齿轮传动 省力 高中必修
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
齿轮传动 完整ppt课件
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练习
• 2007年会考题（8分）
相啮合的一对标准直齿圆柱齿轮，齿数 z1=20，z2=32，模数m=10mm，试计算分 度圆直径d1，齿顶圆直径da1，齿厚s1和两 轮中心距a。
精选课件PPT20ຫໍສະໝຸດ • 2002 会考（10分）
• 已知相啮合的一对标准直齿圆柱齿轮 n1=900r/min，n2=300r/min，a=200mm， m=5mm，求分度圆直径d1，齿顶圆直径da2
齿轮暴露在外，不能保证良好润滑。 ② 半开式齿轮传动：
齿轮浸入油池，有护罩但不封闭。 ③ 闭式齿轮传动：
齿轮、轴和轴承等都装在封闭箱体内，润 滑条件良好，灰沙不易进入，安装精确，齿轮 传动有良好的工作条件，是应用最广泛的齿轮 传动。
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渐开线齿轮
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• 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.
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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
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渐开线齿轮的切削加工
• 仿形法 铣床
铣直齿
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铣斜齿
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渐开线齿轮的切削加工
• 展成法 插齿加工
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分类
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类型
两轴平行
(a)外啮合圆柱齿轮
(b)内啮合齿轮
(c)齿轮齿条
(d)斜齿轮圆柱齿轮
(e)斜齿条
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(f)人字齿圆柱齿轮
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.
齿轮传动效率设计标准
齿轮传动效率设计标准
齿轮传动的效率设计，简单来说，就是要让齿轮转得既快又好，损耗越小越好。
这里有几个要点：
普通直齿轮：就像自行车链条和齿轮那种，效率挺高的，大概90%到99%的力气能传过去。
如果做得精细点，能接近97%，损耗主要是齿轮咬合时的摩擦和空气阻力。
锥形齿轮：这种齿轮能改变转动方向，效率稍微低点，大概在88%到98%之间。
做工精细的话，也能接近97%的效率。
斜齿轮和特殊形状的锥齿轮：这些设计得更巧妙，运转更平稳，效率也高，特别适合需要大力气或者转得快的场合。
润滑：给齿轮抹点“润滑油”，就像给人跑步时抹点防晒霜一样重要，能让齿轮跑得更溜，效率更高。
制造精细：齿轮做得越精准，咬合就越紧密，浪费的力量就越少。
这包括打磨光滑、选对材料处理方法等等。
标准：跟做菜得看食谱一样，设计齿轮也得遵守规则。
国际上和国内都有标准，告诉你要怎么做才合适。
总的来说，要想齿轮传动效率高，就要选对齿轮类型，做好润滑，加工得精细，还要按照标准来。
这样做出来的齿轮系统，既省力又耐用。
齿轮传动科学知识点总结
齿轮传动科学知识点总结齿轮传动是机械传动中常用的一种方式，利用两个或多个相互啮合的齿轮，通过齿轮的旋转来传递动力和运动。
齿轮传动主要用于各种工业设备和机械设备中，如汽车、飞机、船舶、工程机械等。
齿轮传动具有传动效率高、传动比稳定、结构简单、使用寿命长等优点，因此被广泛应用。
二、齿轮的基本形式齿轮主要分为直齿轮、斜齿轮、螺旋齿轮、锥齿轮等几种基本形式。
直齿轮是最为常见的形式，它们的齿轮轴线平行，且啮合时齿轮的齿尖和齿谷分别与对应齿轮的齿谷和齿尖接触。
而斜齿轮的齿轮轴线不平行，啮合时两齿轮每时都有两个点处于啮合。
螺旋齿轮则是齿轮齿榫呈螺旋状。
锥齿轮分为直齿圆柱锥齿轮和螺旋锥齿轮。
三、齿轮传动的传动机理齿轮传动的传动机理源自齿轮的啮合运动，其原理主要表现在两个方面：传递动力和转动速度及方向的变化。
1. 传递动力：当齿轮旋转时，其齿与啮合的齿轮齿相互作用，从而将动力传递给啮合齿轮，实现传动效果。
2. 转速及方向的变化：通过不同大小的齿轮组合，可以实现转速的变化和方向的转换。
具体来说，如果一个齿轮的直径比另一个小，那么它的转速就会更快，反之亦然。
四、齿轮传动的优点1. 传动效率高：正常情况下，齿轮的传动效率可以达到95%以上，远高于其他传动方式。
2. 传动比稳定：齿轮传动可以通过不同大小的齿轮组合来实现不同的传动比，且传动比稳定。
3. 结构简单：齿轮传动结构简单，不易受外界影响。
4. 使用寿命长：齿轮传动件的材料硬度高，因此使用寿命长。
五、齿轮传动的缺点1. 噪音大：齿轮传动在高速运转时会产生噪音，影响使用环境。
2. 需要精确配合：齿轮传动需要齿轮齿数进行精确的配合，如果配合不当则会影响传动效果。
3. 受载能力有限：齿轮传动的受载能力有限，对于大功率传动需求时需要增加齿轮尺寸和减小齿轮轴承受载极限。
4. 需要润滑和维护：齿轮传动需要经常润滑和维护，才能保证其正常运转。
六、齿轮副的传动效率齿轮传动的传动效率一般在95%以上，传动效率主要受到齿轮啮合副的摩擦、挤压和变形等因素的影响，齿轮传动的传动效率一般都包含失效效率和机械效率两种。
第03章 齿轮传动设计(很实用的!!)
