《机械设计基础》齿轮传动ppt课件

机械设计基础PPT完整全套教学课件

的强度和刚度。
优化设计
在满足强度要求的前提下，通过改进结构形状、减轻重量、降低应力集中等措施，提高零件的承载能力和使用寿命。
疲劳强度分析
针对承受交变载荷的零件，进行疲劳强度分析和寿命预测，确保其在长期使用过程中不发生疲劳破坏。
03
连接件与紧固件设计
螺纹连接件设计原理及选型
螺纹连接件基本概念
06
液压与气压传动系统设计基础
液压传动系统工作原理及组成
液压泵
将机械能转换为液压能的装置，提供动力源。
液压马达和液压缸
将液压能转换为机械能的执行元件，实现往复或旋转运动。
控制阀
控制液压系统中油液的流动方向、压力和流量，以满足执行元件的动作要求。
辅助元件
包括油箱、滤油器、冷却器、加热器等，保证系统正常工作。
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• 机械设计概述 • 机械零件设计基础 • 连接件与紧固件设计 • 传动装置设计基础 • 轴系零部件设计基础 • 液压与气压传动系统设计基础 • 总结回顾与拓展延伸
01
机械设计概述
机械设计定义与分类
定义
机械设计是根据使用要求对机械的工作原理、结构、运动方式、力和能量的传递方式、各个零件的材料和形状尺寸、润滑方法等进行构思、分析和计算并将其转化为具体的描述以作为制造依据的工作过程。
实际案例分析与讨论
典型机械产品的设计案例解析
机械设计中的创新思维和实践
实际工程问题的分析和解决方案
行业前沿动态分享
机械设计领域的最新研究成果和趋势智能制造、数字化和绿色制造等新技术在机械设计中的应用
机械设计面临的挑战和机遇
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机械设计基础课件——第四章齿轮传动

第二节渐开线齿廓
▪ 一、渐开线齿廓的形成和性质 ▪ 1.渐开线的形成 ▪ 如图4-2a所示，直线n-n沿一个半径为rb的圆周作无
滑动的纯滚动，该直线上任一点的K的轨迹AK称为该圆的渐开线。这个圆称为基圆，该直线称为渐开线的发生线。∠AOK（∠AOK=θK）称为渐开线在K 点的展角。
图 4-2
▪ 2.渐开线齿廓的压力角
▪ 齿轮传动中，齿廓在K点啮合时，作用于K点的法向力Fn与齿轮上K点速度方向所夹的锐角，称为渐开线上K点处的压力角，用αk表示，由图4-2b 可见，αk=∠NOK,设K点的内径为rk,于是：
▪
cosαk=rb/rk
▪ 3.渐开线的性质
▪ 根据渐开线的形成，可知渐开线具有如下性质：
▪ 齿顶圆与齿根圆之间的径向距离称为齿高，用h表示。
▪ 二、渐开线标准直齿圆柱齿轮的基本参数
▪ 1.齿数
▪ 在齿轮整个圆周上轮齿的数目称为该齿轮的齿数，用z表示。
▪ 2.模数
▪ 分度圆的周长为dπ=pz，于是分度圆的直径d=pz/π，由于式中π是无理数，故将p/π的比值制定成一个简单的有理数列，以利计算，并把这个比值称为模数，以m表示。
▪ （4）渐开线的形状取决于基圆的大小。基圆越大渐开线就越平直，当基圆的半径无穷大时，那么渐开线就是直线了，如图4 3b所示。
▪ （5）基圆内无渐开线。
▪ 二、渐开线齿廓啮合特性 ▪ 1.渐开线齿廓能保证定传动比传动 ▪ 2.渐开线齿廓之间的正压力方向不变 ▪ 3.渐开线齿廓传动具有中心距可分性
第四章齿轮传动
第一节齿轮传动的类型、特点和应用
▪ 一、齿轮传动的类型 ▪ 齿轮传动的类型很多，下面介绍几种常用的分类方法。 ▪ （1）按一对齿轮两轴线的相对位置分为平行轴齿轮传动、相交轴

