齿轮分类
齿轮系传动比计算
齿 轮 系 传 动 比 计 算1 齿轮系的分类在复杂的现代机械中，为了满足各种不同的需要，常常采用一系列齿轮组成的传动系统。
这种由一系列相互啮合的齿轮（蜗杆、蜗轮）组成的传动系统即齿轮系。
下面主要讨论齿轮系的常见类型、不同类型齿轮系传动比的计算方法。
齿轮系可以分为两种基本类型：定轴齿轮系和行星齿轮系。
一、定轴齿轮系在传动时所有齿轮的回转轴线固定不变齿轮系，称为定轴齿轮系。
定轴齿轮系是最基本的齿轮系，应用很广。
如下图所示。
二、行星齿轮系若有一个或一个以上的齿轮除绕自身轴线自转外，其轴线又绕另一个轴线转动的轮系称为行星齿轮系，如下图所示。
1. 行星轮——轴线活动的齿轮2. 系杆 (行星架、转臂3. 中心轮 —与系杆同轴线、4. 主轴线 5. 基本构件载荷的构件.行星齿轮系中，既绕自身轴线自转又绕另一固定轴线（轴线O1）公转的齿轮2形象的称为行星轮。
支承行星轮作自转并带动行星轮作公转的构件H 称为行星架。
轴线固定的齿轮1、3则称为中心轮或太阳轮。
因此行星齿轮系是由中心轮、行星架和行星轮三种基本构件组成。
显然，行星齿轮系中行星架与两中心轮的几何轴线（O1-O3-OH ）必须重合。
否则无法运动。
根据结构复杂程度不同，行星齿轮系可分为以下三类：（1）单级行星齿轮系： 它是由一级行星齿轮传动机构构成的轮系。
一个行星架及和其上的行星轮及与之啮合的中心轮组成。
（2）多级行星齿轮系：它是由两级或两级以上同类单级行星齿轮传动机构构成的轮系。
（3）组合行星齿轮系：它是由一级或多级以上行星齿轮系与定轴齿轮系组成的轮系。
行星齿轮系根据自由度的不同。
可分为两类： （1） 自由度为2 的称差动齿轮系。
（2） 自由度为1 的称单级行星齿轮系。
按中心轮的个数不同又分为：2K —H 型行星齿轮系；3K 型行星齿轮系；K —H —V 型行星齿轮系。
1450rpm53.7rpm2 定轴齿轮系传动比的计算一、齿轮系的传动比齿轮系传动比即齿轮系中首轮与末轮角速度或转速之比。
齿轮参数及配合设计.pptx
2）正传动（不等移距变位）
Σx＞0、y＞0、Δy＞0、α’＞α、a’＞a
⑴尺寸↘ ⑵强度↗ ⑶凑配中心距
⑷互换性↘ ⑸εα↘
3）负传动（不等移距变位）
Σx＜0、y＜0、 Δy＞0、 α’＜α、a’＜a ⑴凑配中心距 ⑵ εα ↗ ⑶互换性↘ ⑷ 强度↘
5.变位传动的设计计算
选择类型、确定参数和几何计算，校核ε和sa 。
1）无侧隙啮合方程式
s1’=e2’ s2’=e1’ P’= s1’ + e1’ = s1’ + s2’
inv ' 2tg ( x1 x2) inv
z1 z 2
2）分度圆分离系数y
ym=a’-a y=(a’-a)/m
将acosα =a’cosα’代入并展开整理可得：
y z1 z 2 ( c os 1)
O1 O1
α
ra1 N2
B1
α rb1
B2 p N1
rb2 α ra2
α
O2
B2 N1
p
B1
N2
α
α
O1 α
α
O2
α α
N1 B2
α ha2
B1
p
渐开线齿轮传动的滑动系数
1.节圆之外齿面间有相对滑动，当处于干磨或润滑不良时则有磨损；
2. u=f(k)；k→N 则u→∞; k→B 则u→umax 3. u根＞u顶，u小＞u大
2.按轴间位置和齿轮结构分类
直齿
外啮合
平面齿轮传动 （两轴平行）
圆柱齿 轮传动
斜齿 人字齿轮
内啮合 齿轮齿条
分
类
直齿
两轴相交 圆锥齿轮传动 斜齿
空间齿轮传动 （两轴不平行）
齿轮传动的特点和分类概要.pptx
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1
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3
