齿轮传动的常用类型及应用
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——精选推荐
齿轮传动⼀、齿轮传动的应⽤特点1.齿轮、齿轮副与齿轮传动齿轮是⼀个有齿的机械元件，它利⽤它的齿与另⼀个有齿的元件连续啮合，从⽽将运动传递给后者，或者从后者接受运动。
齿轮副是由两个相互啮合的齿轮组成的基本结构，两齿轮轴线相对位置不变，并各绕其⾃⾝的轴线转动。
齿轮副是线接触的⾼副。
齿轮传动是利⽤齿轮副来传递运动和（或）动⼒的⼀种机械传动。
2.传动⽐齿轮传动的传动⽐是主动齿轮与从动齿轮⾓速度（或转速）的⽐值，也等于两齿轮齿数的反⽐，即I=ｎ1/ｎ2=Ｚ2/Ｚ1圆柱齿轮副的传动⽐ｉ≤8，圆锥齿轮传动副的传动⽐ｉ≤5。
3. 齿轮传动的特点1）传递功率的范围⼤，速度⼴2）能保证瞬时传动⽐恒定，平稳性较⾼，传递运动准确可靠。
3）传动效率⾼，使⽤寿命长，⼯作可靠。
4）可以实现平⾏或不平⾏轴之间的传动。
5）齿轮的制造、安装精度、成本较⾼。
6）不宜⽤于远距离的传动提问：⽐较齿轮和以前所学过的⼏种传动装置的不同点？齿轮机构的类型a)齿轮传动的基本要求从传递运动和动⼒两个⽅⾯来考虑，齿轮传动应满⾜下列两个基本要求：1.传动要平稳2.承载能⼒要⼤三、齿轮传动的常⽤类型外啮合直齿圆柱齿轮内啮合齿轮齿条平⾏轴传动斜齿圆柱齿轮⼈字齿轮按两轴的相对位置和齿向直齿圆锥齿轮相交轴传动曲齿圆锥齿轮交错轴斜齿轮交错轴传动蜗杆机构四、⼩结五、作业Ｐ71第2题图⼀、渐开线的形成、性质 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。
2、渐开线的性质由渐开线的形成可知：（1）发⽣线在基圆上滚过的线段KB ，等于基圆上被滚过的圆弧长AB 。
（2）渐开线上的任意⼀点K 的法线必与基圆相切。
（3）渐开线上的各点的曲率半径不相等。
点离基圆越远，其曲率半径越⼤，渐开线越平直。
反之亦然。
（4）渐开线的形状决定与基圆的⼤⼩。
基圆相同，渐开线的形状完全相同。
基圆半径⽆穷⼤时，渐开线将变成直线，齿轮就变成齿条。
机械原理第五章
正常齿标准 ha* 1, c* 0.25 短齿标准 ha* 0.8, c* 0.3
（6）渐开线圆柱齿轮的基本（基准）齿廓（齿形）
（1）齿条同侧齿廓为平行的直线，齿廓上各点具有相同的压 力角，即为其齿形角，它等于齿轮分度圆压力角。
（2）与齿顶线平行的任一直线上具有相同的齿距p m 。
（7）斜齿齿轮齿条机构
斜齿轮斜齿条啮 合传动应用较少。
（8）非圆齿轮机构
轮齿分布在非圆柱体上，可实现一对齿轮的变 传动比。需要专用机床加工，加工成本较高， 设计难度较大。
这是利用非圆齿轮变传动比的工作原理，设计的 一种容积泵。现已获得实用新型专利。
2、相交轴之间传递运动 (1) 直齿圆锥齿轮机构
s pb a
公
式
d1=mz1 d2=mz2
db1=mz1cos、
ha = ha*m
db2=mz2cos
hf = (ha* + c* )m
da1 d1 2ha m( z1 2ha* )
da2 d2 2ha m( z2 2ha* )
*
*
d f 1 d1 2h f m(z1 2ha 2c )
3.渐开线方程
如右图所示，以OA为极坐标轴， 渐开线上的任一点K可用向径rK和 展角θK来确定。根据渐开线的性 质，有
rb(K +K ) = AN = KN = rbtanK
故 K = tan K － K
式中K称为渐开线在K点的压力角，它是K点作用力F的方
向(K点渐开线的法线方向)与该点速度VK方向的夹角。
