齒輪基礎(chǔ)知識剖析課件

齒輪基礎(chǔ)知識剖析課件2023-2026ONEKEEPVIEWREPORTING目錄CATALOGUE齒輪概述齒輪的幾何參數(shù)齒輪的工作原理齒輪的材料與制造工藝齒輪的失效形式與預(yù)防措施齒輪的設(shè)計與優(yōu)化齒輪概述PART01齒輪是一種具有扇形齒廓的輪狀機械零件，通常由兩個或多個相互咬合的齒輪組成。定義齒輪通過相互咬合傳遞扭矩和旋轉(zhuǎn)運動，實現(xiàn)機械能轉(zhuǎn)換和傳輸。作用齒輪的定義與作用

齒輪的類型與特點圓柱齒輪用于平行軸之間的傳動，有直齒和斜齒兩種。直齒簡單，但傳動不平穩(wěn)；斜齒可實現(xiàn)較平穩(wěn)傳動，但制造成本高。圓錐齒輪用于相交軸之間的傳動，有直齒和曲齒兩種。直齒圓錐齒輪結(jié)構(gòu)簡單，但傳動效率較低；曲齒圓錐齒輪傳動效率高，但制造成本也較高。蝸輪蝸桿用于傳遞大傳動比和交錯軸之間的運動，具有傳動平穩(wěn)、結(jié)構(gòu)緊湊等特點，但制造成本較高。齒輪的應(yīng)用領(lǐng)域在各種機械設(shè)備中廣泛應(yīng)用，如減速器、變速器、傳動裝置等。汽車發(fā)動機、變速器和底盤等部件中大量使用齒輪。飛機和航天器中的精密齒輪用于傳遞扭矩和旋轉(zhuǎn)運動。船用推進器和傳動系統(tǒng)中使用各種類型的齒輪。工業(yè)領(lǐng)域汽車領(lǐng)域航空航天領(lǐng)域船舶領(lǐng)域齒輪的幾何參數(shù)PART02指一個齒輪上的牙齒數(shù)量。定義齒數(shù)是決定齒輪大小的基本參數(shù)，齒數(shù)越多，齒輪的圓周速度越低，承載能力越強。影響根據(jù)實際需要選擇合適的齒數(shù)，如汽車變速器中的不同檔位齒輪。應(yīng)用齒數(shù)定義模數(shù)是決定齒輪尺寸的重要參數(shù)，它表示了齒厚與齒間距離的比值。影響模數(shù)決定了齒輪的尺寸和強度，模數(shù)越大，齒輪的承載能力越強。應(yīng)用在設(shè)計齒輪時，需要選擇合適的模數(shù)以確保齒輪的強度和性能。模數(shù)影響壓力角的大小對齒輪的傳動效率、承載能力和噪音都有影響。應(yīng)用在設(shè)計齒輪時，需要根據(jù)實際需求選擇合適的大小，以平衡各項性能指標。定義壓力角是指作用在齒輪上的力與齒輪中心線之間的夾角。壓力角齒頂高系數(shù)是指齒頂高度與模數(shù)之間的比值；頂隙系數(shù)是指在兩個齒輪嚙合時，一個齒輪的齒頂與另一個齒輪的槽底之間的間隙與模數(shù)之間的比值。定義齒頂高系數(shù)和頂隙系數(shù)都會影響齒輪的嚙合和傳動性能。影響在選擇齒頂高系數(shù)和頂隙系數(shù)時，需要考慮齒輪的工作環(huán)境和傳動要求。應(yīng)用齒頂高系數(shù)與頂隙系數(shù)03應(yīng)用在設(shè)計齒輪時，需要考慮螺旋角和旋向以滿足特定的傳動需求。01定義螺旋角是指齒輪上任意一點從中心到齒面的連線與中心到該點的切線之間的夾角；旋向是指齒輪旋轉(zhuǎn)的方向。02影響螺旋角決定了齒輪的傳動方向和傳動比，旋向則決定了齒輪旋轉(zhuǎn)的方向。螺旋角與旋向齒輪的工作原理PART03直齒圓柱齒輪傳動兩齒輪的輪齒在兩個平行軸上，一個齒輪的輪齒進入另一個齒輪的齒槽，齒線呈直線狀。斜齒圓柱齒輪傳動齒線呈傾斜狀，可以產(chǎn)生較大的軸向力。圓錐齒輪傳動一個齒輪的輪齒在另一個齒輪的齒槽內(nèi)，可以傳遞兩個垂直軸之間的力。齒輪的傳動方式當(dāng)兩個齒輪咬合時，它們的轉(zhuǎn)速與齒輪的齒數(shù)成反比。對于兩個相鄰的輪齒，一個輪齒進入另一個輪齒的齒槽時，轉(zhuǎn)向相反。