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1、按两齿轮轴线的相对位置及轮齿的形状 （1）平行轴齿轮传动 （2）相交轴齿轮传动 （3）交错轴齿轮传动
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（1）平行轴齿轮传动
1
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课堂小结
一、齿轮传动的特点。
二、齿轮传动的分类
1、按两齿轮轴线 的相对位置及 轮齿的形状
2、啮合方式
平行轴齿轮传动 相交轴齿轮传动
外啮合 直齿圆柱齿轮传动 内啮合
齿轮齿条啮合
斜齿圆柱齿轮传动 人字齿圆柱齿轮传动 直齿圆锥齿轮传动 斜齿圆锥齿轮传动 曲齿圆锥齿轮传动
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一、齿轮传动的特点
◆ 优点：
（1）适用范围广； （2）瞬时传动比恒定； （3）效率高； 寿命长；结构紧凑。
CA6140型普通车床
◆ 缺点 ：
（1）制造、安装精度要求较高，成本较高； （2）不适于远距离两轴之间的传动； （3）振动、冲击、噪声较大。
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二、齿轮传动的分类：
交错轴齿轮传动 交错轴斜齿圆柱齿轮传动 蜗轮蜗杆传动
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课后作业
搜集齿轮传动在生产生活中应 用实例，并辨别它们所属类型。
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感谢您的观看。
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直齿圆柱齿轮传动
斜齿圆柱齿轮传动
人字齿圆柱齿轮传动
第7页/共23页（2）相交 Nhomakorabea齿轮传动
齿轮分类概述
1齿轮传动概述：功率：几十万千瓦；速度：几十万转/min，圆周速度：300m/s；啮合效率：0.95；精度：0.99.制造需用专用设备及刀具，运转过程中无过载保护。
应用：机床、汽车、船舶、飞机、起重机械、矿山机械、轻工机械和仪表部门。
2齿轮的分类：定传动比（圆形齿轮机构）和变传动比（非圆齿轮机构）●圆形齿轮机构：平面齿轮机构和空间齿轮机构★平面齿轮机构：直齿圆柱齿轮机构（直齿轮）<外啮合、内啮合、齿轮齿条机构>用于滑移式变速齿轮传动。
齿轮齿条可将回转运动转变为直线运动。
★平行轴斜齿圆柱齿轮机构（斜齿轮）<外啮合、内啮合、齿轮齿条机构>螺旋角，工作时有轴向力，轴可能受轴向负荷。
内啮合多用于轮系。
★人字齿齿轮机构：工作稳定性好，承载能力高，工作时轴向力可抵消。
减速机★曲线齿圆柱齿轮机构：●空间齿轮机构：★锥齿轮（相交）机构<直齿、斜齿、曲线齿>交角一般为90度，其中斜齿用于低速重载，曲齿用于高速重载。
★交错轴（平行但不相交）斜齿轮机构：可以实现任意交错角的两交错轴之间的传动。
齿面为点接触，接触应力大，齿面任意压溃，促使轮齿磨损加快。
齿面的滑动速度大，承载能力小。
不宜用于高速、大功率的传动。
通常仅用于仪表或载荷不大的辅助传动装置中，来传递任意交错轴之间的运动。
★蜗轮蜗杆机构（交错）在机床、冶金机械、起重机械船舶和仪表中应用。
★准双曲线齿轮机构：传动平稳，利用偏置距可增大小轮直径，能实现两端支撑，提高耐性。
应用：越野车、小客车、卡车。
★非圆齿轮机构：非圆齿轮是分度曲面不是旋转曲面的齿轮，它和另一个齿轮组成齿轮副以后，在啮合过程中，其瞬时角速度比按某种既定的运动规律而变化。
