机械基础齿轮传动讲课课件

齿轮传动01了解齿轮传动的特点、分类和传动比学习目标§4-5齿轮传动02了解直齿轮各部分的名称、主要参数03能计算直齿轮的基本尺寸04掌握直齿轮传动的啮合条件05了解齿轮的润滑及失效形式06了解其它齿轮传动齿轮传动手动变速器汽车驱动桥想一想：日常学习生活中哪里用到了齿轮传动呢？钟表、机床、汽车、减速器等一、齿轮传动的结构与特点1、齿轮传动的结构

如图7－23所示，齿轮传动由主动齿轮、从动齿轮和机架组成。靠齿面直接啮合来传递运动。齿轮传动的类型及应用齿轮传动：利用齿轮副来传递运动和动力的一种机械传动。啮合：齿轮副的一对齿轮的齿依次交替接触，从而实现一定规律的相对运动的过程和形态。齿轮传动的常见类型：齿直圆柱齿轮传动斜齿圆柱齿轮传动人字齿圆柱齿轮传动外啮合齿轮传动内啮合齿轮传动齿轮齿条传动锥齿轮传动交错轴斜齿轮传动蜗轮蜗杆传动17齿轮传动平行轴间齿轮传动直齿外啮合内啮合齿轮齿条斜齿人字齿直齿斜齿曲齿弧齿轮传动准双曲面锥齿轮传动相交轴间齿轮传动交错轴间齿轮传动传动比齿轮传动的传动比是主动齿轮转速与从动齿轮转速之比,也等于两齿轮齿数之反比。齿轮传动的应用特点优点：1、能保证恒定的传动比，传递运动准确，传递平稳。2、传动效率高，一般可达95%~99%，工作可靠，寿命长。3、适用的功率、速度和尺寸范围大。传递功率可以从很小至上万千瓦；速度最高可达300m/s；齿轮直径可以从几毫米至二十多米。4、传动效率高，使用寿命长，维护简便。缺点：1、运转过程中有振动、冲击和噪声。2、齿轮安装要求较高。3、不能实现无级变速。4、不适用于中心距较大的场合。21

齿轮传动是依靠主动轮的轮齿与从动轮的轮齿啮合来传递运动和动力的，是现代机械中应用最广泛的机械传动形式之一一、渐开线的形成与渐开线齿廓二、渐开线齿轮各部分的名称三、直齿圆柱齿轮的基本参数四、标准直齿圆柱齿轮的几何尺寸计算22一、渐开线的形成与渐开线齿廓1、渐开线的形成

当一条动直线（发生线），沿着一个固定的圆（基圆）作纯滚动时，动直线上任意一点K的轨迹称为该圆的渐开线。AK渐开线B发生线O基圆rb

渐开线齿轮的轮齿由两条对称的渐开线作齿廓而组成，见下图所示。

渐开线轮廓的形成2.齿廓

如图所示为直齿圆柱外齿轮的部分齿轮，齿轮上每个凸起的部分称为轮齿，相邻两轮齿之间的空间称为齿槽，其各部分的名称和表达符号见图。二、渐开线齿轮各部分的名称26

渐开线齿轮各部分的名称齿顶圆：过齿轮各齿顶所作的圆称为齿顶圆，用da表示2．齿根圆：过齿轮各齿槽底部所作的圆称为齿根圆，用df表示。273.分度圆：在齿顶圆和齿根圆之间取一个圆，作为计算、制造、测量齿轮尺寸的基准，该圆称为分度圆；用d表示。

