機械設計基礎齒輪傳動2

機械設計基礎齒輪傳動2匯報人：AA2024-01-14CONTENTS齒輪傳動基本概念與分類漸開線標準直齒圓柱齒輪斜齒圓柱齒輪傳動直齒錐齒輪和準雙曲面齒輪傳動蝸桿傳動其他類型齒輪傳動簡介齒輪傳動基本概念與分類01齒輪傳動是依靠主動齒輪與從動齒輪的嚙合來傳遞運動和動力的機械傳動方式。齒輪傳動定義實現(xiàn)平行軸、相交軸和交錯軸之間的動力和運動傳遞，具有結構緊湊、效率高、壽命長等優(yōu)點。齒輪傳動作用齒輪傳動定義及作用分為直齒、斜齒和人字齒，具有承載能力強、傳動平穩(wěn)等特點，廣泛應用于各種機械設備中。分為直齒錐齒輪、弧齒錐齒輪等，用于相交軸之間的傳動，具有重合度大、傳動平穩(wěn)等優(yōu)點。由蝸桿和與之嚙合的蝸輪組成，用于交錯軸之間的傳動，具有傳動比大、結構緊湊等特點。圓柱齒輪圓錐齒輪蝸桿蝸輪齒輪類型與特點齒輪傳動廣泛應用于汽車、機床、航空航天、能源等領域，是機械設備中的重要組成部分。隨著科技的不斷進步，齒輪傳動正向高精度、高效率、高可靠性等方向發(fā)展，同時，新材料、新工藝的應用也將推動齒輪傳動的創(chuàng)新與發(fā)展。應用領域及發(fā)展趨勢發(fā)展趨勢應用領域漸開線標準直齒圓柱齒輪02漸開線形成原理及性質漸開線形成原理：當一直線在圓上作純滾動時，直線上任一點的軌跡稱為該圓的漸開線。漸開線性質發(fā)生線在基圓上滾過的長度等于基圓上被滾過的弧長。漸開線上任一點到基圓的切線距離等于該點發(fā)生線到基圓的切線距離。漸開線的形狀取決于基圓的大小?；鶊A越小，漸開線越彎曲；基圓越大，漸開線越平直。漸開線上任一點的法線必與基圓相切。0102齒數(shù)z一個齒輪的輪齒總數(shù)。模數(shù)m齒距與圓周率π的比值，以毫米計。模數(shù)是齒輪尺寸計算的主要依據(jù)。壓力角α漸開線齒廓上任一點的法向壓力方向與該點速度方向之間的夾角。對于標準齒輪，其壓力角為20°。齒頂高ha和齒根高hf齒頂?shù)椒侄葓A的距離稱為齒頂高，齒根到分度圓的距離稱為齒根高。齒厚s和槽寬e一個齒的兩側齒廓之間的分度圓弧長稱為齒厚，相鄰兩齒之間的空間弧長稱為槽寬。030405標準直齒圓柱齒輪參數(shù)根據(jù)齒輪的模數(shù)、齒數(shù)、壓力角等參數(shù)，可以計算出齒輪的齒頂圓直徑、齒根圓直徑、分度圓直徑、齒厚、槽寬等幾何尺寸。幾何尺寸計算為確保齒輪傳動的可靠性，需對齒輪進行強度校核。主要包括彎曲強度校核和接觸強度校核。彎曲強度校核是驗算輪齒抵抗彎曲變形的能力，接觸強度校核是驗算輪齒抵抗點蝕的能力。強度校核幾何尺寸計算與強度校核斜齒圓柱齒輪傳動03重合度大由于齒線的傾斜，斜齒圓柱齒輪的重合度比直齒圓柱齒輪大，這使得傳動更加平穩(wěn)，承載能力更強。軸向力斜齒圓柱齒輪在嚙合時會產生軸向力，需要考慮軸向支撐和軸向定位問題。齒線傾斜斜齒圓柱齒輪的齒線是傾斜的，這使得齒輪在嚙合過程中能夠逐漸進入和退出嚙合，減小了嚙合沖擊和噪音。斜齒圓柱齒輪結構特點嚙合條件斜齒圓柱齒輪的正確嚙合條件是兩齒輪的法面模數(shù)和法面壓力角相等，同時兩齒輪的螺旋角大小相等、方向相反。重合度分析重合度是齒輪傳動的重要參數(shù)之一，它表示同時參與嚙合的齒對數(shù)的平均值。對于斜齒圓柱齒輪，其重合度可通過公式進行計算，重合度越大，傳動越平穩(wěn)。嚙合條件與重合度分析強度校核為了保證斜齒圓柱齒輪傳動的可靠性，需要對其進行強度校核。強度校核主要包括齒面接觸強度和齒根彎曲強度兩個方面。通過選擇合適的材料和熱處理方式、優(yōu)化齒輪參數(shù)等方法可以提高齒輪的強度。