Excite Timing Drive 基础培训-齿轮传动
机械齿轮传动培训课件
机械齿轮传动培训课件机械齿轮传动培训课件齿轮传动作为一种常见的机械传动方式，广泛应用于各个领域，包括工业、交通、农业等。
它以其稳定可靠的特点，成为了现代机械设备中不可或缺的一部分。
本文将对机械齿轮传动进行培训，介绍其原理、分类、计算方法和应用。
一、齿轮传动的原理齿轮传动是利用齿轮之间的啮合作用，将动力从一个轴传递到另一个轴的一种机械传动方式。
齿轮传动的基本原理是通过齿轮的齿与齿之间的啮合，实现转动力的传递。
齿轮传动具有传动比稳定、传动效率高、传动精度高等优点，因此在各个行业中得到广泛应用。
二、齿轮传动的分类齿轮传动根据齿轮的类型和传动方式的不同，可以分为多种不同的分类。
常见的分类包括直齿轮传动、斜齿轮传动、锥齿轮传动、蜗轮蜗杆传动等。
每种传动方式都有其适用的场景和特点，需要根据具体的应用需求选择合适的传动方式。
三、齿轮传动的计算方法齿轮传动的计算方法是齿轮设计和应用的重要环节，它决定了传动系统的性能和可靠性。
齿轮传动的计算包括齿轮的模数计算、齿数计算、传动比计算等。
在计算过程中，需要考虑到传动功率、齿轮的强度和耐磨性等因素，以确保传动系统的正常运行。
四、齿轮传动的应用齿轮传动广泛应用于各个领域。
在工业领域，齿轮传动被用于各种机械设备，如机床、起重设备、输送机等。
在交通领域，齿轮传动被用于汽车、火车、船舶等交通工具的传动系统。
在农业领域，齿轮传动被用于农机设备，如收割机、拖拉机等。
齿轮传动的应用范围广泛，几乎涵盖了所有机械设备的传动需求。
五、齿轮传动的发展趋势随着科技的不断进步，齿轮传动也在不断发展。
目前，齿轮传动的发展趋势主要包括以下几个方面：一是高效节能，通过减小传动损失和提高传动效率，实现能源的节约；二是智能化，通过传感器和控制系统的应用，实现齿轮传动的智能监测和控制；三是轻量化，通过材料的优化和结构的设计，减小齿轮传动的重量和体积，提高机械设备的性能。
六、总结齿轮传动作为一种重要的机械传动方式，具有稳定可靠、传动效率高等优点，广泛应用于各个领域。
机械设计齿轮传动培训资料51页PPT
66、节制使快乐增加并使享受加强。 ——德 谟克利 特 67、今天应做的事没有做，明天再早也 是耽误 了。——裴斯 泰洛齐 68、决定一个人的一生，以及整个命运 的，只 是一瞬 之间。 ——歌 德 69、懒人无法享受休息之乐。——拉布 克 70、浪费时间是一桩大罪过。——卢梭
1、不要是一场冒险。走得最远的人，常是愿意 去做，并愿意去冒险的人。“稳妥”之船，从未能从岸边走远。-戴尔．卡耐基。
梦 境
3、人生就像一杯没有加糖的咖啡，喝起来是苦涩的，回味起来却有 久久不会退去的余香。
机械设计齿轮传动培训资料 4、守业的最好办法就是不断的发展。 5、当爱不能完美，我宁愿选择无悔，不管来生多么美丽，我不愿失 去今生对你的记忆，我不求天长地久的美景，我只要生生世世的轮 回里有你。
齿轮传动讲解.pptx
渐开线齿轮的切削加工
➢ 仿形法 铣床
铣直齿
第28页/共35页
铣斜齿
渐开线齿轮的切削加工
➢ 展成法 插齿加工
滚直齿
第29页/共35页
滚斜齿
根切现象
➢ 展成法加工标准齿 轮时，如果齿数太 少，会出现轮齿根 部的渐开线齿廓被 部分切除的现象， 这种现象称为根切。
➢ 为保证不发生根切， 齿数应不少于17， 即： zmin≥17
第22页/共35页
➢ 2006年会考（8分） ➢ 有一对正常齿制的标准圆柱齿轮，已知
n1=900r/min，n2=300r/min，a=200mm， m=5mm，求齿数z1，z2，齿顶圆直径da1， 分度圆直径d2
第23页/共35页
➢ 2007年会考题（8分） 相啮合的一对标准直齿圆柱齿轮，齿数
第20页/共35页
➢ 2002会考（10分） ➢ 相啮合的一对标准直齿圆柱齿轮，
n1=900r/min，n2=300r/min，a=200mm， m=4mm，求齿数z1、z2各是多少？
第21页/共35页
➢ 2003年会考（10分） ➢ 已知一标准直齿圆柱齿轮，齿距
p=25.12mm，分度圆直径d=360mm，求齿 数z，圆直径da以及齿厚s分别为多少？
第25页/共35页
➢ 2010年会考（10分） ➢ 相啮合的一对标准直齿圆柱齿轮，已知
n1=1200r/min，n2=600r/min，a=150mm， m=5mm ➢ 求：（1）齿数z1，z2；
（2）齿轮1的分度圆直径d1，齿轮2 的齿根圆直径df2.
