内啮合锥齿轮章动传动的运动学分析
内外齿轮啮合传动原理
内外齿轮啮合传动原理
内外齿轮啮合传动是机械传动中常见的一种形式。
它由一个内齿轮和
一个外齿轮组成，通过齿轮的传动力将动力传递到机械装置中。
内齿
轮的齿条在外齿轮中啮合，通过它们之间的相对旋转来传递动力。
内外齿轮啮合传动的原理基于牛顿定律。
牛顿第一定律表明，在没有
外力作用时，物体不会改变它们的状态。
因此，当内外齿轮传递动力时，它们会保持它们的状态不变；这意味着它们会旋转，并保持旋转
直到有一些外力作用使这种旋转受到影响。
内外齿轮啮合传动的另一个原理是摩擦力和力矩的作用。
当内齿轮和
外齿轮转动时，其齿条之间的约束会产生阻力，并形成摩擦力。
这些
摩擦力会形成一个力矩，将转动动力传递到外齿轮中，并沿着传动轴
向内齿轮方向传递。
此外，在内外齿轮啮合传动中，齿轮的齿条几乎总是错位的。
这是因
为如果齿条完全重合，将导致啮合面变狭窄，并增强齿轮的磨损和噪音。
错位的齿条可以使齿轮齿条的面接触更平稳，并降低噪音和磨损。
总的来说，内外齿轮啮合传动是机械传动中的一种常见形式，其原理
基于牛顿定律和摩擦力和力矩的作用。
它的优点包括高效、精度高、
能承受较高的转矩和较大的工作量。
然而，它的缺点包括噪音高，容易受到磨损和缺乏灵活性。
因此，在机械传动的设计和选择中，需要考虑到这些优点和缺点，并选择最适合特定应用的传动形式。
第10章-直齿圆锥齿轮传动
第二节 直齿锥齿轮的齿廓曲面、背 锥和当量齿数
1.直齿锥齿轮的齿廓曲面 直齿锥齿轮齿廓的形成如图10一1所示.设一个发生面S与一 个基圆锥相切.该发生面在基圆锥上做纯滚动时.其上任一点K 将在空间展出一条渐开线AK.它上面任一点到锥顶O的距离 都是相等的.故是球面渐开线。在发生面上线段KK′的轨迹即 是直齿圆锥齿轮齿廓曲面—球面渐开面齿廓。
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第四节 直齿圆锥齿轮强度计算
一、直齿圆锥齿轮受力分析
图10一4所示为直齿圆锥齿轮主动轮轮齿受力情况。为简化 起见.忽略摩擦力的影响.并假定载荷集中作用在齿宽中部的 节点上。法向力可以分解为3个互相垂直的分力.即圆周力、 径向力和轴向力。 各力的方向是:圆周力和径向力的方向的确定方法与直齿圆柱 齿轮相同.两齿轮轴向力的方向都是沿着各自的轴线方向并指 向轮齿的大端。
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第四节 直齿圆锥齿轮强度计算
二、齿面接触疲劳强度
直齿锥齿轮的失效形式及强度计算的依据与直齿圆柱齿轮基 本相同.可近似地按齿宽中点的一对当量直齿圆柱齿轮传动 来考虑。将当量齿轮的有关参数代人直齿圆柱齿轮的强度校 核及设计计算公式.得直齿锥齿轮的齿面接触疲劳强度校核 和设计计算公式如下：
H ZEZH
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图10一1 球面渐开线的形成
为 了 认 真 贯彻 落实党 的十六 届六中 全会精 神和中 央《决 定》、 “三级 ”公安 会 议 精 神 ， 深入学 习领会 胡锦涛 总书记 观摩全 国公安 民警大 练兵汇 报演出 时的重 要 讲 话 以 及 中央、 省、市 领导关 于公安 执法工 作和队 伍建设 的重要 指示精 神，切 实 解 决 公 安 队伍中 存在的 突出问 题，教 育引导 广大公 安民警 进一步 解放思 想、与 时 俱 进 、 开 拓创新 ，大力 弘扬求 真务实 精神， 打造一 支作风 过硬的 公安队 伍。上 级 公 安 党 委 决定开 展为期 八个月 的纪律 作风整 顿教育 活动。 