齿面硬度 ＞ 350HBS
或 ＞ 38HRC
120o
h
《机械设计》
§ 3-1 齿轮传动概述
§3-2
齿轮传动的失效形式和设计准则
一、齿轮传动的失效形式
1、轮齿折断(Tooth breakage) ◆ 疲劳折断
齿根受弯曲应力 裂纹不断扩展 初始疲劳裂纹 轮齿折断
◆ 过载折断 短时过载或严重冲击 静强度不够 全齿折断— 齿宽较小的齿轮 局部折断— 斜齿轮或齿宽较大的直齿轮 措施：增大模数（主要方法）、增大齿根 过渡圆角半径、增加刚度（使载荷分布均 匀）、采用合适的热处理（增加芯部的韧 性）、提高齿面精度、正变位等
◆ 轴的扭转变形：
靠近转矩输入端的齿侧变形大，故受载大
◆ 轴的弯曲、扭转变形的综合影响：
若齿轮靠近转矩输入端布置， 偏载严重 若齿轮远离转矩输入端布置， 偏载减小
《机械设计》 §3-4 直齿圆柱齿轮传动的强度计算
因此，齿轮在轴承间非对称布置时，齿轮应布 置在远离转距输入、输出端！
例：请指出下列两种传动方案有何不同？哪一种更合理？
载荷分配不等
直齿圆柱齿轮：K =1~1.2
斜齿圆柱齿轮： K =1~1.4
《机械设计》
精度高取小值， 反之取大值
§3-4 直齿圆柱齿轮传动的强度计算
④ 齿向载荷分布系数Kb
考虑齿轮非对称布置、轴的变形
载荷集中
◆ 轴的弯曲变形：
齿轮随之偏斜，引起偏载 不对称布置时，靠近轴承一侧受载大
悬臂布置时，偏载更严重
设计齿轮——设计确定齿轮的主要参数以及结构形式
主要参数有：模数m、齿数z、螺旋角β以及齿宽b、中心距a、 直径（分度圆、齿顶圆、齿根圆）、变位系数、力的大小
齿轮设计相关知识点高中
齿轮设计相关知识点高中齿轮是机械传动中常用的动力传递元件，它具有传动平稳、传动效率高等优点，被广泛应用于各种机械设备中。
在高中物理学习中，我们也需要掌握齿轮设计相关的知识点。
下面将从齿轮的基本原理、齿轮的种类、齿轮的参数设计等几个方面进行介绍。
1. 齿轮的基本原理齿轮可以看作是两个或多个齿数不同的圆盘，它通过齿与齿的啮合来传递力和运动。
齿轮的基本原理可以归结为两个规律：(1) 齿轮的齿数与模数的关系：齿数与模数之间的关系可以通过公式 m = Z / d 来表示，其中 m 为模数，Z 为齿数，d 为齿距。
(2) 齿轮的转速与齿数的关系：齿轮的转速与齿数之间满足一个简单的关系式：n1 / n2 = Z2 / Z1，其中 n1 和 n2 分别为两个齿轮的转速，Z1 和 Z2 分别为两个齿轮的齿数。
2. 齿轮的种类根据齿轮的形状和用途，可以将齿轮分为以下几类：(1) 平行轴齿轮：平行轴齿轮是最常见的一种齿轮，它们的主轴是平行的，传递的力和运动方向也是平行的。
(2) 锥齿轮：锥齿轮的主轴不平行，一般为相交于一点的两根直线，通过这一点来传递力和运动。
(3) 内外啮合齿轮：内外啮合齿轮是一种特殊的齿轮，内齿轮与外齿轮的齿数是互为翻转的，通过它们的啮合来传递力和运动。
3. 齿轮的参数设计在齿轮设计中，需要考虑以下几个参数：(1) 模数：模数决定了齿轮的齿数和齿距的大小，常用的模数有0.5、1、1.5 等。
(2) 齿数：齿数决定了两个齿轮之间的传动比例，也就是转速的变化情况。
(3) 压力角：压力角是指齿轮齿廓线与轴线的夹角，它影响到齿轮的传力能力和噪声情况。
