清華大學(xué)機(jī)械原理課件-齒輪傳動機(jī)構(gòu)_第1頁
清華大學(xué)機(jī)械原理課件-齒輪傳動機(jī)構(gòu)_第2頁
清華大學(xué)機(jī)械原理課件-齒輪傳動機(jī)構(gòu)_第3頁
清華大學(xué)機(jī)械原理課件-齒輪傳動機(jī)構(gòu)_第4頁
清華大學(xué)機(jī)械原理課件-齒輪傳動機(jī)構(gòu)_第5頁
已閱讀5頁,還剩24頁未讀, 繼續(xù)免費(fèi)閱讀

下載本文檔

版權(quán)說明:本文檔由用戶提供并上傳,收益歸屬內(nèi)容提供方,若內(nèi)容存在侵權(quán),請進(jìn)行舉報或認(rèn)領(lǐng)

文檔簡介

清華大學(xué)機(jī)械原理課件——齒輪傳動機(jī)構(gòu)課程介紹1課程目標(biāo)掌握齒輪傳動機(jī)構(gòu)的基本理論和設(shè)計方法,并能獨立設(shè)計簡單的齒輪傳動系統(tǒng)。2課程內(nèi)容涵蓋齒輪傳動機(jī)構(gòu)的基本概念、分類、工作原理、設(shè)計計算、應(yīng)用實例、維護(hù)保養(yǎng)等方面內(nèi)容。3課程特色以理論聯(lián)系實際為原則,結(jié)合豐富的案例和工程應(yīng)用,培養(yǎng)學(xué)生解決實際問題的能力。齒輪傳動機(jī)構(gòu)的作用和特點傳遞運(yùn)動和動力齒輪傳動機(jī)構(gòu)可以實現(xiàn)運(yùn)動和動力的精確傳遞,例如改變轉(zhuǎn)速、扭矩和方向。效率高相比其他傳動方式,齒輪傳動機(jī)構(gòu)的效率相對較高,可以有效減少能量損失。傳動精度高齒輪的齒形設(shè)計可以確保傳動過程中的精度,使運(yùn)動和動力傳遞更加穩(wěn)定。齒輪基本概念齒輪齒輪是一種具有齒形的機(jī)械零件,用于傳遞旋轉(zhuǎn)運(yùn)動和扭矩。齒數(shù)齒輪上齒形的數(shù)量,決定了齒輪的傳動比和轉(zhuǎn)速。模數(shù)齒輪尺寸的基本參數(shù),用于確定齒輪的齒高、齒厚和齒距。齒形齒輪的齒廓形狀,常見的有漸開線齒形和圓弧齒形。齒輪分類按齒輪形狀分類齒輪可分為圓柱齒輪、錐齒輪、蝸輪蝸桿等。按齒輪輪齒形狀分類齒輪可分為直齒輪、斜齒輪、人字齒輪等。按齒輪應(yīng)用場景分類齒輪可分為傳動齒輪、分配齒輪、同步齒輪等?;X輪的基本參數(shù)參數(shù)描述模數(shù)齒輪大小的基本單位,決定齒輪的尺寸和強(qiáng)度齒數(shù)齒輪上的齒的個數(shù),決定齒輪的轉(zhuǎn)速和傳動比齒頂高齒頂?shù)椒侄葓A的距離,影響齒輪的強(qiáng)度和嚙合性能齒根高分度圓到齒根的距離,影響齒輪的強(qiáng)度和嚙合性能齒厚兩個相鄰齒之間的距離,影響齒輪的強(qiáng)度和嚙合性能齒頂圓直徑齒頂圓的直徑,影響齒輪的尺寸和強(qiáng)度分度圓直徑齒輪分度圓的直徑,影響齒輪的尺寸和傳動比齒根圓直徑齒根圓的直徑,影響齒輪的尺寸和強(qiáng)度齒輪嚙合原理齒廓線齒輪嚙合過程中,齒廓線互相接觸,形成瞬時接觸點。嚙合角齒輪嚙合角是指齒廓線上瞬時接觸點處的法線與齒輪中心連線的夾角。嚙合線齒輪嚙合過程中,瞬時接觸點軌跡稱為嚙合線。嚙合點齒輪嚙合過程中,齒廓線上任意兩點之間的距離稱為嚙合點。齒輪嚙合特性嚙合線齒輪嚙合過程中,兩齒輪齒廓上的接觸點連線形成嚙合線。接觸點齒輪嚙合時,齒廓上的接觸點是瞬時接觸點,不斷移動。嚙合力齒輪嚙合過程中,齒廓間存在摩擦力和法向力,形成嚙合力。圓柱齒輪傳動系統(tǒng)圓柱齒輪傳動系統(tǒng)是最常見的齒輪傳動形式之一,廣泛應(yīng)用于各種機(jī)械設(shè)備中。這種傳動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、制造方便、傳動效率高、承載能力強(qiáng),適用于各種速度和功率的傳動場合。圓柱齒輪傳動系統(tǒng)具有以下特點:傳動效率高,一般可達(dá)95%以上承載能力強(qiáng),能承受較大的載荷結(jié)構(gòu)簡單,制造方便,成本低應(yīng)用范圍廣,適用于各種速度和功率的傳動場合斜齒輪傳動系統(tǒng)斜齒輪傳動系統(tǒng)是指齒輪齒面與輪軸線成一定角度的傳動系統(tǒng)。斜齒輪傳動系統(tǒng)具有以下優(yōu)點:傳動平穩(wěn),噪聲低承載能力強(qiáng)傳動效率高斜齒輪傳動系統(tǒng)常用于高速、重載的機(jī)械設(shè)備,例如汽車變速箱、機(jī)床主軸等。