非圆齿轮的英语为non-circular gear。
非圆齿轮可以实现特殊的运动和函数运算，对机构的运动特性很有利，可以提高机构的性能，改善机构的运动条件。
非圆齿轮广泛运用于自动机器仪器仪表及解算装置中。
齿轮传动(第11章)
K F FtYFa1YSa1Y F1 F 1 bm K F FtYFa 2YSa 2Y F2 F 2 bm
② 应力和许用应力的关系 两齿轮弯曲应力是否相同？许用应力呢？
F
K F Ft YFaYSaY [ F ] bm
39
③
设计计算时，因为 m 3
8
§11.2
齿轮传动的失效形式
1.轮齿折断
原因： • 齿根弯曲应力大； • 齿根应力集中。
9
1、轮齿折断
★ 疲劳折断 ★ 过载折断
全齿折断—常发生于齿宽较小的直齿轮
局部折断—常发生于齿宽较大的直齿轮，和斜齿轮
措施：选用合适的材料及热处理方法，使齿根芯部 有足够的韧性；采用正变位齿轮以增大齿根的厚度； 增大齿根圆角半径，消除齿根加工刀痕；对齿根进 行喷丸、碾压等强化处理； 提高齿面精度、增大 模数等
d1 sin 2
cos d1 d1 cos
O2
d N 2C 2 2 sin 2
1 1 1 2
d 2 z2 2 d2 u 1 d1 d1 z1
②
d'2 2
'
（从动）
2
②
u 1 1 2 d1 cos tan u
23
§11.4 齿轮传动的计算载荷
名义载荷：
Fn p L
pca K Fn L
计算载荷：
载荷系数：K K A Kv K K
24
1.使用系数KA
考虑齿以外的其他因素对齿轮传动 的影响，主要考虑原动机和工作机的影响
原动机 载荷状况 均匀平稳 轻微冲击 中等冲击 严重冲击 工作机器 … … … … 电机 1.0 … 1.1 … 1.25 1.5 1.75 2.0 内燃 机… 1.5 1.75 2.0 2.25 25
圆锥齿轮的特点和分类
一、圆锥齿轮的特点和分类：
1.特点：
⑴ 用于传递两相交轴之间的运动和动力。
Σ——两轴的交角，多数Σ=90°。
⑵ 轮齿分布在一个截锥体上
圆锥齿轮的轮齿是分布在一个截锥体
上的。
所以，相应于圆柱齿轮中的各有关“
圆柱”，在这里都变成了“圆锥”，例如齿顶
圆锥、分度圆锥、齿根圆锥等。
⑶ 齿形由大端至小端逐渐变化
齿轮大端参数为标准值
321
2.分类：
按齿形分：直齿、斜齿、曲齿（圆弧齿、螺旋齿）等多种形式。
3.转向：
箭头相对或相背。
二、直齿锥齿轮的啮合传动
1、正确啮合条件：
两轮大端模数和压力角应分别相等：
m1=m2=m;
α1=α2=α。
2、传动比：
当Σ=90°时：
1212122112δδωωsin sin ====
r r Z Z i 2112122112tan o δδωω=====t c r r Z Z i。
齿轮基本知识概述
二、齿轮的原理
• 1970年以后，我国开始发展双圆弧齿轮，它简化 了切齿工艺，大大提高了轮齿的弯曲强度，这对 于同样参数与尺寸的软齿面圆柱齿轮，圆弧齿轮 的工作寿命高于渐开线齿轮，特别是应用在一些 重负荷、大功率的齿轮传动中，取得了良好的效 果。双圆弧齿轮的硬齿面技术也有新的发展，研 制成功齿面经氮化处理的硬齿面双圆弧齿轮，且 已在大功率高参数齿轮传动装置上推广应用。近 来，又在成功应用珩齿新工艺基础上，开发出超 硬滚切（也称刮齿）圆弧齿轮的精加工工艺，将 会进一步扩大硬齿面圆弧齿轮的应用范围。另外 双圆弧齿轮跑合性能好，也是其一个优势。
轮、准双曲面齿轮
一.齿轮的分类
• 形成行星周转轮系传动的齿轮为（具有一 个自由度的周转轮系）
• 1.行星轮 • 2.太阳轮 • 3.内齿圈 • 形成差动周转轮系传动的齿轮为（具有两
个自由度的周转轮系）
一.齿轮的分类
• 按传动比是否恒定分： • 定传动比 —— 圆形齿轮机构(圆柱、圆锥） • 变传动比 —— 非圆齿轮机构（椭圆齿轮） • 按齿轮齿向分： • 直齿轮、斜齿轮、人字齿轮
