（中职）机械基础3、齿轮传动教学课件

1、YCF正版可修改PPT（中职）机械基础3、齿轮传动教学课件任务三 齿轮传动任务目标 1、掌握齿轮传动的组成和工作原理。 2、掌握齿轮传动的类型。 3、理解齿轮传动的特点及基本要求。 4、了解标准直齿渐开线齿轮各部分名称、主要参数和几何尺寸。 5、理解渐开线标准直齿圆柱齿轮正确啮合条件。 6、深入认识齿轮的失效形式。 7、深入认识齿轮的材料和热处理。 8、认识齿轮的结构形式。 9、了解渐开线齿廓的根切现象。 10、认识齿轮传动的润滑方法。一、齿轮传动的组成和工作原理 齿轮传动是利用两齿轮的轮齿相互啮合传递动力和运动的机械传动。 齿轮传动主要由主动齿轮、从动齿轮和机架等组成。二、齿轮传动的类型 （

2、1）齿轮传动按轮齿的形状可分为：直齿圆柱齿轮传动、斜齿圆柱齿轮传动、人字齿圆柱齿轮传动等。 （2）按齿轮啮合形式可分为：外啮合齿轮传动、内啮合齿轮传动和齿轮齿条传动。 （3）齿轮传动根据工作条件，可分为开式齿轮传动、半开式齿轮传动和闭式齿轮传动。 （4）根据两齿轮啮合传动时，它们的相对运动是平面运动还是空间运动，可将其分为平面齿轮传动和空间齿轮传动。（1）平面齿轮传动 平面齿轮传动的两齿轮间的相对运动为平面运动，它用于两平行轴之间的传动。直齿圆柱齿轮传动平行轴斜齿圆柱齿轮传动平行轴斜齿轮的轮齿与轴线倾斜某一角度而成螺旋形。人字齿轮传动人字齿轮的齿向如人字形。它相当于螺旋方向相反的两个斜齿轮拼合

3、而成。（2）空间齿轮传动 空间齿轮传动两齿轮的相对运动为空间运动，它用于两不平行轴之间的传动。交错轴斜齿轮传动蜗杆蜗轮传动圆锥齿轮传动 圆锥齿轮的轮齿排列在截圆锥体表面上，轮齿由齿轮的大端到小端逐渐收缩变小，它用于两交错轴之间的传动。 圆锥齿轮按其齿向的不同，可分为直齿圆锥齿轮传动、斜齿圆锥齿轮传动、曲齿圆锥齿轮传动三种。三、齿轮传动的特点及基本要求1、特点和其它机械传动相比较，齿轮传动的主要优点是： 工作可靠，使用寿命长； 瞬时传动比为常数； 传动效率高（95%99%）； 结构紧凑； 功率和速度适用范围广等。缺点是： 齿轮制造需要专门的机床（比如滚齿机、插齿机、铣齿机等）和设备，成本较高；

4、精度低时，振动和噪声较大； 不宜用于轴间距离大的传动等。2、基本要求齿轮传动需满足以下基本需求： （1）传动平稳瞬时传动比不变，尽量减小冲击、振动和噪声； （2）承载要求高在尺寸小、重量轻的前提下，轮齿的强度高、耐磨性好，在预定的使用期限内不出现断齿等失效现象； （3）能传递足够大的动力，工作可靠； （4）保证较高的运动精度。四、标准直齿渐开线齿轮各部分名称、主要参数和几何尺寸1、渐开线的形成 当一条直线L沿一圆周作纯滚动时，此直线上任一点K的轨迹即称为该圆的渐开线。该圆称为渐开线的基圆，基圆半径以rb表示，该直线 L称为渐开线的发生线。2、标准直齿渐开线齿轮各部分名称3、标准直齿渐开线齿轮的

5、主要参数（1）齿数（Z）一个齿轮的轮齿的数目即齿数，用Z表示。（2）压力角（） 通常所说的压力角是指分度圆上的压力角（）。 分度圆压力角是在分度圆上，轮齿受到的法向力（Fr）与圆周力（Ft）之间所夹的夹角。 压力角已标准化，我国规定标准压力角是20。（3）模数（m） “模数”是指相邻两轮齿同侧齿廓间的齿距P与圆周率的比值。 模数是齿轮尺寸计算中的一个基本参数。模数愈大，则轮齿愈大，轮齿的抗弯能力愈强。齿轮模数已标准化。 我们可给分度圆下一个完整定义：齿轮上模数和压力角具有标准值的圆称为分度圆。 模数、压力角、齿顶高系数与顶隙系数等于标准数值，且分度圆上齿厚与齿槽宽相等的齿轮称为标准齿轮。例1