第26页/共35页
常用的齿轮结构
常见的圆柱齿轮结构如图所示。齿轮轴、实心式、 腹板式、轮辐式
2024年机械设计基础课件齿轮传动-(带特殊条款)
机械设计基础课件齿轮传动-(带特殊条款) 机械设计基础课件：齿轮传动1.引言齿轮传动是机械设计中的一种基本传动方式，广泛应用于各种机械设备的运动和动力传递。
齿轮传动具有结构简单、传动效率高、可靠性好、寿命长等优点，因此在工业生产和日常生活中得到广泛应用。
本课件将介绍齿轮传动的基本原理、分类、设计方法和应用。
2.齿轮传动的基本原理齿轮传动是利用齿轮副的啮合来传递动力和运动的一种传动方式。
齿轮副由两个或多个齿轮组成，其中主动齿轮通过旋转驱动从动齿轮，从而实现动力和运动的传递。
齿轮副的啮合是通过齿轮齿廓的接触来实现的，齿廓的形状和尺寸决定了齿轮传动的性能和精度。
3.齿轮传动的分类齿轮传动根据齿轮的形状和布置方式可分为直齿圆柱齿轮传动、斜齿圆柱齿轮传动、直齿圆锥齿轮传动和蜗轮蜗杆传动等。
直齿圆柱齿轮传动是应用最广泛的一种齿轮传动方式，具有结构简单、制造容易、精度高等优点。
斜齿圆柱齿轮传动具有传动平稳、噪声低、承载能力强等优点，适用于高速和重载的传动场合。
直齿圆锥齿轮传动适用于空间狭小和角度传动的场合。
蜗轮蜗杆传动具有大传动比、自锁性和精度高等特点，适用于低速、大扭矩的传动场合。
4.齿轮传动的设计方法齿轮传动的设计主要包括齿轮的几何设计、强度设计和精度设计。
齿轮的几何设计是根据传动比、工作条件、材料等因素确定齿轮的齿数、模数、压力角等参数。
强度设计是保证齿轮传动在规定的工作条件下具有足够的承载能力和寿命，主要包括齿面接触强度和齿根弯曲强度的计算。
精度设计是保证齿轮传动的精度和运动平稳性，主要包括齿轮的加工精度和装配精度的控制。
5.齿轮传动的应用齿轮传动在工业生产和日常生活中得到广泛应用。
在机床、汽车、船舶、飞机等机械设备中，齿轮传动用于传递动力和运动，实现各种复杂的运动轨迹和速度变化。
在风力发电、水力发电等能源领域，齿轮传动用于传递高速旋转的动力，实现能源的转换和利用。
在、自动化设备等高科技领域，齿轮传动用于实现精确的运动控制和动力传递，提高设备的性能和效率。
13-应用Excite_TD软件进行齿轮传动分析_江淮汽车徐立强等
应用Excite_TD软件进行齿轮传动分析徐立强左淼都（安徽江淮汽车股份有限公司技术中心，合肥市紫云路99号）摘要：本文主要应用Exctie_TD软件进行了某柴油机齿轮系动力学分析，主要提取各齿轮受力结果，进而对齿轮进行强度校核。
关键词：齿轮；动力学；有限元主要软件：A VL EXCITE_TimingDrive，HyperMesh，Abaqus1. 前言A VL的Excite_TD软件不仅能进行配气机构的运动学和动力学分析，还能够进行皮带传动分析、链条传动分析及齿轮系动力学分析。
本文即是应用Excite_TD软件对某柴油机齿轮传动系进行初步分析，进而对齿轮进行强度校核。
2. 齿轮系描述及模型搭建2.1 齿轮系描述某柴油机齿轮系如图1所示，其中A为曲轴齿轮，B为惰轮A，C为凸轮轴齿轮，D为惰轮B，E为喷油泵齿轮，F为惰轮C，G为液压泵齿轮。
2.2 模型搭建2.3 齿轮系主要参数本文所分析的齿轮系为斜齿轮传动，其主要参数如表1所示。
表1 齿轮系主要参数法向模数:1.75 压力角:15° 螺旋角:21°齿轮 齿数 分度圆 齿顶圆 全齿高 重量[Kg]坐标 曲轴齿轮 30 56.235 60.6 3.789 0.439 (0,0) 惰轮A 齿轮 43 80.604 85.64 3.789 0.84 （19.5，67) 凸轮轴齿轮 60 112.47 114.04 3.937 0.788 (76,82.3) 惰轮B 齿轮 52 97.474 101.38 3.857 0.77 (98.92,109.43) 燃油泵齿轮 60 112.47 113.98 3.907 1.054 (155.5,197) 惰齿轮C 39 73.106 77.34 3.903 1.09 (164.63,53.95) 液压泵齿轮2546.86351.473.8410.545(221.97,73.25）各齿轮的转动惯量如表2所示。
新员工齿轮基础知识培训ppt课件
（2）齿面点蚀
原因：交变的接触应力 现象：麻点状凹坑 部位：节线附近靠近齿根部分 一般闭式传动软齿面易发生
避免措施：提高齿面硬度和润滑油的粘 度等。
（3）齿面磨损
原因：开式传动、相对滑动。较软的齿表面易被划伤也可能产生 齿面磨料磨损。
§4 渐开线标准直齿圆柱齿轮的主要 参数和几何尺寸
一、直齿圆柱齿轮各部分的名称及主要尺寸