• 准双曲面齿轮
二、齿轮的原理
• 蜗轮蜗杆
三、齿轮的基本参数
• 1.渐开线齿轮的基本参数 • 模数或径节（见表），决定齿的大小 • 齿数，决定齿轮的大小 • 压力角（见前图），决定渐开线齿廓的形
状
一.齿轮的分类
• 按轮齿齿形来分 • 渐开线齿轮、摆线齿轮、圆弧齿轮、 • 按零件外形分 • 圆柱齿轮、锥齿轮、齿条、蜗轮蜗杆
• 其他分类的方法很多，有这几种分类基本 可以识别齿类图纸和实物。
一.齿轮的分类
一.齿轮的分类
二、齿轮的原理
• 齿轮的发展伴随着减速机的发展，经历了一个长期的发展 过程。公元前400-200 年，中国古代就开始使用齿轮，在 我们山西出土的青铜齿轮是迄今已发现的最古老齿轮，作 为反映古代科学技术成就的指南车就是以齿轮机构为核心 的机械装置。
齿轮的基本知识与应用全
齿轮与正齿轮副的情况下使用。
运转虽然平稳，但只适合于使用
在轻负荷的情况下。
Bห้องสมุดไป่ตู้
14
其他特殊齿轮
面齿轮 可与正齿轮或斜齿齿轮
啮合的圆盘状齿轮。在直 交轴及交错轴间传动。
B
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鼓形蜗杆副 鼓形蜗杆及与之啮合的蜗轮
的总称。虽然制造比较困难，但 比起圆柱蜗杆副，可以传动大负 荷。
准双曲面齿轮 在交错轴间传动的圆锥形齿
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5
直到17世纪末，人们才开始研究能正确传递运动的轮齿 形状。18世纪，欧洲工业革命以后，齿轮传动的应用日益 广泛；先是发展摆线齿轮，而后是渐开线齿轮，一直到20 世纪初，渐开线齿轮已在应用中占了优势。其后又发展了 变位齿轮、圆弧齿轮、锥齿轮、斜齿轮等等。
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。
轮。大小齿轮经过偏心加工，与 弧齿齿轮相似，啮合原理非常复 杂。
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齿轮的基本术语和尺寸计算。
齿轮有很多齿轮所特有的术语和表现方法， 为了使大家能更多的了解齿轮，在此介绍一 些经常使用的齿轮基本术语。
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齿轮各部 位的名称
B
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表示轮齿的大小的术语是模数
m1、m3、m8…被称为模数1、模数3、模数8。 模数是全世界通用的称呼，使用符号m（模数）和数字 （毫米〉来表示轮齿的大小，数字越大，轮齿也越大。 另外，在使用英制单位的国家（比如美国），使用符号 （径节）及数字（分度圆直径为1英吋时的齿轮的轮齿数） 来表示轮齿的大小。比如：DP24、DP8，…等等。还有使 用符号（周节）和数字（毫米）来表示轮齿大小的比较特殊 的称呼方法。比如CP5、CP10、… 模数乘以圆周率即可得到齿距（p）。齿距是相邻两齿 间的长度。
《机械设计基础》第8章 齿轮系
48 24 4 48 18 3
250 H 4 100 H 3
H 2
2
1
2‘ H
3
3H
3
1
H 1
H 50
周转轮系传动比计算方法小结：
定轴齿轮系
平面定轴齿轮系 空间定轴齿轮系
二.行星齿轮系
1. 定义
在齿轮系运转时，若至少有一个齿轮的几何轴线 绕另一齿轮固定几何轴线转动，则该齿轮系称为行星 齿轮系(如图8-3)。它主要由行星齿轮、行星架(系 杆)、和中心轮所组成。
2. 基本构件
行星齿轮系中由于一般都以中心轮和行星架作 为运动的输入或输出构件，故称它们为行星齿轮系 的基本构件