本人按 照要求 ，认真 学 习 了 中 共 中央《 中国共 产党纪 律处分 条例》 、《中 国共产 党党内 监督条 例》、 《 中 国 共 产 党纪律 处分条 例》、 《人民 警察法 》、《 国家公 务员条 例》、 《国家 公 务 员 行 为 规范》 等有关 文件精 神，学 习了毛 建东、 肖琳、 桂红林 等先进 典型的 事 迹 。 通 过 学 习 教育 和深入 思考， 我个人 对纪律 作风整 顿教育 有了更 深的理 解 ， 对 自 身 存在的 问题也 有了进 一步的 认识。 现在对 照工作 实际， 作如下 剖析： 一 、存在 的主要 问题 1、在 “纪律 作风整 顿教育 ”活动 初期， 片面地 自我安 慰， 认 为 自 己 既 无参与 赌博， 又无考 试作弊 ，更无 开无牌 无证、 假牌假 证车， 没有什
齿轮传动解析精选课件PPT
④渐开线的形状取决于基圆的大小。如果基圆越大那 么渐开线就越平直，当基圆的半径无穷大时，那么渐 开线就是直线了；
⑤基圆内无渐开线。
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二、渐开线齿廓啮合的特点
1. 四线合一 啮合线、公法线、基圆的公切线、正压力的作用线。 2. 渐开线齿廓啮合具有可分性
以r1′=O1C与r2′=O2C为半径所作的圆，称为节圆。一对渐开 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
齿轮传动在具体的工作条件下，必须有足够的工作能力， 以保证齿轮在整个工作过程中不致产生各种失效。这与齿轮 的尺寸、材料、热处理工艺因素有关。
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§10—2 齿廓啮合基本定律
一、齿廓啮合基本定律
啮合： 一对轮齿相互接触并进行相对运动的
状态称为啮合。 传动比：两轮角速度之比。 共轭齿廓：
交错轴斜齿轮传动
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三、对齿轮传动的基本要求：
齿轮用于传递运动和动力，必须满足以下两个要求:
1. 传动准确、平稳
齿轮传动的最基本要求之一是瞬时传动比恒定不变。以避 免产生动载荷、冲击、震动和噪声。这于齿轮的齿廓形状、 制造和安装精度有关。
2. 承载能力强
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二、齿轮传动类型
1. 按照轮齿齿廓曲线的形状：
2.
分为渐开线齿轮、圆弧齿轮、摆线齿轮等。
3.
锥齿轮传动
背锥齿数=圆锥齿轮实际齿数Z
第七章 锥齿轮传动
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补足：扇形齿轮就得到一个直齿圆柱齿轮。
这个直齿圆柱齿轮就称为圆锥齿轮的当量齿轮， 半径为rv， 齿数Zv（圆锥齿轮的当量齿数）
由于
又∵
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∴
同理有：
Zv2
=
Z2 cosδ2
结论：
当量齿轮是齿形与直齿圆锥齿轮大端齿形十分 近似的一个虚拟的直齿圆柱齿轮，其齿数Zv称为直 齿圆锥齿轮的当量齿数
55第七章第七章锥齿轮传动锥齿轮传动oaa齿根圆锥ab背锥与球面相切于圆锥齿轮大端的分度圆obb齿顶圆锥oab分度圆锥故用背锥齿形代替圆锥齿轮大端的球面齿形ab投影ab与ab之差66第七章第七章锥齿轮传动锥齿轮传动锥齿轮大端分度圆半径背锥展开扇形齿轮半径r背锥齿数圆锥齿轮实际齿数z77第七章第七章锥齿轮传动锥齿轮传动补足
2）简化 力作用于齿宽中点，忽略摩擦
3）各力的大小：