(4) 齿轮宽度：齿轮宽度决定了齿轮传递的力矩大小，一般需要根据实际应用情况进行设计。
(5) 齿轮的啮合性能：齿轮的啮合性能包括啮合配合的精度、齿面硬度和润滑等。
总结：通过学习齿轮设计相关的知识点，我们可以了解到齿轮在机械传动中的重要性和应用。
掌握齿轮的基本原理、种类以及参数设计，能够帮助我们更好地理解齿轮传动的工作原理，并能够进行齿轮传动的设计和计算。
《齿轮传动三》课件
02 齿轮传动的原理
齿轮传动的几何关系
齿轮的模数和齿数
模数是决定齿轮大小的关键参数，齿数是决定齿轮形状的关键参 数。
齿轮的齿形
包括直齿、斜齿、锥齿等多种类型，每种齿形都有其特定的应用 场景。
齿轮的变位
通过改变齿轮的位置，可以调整齿轮的传动比和中心距。
齿轮传动的运动关系
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齿轮的转速和转向
通过切削刀具将金属材料切除 成齿轮形状，适用于各种尺寸
和形状的齿轮。
粉末冶金法
通过金属粉末和粘结剂混合压 制后烧结而成型，适用于小批 量生产或特殊要求的齿轮。
齿轮的热处理工艺
正火处理
通过加热使齿轮内部的杂质和气体逸出，提高材料的机械性能。
淬火处理
通过快速冷却使齿轮表面硬化，提高耐磨性和抗疲劳强度。
定期检查与更换
定期检查齿轮的润滑情况 ，如发现润滑不良，应及 时处理，并定期更换润滑 剂。
齿轮的磨损与修复
磨损原因
01
齿轮的磨损主要是由于长期使用和摩擦造成，也与润滑不良、
异物进入等因素有关。
磨损表现
02
齿轮磨损后，会出现齿厚变薄、齿形失真、噪音增大等现象。
修复方法
03
根据磨损程度，可采用打磨、堆焊、更换等修复方法。
不锈钢
用于制造需要防腐蚀的 齿轮，如食品机械中的
齿轮。
非金属材料
如尼龙、聚甲醛等，用 于制造轻载、低速的齿 轮，价格便宜，重量轻
。
齿轮的制造工艺
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铸造法
通过将熔融的金属倒入模具中 冷却成型，适用于大批量生产
。
锻造法
通过。
切削加工法
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齿轮传动 省力 高中必修
传齿轮动装置利用两齿轮的轮齿相互啮合传递动力和运动的机
械传动，用主、从动轮轮齿直接、传递运动和动力的装置。按齿轮
轴线的相对位置分平行轴圆柱齿轮传动、相交轴圆锥齿轮传动和交
错轴螺旋齿轮传动。具有传动平稳，传动比精确，工作可靠、效率
高、寿命长，使用的功率、速度和尺寸范围大等特点。
齿轮传动的优点:
1、瞬时传动比恒定，工作平稳性较高；
2、采用非圆齿轮，瞬时传动比可按所需变化规律设计；
3、传动比变化范围大，特别是采用行星传动时，传动比可到
100~200（单级、，适用于减速或增速传动；
4、速度范围大，齿轮的圆周速度可从V<0.1M/S达到200m/s，
或更高；转速可从n<1r/min到20000r/min以上；
5、传递功率范围大，承载能力高；
6、传动效率高，特别是精度较高的圆柱齿轮副，其效率可达η
=0.99以上；
7、结构紧凑，如使用行星传动、少齿差传动，或谐波齿轮传
动，可使部件更为缩小，成为同轴线传动；
8、维护简便。