优选机械基础齿轮传动讲课课件ppt
齿轮传动-ppt课件

注意:不要把轴向力直接画在轴线或表示轮齿旋向 的斜线上。
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第第四四节节 齿齿轮轮强强度校度核 校核
齿轮的失效,通常都集中在轮齿部分。 轮齿的 主要失效形式有:轮齿折断、齿 面磨损、齿面点 蚀、齿面胶合、齿面塑 性变形等五种。为保证 齿轮传动所需工 作寿命,应进行强度计算与强 度校核。 一般只进行两类强度计算:齿面接触 疲劳 强度计算,齿根弯曲疲劳强度计算。
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二、斜齿圆柱齿轮受力分析
1、各力的大小
圆周力 径向力
F 2T1 d1
F F tan cos
轴向力
F
法向力
FF
F cotsan
T1 9.55
10
cos
6 P1 n1
式中:n 法面分度圆
压力角
t 端面分度圆压力角 分度圆螺旋角
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b 基圆螺旋角
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2、各力的方向
圆周力 Ft:主动轮上的与转向相反,从动轮上的与转向相同;
常用于制造小齿轮和蜗杆 用于制造承受冲击和交变载荷的齿
轮和蜗杆 用于制造速度较高的耐磨
调质渗氮
齿轮
猝火调质
用于制造需氮化的齿轮,热 处 理 后不必磨齿 用于要求防锈、防腐的 齿轮,猝火 后 变形极 小,齿面光 泽
用于制造要求重鱼轻、受力较小的 齿轮
用于制造高抗磨或防磁的重要齿轮
及蜗轮 用于制造抗磨、防腐的次要
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1、各力的大小
2
F t
Td
1
1
F F tan
rt
F Ft 2T1
机械设计基础齿轮传动最新PPT课件

k
k
k 同侧齿廓弧长
法向齿距
(周节) -
p
n
=
p
b
基圆- d 、r
bb
齿顶圆- d 、r
aa
齿根圆- d 、r
齿宽- B f f
B p
k
s k
e k
pn
r
f
r
a
O
5.4 标准直齿圆柱齿轮的名称及几何尺寸参数
5.4.1 齿轮各部分名称
分度圆-
人为规定的计算基准圆
表示符号: d、r、s、e, h
a
s=e,p= s+e
在啮合传动时,齿廓之间将产生相对滑动。相 对滑动是任何齿廓曲线齿轮都具有的特性。齿廓间 的滑动将引起啮合时的摩擦效率损失和齿廓的磨损。
5.4 标准直齿圆柱齿轮的名称及几何尺寸参数
5.4.1 齿轮各部分名称 齿数-z
齿槽宽- e
k 弧长
齿厚- s 齿距 (周节) k 任意圆上的弧长
- p = s +e
第五章 齿轮传动
5.1 齿轮传动的类型和特点 5.2 齿廓啮合的基本定律 5.3 渐开线齿廓 5.4 标准直齿圆柱齿轮的名称及几何尺寸参数 5.5 标准渐开线直齿圆柱齿轮啮合传动的条件 5.6 渐开线齿轮的切齿原理及根切现象 5.7 齿轮传动的失效形式和计算准则 5.8 齿轮常用材料及热处理 5.9 直齿圆柱齿轮传动的作用力及计算载荷 5.10 直齿圆柱齿轮的强度计算 5.11 平行轴斜齿圆柱齿轮传动 5.12 直齿圆锥齿轮传动 5.13 齿轮传动设计计算中的主要问题
③ 不适宜用于两轴间距离较大的传动。
5.2 齿廓啮合的基本定律
5.2 齿廓啮合的基本定律
一对齿轮传动,是依靠主动齿轮的齿廓依次推动从动齿轮的 齿廓来实现的,齿轮的齿廓曲线与传动比有密切的关系。
齿轮传动机械基础PPT课件

齿轮的制造和安装精度要求较高,否则会影响传动的平稳性和效率。
需要润滑
齿轮传动需要良好的润滑条件,以减少磨损和摩擦热。
齿轮传动的应用
01
02
03
04
工业领域
齿轮传动广泛应用于各种工业 机械和设备中,如机床、起重
机、矿山机械等。
交通运输领域
汽车、火车、飞机等交通工具 中大量使用齿轮传动来实现动
模数的单位是毫米 (mm)。
03
选择
模数的选择应根据齿轮的 承载能力和制造精度要求 进行。
齿轮的压力角
定义
压力角是齿轮齿形的一个参数,表示齿轮齿形的倾斜程度。压力 角的大小力角的单位是度(°)。
选择
压力角的选择应根据齿轮的传动要求和制造精度要求进行。
齿轮的齿数和齿宽
持心部良好的韧性。
齿轮材料和热处理的选择
根据齿轮的载荷、速度、精度等要求 进行选择。
对于承受轻载、低速或一般精度要求 的齿轮,可以选择较低强度和硬度的 材料和相应的热处理方法,以降低制 造成本。
对于承受重载、高速或高精度要求的 齿轮,应选择高强度、高硬度、高耐 磨性的材料和相应的热处理方法。
在选择材料和热处理方法时,还应考 虑齿轮的工作环境、制造工艺和经济 性等因素。
根据齿轮传动的使用要求,选用合适的润滑油或 润滑脂,并定期更换。
清洁维护
保持齿轮传动装置及其周围环境的清洁,防止杂 物和灰尘进入。
常见故障分析及排除方法
齿轮磨损
齿轮长时间使用后,会出现磨损现象。 解决方法是定期更换齿轮,或对磨损 严重的齿轮进行修复。
油位异常
油位过高或过低都会影响齿轮传动的正 常运转。解决方法是检查油位并调整到 规定范围内,同时检查油路是否畅通。
《齿轮传动设计》PPT课件

三、渐开线齿轮的啮合特性
渐开线齿轮符合齿廓啮合基本定 律,即能保证定传动比传动 由齿廓啮合基本定律知
i12