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F´r
1
FX
1
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式中参数的含义：
T1为主动齿轮传递的转矩（N.m) dm1为平均直径（mm），其值如下：
第七章 锥齿轮传动
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4）力的方向： Ft1与其转动方向相反，Ft2与其转动方向相同；
Fr1;Fr2指向各自的轮心；Fa1；Fa2指向各自的大端 。 2、直齿锥齿轮的强度计算:
第七章 锥齿轮传动
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第七章 锥齿轮传动
§7-1 直齿锥齿轮传动 §7-2 齿轮的结构设计
第七章 锥齿轮传动
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第一节 直齿锥齿轮传动
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。
圆锥齿轮传动
指指向已知运动构件的转向，大拇指的相
反方向另一构件的速度方向
3. 滑动速度 vs
vs
v21
v1
cos
v2
sin
v12 v22
vs 磨损、发热 。
蜗轮齿圈材料 青铜→耐磨、减磨
§ 10-10 蜗杆传动
练习 图示蜗杆传动中，已知蜗杆的旋向和转向， 在图中标出： 蜗轮的旋向和转向
当 ＝ 1＋ 2 = 90 时：
i
1 2
z2 z1
d2 d1
cot 1
tan 2
思考题：
P209 10-18 10-38
§ 10-10 蜗杆传动
一、蜗杆传动及其特点
组成：蜗杆、蜗轮 =1＋2＝ 90
为便于理解，可将蜗杆传动近似看成由 螺旋传动演化而来。 蜗杆类似于螺旋（升角，左右旋，头数…） 蜗轮很象齿轮，但有所不同（部分包围蜗杆）
qm
直径系数
= tan／(tan +v )
效率
tg z1m z1
d1 q
反行程： = tan ( -v ) / tan 自锁条件： <v
§ 10-10
四、主要参数和几何尺寸 （二）几何尺寸
d1 = m q d2 = m z2 仿齿轮 ha* =1 , c* = 0. 2
一、蜗杆传动及其特点
组成：蜗杆、蜗轮 =1＋2＝ 90
为便于理解，可将蜗杆传动近似看成由 螺旋传动演化而来。 蜗杆类似于螺旋（升角，右旋，头数…） 蜗轮很象齿轮，但有所不同（部分包围蜗杆）
1 1 90
1
蜗轮 蜗杆
§ 10-10 蜗杆传动
齿轮受力分析及啮合条件
齿轮的受力分析及啮合条件
齿轮旋向的判断方法首先使齿轮的轴线方向与站立方向一致，则表示旋向的斜线向右上方的为右旋，向左上方的为左旋
1.直齿圆柱齿轮传动的条件:齿轮的模数相等、压力角相等；
作用于主、从动轮上的各对力大小相等、方向相反。
从动轮所受的圆周力是驱动力，其方向与从动轮转向相同；主动轮所受的圆周力是阻力，其方向与从动轮转向相反。
径向力分别指向各轮中心（外啮合）。
2.斜齿圆柱齿轮传动的条件:齿轮的法向模数相等、法向压力角相等；齿轮的螺旋角大相等方向相反.
作用于主、从动轮上的各对力大小相等、方向相反。
圆周力Ft 和径向力Fr 方向的判断与直齿轮相同。
轴向力Fa的方向应沿轴线，指向该齿轮的受力齿面。
通常用左右手法则判断：对于主动轮，左旋时用左手（右旋时用右手），四指顺着齿轮转动方向握住主动轮轴线，则拇指伸直的方向即为轴向力Fa1 的方向。
3.直齿圆锥齿轮传动的条件:齿轮大端的模数相等、大端压力角相等；综上几种齿轮传动,模数都要相等才能正确的配合及传动.