1.齿数——Z，齿轮圆周上轮齿的数目称为齿 数。
2、齿顶圆 齿顶所确定的圆称为齿顶圆，其直 径用da表示；
3、齿根圆 由齿槽底部所确定的圆称为齿根圆， 其直径用df表示。
4、齿槽宽 相邻两齿之间的空间称为齿槽，在 任意dk的圆周上，轮齿槽两侧齿廓之间的弧线 上称为该圆的齿槽宽，用ek表示；
要避免根切就必须使刀 具的顶线不超过N1点
当α=20°、 ha* =1时 Zmin=17
不根切的条件：Z≥17
§7 变位齿轮传动
一、标准齿轮的局限性 标准齿轮存在的主要缺点：
1. 标准齿轮的齿数必须大于或等于最少齿数zmin，否 则会产生根切；
2.标准齿轮不适用于实际中心距不等于标准中心距的 场合；
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
由此可知，当齿轮制成以后，基圆半径便已确定。因此，传 动比也就定了。所以，即使两轮的中心距有点偏差时，也不会 改变其传动比的大小。（传动比恒定）
3、渐开线齿廓间正压力方向的不变性
EXCITE TD 基础培训教程--齿轮传动
SHGE(shaft+ gear):(6 DOF’s => radial and axial motions, recommended !)
一般不用Gear-Element 无轴段齿轮,因其只能考虑转动1个自由 度, 内设刚性支承(无轴承变形),因而会过高估计齿力 滚动轴承兼含径向和推力作用，需由 共同定义
GB1357-87标准模数常用系列 第一系 6.1 列模数 1 单位 (mm) 10
0.12 0.15 1.25 12 1.5 16 0.2 2 20 0.25 2.5 25 0.3 3 32 0.4 4 40 0.5 5 50 0.6 6 0.8 8
常见汽车变速器的法向模数(mm)
车型 微型、普通 级轿车 模数 2.25-2.75 中级轿车 2.75-3.00 中型货车 3.50-4.50 重型车 4.50-6.00
旋转方向 压力线
Pressure Line
Байду номын сангаас
背隙 驱动侧隙
„Driving Flank“ „Backlash“
压力角
„Pitch Point“
节点(节圆相交点) 主动轮 节圆
6
齿轮啮合理论
啮合刚度
必须描述一对齿轮所有啮合齿的总刚度must represent entire stiffness of all
齿轮轴的弹性支承(如：机体前端、缸头相应位置刚度)，定义在相应 的径向轴承 和推力轴承 中 轴段弹性特征: 若本单元前面没有轴段SHAF单元,则不需定义(与截面 有关的数据,如面积,截面模量等) 定义旋转激励 :曲轴/齿轮轴转速波动(可选)及均匀主转速(必选)
最末端的齿轮应给定动载时间序列数据
5
齿轮啮合理论
1005_EXCITE_Timing_Drive_Basic_Training_Timing_Drive_Dynamic
EXCITE Timing Drive Basic Training Timing Drive Dynamic Copyright © 2012, AVL AST CHINA
d a4 d i4
64
Ix
d a4 d i4
32
05/18/2012
57
Rigid Ground_1 Finger Follower_1 S 54 C S C
64
Rigid Ground_2 Finger Follower_2
61
Valve Stem_3
Cam Contour_3
Valve Stem_3_1
Cam Contour_3_1
Valve Stem_3_2
Cam Contour_3_2
5 SHAF5
6 SHAF6
7 SHAF7
8 SHAF8
9 SHAF9
10 SHAF10
11
SHAF11
14 SHAF14
15 SHAF
16
S B
29 NRFV
36 NRFV_1
43 NRFV_2
21 SABS
23 Cam Contour
30 Cam Contour_1
37 Cam Contour_2
44
46
51
53
58
60
Connection Shaft Valve Train
Connection Shaft Valve Train_1
Connection Shaft Valve Train_2
45
Valve Spring_3
48
Valve Face_3
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
渐开线标准齿轮－直spur或斜helical齿轮
