齒輪在機械方面的應用

1、學號: 題題 目：目：齒輪在機械方面的應用齒輪在機械方面的應用 學學 院：院：機械工程學院機械工程學院 專專 業(yè)：業(yè)：機械設計制造及其自動化機械設計制造及其自動化 年年級：級： 姓姓 名：名： 指導教師：指導教師： 完成日期：完成日期： 齒輪在機械方面的應用齒輪在機械方面的應用 摘摘 要：要：齒輪是輪緣上有齒能連續(xù)嚙合傳遞運動和動力、能互相嚙合的有齒的機械 零件。齒輪在現代工業(yè)發(fā)展中占有重要地位，是不可或缺的零件。齒輪是傳動最重要零件 之一。 關鍵詞：關鍵詞：齒輪；經濟；效率；齒輪傳動。 Application of gear in mechanical field AbstractAbstr

2、act: the gear is the mechanical parts for meshing gear to transfer movement and power, can be meshed with gear rim. Gear occupies an important position in the development of modern industry, is an integral part of the. Gear transmission is one of the most important parts. KeyKey wordswords: : gear;

3、economic efficiency; gear transmission. 目錄目錄 1 關于機械設計制造及其自動化的簡介 .1 1.1 概念和背景 .1 1.2 有關的就業(yè) .1 2 齒輪的簡介及發(fā)展 .1 3 齒輪在機械方面的作用及地位 .2 3.1 齒輪的作用 .2 3.2 齒輪的地位 .2 4 齒輪傳動 .2 4.1 齒輪傳動的特點 .2 4.2 齒輪傳動類型 .3 4.2.1 圓柱齒輪傳動.3 4.2.2 錐齒輪傳動.3 4.2.3 雙曲面齒輪傳動.4 4.2.4 螺旋齒輪傳動.4 4.2.5 蝸桿傳動.4 4.2.6 圓弧齒輪傳動.4 4.2.7 擺線齒輪傳動.4 4.2.8

4、行星齒輪傳動.5 5 齒輪的材料 .5 6 齒輪的失效 .5 齒輪在機械方面的應用齒輪在機械方面的應用 1 1 關于機械設計制造及其自動化的簡介關于機械設計制造及其自動化的簡介 1.1 概念和背景 機械設計制造及其自動化是研究各種工業(yè)機械裝備及機電產品從設計、 制造、運行控制到生產過程的企業(yè)管理的綜合技術學科。隨著高新科技與機 械制造技術的相互交叉、滲透、融合，使傳統(tǒng)意義上的機械設計制造技術在 原有基礎上得到了質的飛躍，形成了當代的先進設計制造技術，與傳統(tǒng)的機 械設計制造技術相比既有繼承，又有很大發(fā)展。如今，先進的設計制造技術 正成為經濟發(fā)展和人民生活需要的主要技術支撐，機械設計制造及其自動化

5、 學科在國民經濟中處于極其重要的地位，它對其他技術領域起著支撐性作用， 成為國民經濟各行業(yè)的基礎。機械制造技術的發(fā)展大大提高了勞動生產率， 使大型工程的建設成為了可能，許多技術的發(fā)展都依賴于機械設計制造的進 步，所以機械設計制造技術成為了經濟發(fā)展、科技進步的支撐。 1.2 有關的就業(yè) （1） 機械設計與制造加工工藝規(guī)程的編制與實施工作； （2） 機械、電氣、液壓、氣壓等控制設備的維護維修工作； （3） 工藝工裝的設計、制造工作； （4） 數控機床、加工中心等高智能設備的編程及操作工作； （5） 機械 CAD/CAM 技術的應用工作； （6） 機械設計與制造的現場技術管理工作； （7） 機電產品

6、的銷售和服務工作。 （8） 高等學校、科研機構和國家機關從事教學、科研和行政管理工作 （9） 械模具設計生產及制造相關工作。 2 2 齒輪的簡介及發(fā)展齒輪的簡介及發(fā)展 齒輪是輪緣上有齒能嚙合連續(xù)傳遞運動和動力的機械元件。齒輪是能互相 嚙合的有齒的機械零件。齒輪在傳動中的應用很早就出現了。19 世紀末，展成 切齒法的原理及利用此原理切齒的專用機床與刀具的相繼出現，隨著生產的發(fā) 展，齒輪運轉的平穩(wěn)性受到重視。 齒輪在我國的制造生產技術還需提高，中低檔的齒輪模具在國內大多都能 生產，高端的齒輪模具多依靠進口。國內專門做齒輪模具的工廠不多，大都由 齒輪廠自己做齒輪模具，齒輪廠往往設一個工段或一個車間來