6、已知一正常齿制的标准直齿圆柱齿轮，齿数Z120，模数m2mm，拟将该齿轮作某外啮合传动的主动齿轮，现须配一从动齿轮，要求传动比i3.5，试计算从动齿轮的几何尺寸及两轮的中心距。五、渐开线标准直齿圆柱齿轮正确啮合条件1、正确啮合条件 为保证齿轮传动时各对齿之间能平稳传递运动，在齿对交替过程中不发生冲击，必须符合正确啮合条件。 一对渐开线齿轮的正确啮合条件为：两齿轮的模数必须相等m1=m2=m3；两齿轮分度圆上的压力角必须相等1=2=3。2、标准中心距 正确安装的渐开线齿轮，理论上一齿轮节圆上的齿槽宽与另一齿轮节圆齿厚相等，分度圆与节圆重合。标准齿轮的这种安装称为标准安装，其中心距称为标准中心距。

7、 两轮中心距略大于标准中心距时，渐开线齿廓仍能保持瞬时传动比恒定不变，但齿侧出现间隙，反转时会有冲击。六、齿轮的失效形式1、轮齿折断2、齿面接触疲劳磨损（点蚀）对于闭式硬齿面齿轮传动，其主要失效形式就是轮齿折断。 对于润滑良好的闭式软齿面齿轮传动，其主要失效形式就是齿面点蚀，其次是轮齿折断。3、齿面磨损4、齿面胶合5、齿面塑性变形 磨粒磨损是开式齿轮传动的主要失效形式。 高速重载传动、低速重载传动易产生齿面胶合。 齿面较软的轮齿，在低速重载、频繁起动和过载中易出现齿面塑性变形。七、齿轮的材料和热处理“齿面硬、齿芯韧”（1）钢材可分为锻钢和铸钢两类。 软齿面齿轮，常用的材料有 45、50、40C

8、r、35SiMn。锻钢 硬齿面齿轮，常用的材料有 20Cr、20CrMnTi、38CrMoAl、45、40Cr等。 由于在啮合过程中，小齿轮的轮齿接触次数比大齿轮多。为了使大、小齿轮的寿命接近，应使小齿轮的齿面硬度比大齿轮的高出3050HBS，这也有利于提高轮齿的抗胶合能力。一些重要的机器零件都应当首选锻钢件。铸钢 当齿轮的尺寸较大 (da400600mm)或结构复杂不容易锻造时，才采用铸钢制造。常用的材料有ZG340-640、ZG310-570等。（2）铸铁 主要用于低速、工作平稳、传递功率不大和对尺寸、重量无严格要求的开式齿轮传动中。常用材料有HT250、HT300、HT350、QT600

9、-3等。（3）有色金属 有色金属作为齿轮材料的有铅黄铜HPB59-1、锡青铜ZCuSn10Pb1和铝合金7075、7A04（LC4）等。（4）非金属材料 非金属材料中的夹布胶木、尼龙、塑料也常用于制造齿轮。2、齿轮热处理（1）软齿面齿轮的常用热处理 软齿面齿轮，采用的热处理方法一般是调质或正火等。（2）硬齿面齿轮的常用热处理 硬齿面齿轮，采用的热处理方法是表面淬火、表面渗碳淬火与渗氮等。八、齿轮的结构形式1、齿轮轴 较小的钢制圆柱齿轮，其齿根圆至键槽底部的距离e2.5mn，mn为法向模数），或圆锥齿轮小端齿根圆至键槽底部的距离e1.6m，m为大端模数）时，轮和轴做成一体，称为齿轮轴。2、实心结

10、构齿轮 当齿顶圆直径da200mm，且e超过齿轮轴的上述尺寸，可作成盘式实心结构的齿轮。3、腹板式结构齿轮 齿顶圆直径da500mm的较大尺寸的锻钢齿轮，为减轻重量、节省材料，可做成腹板式的结构。腹板上的圆孔是为了减轻重量和起重运输上的需要而设计的。4、轮辐式齿轮 齿顶圆直径da400mm 时常用铸铁或铸钢制成轮辐式。5、组合式的齿轮结构 为了节省贵重钢材，便于制造、安装，直径很大的齿轮（da600mm），常采用组装齿圈式结构的齿轮。九、渐开线齿廓的根切现象1、齿轮的加工方法仿形法范成法齿轮插刀加工齿轮齿条插刀加工齿轮滚刀加工齿轮2、根切现象和最少齿数 用范成法加工齿轮时，如果齿轮的齿数太少，

11、则切削刀具的齿顶就会切到轮齿的根部，这种现象称为根切。 发生根切会使轮齿的弯曲强度降低，并使重合度减小，传动时出现噪音，应设法避免根切的发生。 为了避免根切，则齿数Z不得少于某一最少限度。 用范成法加工齿轮时，对于各种标准刀具最少齿数的数值为：十、齿轮传动的润滑齿轮传动的润滑方式，主要取决于齿轮圆周速度的大小。 对于开式及半开式齿轮传动或速度较低的闭式齿轮传动，通常采用定期人工加润滑油或润滑脂。 对于闭式齿轮传动，当齿轮圆周速度12m/s时，采用大齿轮浸入油池中进行浸油润滑， 当齿轮圆周速度12m/s时，为了避免动力因搅油而损失，常采用喷油润滑，即由油泵或中心供油站以一定的压力供油，借喷嘴将润滑油喷到轮齿的啮合面上。 在多级齿轮传动中，可借