錐齒輪傳動系統(tǒng)軸線相交錐齒輪的軸線相交,用于傳遞功率或改變運(yùn)動方向。錐齒輪錐齒輪的齒面為錐面,齒輪的形狀類似于圓錐體的一部分。廣泛應(yīng)用在汽車、機(jī)械、航空等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用,例如汽車的差速器。蝸桿傳動系統(tǒng)蝸桿傳動系統(tǒng)由蝸桿和蝸輪組成,蝸桿為螺旋形的螺桿,蝸輪為與蝸桿嚙合的齒輪。蝸桿傳動可實現(xiàn)較大的傳動比,且傳動平穩(wěn)、噪音低,適用于低速、重載場合。蝸桿傳動系統(tǒng)的優(yōu)點在于:傳動比大、傳動平穩(wěn)、噪音低、結(jié)構(gòu)緊湊、承載能力強(qiáng),適合低速、重載場合。缺點是效率低、易磨損,且潤滑要求較高。行星齒輪傳動系統(tǒng)行星齒輪傳動系統(tǒng)是一種重要的傳動形式,廣泛應(yīng)用于汽車變速箱、航空發(fā)動機(jī)等領(lǐng)域。它具有結(jié)構(gòu)緊湊、傳動比大、效率高等優(yōu)點。行星齒輪傳動系統(tǒng)主要由太陽輪、行星輪、齒圈和行星架組成。太陽輪固定在中心位置,行星輪圍繞太陽輪旋轉(zhuǎn),齒圈固定在外環(huán),行星架固定在行星輪上,并與輸出軸相連。當(dāng)太陽輪旋轉(zhuǎn)時,行星輪沿著齒圈滾動,行星架就會帶動輸出軸旋轉(zhuǎn)。行星齒輪傳動的傳動比取決于太陽輪、行星輪和齒圈的齒數(shù)比。齒輪傳動效率分析90%機(jī)械效率齒輪傳動機(jī)構(gòu)效率一般在90%左右,主要受摩擦損耗影響5%摩擦損失齒輪嚙合、軸承摩擦和潤滑油摩擦是主要損失源5%其他損失齒輪的振動和沖擊,材料的彈性變形也會導(dǎo)致能量損失齒輪磨損和失效分析1齒面磨損齒輪傳動過程中,齒面相互摩擦,導(dǎo)致磨損。磨損主要分為粘著磨損、磨粒磨損和疲勞磨損。2齒輪斷裂齒輪受力過大或材料強(qiáng)度不足,可能導(dǎo)致齒輪斷裂。斷裂通常發(fā)生在齒根或齒尖部位。3齒輪塑性變形齒輪長期承受過載或沖擊載荷,可能導(dǎo)致齒輪塑性變形,影響齒輪的正常工作。4齒輪疲勞失效齒輪在交變載荷作用下,可能發(fā)生疲勞裂紋,最終導(dǎo)致齒輪失效。齒輪傳動噪聲分析齒輪嚙合齒輪嚙合過程中的沖擊和振動是主要噪聲源。齒輪精度齒輪加工精度低會增加嚙合誤差,導(dǎo)致噪聲增加。潤滑條件潤滑不良會加劇齒面磨損,提高噪聲水平。安裝精度安裝精度低會導(dǎo)致齒輪間相對位置偏差,產(chǎn)生噪聲。齒輪傳動系統(tǒng)設(shè)計原則強(qiáng)度齒輪設(shè)計需要考慮強(qiáng)度和剛度,以防止齒輪在負(fù)載下發(fā)生斷裂或彎曲失效。磨損齒輪傳動系統(tǒng)需要確保齒輪表面的磨損率在可接受范圍內(nèi),以延長傳動系統(tǒng)的使用壽命。噪聲齒輪傳動系統(tǒng)在運(yùn)行時會產(chǎn)生噪聲,需要設(shè)計合理的齒形和傳動參數(shù),以降低噪聲。效率齒輪傳動系統(tǒng)的效率取決于齒輪的嚙合狀態(tài)、潤滑條件等因素,設(shè)計需要優(yōu)化效率。典型齒輪傳動系統(tǒng)設(shè)計實例汽車變速箱齒輪傳動系統(tǒng)在汽車變速箱中廣泛應(yīng)用,通過不同齒輪組合實現(xiàn)不同擋位,適應(yīng)不同的行駛速度和負(fù)載需求。工業(yè)機(jī)器人齒輪傳動系統(tǒng)在工業(yè)機(jī)器人中用于關(guān)節(jié)運(yùn)動,實現(xiàn)高精度、高效率的運(yùn)動控制。風(fēng)力發(fā)電機(jī)齒輪傳動系統(tǒng)在風(fēng)力發(fā)電機(jī)中用于減速增扭,將風(fēng)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。單級減速裝置設(shè)計1確定減速比根據(jù)負(fù)載和電機(jī)轉(zhuǎn)速的要求確定合適的減速比。2選擇齒輪類型根據(jù)負(fù)載特點和傳動要求選擇合適的齒輪類型,如圓柱齒輪、斜齒輪等。3齒輪參數(shù)計算計算齒輪的模數(shù)、齒數(shù)、齒寬等參數(shù),確保齒輪嚙合正常。4結(jié)構(gòu)設(shè)計設(shè)計齒輪軸、軸承、機(jī)箱等部件,確保減速裝置的強(qiáng)度和剛度。