7、承擔這項工作。 這就致使國內的齒輪模具產業(yè)發(fā)展難上加難。相關專家表示，要想促使我國齒 輪模具產業(yè)更好更快的發(fā)展，就必須從根本上解決依賴問題，努力提高專業(yè)技 術，以便更好的服務于國內齒輪模具產業(yè)，我國的齒輪制造生產技術有很大的 發(fā)展?jié)撃堋?隨著齒輪行業(yè)競爭的不斷加劇，大型齒輪企業(yè)間并購整合與資本運作日趨 頻繁，國內優(yōu)秀的齒輪生產企業(yè)愈來愈重視對行業(yè)市場的研究，特別是對企業(yè) 發(fā)展環(huán)境和客戶需求趨勢變化的深入研究。正因為如此，一大批國內優(yōu)秀的齒 輪品牌迅速崛起，逐漸成為齒輪行業(yè)中的翹楚 ，如：南高齒、重齒、寧波東力、 天減等等。采取有效措施，用信息技術改造提升齒輪行業(yè)，改變我國齒輪產品 檔次低和經濟

8、效益不高的狀況。如使用自動化、智能化設備，降低成本和能源 消耗;推動計算機集成制造系統(tǒng)等在齒輪行業(yè)的應用，形成強大的先進裝備制造 體系，對經濟效益的提高具有巨大的效果。 3 3 齒輪在機械方面的作用及地位齒輪在機械方面的作用及地位 3.1 齒輪的作用 齒輪是機械間傳動的介質，齒輪機構用以傳遞空間兩軸之間的運動和動 力。具有傳遞功率范圍大，效率高，傳動比準確，使用壽命長，工作安全可 靠。齒輪為不同方位動能的傳遞提供了可能。 3.2 齒輪的地位 在我們的生活中的大部位機器都用到了齒輪，比如，發(fā)動機、空壓機、 身邊打電腦等等都離不開齒輪。特別是一些大型機器，沒有齒輪就無法運行 工作?，F今，齒輪已經遍

9、布了我們生變的每個角落，其用途十分廣泛，因此 優(yōu)化開發(fā)齒輪也是有非常大的市場的。 4 4 齒輪傳動齒輪傳動 4.1 齒輪傳動的特點 齒輪傳動是機械傳動中應用最廣的一種傳動形式。它的傳動比較準確， 效率高，結構緊湊，工作可靠，壽命長。齒輪傳動的瞬時傳動比恒定；傳動 比范圍大，可用于減速或增速；速度（指節(jié)圓圓周速度）和傳遞功率的范圍 大；傳動效率高。一對高精度的漸開線圓柱齒輪，效率可達 99%以上；結構 緊湊，適用于近距離傳動；制造成本較高。某些具有特殊齒形或精度很高的 齒輪，因需要專用的或高精度的機床，刀具和量儀等，故制造工藝復雜，成 本高；精度不高的齒輪，傳動時的噪聲，振動和沖擊大，污染環(huán)境；

10、無過載 保護作用。 4.2 齒輪傳動類型 4.2.1 圓柱齒輪傳動 用于平行軸間的傳動，一般傳動比單級可到 8，最大 20，兩級可到 45，最 大 60，三級可到 200，最大 300。傳遞功率可到 10 萬千瓦，轉速可到 10 萬轉/ 分，圓周速度可到 300 米/秒。單級效率為 0.960.99。直齒輪傳動適用于中、 低速傳動。斜齒輪傳動運轉平穩(wěn)，適用于中、高速傳動。人字齒輪傳動適用于 傳遞大功率和大轉矩的傳動。圓柱齒輪傳動的嚙合形式有 3 種：外嚙合齒輪傳 動，由兩個外齒輪相嚙合，兩輪的轉向相反；內嚙合齒輪傳動，由一個內齒輪 和一個小的外齒輪相嚙合，兩輪的轉向相同；齒輪齒條傳動，可將齒輪

11、的轉動 變?yōu)辇X條的直線移動，或者相反。 4.2.2 錐齒輪傳動 用于相交軸間的傳動。單級傳動比可到 6，最大到 8，傳動效率一般為 0.940.98。直齒錐齒輪傳動傳遞功率可到 370 千瓦，圓周速度 5 米/秒。斜齒 錐齒輪傳動運轉平穩(wěn)，齒輪承載能力較高，但制造較難，應用較少。曲線齒錐 齒輪傳動運轉平穩(wěn)，傳遞功率可到 3700 千瓦，圓周速度可到 40 米/秒以上。 4.2.3 雙曲面齒輪傳動 用于交錯軸間的傳動。單級傳動比可到 10，最大到 100，傳遞功率可到 750 千瓦，傳動效率一般為 0.90.98，圓周速度可到 30 米/秒。由于有軸線偏 置距，可以避免小齒輪懸臂安裝。廣泛應用于

