齿轮基础知识讲解
齿轮传动设计培训讲解课件.ppt
轮的基圆为定圆，在其同一方向的内公
切线只有一条。所以无论两齿廓在任何
位置接触，过接触点所作两齿廓的公法
线为一固定直线，它与连心线O1O2的交 点C必是一定点。因此渐开线齿廓满足
定角速比要求。
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上午9时0分
图d 渐开线齿廓满足定角速比证明
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由图d知，两轮的传动比为
i12
1 2
O2C O1C
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Δy—齿顶高变动系数
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二、齿轮设计基础知识 1、齿轮机构及其设计 —变位齿轮传动
齿轮变位的意义：
➢ 避免根切。
➢ 改善小齿轮的寿命（传动比较大时，使小齿轮齿厚 增大，大齿轮齿厚减小，使一对齿轮的寿命相当） ➢ 凑中心距以满足实际应用要求
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二、齿轮设计基础知识 1、齿轮机构及其设计 —平行轴斜齿轮圆柱齿轮传动
3）发生线与基圆的切点N即为渐开线上
K点的曲率中心，线段为K点的曲率半径。
随着K点离基圆愈远，相应的曲率
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半径愈大；而K点离基圆愈近，相应的 曲率半径愈小。
4）渐开线的形状取决于基圆的大小。如 图c所示，基圆半径愈小，渐开线愈弯曲；
基圆半径愈大，渐开线愈趋平直。当基
圆半径趋于无穷大时，渐开线便成为直
➢分度圆螺旋角β
法面参数为标准参数
斜齿轮的基本尺寸也是以其分度圆柱为基准圆来进行计算的。斜齿轮 分度圆柱上的螺旋线的切线与其轴线所夹锐角称为分度圆螺旋角（简称螺 旋角）。
螺旋角β是斜齿轮的重要的基本参数之一，由于轮齿倾斜了β角，使斜
齿轮传动时产生了轴向力，β越大，轴向力越大。
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齿轮的基本知识PPT课件
两个相啮合的齿轮在啮合时，轮齿侧面之间的间隙。侧隙的 存在可以保证齿轮传动的灵活性和润滑性，但过大的侧隙会 影响传动的准确性和稳定性。
03
齿轮的传动原理与特性
齿轮传动的基本原理
Байду номын сангаас齿轮传动的定义
齿轮传动的啮合原理
通过两个或多个齿轮的啮合，实现动 力和运动传递的机械传动方式。
通过齿轮齿廓间的相互作用，实现动 力和运动从主动齿轮到从动齿轮的传 递。
齿轮磨损
齿轮磨损是常见故障之一，可以通过定期更换润滑油、减 少过载运行等措施来减缓磨损。磨损严重时需更换齿轮。
齿轮断裂
齿轮断裂可能是由于过载、疲劳等原因引起的，应检查设 计、制造、安装等方面的问题，并采取措施防止再次发生 。
齿面点蚀
齿面点蚀可能是由于润滑不良、过载等原因引起的，应改 善润滑条件、降低载荷等措施来减缓点蚀的发展。严重时 需更换齿轮。
05
齿轮的应用与维护保养
齿轮在机械设备中的应用实例
汽车变速箱
齿轮在汽车变速箱中起到改变传 动比、实现倒车和中断动力的作 用，是汽车传动系统中的重要组
成部分。
工业机床
齿轮在工业机床中用于传递动力 和精确控制运动，如滚齿机、插
齿机等。
航空航天设备
齿轮在航空航天设备中用于实现 复杂传动和减轻重量，如飞机发
早在古代，人们就开始使 用木制或石制的齿轮来传 递动力和改变转速。
工业革命时期
随着工业革命的到来，金 属加工技术的进步使得金 属齿轮得以广泛应用。
现代时期
随着计算机技术和先进制 造技术的发展，现代齿轮 设计更加精确、高效，应 用领域也更加广泛。
02
齿轮的基本参数与术语
模数与压力角
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。
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。
机械识图齿轮知识点总结
机械识图齿轮知识点总结一、齿轮的分类1. 按齿轮的传动方式分类（1）平行轴直齿圆柱齿轮传动。
指有两个平行的轴线。
此类传动常用的齿轮有圆柱齿轮，齿数较少时，还可采用锥齿轮。
（2）平行轴斜齿圆锥齿轮传动。
当两轴线不平行时，仍用圆柱齿轮传动会有交叉干涉，而使用圆锥齿轮则可传动。
（3）正交轴齿轮传动。
齿轮轴线相交于一垂直交线上。
其中最常用的是蜗杆蜗轮传动。
（4）轴外齿轮传动。
齿轮轴线不相交，一般配合轴外齿轮。