螺旋角:动力由前轮向本轮传递, 且啮合轴向力使本齿轮向x正向 移动时,为正Positive helix angle: If power
is transmitted from preceding to actual gear, and axial force moves the actual gear to positive x-direction.
耦合体的运动变换到压力线,相对运动的估计以便得到啮合力;考虑 齿轮旋转、径向与轴向运动 Motion of coupled Bodies is Transformed into Pressure Line and
Relative Motion is Evaluated to obtain Meshing Force; Consider Angular, Radial and Axial Motion of Gears
齿轮轴的弹性支承(如：机体前端、缸头相应位置刚度)，定义在相应 的径向轴承 和推力轴承 中 轴段弹性特征: 若本单元前面没有轴段SHAF单元,则不需定义(与截面 有关的数据,如面积,截面模量等) 定义旋转激励 :曲轴/齿轮轴转速波动(可选)及均匀主转速(必选)
最末端的齿轮应给定动载时间序列数据
5
齿轮啮合理论
根据齿力持续期-冲击时间timpact, 啮合时间tengagement,进行冲击分类
according to the duration of a tooth force peak Class I：
Ftooth ,equ
NI ⋅ F =
q tooth , I
+ N II ⋅ F N equ
齿轮模型Gear Model
用力单元实现齿接触Contact of Tooth realised by Force Element
不考虑齿轮轮廓 Real Tooth Profile not incorporated ! 沿压力线:压力角、螺旋角Actuation along Pressure Line: Pressure Angle, Helix Angle 驱动侧隙和背隙 Clearance (=Backlash) between Driving and Backlash Flank 考虑可变啮合刚度,计入传动误差(静态几何与弹性变形) introduce any (static)
q tooth , II
+ ....
1 p
timpact < tengagement
Class II：
N equ =
t total t engagement
, II
timpact = (1 ~ 2) ⋅ tengagement
Class III：
F tooth , I , F tooth
曲轴齿轮-驱动匀速或波动. 径向轴承要考虑曲轴轴颈的 弯曲变形刚度＋支承刚度
曲轴齿轮
4
齿轮模拟 Gear Modelization
建模
Shaft-Gear-Element带轴齿轮
Modeling
齿轮盘为集中质量点(刚体) Gear Wheel represented by Rigid Bodies (强烈建议使用):齿轮和轴的复合 单元,有6个自由度,考虑轴的旋转和轴向运动,以及弹性支承刚度
7
齿轮啮合理论
啮合刚度的变化
齿轮啮合的重叠系数一般为非整数，啮合齿数交替变化，使啮合刚度也 发生周期性变化，其变化基率为齿轮的啮合频率。
8
齿轮啮合理论
齿力冲击脉冲的分类
Classification of Tooth Force Impact-Impulses
动态当量齿力(NiemannII)
Dynamic Equivalent Tooth Forces (NiemannII)
12
齿轮啮合参数
设计参数确定－以无齿隙齿轮公式表述
(直齿)
齿根高
* h f = ( h at − c t* − x t ) m t * * m t = m n / cos β , h at = h an cos β 其中： * c t* = c n cos β ， x t = x n cos β
GB1356-87规定标准齿轮: * * 法面齿顶高系数=1, c n 法面顶隙系数=0.25 h an x n 法面变位系数
ADVANCED SIMULATION TECHNOLOGIES
基础培训 齿轮传动
ADVANCED SIMULATION TECHNOLOGIES
齿轮系传动系动力学
Gear Train Dynamic Analysis
正时齿轮系 Timing drive Gear Train
高负荷冲击Gear Hammering 齿轮驱动与传动的动态特性