1 2
O2P O1P
❖ 由渐开线性质知,
❖ 啮合点公法线与二基圆内公切
线重合
N2
❖ 二基圆为定圆,N1N2为定直线, 则节点P为定点
i12 12
O2Pr2'rb2 O1P r1' rb1
co
n. st
机械设计基础 ——齿轮传动
例题2
❖已知:一渐开线直齿圆柱齿轮,用卡尺测量出齿顶圆直径 da=208mm, 齿根圆直径df=172mm, 数得齿数z=24.
❖求:该齿轮的模数m,齿顶高系数ha*和顶隙系数c*
解:
da(z2ha *)m208 mm
df(z2h a *2c*)m 17m 2 m
m 8 mm
O1
1 rb1
P K’
N1 K
C1
C2
2 rb2
O2
机械设计基础 ——齿轮传动
三、渐开线齿轮的啮合特性
机械设计基础 ——齿轮传动
5-4 渐开线标准齿轮的基本尺寸
一、外齿轮 二、内齿轮 三、齿条
机械设计基础 ——齿轮传动
一、外齿轮
1 各部分名称和符号 2 基本参数 3 几何尺寸 4 例题
机械设计基础 ——齿轮传动
h
* a
1
c
*
0 .25
正常齿: 短齿:
m 1mm h a *1,c*0.25 m 1mm h a *1,c*0.35
ha*0.8,c*0.3
机械设计基础 ——齿轮传动
例题3
❖已知: 法向距离〔即公法线长度〕分别为 :W3 = 61.84mm,
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。
《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
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 第11章 齿轮传动
H
2
bd1
u
Zβ cos
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§11-8 斜齿圆柱齿轮传动
2 KT1
F
YFaYSa F
bd1mn
2 KT1 YFaYSa
2
mn 3
cos
2
d z1 F
z
zv
3
cos
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§11-9 直齿圆锥齿轮传动
34
§11-9 直齿圆锥齿轮传动
35
轴向力:
Fa Ft tan
29
§11-8 斜齿圆柱齿轮传动
力的方向:
圆周力t :主动轮与运动方向相反,
从动轮与运动方向相同
径向力r :两轮都是指向各自的轴心
轴向力a :主动轮的左(右)手法则
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根据主动轮轮齿的齿向(左旋或右旋)伸左手或右手,四指
沿着主动轮的转向握住轴线,大拇指所指即为主动轮所受的
轮齿会变形,需要磨齿。
二、主要参数
1. 齿数比:一般≤7,同要求的传动比误差≤ (3~5)%
2. 齿数:一般z1>17
3. 齿宽:过大,宽度方向载荷分布不均匀
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§11-8 斜齿圆柱齿轮传动
一、轮齿上的作用力
轮齿所受总法向力
可分解为:
2T1
圆周力:Ft
d1
Ft tan n
径向力:Fr
cos
开式传动的主要失效形式为齿面磨粒磨损和轮齿的弯曲疲劳
折断。
由于目前齿面磨粒磨损尚无完善的计算方法,因此通常只对
其进行抗弯曲疲劳强度计算,并采用适当加大(10%~20%)
模数(或降低许用弯曲应力)的方法来考虑磨粒磨损。
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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
m 2
z1
z2
优选机械基础齿轮传动讲课课件ppt
7-3齿轮传动的类型及应用
• 齿轮传动:利用齿轮副来传递运动和动力的一种 机械传动。
• 啮合:齿轮副的一对齿轮的齿依次交替接触,从而实 现一定规律的相对运动的过程和形态。
齿轮传动的常见类型:
齿 直 圆 柱 齿 轮 传 动
斜齿圆柱齿轮传动
人 字 齿 圆 柱 齿 轮 传 动
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齿距pk 齿厚sk 齿槽宽ek
齿顶高ha 齿根高hf
rf rb
ra rk
分度圆 齿顶圆 基圆 齿根圆
o
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三、直齿圆柱齿轮的基本参数
1.齿数(z) 一个齿轮的轮齿数目即齿数,是齿轮的 最基本参数之一。
当模数一定时,齿数愈多,齿轮的 几 何尺寸愈大,轮齿 渐开线的曲率半径也 愈大,齿廓曲线趋于平直。
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4.齿顶高系数ha 、顶隙系数C 正常齿制 ha=1, C=0.25 短齿制 ha=0.8, C=0.3
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四.标准直齿圆柱齿轮的几何尺 寸计算
标准齿轮:模数m、压力角α 、 齿顶高系数ha*和顶隙系数C*均为 标准值且齿厚s等于齿槽宽e的齿 轮。
