《齒輪傳動(dòng)機(jī)基》課件

齒輪傳動(dòng)機(jī)基礎(chǔ)齒輪傳動(dòng)機(jī)是一種常見的機(jī)械傳動(dòng)裝置，廣泛應(yīng)用于各種機(jī)械設(shè)備中。本課件將深入探討齒輪傳動(dòng)機(jī)的基礎(chǔ)知識(shí)，包括齒輪的類型、參數(shù)、設(shè)計(jì)和應(yīng)用等方面。齒輪傳動(dòng)的基本概念傳動(dòng)比輸入軸和輸出軸的轉(zhuǎn)速比值。傳動(dòng)效率指輸出功率與輸入功率之比。傳動(dòng)精度指齒輪傳動(dòng)在運(yùn)行過程中的精度。傳動(dòng)類型包括外嚙合、內(nèi)嚙合、平行軸、交叉軸等。齒輪傳動(dòng)的特點(diǎn)及優(yōu)缺點(diǎn)傳動(dòng)效率高齒輪傳動(dòng)摩擦損失小，傳動(dòng)效率高，可達(dá)90%以上。結(jié)構(gòu)緊湊齒輪傳動(dòng)尺寸較小，結(jié)構(gòu)緊湊，便于在狹小空間內(nèi)安裝。載荷能力強(qiáng)齒輪傳動(dòng)能承受較大的載荷，適合于各種高負(fù)荷的機(jī)械設(shè)備。噪音低齒輪傳動(dòng)運(yùn)行平穩(wěn)，噪音低，適合于對(duì)噪音敏感的場(chǎng)合。齒輪分類及特點(diǎn)圓柱齒輪廣泛應(yīng)用于各種機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)，例如汽車變速箱、機(jī)床主軸、工業(yè)減速機(jī)等。圓柱齒輪具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造工藝成熟、傳動(dòng)效率高等優(yōu)點(diǎn)。直齒輪斜齒輪人字齒輪錐齒輪主要用于實(shí)現(xiàn)軸線交叉的傳動(dòng)，例如汽車后橋差速器、轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)、重型機(jī)械等。錐齒輪的特點(diǎn)是能夠?qū)崿F(xiàn)軸線間角度的變化，方便傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的布局設(shè)計(jì)。直齒錐齒輪斜齒錐齒輪蝸桿蝸輪用于實(shí)現(xiàn)較大傳動(dòng)比，例如起重機(jī)、絞車、機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)等。蝸桿蝸輪具有自鎖功能，在傳動(dòng)過程中可以實(shí)現(xiàn)反向制動(dòng)。圓柱蝸桿蝸輪錐形蝸桿蝸輪其他齒輪除了上述幾種常見類型之外，還有其他一些特殊類型的齒輪，例如行星齒輪、螺旋傘齒輪、內(nèi)齒輪等。這些特殊齒輪在一些特殊的傳動(dòng)場(chǎng)合具有獨(dú)特的功能。齒輪參數(shù)及標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)模數(shù)是齒輪的重要參數(shù)之一，它表示齒輪齒高的尺寸單位，模數(shù)越大，齒輪的尺寸越大。齒數(shù)齒數(shù)是指齒輪上齒的個(gè)數(shù)，齒數(shù)決定了齒輪的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩。齒頂高齒頂高是指齒頂?shù)椒侄葓A的距離，齒頂高決定了齒輪的強(qiáng)度和耐磨性。齒根高齒根高是指齒根到分度圓的距離，齒根高決定了齒輪的強(qiáng)度和抗彎性。簡(jiǎn)單齒輪輪廓的幾何原理齒輪傳動(dòng)的基本原理是利用兩個(gè)齒輪的相互嚙合，將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力傳遞到另一個(gè)齒輪，從而實(shí)現(xiàn)機(jī)械傳動(dòng)。