5強(qiáng)度校核對齒輪和軸進(jìn)行強(qiáng)度校核,確保其能夠承受負(fù)載。6潤滑設(shè)計設(shè)計潤滑系統(tǒng),確保齒輪的正常潤滑,延長其使用壽命。7加工制造根據(jù)設(shè)計圖紙加工制造齒輪和減速裝置的其他部件。8裝配調(diào)試將減速裝置的各個部件裝配在一起,并進(jìn)行調(diào)試,確保其正常工作。多級減速裝置設(shè)計1需求分析確定減速比、輸入扭矩、輸出速度等參數(shù)。2方案選擇選擇合適的齒輪類型、級數(shù)、傳動比等。3結(jié)構(gòu)設(shè)計設(shè)計齒輪軸、軸承、箱體等結(jié)構(gòu)。4強(qiáng)度校核驗證齒輪、軸承、箱體的強(qiáng)度。差速器設(shè)計1結(jié)構(gòu)設(shè)計考慮齒輪類型、尺寸和材料2強(qiáng)度分析確保齒輪和軸的強(qiáng)度足夠3潤滑設(shè)計保證潤滑油的充足供應(yīng)和潤滑效果差速器設(shè)計需要綜合考慮結(jié)構(gòu)設(shè)計、強(qiáng)度分析和潤滑設(shè)計等因素。結(jié)構(gòu)設(shè)計要根據(jù)車輛的動力和傳動要求選擇合適的齒輪類型、尺寸和材料。強(qiáng)度分析要確保齒輪和軸的強(qiáng)度足夠,以避免在使用過程中發(fā)生斷裂或磨損。潤滑設(shè)計要保證潤滑油的充足供應(yīng)和潤滑效果,以降低摩擦和延長使用壽命。變速箱設(shè)計1齒輪選擇根據(jù)傳動比和載荷選擇合適的齒輪類型和參數(shù)2結(jié)構(gòu)設(shè)計確定變速箱的結(jié)構(gòu)形式,包括殼體、軸系、換擋機(jī)構(gòu)等3強(qiáng)度校核對齒輪、軸、軸承等關(guān)鍵部件進(jìn)行強(qiáng)度校核,確保安全可靠4潤滑設(shè)計設(shè)計合理的潤滑系統(tǒng),確保變速箱內(nèi)部的潤滑和冷卻離合器設(shè)計1摩擦片提供摩擦力2壓盤壓緊摩擦片3分離軸承分離壓盤4彈簧提供壓力5飛輪傳遞動力制動器設(shè)計1選擇合適的制動器類型根據(jù)應(yīng)用場景和需求選擇合適的制動器類型,如鼓式制動器、盤式制動器、電磁制動器等。2確定制動器參數(shù)根據(jù)載荷、速度、環(huán)境等因素確定制動器尺寸、材料、摩擦系數(shù)等參數(shù)。3進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計設(shè)計制動器的結(jié)構(gòu),包括制動盤/鼓、制動蹄片/片、活塞、油管等部件。4進(jìn)行強(qiáng)度和剛度分析確保制動器在工作條件下能夠承受載荷,并保證足夠的剛度和穩(wěn)定性。5進(jìn)行熱分析評估制動器在工作時的熱量產(chǎn)生和散熱情況,確保制動器溫度不會過高。6進(jìn)行性能測試對制動器進(jìn)行性能測試,驗證其制動性能、耐久性等指標(biāo)是否符合設(shè)計要求。齒輪傳動裝置維護(hù)和故障診斷定期檢查齒輪,檢查是否有磨損、裂紋或其他損傷。確保齒輪箱中有足夠的潤滑油,并定期更換潤滑油。使用聲學(xué)儀器監(jiān)測齒輪的運(yùn)行聲音,以便及時發(fā)現(xiàn)異常。數(shù)字化設(shè)計和仿真分析虛擬模型使用CAD軟件創(chuàng)建齒輪傳動系統(tǒng)的三維模型,模擬齒輪嚙合、運(yùn)動和力學(xué)性能。仿真分析利用仿真軟件進(jìn)行虛擬測試,例如有限元分析,模擬齒輪的應(yīng)力分布、強(qiáng)度和疲勞壽命。優(yōu)化設(shè)計通過仿真分析結(jié)果優(yōu)化齒輪的設(shè)計參數(shù),提高傳動效率,降低噪聲和磨損。新材料在齒輪傳動中的應(yīng)用耐磨材料陶瓷、金屬陶瓷、復(fù)合材料等耐磨材料可提高齒輪的抗磨損性能,延長使用壽命。高強(qiáng)度材料高強(qiáng)度鋼、鈦合金等材料可提高齒輪的承載能力,減小齒輪尺寸,提高傳動效率。輕質(zhì)材料碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料等輕質(zhì)材料可降低齒輪重量,提高傳動效率,減少能耗。發(fā)展趨勢和前沿技術(shù)智能化齒輪傳動系統(tǒng)將更加智能化