一对相互啮合的斜齿轮，其旋向相反，即一个斜齿轮是左旋的，与其配合的另一个斜齿轮一定是右旋的，反之亦然。
而一对互相啮合的蜗轮蜗杆传动其旋向一定是相同的，即蜗杆如果是左旋的，那么与其配合的蜗轮也一定是左旋的，反之亦然。
《齿轮机构啮合传动》课件
齿轮机构啮合传动的应用
应用
齿轮机构啮合传动广泛应用于各种机械传动系统和工业领域 ，如汽车、航空、船舶、能源、化工等。
举例
汽车发动机中的曲轴与凸轮轴之间的啮合传动，实现发动机 的工作循环；风力发电机中的齿轮箱，将风能转化为电能； 船舶推进器中的齿轮传动，驱动螺旋桨旋转等。
02
齿轮机构啮合传动的类型
业领域，如汽车、飞机、机床等。
蜗杆蜗轮传动
总结词
具有减速、自锁和传递大扭矩的特点，常用于精密设备和自动化控制系统。
详细描述
蜗杆蜗轮传动是一种特殊的齿轮类型，其特点是蜗杆和蜗轮相互啮合，传递旋转运动和 扭矩。与直齿圆柱齿轮、斜齿圆柱齿轮和圆锥齿轮相比，蜗杆蜗轮传动具有减速、自锁 和传递大扭矩的特点，常用于精密设备和自动化控制系统。这种传动方式广泛应用于各
BIG DATA EMPOWERS TO CREATE A NEW ERA
《齿轮机构啮合传动》ppt
课件
• 齿轮机构啮合传动的概述 • 齿轮机构啮合传动的类型 • 齿轮机构啮合传动的特性 • 齿轮机构啮合传动的优化设计 • 齿轮机构啮合传动的未来发展
目录
CONTENTS
01
齿轮机构啮合传动的概述
BIG DATA EMPOWERS TO CREATE A NEW
ERA
直齿圆柱齿轮传动
总结词
最常见的齿轮类型，两个直齿圆柱齿轮相互啮合，传递扭矩和旋转运动。
详细描述
直齿圆柱齿轮传动是最常见的齿轮类型，其特点是两个直齿圆柱齿轮相互啮合，通过传递扭矩和旋转运动来驱动 机械设备。这种传动方式广泛应用于各种工业领域，如汽车、飞机、机床等。
圆锥齿轮传动
总结词
适用于传递垂直或倾斜方向的扭矩和旋转运 动，具有较高的承载能力和可靠性。
双圆弧弧齿锥齿轮章动传动啮合齿轮本体温度的相关影响因素分析
2024年第48卷第2期Journal of Mechanical Transmission双圆弧弧齿锥齿轮章动传动啮合齿轮本体温度的相关影响因素分析陈颖姚立纲王兴盛张大卫王雪滢（福州大学机械工程及自动化学院，福建福州350116）摘要啮合温度影响双圆弧弧齿锥齿轮章动传动过程中的疲劳、振动、噪声等行为，在双圆弧弧齿锥齿轮的寿命预测和力学响应时不可忽视。
为了揭示双圆弧弧齿锥齿轮章动传动本体温度场分布规律，对双圆弧弧齿锥齿轮进行齿面接触分析，得到啮合区间；结合摩擦学和传热学得到齿轮的热载荷，建立了双圆弧弧齿锥齿轮温度有限元数值模型；采用控制变量法，分析了相关影响因素对锥齿轮温度的影响规律及原因。
结果表明，齿轮温度随模数的增大而降低，随螺旋角的增大而升高，随章动角的增大先降低再升高；润滑油温度对本体温度的影响呈线性关系。
研究为降低齿轮高温失效风险提供了参考。
关键词双圆弧弧齿锥齿轮章动传动本体温度影响因素Analysis on the Influence Factors of Bulk Temperature of the Meshing Gear of a Nutation Drive with a Double Circular-arc Spiral Bevel GearChen Ying Yao Ligang Wang Xingsheng Zhang Dawei Wang Xueying(School of Mechanical Engineering and Automation, Fuzhou University, Fuzhou 350116, China) Abstract The meshing temperature affects the fatigue, vibration, noise and other behaviors in the nuta⁃tion transmission process of the double circular-arc spiral bevel gear, which cannot be ignored in the life predic⁃tion and mechanical response of the double circular-arc spiral bevel gear. In order to reveal the temperature field distribution law of the nutation drive of the double circular-arc spiral bevel gear, the meshing area is ob⁃tained by tooth contact analysis of the double circular-arc spiral bevel gear, the thermal load of the gear is ob⁃tained by