calculation by Niemann) for calculating constant stiffness values
齿轮啮合刚度计算考虑齿根高hF和边缘厚度sR的影响,特别是 hF/sR小的齿轮 获得方法:
估算方法(如: Niemann II):方便，EXCITE_TD提供计算工具，同时 考虑齿轮盘刚度的影响，推荐使用 Approximation Methods (e.g. Niemann II) 有限元法：建模麻烦,正确模型的精度高 FEA, accurate 测量：较困难 Measurement
3
齿轮模拟 Gear Modelization
正时齿轮驱动系 Timing Gear Drive Models
径向轴承要考虑凸 轮轴轴颈的弯曲变 形刚度＋支承刚度 凸轮轴齿轮 外载（包括 波动） 凸轮轴齿轮
复合惰轮. 径向轴承考 虑支承刚度 复合惰轮
R蓝色:旋转激励 G粉色:啮合齿轮 S橙色:前轴段 绿色:弹性支承/ 啮合齿轮/后轴段 连接箭头由驱动 端指向从动端
齿高变位系数 ∆ y t = x t1 + x t 2 − y t
其中 y t =
z 1 + z 2 cos α t − 1 cos α ' 2 t
渐开线函数
inv α = tan α − α
α - 压力角(rad), 或者
以上式中： z1，z2 －两轮齿数,
旋转方向 压力线
Pressure Line
背隙 驱动侧隙
„Driving Flank“ „Backlash“
压力角
„Pitch Point“
节点(节圆相交点) 主动轮 节圆
6
齿轮啮合理论
啮合刚度
必须描述一对齿轮所有啮合齿的总刚度must represent entire stiffness of all
质心轴向偏移量(至中间面)，常0
齿轮宽
动力由前主动轮Preceding Gear 传递到本从动轮Actual Gear 本齿轮与前齿轮的啮合数据, 定义在本齿轮单元中 一个盘子设一个质量点(惯量) 。若复合惰轮间连接刚度高, 可定义为一个集中质量点。
mass-points at CoG’s of gears (Assume connecting stiffness between gears of compound idler is high)
本从动轮(负螺旋角)
变速器常见齿形、压力角α 、螺旋角β
压力角(度) 14.5, 15, 16, 16.5 20 22.5,25低档和倒档 螺旋角(度) 25-45 20-30 小螺旋角
齿根高
轿车
边缘厚度
一般货车 标准齿形
板厚
重型车 标准齿形
变位系数
节圆Pitch
line
齿顶高ha
齿轮模数(法向) m＝p/π，p 是节圆齿距。
timpact = (5 ~ 10) ⋅ tengagement
Class V：
timpact > 10 ⋅ tengagement
N equ
.....当量数Equivalent number of force
reversals Necessary for fatigue-calculations
可用于疲劳计算
变刚度:啮合过程中刚度变化,因实际参与啮合的齿数变化Variable
stiffness: changes along engagement due to number of active tooth pairs (whine)
程序应用估算公式得到Pre-processing tool available in the GUI (based on
pn=pt·cosβ
斜齿轮的法向模数 mn和端面模数 mt之间的 关系为
mn=mt·cosβ
国标规定了斜齿轮的法向参数（ mn、αn 、 法向齿顶高系数ha*及法向顶隙系数c*）为标 准值，而端面参数为非标准值。 用铣刀切制斜齿轮时，铣刀的齿形应等于齿 轮的法向齿形； 在轮齿弯曲强度计算时，也需要研究最小危 险截面（法面）.
meshing tooth of a gear pair.
刚度常数:对于正时驱动精度足够(主要齿轮敲击)(为沿啮合过程 的平均值) Constant stiffness: sufficient for timing drives (mainly gear rattle)
(mean value along the engagement)
本齿轮平均转速,用来计算一个齿的接触时间
10
齿轮啮合参数
示意图
1、蜗杆啮合
2、平行轴啮合
X-Offset，含正负号
11
齿轮啮合参数
本齿轮编号前 齿轮编号 啮合 螺旋角度β，常8-15，正负 法向模数mn,见常用系列 工具压力角α，GB标准为20度 6~10% (AVL已比照试验结果)