齒輪輪廓的幾何形狀決定了齒輪傳動(dòng)的效率和可靠性，因此齒輪輪廓的幾何原理是齒輪設(shè)計(jì)的重要基礎(chǔ)。圓柱齒輪的工作原理1旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)齒輪旋轉(zhuǎn)2齒廓嚙合齒廓互相接觸3傳遞動(dòng)力驅(qū)動(dòng)齒輪帶動(dòng)從動(dòng)齒輪旋轉(zhuǎn)當(dāng)驅(qū)動(dòng)齒輪旋轉(zhuǎn)時(shí)，其齒廓與從動(dòng)齒輪的齒廓發(fā)生嚙合，通過齒廓之間的相互作用，驅(qū)動(dòng)齒輪的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)被傳遞到從動(dòng)齒輪，從而實(shí)現(xiàn)動(dòng)力的傳遞。圓柱齒輪的基本參數(shù)圓柱齒輪的基本參數(shù)包括模數(shù)、齒數(shù)、齒頂高、齒根高、齒厚、齒頂圓直徑、齒根圓直徑等。這些參數(shù)決定了齒輪的尺寸和形狀，影響著齒輪傳動(dòng)的精度、強(qiáng)度和壽命。模數(shù)齒數(shù)齒頂高齒根高齒厚齒頂圓直徑齒根圓直徑圓柱齒輪的計(jì)算圓柱齒輪的計(jì)算涉及多個(gè)關(guān)鍵參數(shù)，包括齒數(shù)、模數(shù)、齒頂高、齒根高、齒寬、中心距等。這些參數(shù)的計(jì)算需要遵循一定的公式和標(biāo)準(zhǔn)，確保齒輪能夠正常嚙合并實(shí)現(xiàn)預(yù)期的傳動(dòng)比。齒輪計(jì)算過程通常涉及以下步驟：確定齒數(shù)和模數(shù)，計(jì)算齒頂高和齒根高，確定齒寬和中心距，計(jì)算齒輪的強(qiáng)度和壽命。計(jì)算結(jié)果會(huì)直接影響齒輪的性能和壽命。100%效率齒輪傳動(dòng)效率高，可達(dá)到95%以上30M應(yīng)用廣泛應(yīng)用于各種機(jī)械設(shè)備中，例如汽車、飛機(jī)、船舶、機(jī)床等1000品種齒輪的品種繁多，滿足各種傳動(dòng)需求正交交叉軸齒輪的工作原理1動(dòng)力傳遞通過齒輪嚙合2軸線垂直實(shí)現(xiàn)90度轉(zhuǎn)動(dòng)3旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)相互轉(zhuǎn)換正交交叉軸齒輪主要用于將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)傳遞到相互垂直的軸上，它能夠有效地改變旋轉(zhuǎn)方向和速度。在各種機(jī)械設(shè)備中，正交交叉軸齒輪被廣泛應(yīng)用于需要將動(dòng)力傳遞到垂直軸上的場(chǎng)合。正交交叉軸齒輪的基本參數(shù)參數(shù)符號(hào)單位中心距amm齒數(shù)z個(gè)模數(shù)mmm齒頂高系數(shù)ha*-齒根高系數(shù)hf*-壓力角α°螺旋角β°正交交叉軸齒輪的計(jì)算正交交叉軸齒輪的計(jì)算過程包括確定齒輪的基本參數(shù)，例如模數(shù)、齒數(shù)、中心距等。根據(jù)這些參數(shù)，可以計(jì)算出齒輪的尺寸、強(qiáng)度和壽命。該過程需要考慮齒輪的材料、工作條件和應(yīng)用場(chǎng)景等因素。時(shí)間精度斜齒輪的工作原理1斜齒輪嚙合斜齒輪的齒面傾斜于輪軸方向，齒輪嚙合時(shí)，接觸線沿齒寬方向呈直線分布。因此，斜齒輪的嚙合過程較為平穩(wěn)，減少了沖擊和振動(dòng)。2滑動(dòng)摩擦由于斜齒輪的齒面傾斜，齒輪嚙合時(shí)會(huì)產(chǎn)生滑動(dòng)摩擦，但由于滑動(dòng)摩擦系數(shù)較低，因此摩擦損耗相對(duì)較小。3傳動(dòng)效率斜齒輪的傳動(dòng)效率比直齒輪更高，這是因?yàn)樾饼X輪的齒面接觸面積更大，且滑動(dòng)摩擦系數(shù)較低。