combining tribology and heat transfer, the finite element numerical model of the temperature of the double circular-arc spiral bevel gear is established, and the influence law and reasons of the relevant influenc⁃ing factors on the bevel gear temperature are analyzed by using the control variable method. The results show that the gear temperature decreases with the increase of modulus, increases with the increase of the spiral angle, and decreases first and then increases with the increase of the nutation angle; the influence of the lubricating oil temperature on the bulk temperature is linear. The research provides reference for reducing the risk of gear fail⁃ure at high temperatures.Key words Double circular-arc spiral bevel gear Nutation drive Bulk temperature Influence factor0 引言双圆弧弧齿锥齿轮章动传动具有结构紧凑、传动比大、承载能力强等优点，引起国内外学者的高度关注。
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内啮合锥齿轮章动传动的运动学分析
内啮合锥齿轮传动是机械结构中的重要组成部分，其章动传动的运动学分析既有助于理解内啮合锥齿轮传动具备的功能，又有助于指导设计及优化分析。
本文旨在以《内啮合锥齿轮章动传动的运动学分析》为标题，通过描述和分析内啮合锥齿轮章动传动的运动学特性，探讨内啮合锥齿轮传动的运动学性能，并介绍内啮合锥齿轮章动传动在实际应用中的运动学优化技术。
一、内啮合锥齿轮传动的特点
内啮合锥齿轮传动的特点主要是具有良好的密封性和传动效率。
内啮合锥齿轮传动采用绿色环保材料，具有低耦合阻尼、高精度和可靠性。
因此，内啮合锥齿轮传动在机械设备中得到了广泛应用，如内燃机、汽车、冶金、矿山、制药、木材加工等行业。
二、内啮合锥齿轮章动传动的运动学分析
对于内啮合锥齿轮传动，运动学分析包括齿面接触状态、滚道扁平度及传动准确性。
1、齿面接触状态：内啮合锥齿轮传动的齿面接触状态是指齿面之间的接触状态，是决定传动效率和可靠性的重要因素之一。
即使传动齿轮模具处理很好，也不能保证齿面的准确接触，需要进行齿面接触调整。
比如，可以通过断层或研磨调整齿面接触，以改变传动链接点的接触状态，从而达到提高传动效率的目的。
2、滚道扁平度：内啮合锥齿轮传动的滚道扁平度是指齿面处理
后的滚道扁平度，即齿面表面扁平度，影响传动运动精度和效率，因此进行滚道扁平度检测很重要。
检测方法有用清洗液照明检查、用磨粒检查及用细砂纸检查等，一般要求滚道扁平度不大于规定的允许值。
3、传动准确性：另外，内啮合锥齿轮传动还需要进行传动准确
性检查，以确保传动精度。
传动准确性指的是在同一方向上传动链接点之间的相对准确性，一般采用空间坐标检查的方法来检查传动准确度，也可以通过实际应用数据的测量来确定传动准确度。
三、内啮合锥齿轮传动的运动学优化技术
1、内啮合锥齿轮传动的啮合比选择：内啮合锥齿轮传动的啮合
比指的是齿轮之间的啮合比，是决定传动质量和性能的重要因素，它决定着齿面接触状态、滚道扁平度及传动准确性。
因此，在设计阶段要根据实际传动要求选择合适的啮合比，以保证齿面接触的质量和性能。
2、啮合齿轮的热处理：齿轮的热处理是改变齿轮表面物理性质
和内部结构的有效途径，可以改善齿轮的硬度、强度和疲劳强度，进而提高齿轮的耐久性、精度及可靠性。
3、啮合齿轮的润滑处理：内啮合锥齿轮传动的润滑处理是为了
减少齿面之间的摩擦，延长寿命，减少热变形，以及减轻齿轮承载，使齿轮可以在合适的环境中工作，从而提高工作效率。
4、啮合齿轮的加工处理：齿轮的加工处理指的是在设计完成后，需要对齿轮进行表面处理，以改善齿轮表面的粗糙度，并降低表面缺陷，提高传动效率。
综上所述，通过对内啮合锥齿轮章动传动的运动学分析，可以从齿面接触状态、滚道扁平度及传动准确性等方面了解内啮合锥齿轮传动的运动学特性，为内啮合锥齿轮传动的设计及优化提供参考，并介绍了内啮合锥齿轮传动的运动学优化技术，以达到提高传动效率的目的。