机械设计--齿轮传动 ppt课件

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蒸汽机、燃气轮机
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(二)动载系数Kv 制造及装配的误差、弹性变形→瞬时传动比非定值→
角加速度→动载荷双对齿、单对齿啮合转换→啮合刚度变化→动载荷 Kv→动载荷的影响
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(三)齿间载荷分配系数Kα 啮合中有两对(或多对)齿同时工作时→载荷共担→制造
误差和接触部位差别→载荷不相等
Fca KFn
Fn ﹣公称法向载荷 Fca﹣计算载荷 K为载荷系数，K＝KA Kv Kα Kβ
KA ﹣使用系数 Kv ﹣动载系数
Kα﹣齿间载荷分配系数 Kβ﹣齿向载荷分布系数
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(一)使用系数KA KA→原动机和工作机的特性对载荷的影响 KA 应通过实践确定表中的KA值可供参考
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第10章齿轮传动
10-1概述
10-2轮齿的失效形式及设计准则
10-3齿轮材料及选用原则
10-4齿轮传动的计算载荷
10-5直齿圆柱齿轮传动的强度
10-6齿轮传动精度、设计参数与许用应力选
10-7斜齿圆柱齿轮传动的强度计算
10-8直齿锥齿轮传动的强度计算
10-9齿轮的结构设计
10-10齿轮传动的润滑 ppt课件
闭式硬齿面→保证弯曲疲劳强度为主
开式硬、软齿面→保证pp弯t课件曲疲劳强度为主
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10-3齿轮材料及选用准则
一、对齿轮材料性能的要求齿轮的齿体应有较高的抗折断能力，齿面应有较强的
抗点蚀、抗磨损和较高的抗胶合能力，即要求：齿面硬、芯部韧。
二、常用齿轮材料
钢材的韧性好，耐冲击，通过热处理和化学处理可改善材料的机械性能，最适于用来制造齿轮。
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《机械设计基础》第六章齿轮传动

由渐开线特性可知，线段B2K等于基圆齿距pb，比值B1B2/pb称为重合度，用 ε表示。于是连续传动条件是：ε≥1 ε越大，表示同时啮合的轮齿对数越多，齿轮传动越平稳。
§6-6 齿轮的材料与制造
一、齿轮材料及热处理
齿轮材料的基本要求：齿面硬度高、齿芯韧性好。常用的齿轮材料是各种牌号的优质碳素钢、合金结构钢、铸钢和铸铁等。一般采用锻件和轧制钢材。当齿轮较大（直径大于400～600mm）而轮坯不易锻造时，可采用铸钢；低速传动可采用灰铸铁；球墨铸铁有时可代替铸钢，非金属材料的弹性模量小，且能减轻动载和降低噪声，适用于高速轻载、精度要求不高的场合，常用的有夹木胶布、尼龙、工程塑料等。见表6－3。齿轮常用的热处理方法有：表面淬火、渗碳淬火、调质、正火、渗氮。调质和正火处理后的齿面硬度较低（HB ≤350），为软齿面；其他三种（HB>350）为硬齿面。软齿面的工艺过程较简单，适用于一般传动。当大小齿轮都是软齿面时，考虑到小齿轮齿根较薄，受载次数较多，故选择材料和热处理时，一般使小齿轮齿面硬度比大齿轮高20～50HB。硬齿面齿轮的承载能力较高，但生产成本高。当大小齿轮都是硬齿面，小齿轮的硬度可与大齿轮相等。
上式表明：一对传动齿轮的瞬时角速度与其连心线O1O2被啮合齿廓接触点公法线所分割的两线段成反比。这一定律为齿廓啮合的基本定律。
欲使两齿轮瞬时角速度比恒定不变，必须使C点为连心线上的固定点。凡能满足上述要求的一对齿廓称为共轭齿廓。机械中常用的齿廓曲线有渐开线、圆弧和摆线等，过节点C所作的两个相切的圆称为节圆。一对齿轮的啮合传动可以看作其中应用最广泛的是渐开线齿廓。一对节圆作纯滚动。一对外啮合齿轮的中心距等于其节圆半径之和。
n1 1 r2 rb 2 i12 n2 2 r1 rb1