两螺旋角数值不等的斜齿轮啮合时， 可组成两轴线任意交错传动，两轮 齿为点接触，且滑动速度较大，主 要用于传递运动或轻载传动。
2024版《机械设计基础》第六章齿轮传动
安全系数
在强度计算中引入安全系数，以保证齿轮 在极端工况下仍能安全可靠地工作。
齿轮疲劳寿命预测方法
疲劳寿命概念
齿轮在循环载荷作用下，经过一定次 数的应力循环后发生疲劳破坏的寿命。
影响因素
齿轮的疲劳寿命受多种因素影响，如 材料性能、制造工艺、润滑条件和使 用环境等。
预测方法
基于疲劳累积损伤理论，结合齿轮的 受力分析和材料特性，采用试验或数 值模拟等方法预测齿轮的疲劳寿命。
确定合理的齿轮参数
包括模数、齿数、压力角、螺旋角等， 以满足传动比、承载能力和传动平稳 性等要求。
保证齿轮的精度和强度
通过合理的制造工艺和材料选择，确 保齿轮具有足够的精度和强度，以承 受传动过程中的载荷和冲击。
考虑润滑和冷却
为齿轮传动装置提供适当的润滑和冷 却，以减少磨损、降低温度和防止腐 蚀。
典型齿轮传动装置实例分析
齿轮热处理工艺选择及优化
退火
消除齿轮内部应力，降低硬度，便 于加工。
正火
提高齿轮硬度和强度，改善切削性 能。
淬火
使齿轮获得高硬度和高耐磨性，提 高齿轮使用寿命。
回火
消除淬火产生的内应力，稳定齿轮 尺寸，提高韧性。
齿轮制造工艺流程简介
01
02
齿轮毛坯加工
包括锻造、铸造、焊接等工艺， 获得齿轮的基本形状。
齿轮传动具有传动比准确、效率高、结构紧凑、工作可靠、寿命长等 优点。同时，齿轮传动也具有制造和安装精度要求高、成本较高等缺 点。
齿轮传动分类及应用
分类
根据齿轮的轴线相对位置，齿轮传动可分为平行轴齿轮传动、 相交轴齿轮传动和交错轴齿轮传动。根据齿轮的齿形，齿轮传 动又可分为直齿、斜齿、人字齿、圆弧齿等。
齿轮传动的分类
齿轮传动的分类齿轮传动是一种常用的机械传动方式，广泛应用于各个领域。
根据齿轮的不同排列方式和传动方式，可以将齿轮传动分为多种类型，下面将分别介绍。
一、平行轴齿轮传动平行轴齿轮传动是指两个轴线平行的齿轮传动。
这种传动方式常用于机床、变速箱等机械设备中。
平行轴齿轮传动分为外啮合和内啮合两种方式。
外啮合是指齿轮轮缘之间的啮合，内啮合是指齿轮齿槽之间的啮合。
平行轴齿轮传动可以实现不同转速和扭矩的传递。
二、直角轴齿轮传动直角轴齿轮传动是指两个轴线相互垂直的齿轮传动。
这种传动方式常用于汽车、船舶等的传动系统中。
直角轴齿轮传动分为螺旋伞齿轮和斜齿轮两种方式。
螺旋伞齿轮具有低噪音、平稳等特点，斜齿轮则具有承载能力强、传动效率高等特点。
三、斜齿轮传动斜齿轮传动是指两个轴线夹角不为90度的齿轮传动。
这种传动方式常用于汽车、机床等设备中。
斜齿轮传动分为锥齿轮和蜗杆齿轮两种方式。
锥齿轮传动具有传动效率高、承载能力强等特点，蜗杆齿轮传动则具有减速比大、传动平稳等特点。
四、行星齿轮传动行星齿轮传动是指由一个中心齿轮和多个围绕中心齿轮旋转的行星齿轮组成的传动方式。
这种传动方式常用于汽车变速箱、工业机器人等设备中。
行星齿轮传动具有结构紧凑、传动效率高等特点。
五、摆线齿轮传动摆线齿轮传动是指由摆线齿轮和摆线齿轮架组成的传动方式。
这种传动方式常用于高精度传动系统中，如数控机床、印刷机等。
摆线齿轮传动具有传动精度高、噪音低等特点。
齿轮传动是机械传动中应用最为广泛的传动方式之一。
不同类型的齿轮传动具有各自的特点和优势，在实际应用中需要根据具体情况进行选择和设计。
齿轮传动
齿轮传动第一节、齿轮传动的类型及应用一、概念：齿轮机构是由齿轮副组成的传递运动和动力的装置。