優(yōu)化設計方法針對斜齒圓柱齒輪傳動，可以采用優(yōu)化設計方法來提高其性能。優(yōu)化設計方法主要包括參數(shù)優(yōu)化、結構優(yōu)化和拓撲優(yōu)化等。通過優(yōu)化設計，可以在保證強度的前提下，減小齒輪的體積和重量，提高傳動的效率和可靠性。強度校核及優(yōu)化設計方法直齒錐齒輪和準雙曲面齒輪傳動04直齒錐齒輪結構特點及嚙合原理結構特點直齒錐齒輪的輪齒沿圓錐母線方向分布，其大端和小端的模數(shù)和壓力角均相等，但齒厚和齒槽寬不等。嚙合原理直齒錐齒輪傳動是通過兩齒輪的輪齒相互嚙合來傳遞運動和動力的。在嚙合過程中，兩齒輪的節(jié)圓錐相切，切點即為節(jié)點。兩齒輪在節(jié)點處的線速度相等，且方向相反。結構特點準雙曲面齒輪的輪齒沿一個假想的圓錐面分布，其大端和小端的模數(shù)和壓力角均不相等。與直齒錐齒輪相比，準雙曲面齒輪具有更高的強度和更平穩(wěn)的傳動性能。嚙合原理準雙曲面齒輪傳動也是通過兩齒輪的輪齒相互嚙合來傳遞運動和動力的。在嚙合過程中，兩齒輪的節(jié)曲面相切，切點即為節(jié)點。與直齒錐齒輪傳動相比，準雙曲面齒輪傳動的重合度更大，因此傳動更加平穩(wěn)。準雙曲面齒輪結構特點及嚙合原理強度校核及優(yōu)化設計方法對于直齒錐齒輪和準雙曲面齒輪傳動，需要進行強度校核以確保其安全可靠地工作。強度校核主要包括輪齒彎曲強度校核、輪齒接觸強度校核以及齒根彎曲疲勞強度校核等。強度校核為了提高直齒錐齒輪和準雙曲面齒輪傳動的性能，可以采用優(yōu)化設計方法。優(yōu)化設計方法主要包括參數(shù)優(yōu)化、結構優(yōu)化和材料優(yōu)化等。通過優(yōu)化設計，可以減小齒輪傳動的體積和重量，提高傳動效率和可靠性。優(yōu)化設計方法蝸桿傳動05阿基米德蝸桿傳動、法向直廓蝸桿傳動、漸開線蝸桿傳動等。類型傳動比較大，通常為i=5~80，具有自鎖性，結構緊湊，傳動平穩(wěn)，噪聲較小。特點蝸桿傳動類型及特點通常取標準值，m=2.5~10，α=20°。模數(shù)m和壓力角αz?一般取1~4，z?常取28~80。蝸桿頭數(shù)z?和蝸輪齒數(shù)z?根據(jù)強度條件確定，通常d?≥35mm。蝸桿分度圓直徑d?a=(d?+d?)/2，其中d?、d?分別為蝸桿和蝸輪的分度圓直徑。中心距a普通圓柱蝸桿傳動主要參數(shù)選擇效率01蝸桿傳動的效率較低，一般為0.7~0.9，具有自鎖性的蝸桿傳動效率更低。為了提高效率，可采用多頭蝸桿或增大導程角等方法。潤滑02蝸桿傳動一般采用油池潤滑或噴油潤滑。在重載或高溫條件下，應采用循環(huán)油強制潤滑。選用合適的潤滑油或潤滑脂，并定期更換。散熱03蝸桿傳動在運轉過程中會產生熱量，如果散熱不良會導致溫升過高、潤滑油失效等問題。因此，需要采取適當?shù)纳岽胧?，如增加散熱面積、提高散熱系數(shù)等。效率、潤滑和散熱問題探討其他類型齒輪傳動簡介06VS點線嚙合齒輪傳動是利用兩齒輪的齒廓為點或線的接觸形式來實現(xiàn)傳動。其嚙合原理不同于普通的漸開線齒輪傳動。特點點線嚙合齒輪傳動具有結構緊湊、傳動比大、承載能力強、傳動效率高、噪聲低等優(yōu)點。但由于其制造和安裝精度要求較高，成本也相對較高。原理點線嚙合齒輪傳動圓弧齒輪傳動是利用圓弧齒形的齒輪進行傳動，其齒形由一段圓弧和兩端直線組成。通過圓弧齒形的嚙合實現(xiàn)動力的傳遞。圓弧齒輪傳動具有承載能力強、傳動平穩(wěn)、噪聲低、壽命長等優(yōu)點。同時，圓弧齒輪對制造誤差和安裝誤差的敏感性較低，具有較好的容錯性。原理特點圓弧齒輪傳動原理擺線針輪行星減速器是一種采用擺線針輪嚙合原理的行星輪系