齒輪的轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)速齒輪傳動的效率取決于摩擦和機械損失，通常在95%左右。傳動效率直齒圓柱齒輪傳動平穩(wěn)性較差，斜齒圓柱齒輪和平面錐齒輪傳動平穩(wěn)性較好。平穩(wěn)性齒輪的傳動效率與平穩(wěn)性齒輪的材料與制造工藝PART04碳素鋼合金鋼不銹鋼塑料齒輪材料的選擇01020304用于制造低速、輕載的齒輪，價格低廉，強度和韌性較好。具有更高的強度和韌性，適用于制造承受較大載荷和沖擊的齒輪。具有較好的耐腐蝕性，常用于食品、化工等行業(yè)的齒輪制造。輕便、低成本，適用于輕載、低速或非重要的場合。降低材料硬度，便于切削加工。退火細化晶粒，提高材料機械性能。正火提高材料硬度和耐磨性。淬火穩(wěn)定組織結(jié)構(gòu)，防止材料變形和開裂。回火齒輪的熱處理工藝表面處理如噴涂、滲碳淬火等，提高齒輪的耐磨性和抗腐蝕性。熱處理根據(jù)材料和用途選擇合適的熱處理工藝。精加工進一步加工齒輪表面，達到規(guī)定的精度和表面粗糙度要求。毛坯制備根據(jù)齒輪尺寸和材料選擇合適的毛坯。粗加工去除多余材料，初步形成齒輪的形狀和尺寸。齒輪的加工工藝流程齒輪的失效形式與預(yù)防措施PART05由于齒面接觸應(yīng)力過大或潤滑不良導(dǎo)致局部粘著，進而使齒面材料轉(zhuǎn)移至另一齒面。粘著磨損磨粒磨損疲勞磨損腐蝕磨損硬質(zhì)顆粒進入齒面或潤滑劑中硬質(zhì)異物導(dǎo)致齒面磨損。由于交變接觸應(yīng)力的反復(fù)作用，使齒面材料疲勞脫落。由于化學(xué)或電化學(xué)作用導(dǎo)致的齒面材料破壞。齒輪的磨損疲勞斷裂由于交變應(yīng)力的反復(fù)作用，使齒根處產(chǎn)生疲勞裂紋，最終導(dǎo)致斷裂。預(yù)防措施提高齒面硬度和抗疲勞性能，優(yōu)化設(shè)計以降低應(yīng)力集中，合理選擇材料和熱處理工藝。齒輪的疲勞斷裂由于齒面間壓力和摩擦力的作用，使齒面材料發(fā)生粘著并隨相對運動而撕脫，最終導(dǎo)致嚴重磨損。膠合在循環(huán)接觸應(yīng)力作用下，齒面微小區(qū)域產(chǎn)生裂紋并擴展，最終導(dǎo)致材料脫落。點蝕選擇合適的潤滑劑和潤滑方式，提高齒面硬度和抗膠合能力，優(yōu)化設(shè)計以降低齒面接觸應(yīng)力。預(yù)防措施齒輪的膠合與點蝕選擇具有高強度、耐磨性和抗疲勞性能的材料。材料選擇通過適當(dāng)?shù)臒崽幚硖岣卟牧系牧W(xué)性能和抗疲勞性能。熱處理工藝降低應(yīng)力集中，合理分布齒面接觸應(yīng)力。優(yōu)化設(shè)計定期檢查、清洗和潤滑齒輪，及時更換磨損嚴重的齒輪。維護保養(yǎng)預(yù)防齒輪失效的措施齒輪的設(shè)計與優(yōu)化PART06總結(jié)詞設(shè)計原則、步驟詳細描述齒輪設(shè)計應(yīng)遵循的基本原則，如滿足使用要求、保證強度、考慮制造和裝配的可行性等。齒輪設(shè)計的一般步驟，包括確定設(shè)計參數(shù)、選擇材料、確定模數(shù)和齒數(shù)、設(shè)計齒形和結(jié)構(gòu)等。齒輪的設(shè)計原則與步驟強度計算、校核總結(jié)詞齒輪強度的計算方法，包括彎曲強度和接觸強度計算。對計算結(jié)果進行校核，以確保齒輪的強度滿足使用要求。同時，需要考慮各種工況下的載荷分布和應(yīng)力分布情況。詳細描述齒輪的強度計算與校核總結(jié)詞優(yōu)化方法、實例詳細描述齒輪優(yōu)化設(shè)計的常用方法，如遺傳算法、粒子群算法等。通