上角标 H
周转轮系
-w
H
正负号问题
转化机构：假想的定轴轮系
i1H n 1 n H i1n
计算转化机构的传动比 计算周转轮系传动比
1H z 2 z n i H z1 z n1 n
H 1n
i1 n 1
n
例题8-2 ：
一差动齿轮系如图 所示，已知个轮齿数为： z1 16, z 2 24, z3 64, 当轮1和轮3的转速为：
式中：G为主动轮，K为从动轮，中间各轮的主 从地位也应按此假定判定。m为齿轮G至K间外啮合 的次数。
求行星齿轮系传动比时，必须注意以下几点：
(1) nG ， K ，nH 必须是轴线平行或重合的相应齿轮的 n 转速。 (2)将nG，nK，nH 的已知值代入公式时必须带正 号或负号。
H (3) i GK i GK。 i GK为转化机构中轮G与K的转速之 比，其大小与正负号应按定轴齿轮系传动比的计算 方法确定。
齿轮系及其设计第8章
2）行星轮系：自由度为1的周转轮系。在这种轮系中只 需要一个原动件，就可确定其它各构件的运动。
F 3n 2PL PH 3 3 2 3 2 1
复合轮系:由定轴轮系和周转轮系的组合或几套周转轮系 的组合，称为复合轮系（或称为混合轮系）。
行星轮系
二、周转轮系的组成
中心轮 ：几何轴线固定不动 的齿轮, 或称为太阳轮,如齿 轮1、3 。
行星轮：若齿轮一方面绕自 己的几何轴线O2转动（自 转），另一方面又随杆H绕 几何轴线O转动（公转）， 其运动犹如天上的行星。如 齿轮2
行星架：支持行星轮作自转和公转的构件，或称为系杆,如构件H 。
结论:一个周转轮系必须具有一个行星架H，一个或几个行星轮，以 及与行星轮相啮合的中心轮K。 工程上，行星架常以H表示，中心轮常以K表示，因而上图所 示的周转轮系可表示为： “2K-H” 或“1-2（H）-3 ” 的形式。
1）平面轮系 ：在轮系中，所有齿轮轴线全部平行。
2) 空间轮系 :在轮系中，至少有一个齿轮轴线不平行。
2.根据各齿轮轴线是否全部固定，轮系可分为：
1）定轴轮系:在轮系中，所有齿轮轴线全部固定。
2）周转轮系:在轮系中，至少有一个齿轮轴线不固定。
定轴轮系.exe
周转轮系.exe
在周转轮系中，根据其自由度的不同，它又可分成 两类： 1）差动轮系：自由度为2的周转轮系。在这种轮系中 应有两个原动件，才能确定其它各构件的运动。
第8 章
齿轮系及其设计
§8－1 齿轮系及其分类 §8－2 定轴轮系的传动比
§8－3 周转轮系的传动比 §8－4 复合轮系的传动比
§8－5பைடு நூலகம்轮系的功用
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齿轮分类
齿轮产品按其外形结构分为圆柱齿轮和锥齿轮，按其使用场合不同可分为如
下类别：
齿轮产品是重大技术装备的核心和关键部件，几乎所有的能源、冶金、石化
到建材、交通、矿山等领域的机械均离不开齿轮，在国民经济中具有重要的地位
和作用。
车辆齿轮
工业齿轮
工业专用齿轮 工业通用齿轮
1.汽车齿轮、汽车变速齿轮总成及车桥传动系统 2.摩托车齿轮、传动组件及零件 3.农用运输车齿轮 4.工程机械齿轮 1.圆柱齿轮变速箱 2.圆柱锥齿轮变速箱 3.行星齿轮变速箱 4.蜗杆变速箱 5.摆线针轮减速器 6.谐波传动减速器 7.无机变速器 1. 高速齿轮
2. 船用齿轮
3. 机车传动齿轮
4. 石化专用齿轮
5. 冶金机械齿轮
6. 矿山采掘机械齿轮
7. 建材磨机齿轮
8. 轻工纺织机械齿轮
9. 风电设备齿轮
10. 航空航天设备齿轮
特点： 车辆齿轮尺寸小，批量大，产值约占行业2/3 特点：齿轮产品品种多，使用工况复杂，工业通用变速箱系列化，
已批量生产，工业专用仍随主机配套，仅有小部分系列化，大部
分为小批量，多品种生产