机械设计基础课件第五章齿轮传动

(9) 齿根高 : 分度圆和齿根圆之间的径向距离称为齿根高 , 用 hf 表示。显然 hf=(d-df)/2。 (10) 齿高: 齿顶圆和齿根圆之间的径向距离称为齿高 , 用 h 表示。显然 h=ha+hf 。 (11) 齿轮宽度：沿齿轮轴线的长度称为齿宽, 用b表示。
5.3.2、渐开线齿轮的基本参数和尺寸计算
1、齿数：齿轮整个圆周上轮齿的总数, 用z表示。
2、模数：根据圆的周长和齿距的定义可知
d k zpk
dk
zpk

式中, 比值pk/π含有无理数π, 这给设计、制造及测量带来不便, 为此需在齿轮上取一圆, 将该圆pk/π的比值规定为标准值,并使该
圆上的压力角也为标准值, 这个圆即为分度圆。规定分度圆上的齿
5.1 齿轮传动的类型和特点
齿轮传动：用于传递空间任意两轴之间的运动和动力。一、齿轮传动的特点
①传动比准确； ②传动效率高；
优点： ③工作可靠、寿命长； ④结构紧凑；
⑤适用范围广。
①制造和安装精度要求较高；缺点： ②不适宜用于两轴间距离较大的传动。
齿轮传动动画（3D)
二、齿轮传动的类型
1 O2 P r2' rb 2 i12 ' 2 O1 P r1 rb1
渐开线齿轮的传动比又与两轮基圆半径成反比。其基圆的大小是不变的，所以当两轮的实际中心距与设计中心距不一致时，而两轮的传动比却保持不变。这一特性称为传动的可分性。
α
3. 齿廓间正压力方向不变
如图所示，过节点C作两节圆的公切线t- t，它与啮合线n-n的夹角α’称为啮合角。由理论力学知道，齿廓间正压力方向为接触点公法线方向，由于公法线与啮合线重合且位置不变，显然，啮合角α’是一个常数，所以齿廓间正压力方向也不会改变。当齿轮传递的转矩为常数时，正压力的大小也不变。这对于提高齿轮传动的平稳性是极为有利的。由图还可知道，啮合角α’在数值上等于渐开线在节圆上的压力角。

机械设计基础课件：齿轮传动设计

6KFFP nbhsFFc2os
F
KFt
•
6( hF m
) cos F
bm ( sF )2 cos
m
彎矩：M = F1 ·hF = K FncosαF ·hF 抗彎截面係數：W = b ·sF2/6（矩形截面）
故，彎曲應力： F 齒寬KbmFt YFa
分子、分母令同其除為以齒m形2 係數 — YFa
水準分力 — F1 = FncosαF ——引作起用彎角曲應力
垂直分力 — F2 = FnsinαF ——引起壓應力（忽略不計）
危險截面的具體位置在哪？
常用30°切線法確定危險截面位置
力臂為 hF，齒根厚為 sF
齒根彎曲疲勞強度計算以受拉邊為計算依據齒根彎曲疲勞強度條件：
Fn=Ft/cosα
F
M W
齒形係數
YFa
6(
hF m
)
c os
F
( sF )2 cos
m
hF m sF m
λ、γ — 與齒形有關的比例係數
YFa與模數的大小無關，只取決於輪齒的形狀當和齒變廓位的係基數本χ 參數已定時，YFa取決於齒標越數準多齒Z，輪Y：FS越小 z
考慮齒根應力集中，引入應力修正係數 Ysa，則
F
KFt bm
則：
β > 15°時，Zεβ≈ 0.95
H 109Z E
KT1 bd12
u 1 u
HP
（β=8°~15°時）
H 104Z E
KT1 bd12
u 1 u
HP
（β > 15°時）
相同條件下，斜齒輪接觸應力比直齒輪小
故：斜齒輪接觸強度比直齒輪大
齒輪傳動設計