二、齿轮传动的类型：（一）两轴平行：按轮齿方向分为直齿圆柱齿轮传动、斜齿圆柱齿轮传动按啮合情况分为人字齿圆柱齿轮传动、外啮合齿轮传动、内啮合齿轮传动（二）两轴不平行时：相交轴齿轮传动齿轮的种类很多，可以按不同方法进行分类。
（1） 根据轴的相对位置，可分为两大类：即平面齿轮传动（两轴平行）与空间齿轮传动（两轴不平行时）（2）按工作时圆周速度的不同，分低速、中速、高速三种。
（3）按工作条件不同，分为闭式齿轮传动（封闭在箱体内，并能保证良好润滑的齿轮传动）、半开式齿轮传动（齿轮浸入油池，有护罩，但不封闭）和开式齿轮传动（齿轮暴露在外，不能保证良好的润滑）三种。
（4）按齿宽方向齿与轴的歪斜形式，分直齿、斜齿和曲齿三种。
（5）按齿轮的齿廓曲线不同，分为渐开线齿轮、摆线齿轮和圆弧齿轮等几种。
（6）按齿轮的啮合方式，分为外啮合齿轮传动、内啮合齿轮传动和齿条传动。
三、齿轮传动的应用：1、传动比：122112z z n n i == 式中n1、n2表示主从动轮的转速，z1、z2表示主从动轮的齿数2、应用特点：优点：缺点：第二节、渐开线齿廓一、齿轮传动对齿廓曲线的基本要求：一是传动要平稳，二是承载能力要强二、渐开线的形成、性质：1、渐开线的形成：2、渐开线的性质：三、渐开线齿廓啮合基本定律：四、渐开线齿廓的啮合特点：1、传动比恒定2、3、4、第三节、渐开线标准直齿圆柱齿轮的基本参数和几何尺寸计算【复习】1、齿轮传动的分类及特点2、渐开线齿轮的性质【新授】一、齿轮各部分的名称：1、齿槽：2、齿顶圆：3、齿根圆：4、齿厚：5、齿槽宽：6、分度圆：7、齿距：8、齿高：9、齿顶高：10、齿根高：11、齿宽：二、主要参数：1、齿形角就单个齿轮而言，在端平面上，过断面齿廓上任意一点的径向直线与齿廓在该点的切线所夹的锐角为该点的齿形角。
分度圆压力角——齿形角——2、齿数Z——一个齿轮的牙齿数目即齿数。
7.3.齿轮传动
渐开线标准直齿圆柱齿轮各部的分名称
1、标准齿轮的压力角（齿形角）
压力角 —— 在端平面上，过 端面齿廓上任意一点的径向直线 与齿廓在该点的切线所夹的锐角， 用α表示，K点的压力角为α K。
压力角决定齿形的参数，即 轮齿齿面的倾斜度。 0 一般采用α =20
渐开线齿廓上各点的压力角 不相等，K点离基圆越远，压力角 越大，基圆上的压力角α =0°。
四、渐开线直齿圆柱齿轮传动 正确啮合条件和连续传动条件
1、渐开线直齿圆柱齿轮传动的 正确啮合条件 必须使两齿轮的基圆齿距相等， p=πm
pb1=pb2
（1）模数必须相等。 m1 m2 m （2）分度圆上的齿形角相等。
1 2
渐开线齿轮的正确啮合条件
2、渐开线直齿圆柱齿轮 连续传动条件
p pb ha hf h
p=π m pb=pcosα =π mcosα Ha =ha * m=m hf=（ha*+c*）m=1.25m h=ha+hf=2.25m
外啮合标准直齿圆柱齿轮的几何尺寸计算公式（续） 名称 分度圆直径 齿顶圆直径 齿根圆直径 代号 计算公式
d da df
d =mz（分度圆上齿厚s=槽宽e） da=d +2ha=m（z+2） df=d－hf=m（z－2.5）
πm （2）分度圆上的齿厚和齿槽宽相等，即 s e 2 * （3）具有标准的齿顶高系数hα *和顶隙系数C 。
标准安装：一对标准直齿圆柱齿轮的分度圆相切。 标准中心距a：标准安装的中心距 结论：一对标准齿轮，按标准中心距安装，节圆与分 度圆重合，满足正确安装条件。
不具备上述特征的齿轮称为非标准齿轮。
基圆直径
标准中心距
db
齿轮传动的类型
齿轮传动的类型齿轮传动是一种常见的机械传动方式，广泛应用于各种机械设备中。
它采用齿轮的啮合，通过传递转矩和运动来实现功的传递。