斜齒輪的基本參數(shù)斜齒輪的參數(shù)對(duì)于其正常運(yùn)行至關(guān)重要，影響著齒輪的強(qiáng)度、傳遞扭矩、工作壽命等關(guān)鍵指標(biāo)。以下是斜齒輪的一些基本參數(shù)：1模數(shù)決定齒輪尺寸和齒數(shù)2齒數(shù)影響齒輪的傳動(dòng)比3螺旋角影響齒輪的傳動(dòng)平穩(wěn)性4齒寬影響齒輪的承載能力斜齒輪的計(jì)算參數(shù)公式中心距a=(d1+d2)/2模數(shù)m=d1/z1=d2/z2齒頂圓直徑da=d+2m齒根圓直徑df=d-2m蝸桿及蝸輪的工作原理工作原理蝸桿和蝸輪相互嚙合，通過螺旋面之間的摩擦，實(shí)現(xiàn)動(dòng)力傳遞。蝸桿通常為動(dòng)力輸入端，蝸輪為輸出端。傳動(dòng)特性蝸桿傳動(dòng)具有傳動(dòng)比大、結(jié)構(gòu)緊湊、承載能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，適用于高速、重載、低速傳動(dòng)場(chǎng)合。應(yīng)用場(chǎng)景蝸桿傳動(dòng)廣泛應(yīng)用于各種機(jī)械設(shè)備中，例如機(jī)床、汽車、航空航天等。蝸桿及蝸輪的基本參數(shù)蝸桿和蝸輪傳動(dòng)，是一種利用螺旋線嚙合的傳動(dòng)方式，具有傳動(dòng)比大、結(jié)構(gòu)緊湊等優(yōu)點(diǎn)。蝸桿和蝸輪的基本參數(shù)，包括：蝸桿的導(dǎo)程角、蝸輪的齒數(shù)、蝸桿的直徑、蝸桿的螺旋角、蝸輪的齒寬等。這些參數(shù)的選取，會(huì)直接影響傳動(dòng)效率、承載能力和使用壽命等。蝸桿及蝸輪的計(jì)算蝸桿傳動(dòng)效率考慮摩擦損失、材料、潤(rùn)滑等因素蝸桿的承載能力根據(jù)材料、尺寸、負(fù)荷等因素進(jìn)行計(jì)算蝸輪的強(qiáng)度考慮齒輪的形狀、尺寸、材料等因素齒輪的尺寸根據(jù)傳動(dòng)比、功率、速度等因素進(jìn)行設(shè)計(jì)螺旋傘齒輪的工作原理1輸入軸螺旋傘齒輪的輸入軸和輸出軸通常相互垂直。2錐形齒面螺旋傘齒輪的齒面呈錐形，且齒形呈螺旋形。3嚙合兩個(gè)錐形齒輪的齒面互相嚙合，實(shí)現(xiàn)動(dòng)力傳遞。4運(yùn)動(dòng)螺旋傘齒輪的輸入軸轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)輸出軸轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)軸線方向的改變。螺旋傘齒輪常用于汽車變速器、差速器等需要改變軸線方向的傳動(dòng)系統(tǒng)。螺旋傘齒輪的基本參數(shù)1模數(shù)齒輪的尺寸單位2齒數(shù)每個(gè)齒輪上的齒數(shù)3螺旋角齒輪的螺旋線與軸線之間的角度4中心距兩個(gè)齒輪中心之間的距離螺旋傘齒輪的計(jì)算螺旋傘齒輪的計(jì)算涉及許多關(guān)鍵參數(shù)，包括齒數(shù)、模數(shù)、螺旋角、壓力角等。這些參數(shù)相互關(guān)聯(lián)，影響著齒輪的嚙合性能、承載能力和傳動(dòng)效率。螺旋傘齒輪的計(jì)算通常采用相關(guān)的公式和圖表來進(jìn)行。根據(jù)具體的應(yīng)用場(chǎng)景，可以選用不同的計(jì)算方法和公式，例如標(biāo)準(zhǔn)齒輪計(jì)算公式或?qū)ｉT針對(duì)螺旋傘齒輪的計(jì)算方法。行星齒輪的工作原理1中心齒輪中心齒輪固定不動(dòng)，作為行星齒輪的中心，并與太陽輪嚙合。2太陽輪太陽輪帶動(dòng)行星齒輪旋轉(zhuǎn)，傳遞動(dòng)力到行星架。3行星齒輪行星齒輪與太陽輪和內(nèi)齒輪嚙合，圍繞中心齒輪旋轉(zhuǎn)。4內(nèi)齒輪內(nèi)齒輪與行星齒輪嚙合，傳遞動(dòng)力到輸出軸。