溫馨提示

  • 1. 本站所有資源如無特殊說明,都需要本地電腦安裝OFFICE2007和PDF閱讀器。圖紙軟件為CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.壓縮文件請下載最新的WinRAR軟件解壓。
  • 2. 本站的文檔不包含任何第三方提供的附件圖紙等,如果需要附件,請聯(lián)系上傳者。文件的所有權(quán)益歸上傳用戶所有。
  • 3. 本站RAR壓縮包中若帶圖紙,網(wǎng)頁內(nèi)容里面會有圖紙預(yù)覽,若沒有圖紙預(yù)覽就沒有圖紙。
  • 4. 未經(jīng)權(quán)益所有人同意不得將文件中的內(nèi)容挪作商業(yè)或盈利用途。
  • 5. 人人文庫網(wǎng)僅提供信息存儲空間,僅對用戶上傳內(nèi)容的表現(xiàn)方式做保護(hù)處理,對用戶上傳分享的文檔內(nèi)容本身不做任何修改或編輯,并不能對任何下載內(nèi)容負(fù)責(zé)。
  • 6. 下載文件中如有侵權(quán)或不適當(dāng)內(nèi)容,請與我們聯(lián)系,我們立即糾正。
  • 7. 本站不保證下載資源的準(zhǔn)確性、安全性和完整性, 同時也不承擔(dān)用戶因使用這些下載資源對自己和他人造成任何形式的傷害或損失。

評論

0/150

提交評論