根据传动方式和齿轮组合的不同，可以将齿轮传动分为以下几种类型：1.平行轴齿轮传动平行轴齿轮传动是一种常用的齿轮传动方式，它通常用于传递低速高扭矩的功。
平行轴齿轮传动由两个平行的轴和啮合的齿轮组成，其中一个齿轮安装在输入轴上，另一个齿轮则安装在输出轴上。
这种传动方式结构简单，传递效率高，但需要注意齿轮端面的间隙问题，一般需要采用高精度制造和装配技术。
2.直角轴齿轮传动直角轴齿轮传动是一种经典的传动方式，它主要用于传递90度转向的功。
它由两个垂直于彼此轴的轴和啮合的齿轮组成。
直角轴齿轮传动有两种类型，分别是斜齿轮和直齿轮。
斜齿轮传动由斜齿轮组成，具有传递效率高、噪音小、运行平稳等优点，但也存在许多的缺点，包括制造成本高、精度要求高等问题。
直齿轮传动由直齿轮组成，主要用于传递大功率和高速转动的运动，但噪声和振动也较大。
3.锥齿轮传动锥齿轮传动由两个轴和啮合的锥齿轮组成，主要用于传递非平行轴的转动和扭矩传递，如汽车驱动桥。
锥齿轮传动具有传递效率高、运行平稳等优点，但也存在制造成本高、制造精度要求高等问题。
4.行星齿轮传动行星齿轮传动是一种新型的齿轮传动方式，它由中心轴和啮合的行星齿轮、太阳齿轮和内部齿轮组成，主要用于减速和增加扭矩。
行星齿轮传动具有结构紧凑、传递效率高、扭矩平稳等优点，但制造成本和制造难度也较高。
总之，齿轮传动是一种十分重要的机械传动方式，其类型多样且各有特点。
选择合适的齿轮传动方式应结合具体的工作条件和要求，综合考虑传动能力、运行精度、制造成本等因素，以达到最佳的传动效果。
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齿轮传动的常用类型及应用
齿轮传动是一种常见的机械传动方式，通过两个或多个齿轮的啮合来传递动力和扭矩。
齿轮传动具有传动效率高、传动精度高、传动比稳定、传动功率大等优点，广泛应用于各个领域。
根据齿轮的类型和结构，齿轮传动可以分为几个常见的类型。
第一种类型是直齿轮传动。
直齿轮传动是一种最常见的齿轮传动方式，具有传动效率高、噪音小等特点。
直齿轮传动又可分为平行轴直齿轮传动和交轴直齿轮传动两种。
平行轴直齿轮传动是最简单的一种传动方式，两个齿轮轴线平行且相交。
它广泛应用于机床、纺织机械、仪器仪表等领域。
交轴直齿轮传动是两个齿轮轴线相交但不平行，常见的有锥齿轮传动、蜗杆齿轮传动等。
锥齿轮传动常用于需要传递力矩和转速变换的场合，如汽车后桥传动、船舶传动等。
蜗杆齿轮传动常用于需要大传动比和传动效率较低的场合，如提升机、机床进给机构等。
第二种类型是斜齿轮传动。
斜齿轮传动是两个齿轮轴线不平行的传动方式，常见的有斜齿轮副和双曲线齿轮传动。
斜齿轮副广泛应用于轮船、航天器等领域，双曲线齿轮传动适用于一些特殊的传动场合，如冷轧机、铣床主传动等。
第三种类型是齿轮机构。
齿轮机构是一种由多个齿轮组成的传动方式，常见的有行星齿轮机构、星轮机构等。
行星齿轮机构由一个太阳齿轮、多个行星齿轮和一个内齿轮组成，具有传动效率高、传动比稳定等特点，广泛应用于汽车变速器、机械手臂等领域。
星轮机构也是由多个齿轮组成的一种传动方式，常用于需要大传动比和高精度的场合，如数控机床、机器人等。
第四种类型是滚子齿轮传动。
滚子齿轮传动是利用滚子齿轮来传递动力和扭矩的一种传动方式，主要包括滚柱齿轮传动和圆锥滚子齿轮传动。
滚柱齿轮传动适用于需要大传动比和较大扭矩的场合，如纸张机械、轧钢机等。
圆锥滚子齿轮传动主要应用于汽车后桥传动、机床进给机构等。
以上是齿轮传动的一些常见类型及应用。
随着科技的发展，齿轮传动在各个领域中得到了广泛的应用，不断推动着工业的发展。