输 出接口 4、接地端子 5、转速输入接口 6、转矩输 入接口 7、RS-232接口 8、电源开关 9、电源插座
3、实验台结构
实验台的结构如图3所示，由定轴齿轮副、悬挂齿轮箱、扭力轴、 双万向连轴器等组成一个封闭机械系统。
电机采用外壳悬挂结构，通过浮动连轴器和齿轮相连，与电机悬 臂相连的转矩传感器把电机转矩信号送入实验台电测箱，在数码显示 器上直接读出。电机转速由霍耳传感器4测出，同时送往电测箱中显 示。
图3齿轮实验台结构简图 1悬挂电机 2转矩传感器 3浮动连轴器 4霍耳传感器5定轴齿轮副 6刚性连轴器 7悬挂齿轮箱8砝码 9悬挂齿轮副 10扭力轴 11万向连轴 器 12永久磁钢
本实验台用于机械设计等课程的教学实验，可以方便地完成以下 实验： 1、了解封闭功率流式齿轮试验台的基本原理、特点及测定齿 轮传动效率的方法。 2、通过改变载荷，测出不同载荷下的传动效率和功率。输出 T1—T9关系曲线及η一T9曲线。其中T1为轮系输入扭矩（即电机 输出扭矩），T9为封闭扭矩（也即载荷扭矩）。η为齿轮传动效率。
转，电机起动并逐渐增速，同时观察电测箱面板上所显示的转速值。当电机 转速达到1000转／分左右时，停止转速调节，此时输出转矩显示值应在 0.6—0.8Nm.之间（此值为出厂时标定值），否则通过电测箱后板上的转矩 放大倍数电位器加以调节。调节电位器时，转速与转矩的显示值有一段滞后 时间。一般调节后待显示器数值跳动两次即可达到稳定值。
齿轮传动效率
一、实验目的
了解封闭流式实验台结构，弄懂封闭加载原理。 了解齿轮传动效率的测定原理，掌握用封闭流
式实验台测定齿轮传动效率的方法。 测定齿轮减速器的传动效率。
二、实验系统
CLS-1I型齿轮试验台为小型台式封闭功率流式齿轮试验台，采用 悬挂式齿轮箱不停机加载方式，加载方便、操作简单安全、耗能 少。在数据处理方面，既可直接抄录数据手工:计算，也可以和计 算机接口组成具有数据采集处理，结果曲线显示，信息储存、打 印输出等多种功能的自动化处理系统。该系统具有体积小、重量 轻、机电一体化相结合等特点。
在齿轮实验台不转动及空载状态下，使用万用表接入电测箱后板 力矩输出接口3（见图5）上，电压输出值应在1—1.5V范围内，否则 应调整电测箱后板上的调零电位器（若电位器带有锁紧螺母，则应先 松开锁紧螺母，调整后再锁紧）。零点调整完成后按一下“清零”键， 待转矩显示“0”后表示调整结束。
b、放大倍数调整 “调零”完成后，将实验台上的调速旋扭顺时针慢慢向“高速”方向旋
RS232接口
CLS-II齿轮传动实验仪
微计算机
CRT显示
打印机
图2
2、实验机构主要技术参数
（1）试验齿轮模数m＝2； （2）齿数Z4＝Z3＝Z2＝Zl=38； （3）速比i=1； （4）直流电机额定功率P=300w； （5）直流电机转速N＝0～1100r／m； （6）最大封闭扭矩TB=15N.m； （7）最大封闭功率PB=1.5Kw； （8）实验台尺寸：长x宽x高=900x550x300； （9）电源220V交流/50Hz。
在吊篮上加上第二个砝码，重复上述操作，直至加上八个砝码，八个加 载指示灯亮，转速及转矩显示器分别显示“8888”表示实验结束。
根据所记录下的八组数据便可作出齿轮传动的传动效率—T9曲线及T1— T9曲线。
2、与计算机接口实验方法
1、实验系统组成
实验系统外观如图1所示。
图1
如图2所示，实验系统由如下设备组成：
（1）CLS-II型齿轮传动实验台；（2）CLS-II型齿轮传动实验仪； （3）计算机；（4）打印机。
齿
轮
电机转速传感器
传
动
机
构
电机转矩传感器
CLS-II齿轮传动实验台
单
电机转速显示
片
微
电机转矩显示
计
算
机
转矩输出接口
三、实验操作步骤
1、人工记录操作方法
（1）系统联接及接通电源 齿轮实验台在接通电源前，应首先将电机调速旋扭逆时针转至
最低速“0速”位置，将传感器转矩信号输出线及转速信号输出线分 别插入电测箱后板和实验台上相应接口上，然后按电源开关接通电源。 打开实验仪后板上的电源开关，并按一下“清零键”，此时，输出转 速显示为“0”，输出转矩显示数为“．”，实验系统处于“自动校零” 状态。校零结束后，转矩显示为“0”。 （2）转矩零点及放大倍数调整 a、零点调整