2. 按齿轮的外形分类（1）直齿圆柱齿轮。
齿轮刀具加工方便，传动效率较高。
但在传动时可能产生较大的噪声和冲击，适用于低速、大功率传动。
（2）斜齿圆柱齿轮。
齿轮轴线不平行时使用。
其优点是噪声小、平稳。
但齿轮刀具加工较难，效率较低。
（3）锥齿轮。
传动效率高，应力分布均匀，适用于中速中功率传动。
（4）螺旋齿轮。
齿轮轴线不平行，传动效率高，平稳。
但制造难度较大。
（5）直齿锥齿轮。
适用于大功率传动，但转速不宜过高。
（6）圆弧齿锥齿轮。
主要用于高速传动。
3. 按齿轮的用途分类（1）变速齿轮。
其包括变速箱齿轮和变速联轴器齿轮等。
（2）步行齿轮。
被用于机床、纺织机械等的逼出装置。
（3）行星齿轮。
被用于汽车变速箱和各种减速机械中。
（4）齿轮联轴器。
二、齿轮的基本参数和计算1. 齿轮的基本参数（1）齿数：指齿轮上的齿的数量。
（2）基圆直径：齿轮齿圈上的最大圆直径。
（3）分度圆直径：齿轮齿圈上的齿根圆直径。
（4）外径：齿轮齿圈上的最大圆直径。
（5）顶圆直径：齿轮齿圈上的齿顶圆直径。
（6）齿顶高：齿轮齿顶圆直径的一半。
（7）齿根圆直径：齿轮齿圈上的齿根圆直径。
（8）齿根圆半径：齿根圆直径的一半。
（9）齿厚：齿轮齿圈上的齿的厚度。
2. 齿轮参数的计算（1）齿数的计算：对于圆柱齿轮，通常采用齿数计算公式Z=π÷m ，其中 m 为模数，π 为圆周率，Z 为齿数。
（2）模数的计算：对于圆柱齿轮，模数的计算公式为 m=D÷Z ，其中 D 为基圆直径，Z 为齿数，m 为模数。
齿轮基本知识
9，齿顶圆直径dk：（ dk=d+2m ） 一般均以外径称齿顶圆。可以通过节圆直径加上2倍模数 算出。
10，齿底圆直径dr：（ dk=d-2.5m ） 一般均以根圆外径称齿底圆。
b,转位直齿轮：
转位分正转位和负转位，不管转位是正还是负，节圆直径d
齒輪基本知識
一，齿轮的基本知识：
齿轮可以用来传递动力，改变转动方向、速度及 改变运动方式.
齿轮分为： 圆柱齿轮（用于两平行轴传动） 圆锥齿轮（用于两相交轴传动） 涡轮蜗杆（用于两垂直交叉轴传动）
二，齿轮基本参数
a,标准直齿轮：
1，齿数Z： 圆周上所加工之齿的总数。
２，模数ｍ： 是指相邻两轮齿同侧齿廓间的 齿距t与圆周率π的比值(m=t/π) 以毫米为单位。
全齿误差Fi: 在回转一周中，其中心距离最大至最小之变化值；
单齿误差fi: 在回转一周中，各齿间变化最大之值；
五，齿轮测量：
1，图面齿轮参数识别(附件圖面講解)； 2，直齿与螺旋齿齿数为奇数时外径测量需要用三点测定；
六，斜齿（螺旋齿）
斜齿轮基本资料下回课程会重点讲述，目前先让大家不 看图纸的情况下，如何区分斜齿是左旋还是右旋，详见 下面图片
图示一
图示二
上图示一：齿的倾斜方向向左-------左旋； 上图示二：齿的倾斜方向向右-------右旋；
是不变的。
1，转位系数：x
(当转位系数是正数时为正转位,
转齿顶高:hk= m+xm
4，齿底高:hf=1.25m-xm
5, 齿顶圆直径:
dk=d+2hk==mz+2m+2xm
6，齿底圆直径:
齿轮基础知识
参数，其中 m、a、ha*、c* 均为标准值。
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二、渐开线齿轮
4、渐开线齿轮的啮合原理
1）渐开线齿廓啮合的基本定律： 根据渐开线的特性，一对渐开线齿廓不论何 处啮合，两齿轮的传动比恒定不变。
即：i12 =ω1/ω2 =O2P/O1P=r2/r1
ha ha*m
hf ha* c* m
齿顶高系数，国标规定，正常齿制 ha* 1 ,短齿制 ha* 0.8 ；
顶隙系数，国标规定，正常齿制 c* 0.25,短齿制 c* 0.3。
——短齿制齿轮主要用于汽车、坦克、拖拉机、电力机车等。 （4）齿数:z 最小齿数： Zmin = 2h*a / sin2α ,避免跟切现象。
英制齿轮型号 欧美等国主要采用的英制齿轮（径节齿轮），是指每一英寸分度圆直径
上的齿数，该值越大齿越小。径节 DP=z/D (z —齿数，D—分度圆直径，英 寸)，以径节DP单位为 (1/in)。它与公制的换算关系为 m=25.4/DP。
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一、齿轮概述
5、齿轮的优缺点
1）优点： – 效率高，是机械传动最高的一种，效率 可达99% – 结构紧凑 – 工作可靠，使用寿命长 – 传动比恒定
精度标注示例：
8－8－7－FL
ⅠⅡⅢ
若3项精度相同，则记为： 8－FL
齿厚下偏差代号 齿厚上偏差代号
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三、齿轮精度与测量
2、常见机械中齿轮精度