12、汽車和拖拉機的傳動中。 4.2.4 螺旋齒輪傳動 用于交錯間的傳動，傳動比可到 5，承載能力較低，磨損嚴重，應用很少。 4.2.5 蝸桿傳動 交錯軸傳動的主要形式，軸線交錯角一般為 90。蝸桿傳動可獲得很大的 傳動比，通常單級為 880，用于傳遞運動時可達 1500；傳遞功率可達 4500 千 瓦；蝸桿的轉速可到 3 萬轉/分；圓周速度可到 70 米/秒。蝸桿傳動工作平穩(wěn)， 傳動比準確，可以自鎖，但自鎖時傳動效率低于 0.5。蝸桿傳動齒面間滑動較 大，發(fā)熱量較多，傳動效率低，通常為 0.450.97。 4.2.6 圓弧齒輪傳動 用凸凹圓弧做齒廓的齒輪傳動。空載時兩齒廓是點接觸，嚙合過程中接觸

13、點沿軸線方向移動，靠縱向重合度大于 1 來獲得連續(xù)傳動。特點是接觸強度和 承載能力高，易于形成油膜，無根切現象，齒面磨損較均勻，跑合性能好；但 對中心距、切齒深和螺旋角的誤差敏感性很大，故對制造和安裝精度要求高。 4.2.7 擺線齒輪傳動 用擺線作齒廓的齒輪傳動。這種傳動齒面間接觸應力較小，耐磨性好，無 根切現象，但制造精度要求高，對中心距誤差十分敏感。僅用于鐘表及儀表中。 4.2.8 行星齒輪傳動 具有動軸線的齒輪傳動。行星齒輪傳動類型很多，不同類型的性能相差很 大，根據工作條件合理地選擇類型是非常重要的。常用的是由太陽輪、行星輪、 內齒輪和行星架組成的普通行星傳動，少齒差行星齒輪傳動，擺線

14、針輪傳動和 諧波傳動等。行星齒輪傳動一般是由平行軸齒輪組合而成，具有尺寸小、重量 輕的特點，輸入軸和輸出軸可在同一直線上。其應用愈來愈廣泛。 5 5 齒輪的材料齒輪的材料 根據不同的需要，齒輪制造所用的材料也不同。制造齒輪常用的鋼有調質 鋼、淬火鋼、滲碳淬火鋼和滲氮鋼。 鑄鋼的強度比鍛鋼稍低，常用于尺寸較大的齒輪；灰鑄鐵的機械性能較差， 可用于輕載的開式齒輪傳動中；球墨鑄鐵可部分地代替鋼制造齒輪 ；塑料齒輪 多用于輕載和要求噪聲低的地方，與其配對的齒輪一般用導熱性好的鋼齒輪。 6 6 齒輪的失效齒輪的失效 由于沒有正確的使用或機器的老化等一些原因會導致齒輪失效，為延長齒 輪的使用壽命，正確的使

15、用機器是必要的。齒輪的失效形式包括以下幾種： 1、齒面磨損 對于開式齒輪傳動或含有不清潔的潤滑油的閉式齒輪傳動，由于嚙合齒面 間的相對滑動，使一些較硬的磨粒進入了摩擦表面，從而使齒廓改變，側隙加 大，以至于齒輪過度減薄導致齒斷。一般情況下，只有在潤滑油中夾雜磨粒時， 才會在運行中引起齒面磨粒磨損。 2、齒面膠合 對于高速重載的齒輪傳動中，因齒面間的摩擦力較大，相對速度大，致使 嚙合區(qū)溫度過高，一旦潤滑條件不良，齒面間的油膜便會消失，使得兩輪齒的 金屬表面直接接觸，從而發(fā)生相互粘結。當兩齒面繼續(xù)相對運動時，較硬的齒 面將較軟的齒面上的部分材料沿滑動方向撕下而形成溝紋。 3、疲勞點蝕 相互嚙合的兩輪齒接觸時，齒面間的作用力和反作用力使兩工作表面上產 生接觸應力，由于嚙合點的位置是變化的，且齒輪做的是周期性的運動，所以 接觸應力是按脈動循環(huán)變化的。齒面長時間在這種交變接觸應力作用下，在齒 面的刀痕處會出現小的裂紋，隨著時間的推移，這種裂紋逐漸在表層橫向擴展， 裂紋形成環(huán)狀后，使輪齒的表面產生微小面積的剝落而形成一些疲勞淺坑。 4、輪齒折斷 在運行工程中承受載荷的齒輪，如同懸臂梁，其根部受到脈沖的周期性應 力超過齒輪材料的疲勞極限時，會在根部產生裂紋，并逐步擴展，當剩余部分 無法承受傳動載荷時就會發(fā)生斷齒現象。齒輪由于工作中嚴重