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• 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、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
7.齿顶高:齿顶圆与分度圆之 间的径向距离称为齿顶高,用ha 表示。
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8.齿根高:齿根圆与分度圆之 间的径向距离称为齿根高,用hf 表示。
9.齿高:齿顶圆与齿根圆之间 的径向距离称为齿高,用h表示。
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10.顶隙:一个齿轮的齿顶与另一个 齿轮的齿根在连心线上的径向距离, 称为顶隙,用c表示。
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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
二、渐开线齿轮各部分的名称
三、直齿圆柱齿轮的基本参数
四、标准直齿圆柱齿轮的几何尺寸计算
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一、渐开线的形成与渐开线齿廓
• 1、渐开线的形成
• 当一条动直线(发 生线),沿着一个 固定的圆(基圆) 作纯滚动时,动直 线上任意一点K的 轨迹称为该圆的渐 开线。
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速之比,也等于两齿轮齿数之反。
•
i12=
—n1
n2
=
—z2
z1
• 齿轮传动的应用特点 • 优点:
• (1)能保证恒定的传动比,传递运动 准确,传递平稳。
• (2)传动效率高,一般可达 95%~99%,工作可靠,寿命长。
• (3)适用的功率、速度和尺寸范围大 。传递功率可以从很小至上万千瓦; 速度最高可达300m/s;齿轮直径可以 从几毫米至二十多米。
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
0.1 0.12 0.15 0.2 0.25 0.3 0.4
1 1.25 1.5 2 2.5
3
4
5
12 16 20 25 32 40 50
0.5 0.6 0.8 6 8 10
第二系列
0.35 0.7 (3.75) 4.5
28 36
0.9 1.75 2.25 2.75 (3.25) 3.5
5.5 (6.5) 7 (11)
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。
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3.压力角(α) 压力角是物体运动方向与受力方向
所夹的锐角。齿轮压力角是指渐开线 齿廓在分度圆上的压力角。 压力角不 同,轮齿的形状也不同。压力角已标 准化,我国规定标准压力角是20°。
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2.模数( m ) 将分度圆上齿距P与无理数π的
比值称为模数,用m表示,单位为mm, 即 m=p/π或p=mπ
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由此可知,m越大,p越大,轮齿也 就越大,齿轮的承载能力越强;反之 齿轮越小,齿轮的承载能力越弱。由 于πd=pz,可得分度圆直径d=mz。
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渐开线齿轮各部分的名称
1.齿顶圆:过齿轮各齿顶所作的圆称为齿 顶圆,用da表示
2.齿根圆:过齿轮各齿槽底部所作的圆 称为齿根圆,用df表示。
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3. 分度圆:在齿顶圆和齿根圆 之间取一个圆,作为计算、制造、 测量齿轮尺寸的基准,该圆称为 分度圆;用d表示。
发生线
K
B
rb
基圆
A O
2.齿廓
渐开线齿轮的轮齿由两条对称的渐开线作 齿廓而组成,见下图所示。
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渐 开 线 轮 廓 的 形 成
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二、渐开线齿轮各部分的名称
如图所示为直齿圆柱外齿轮的部分齿轮,齿轮上每 个凸起的部分称为轮齿,相邻两轮齿之间的空间称为 齿槽,其各部分的名称和表达符号见图。
标准齿轮分度圆上的齿厚与齿 槽宽相等
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4.齿厚:分度圆上一个轮齿的两 侧端面齿廓之间的弧长称为该齿轮 的齿厚,用s表示。
5.齿槽宽:分度圆上一个齿槽的 两侧齿廓之间的弧长称为该齿轮的 齿槽宽,用e表示。
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6.齿距:分度圆圆周上相邻两 齿同侧齿廓之间的弧长称为齿距, 用p表示。即 p=s+e