机械名称 汽轮机 金属切削机床 轻型汽车 载重汽车 拖拉机
精度等级 3～6 3～8 5～8 7～9 6～8
机械名称 通用减震器 锻压机床
起重机 矿山卷扬机 农业机械
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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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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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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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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蜗杆蜗轮 用于两交叉轴之间的传动。
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齿轮轮齿的齿廓曲线可以制成渐开线、摆线或圆弧，
其中渐开线齿廓较常见。轮齿的方向有直齿、斜齿、人字齿
或弧形齿。 齿轮有标准齿轮与非标准齿轮之分，具有标准齿的齿轮称为
标准齿轮。
直齿轮
斜齿轮
人字齿轮
圆柱齿轮的基本参数和尺寸间关系
直齿轮(直齿圆柱齿轮)各部分名称及其代号
标准模数 (GB/T 1357-1987) mm
第一 系列
0.1，0.12，0.15，0.2，0.25，0.3，0.4，0.5，0.6， 0.8，1，1.25，1.5，2，2.5，3，4，5，6，8，10， 12，16，20，25，32，40，50
第二 系列
0.35， 0.7， 0.9，1.75，2.25，2.75，(3.25)，3.5， (3.75)，4.5，5.5，(6.5)， 7， 9，(11)， 14， 18， 22， 28， 36， 45
注：1. 在选用模数时，应优先采用第一系列，括号内的模数尽可能不用。 2. 圆锥齿轮模数见GB/T 12368-1990。
标准直齿轮各基本尺寸的计算公式及举例
基本参数：模数 m 齿数 z
已知：m = 2mm,z = 29
名称 齿距 齿顶高 齿根高 齿高 分度圆直径 齿顶圆直径 齿根圆直径 中心距
符号
df表示。
⑤ 齿距p、齿厚s、槽宽e——在节圆或分度圆上，两
个相邻的同侧齿面间的弧长称齿距，用p表示；一个轮齿齿廓 间的弧长称齿厚，用s表示；一个齿槽齿廓间的弧长称槽宽， 用e表示。在标准齿轮中，s = e，p = e +s。
⑥齿高h、齿顶高ha、齿根高hf——齿顶圆与齿根圆
的径向距离称齿高，用h表示；齿顶圆与分度圆的径向距离称 齿顶高，用ha表示；分度圆与齿根圆的径向距离称齿根高， 用hf表示。h =ha +hf。
p
ha hf h
d
da df a
计算公式
p = m ha = m hf = 1.25m h = 2.25m
d = mz da = m(z+2) df = m(z-2.5) a = m(z1+z2)/2
计算举例
p = 6.28 mm ha = 2 mm hf = 2.5 mm h = 4.5 mm d = 58 mm da = 62 mm df = 53 mm
圆柱齿轮的画法
圆柱齿轮啮合的画法
齿轮啮合区的画法
本章结束
知识回顾 Knowledge Review
祝您成功！
(符号下角的1和2，分别代表第一个齿轮和第二个齿轮。)
齿轮分度圆周长为：
d zp
z表示齿数， p表示齿距
分度圆直径 齿轮的模数
d pz
m p
则
d = m·z
即
m d
z
模数愈大，轮齿就愈大。互相啮合的两齿轮，其齿距p应相 等，模数m亦应相等。为减少加工齿轮刀具的数量，国家标准 对齿轮的模数作了统一的规定。
齿轮的名词术语
①节圆直径dˊ（分度圆直径d）——连心线O1O2上两
相切的圆称为节圆，其直径用dˊ表示。 分度圆直径用d表示。 在标准齿轮中，dˊ=d。
②节点P——在一对啮合齿轮上，两节圆的切点。 ③齿顶圆直径da——轮齿顶部的圆称齿顶圆，其直径用
da表示。
④齿根圆直径df——齿槽根部的圆称齿根圆，其直径用
齿轮
齿轮的基本知识 圆柱齿轮的基本参数和尺寸间关系
齿轮是在机器中传递动力和运动的零件。齿轮传动
可完成减速、增速、变向等功能。
常见的齿轮：
1．圆柱齿轮 2．圆锥齿轮 3．蜗杆蜗轮
用于两平行轴之间的传动。 用于两相交轴之间的传动。 用于两交叉轴之间的传动。
圆柱齿轮 用于。