标准齿轮分度圆上的齿厚与齿槽宽相等28４．齿厚：分度圆上一个轮齿的两侧端面齿廓之间的弧长称为该齿轮的齿厚，用s表示。５．齿槽宽：分度圆上一个齿槽的两侧齿廓之间的弧长称为该齿轮的齿槽宽，用e表示。296．齿距：分度圆圆周上相邻两齿同侧齿廓之间的弧长称为齿距，用p表示。即p＝s＋e7．齿顶高：齿顶圆与分度圆之间的径向距离称为齿顶高，用ha表示。308．齿根高：齿根圆与分度圆之间的径向距离称为齿根高，用hf表示。9．齿高：齿顶圆与齿根圆之间的径向距离称为齿高，用h表示。31顶隙：一个齿轮的齿顶与另一个齿轮的齿根在连心线上的径向距离，称为顶隙，用c表示。32rbrfrark齿根圆基圆齿顶圆分度圆齿顶高ha齿根高hf齿距pk齿厚sk齿槽宽eko33三、直齿圆柱齿轮的基本参数1.齿数（ｚ）

一个齿轮的轮齿数目即齿数，是齿轮的最基本参数之一。

当模数一定时，齿数愈多，齿轮的几何尺寸愈大，轮齿渐开线的曲率半径也愈大，齿廓曲线趋于平直。

342.模数（m）

将分度圆上齿距P与无理数π的比值称为模数，用m表示，单位为mm，

即m＝p/π或p=mπ35

由此可知，m越大，p越大，轮齿也就越大，齿轮的承载能力越强；反之齿轮越小，齿轮的承载能力越弱。由于πd=pz，可得分度圆直径d=mz。

如图所示为两个齿数相同而模数不同的齿轮齿形的比较。37

模数是决定齿轮尺寸的一个基本参数。由于π是无理数，给齿轮的设计、制造及检测带来不便。为此，我国已规定了标准模数系列。第一系列0.10.120.150.20.250.30.40.50.60.811.251.522.5345681012162025324050第二系列0.350.70.91.752.252.75（3.25）3.5

（3.75）4.55.5（6.5）7（11）141822283645

标准模数系列表(GB1357—87)mm

注：本表适用于渐开线圆柱齿轮，对斜齿轮是指法面模数；选用模数时，应优先采用第一系列，其次是第二系列，括号内的模数尽量不用。

393.压力角（α）

压力角是物体运动方向与受力方向所夹的锐角。齿轮压力角是指渐开线齿廓在分度圆上的压力角。压力角不同，轮齿的形状也不同。压力角已标准化，我国规定标准压力角是20°。404.齿顶高系数ha、顶隙系数C

正常齿制ha＝1,C＝0.25

短齿制ha＝0.8,C＝0.3

41四．标准直齿圆柱齿轮的几何尺寸计算标准齿轮：模数m、压力角α

、齿顶高系数ha和顶隙系数C均为标准值且齿厚s等于齿槽宽e的齿轮。42

标准齿轮传动的中心距一对齿轮啮合传动时，中心距等于两分度圆半径之和。

标准中心距（标准齿轮无侧隙传动中心距）2023/2/543

44例１相啮合的一对标准直齿圆柱齿轮（压力角α=２０°，齿顶高系数=１，顶隙系数ｃ=0.25），齿数ｚ１＝２０，ｚ２＝３２，模数ｍ＝１０mm，试计算其分度圆直径ｄ，顶圆直径ｄа，根圆直径ｄｆ，齿厚ｓ，基圆直径ｄｂ。5.直齿圆柱内齿轮齿轮传动直齿圆柱内齿轮与外齿轮比较，内齿轮有以下特点：（１）齿厚相当于外齿轮的齿槽宽，而齿槽宽相当于外齿轮的齿厚。（２）内齿轮的齿顶圆在分度圆之内，而齿根圆在分度圆之外。其齿根圆比齿顶圆大。（３）齿轮的齿顶齿廓均为渐开线时，其齿顶圆必须大于基圆。渐开线直齿圆柱齿轮的正确啮合条件一对渐开线齿轮要正确啮合，必须满足一定的条件。由于模数m和压力角α都是标准化的，所以两齿轮正确啮合条件为：（1）两齿轮分度圆上的齿形角相等，α1=α2=

α；（2）两齿轮的模数相等，m1=m2=m。五、齿轮传动失效的形式六、齿轮材料1.锻钢（1）软齿面齿轮软齿面齿轮常用中碳钢和中碳合金钢，如45钢、40Cr、35SiMn等材料，进行调质或正火处理。（2）硬齿