5行星架行星架固定行星齒輪，并傳遞動(dòng)力到輸出軸。行星齒輪的基本參數(shù)行星齒輪傳動(dòng)是一種重要的傳動(dòng)形式，其特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)緊湊、傳動(dòng)比大、效率高，廣泛應(yīng)用于汽車、航空航天等領(lǐng)域。行星齒輪的基本參數(shù)主要包括：1齒數(shù)太陽輪、行星輪、齒圈的齒數(shù)2模數(shù)齒輪的模數(shù)，決定齒輪的大小3中心距太陽輪與齒圈的中心距4傳動(dòng)比行星齒輪傳動(dòng)的傳動(dòng)比，決定輸出軸的轉(zhuǎn)速行星齒輪的計(jì)算行星齒輪的計(jì)算通常包括轉(zhuǎn)速、扭矩、功率等參數(shù)的計(jì)算。計(jì)算時(shí)需考慮行星齒輪機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，包括齒輪數(shù)、齒數(shù)、齒輪直徑、傳動(dòng)比等。轉(zhuǎn)速計(jì)算扭矩計(jì)算功率計(jì)算效率計(jì)算齒輪傳動(dòng)誤差及其校正1齒輪傳動(dòng)誤差齒輪傳動(dòng)誤差是指齒輪實(shí)際工作時(shí)的偏差，會(huì)影響齒輪的傳動(dòng)精度和效率。2誤差來源誤差來源包括制造誤差、安裝誤差、使用過程中的磨損等。3誤差類型常見誤差類型包括齒形誤差、齒距誤差、中心距誤差等。4誤差校正校正方法包括齒輪加工精度控制、裝配精度控制、齒輪磨損補(bǔ)償?shù)?。齒輪傳動(dòng)的潤(rùn)滑及材料潤(rùn)滑油潤(rùn)滑油能減少齒輪摩擦、磨損，延長(zhǎng)齒輪的使用壽命。材料選擇齒輪材料應(yīng)具有高強(qiáng)度、高硬度、耐磨損、耐疲勞等特性。熱處理熱處理能改善材料的性能，如淬火能提高硬度，回火能提高韌性。齒輪的強(qiáng)度校核11.彎曲強(qiáng)度計(jì)算齒輪齒根處的彎曲應(yīng)力，并與材料的許用彎曲應(yīng)力進(jìn)行比較。22.接觸強(qiáng)度計(jì)算齒輪接觸面的接觸應(yīng)力，并與材料的許用接觸應(yīng)力進(jìn)行比較。33.疲勞強(qiáng)度考慮齒輪在反復(fù)載荷下的疲勞失效，進(jìn)行疲勞壽命評(píng)估。44.安全系數(shù)根據(jù)強(qiáng)度校核結(jié)果，確定齒輪的實(shí)際安全系數(shù)。齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)1性能需求傳動(dòng)比、轉(zhuǎn)速、扭矩、功率、精度、壽命2工作條件環(huán)境溫度、濕度、振動(dòng)、沖擊3材料選擇強(qiáng)度、硬度、耐磨性、耐腐蝕性4結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)齒輪類型、模數(shù)、齒數(shù)、齒形、安裝方式5強(qiáng)度校核齒根彎曲強(qiáng)度、齒面接觸強(qiáng)度齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)是一個(gè)復(fù)雜的工程問題，需要綜合考慮多種因素。首先要明確傳動(dòng)需求，包括傳動(dòng)比、轉(zhuǎn)速、扭矩、功率、精度、壽命等性能指標(biāo)。其次要分析工作條件，包括環(huán)境溫度、濕度、振動(dòng)、沖擊等因素，并選擇合適的材料。最后根據(jù)設(shè)計(jì)要求進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，并進(jìn)行強(qiáng)度校核，確保齒輪傳動(dòng)能夠滿足設(shè)計(jì)要求。案例分析本節(jié)課我們學(xué)習(xí)了各種齒輪傳動(dòng)結(jié)構(gòu)，它們?cè)跈C(jī)械設(shè)