机械设计基础齿轮传动2

机械设计基础齿轮传动2汇报人：AA2024-01-14CONTENTS齿轮传动基本概念与分类渐开线标准直齿圆柱齿轮斜齿圆柱齿轮传动直齿锥齿轮和准双曲面齿轮传动蜗杆传动其他类型齿轮传动简介齿轮传动基本概念与分类01齿轮传动是依靠主动齿轮与从动齿轮的啮合来传递运动和动力的机械传动方式。齿轮传动定义实现平行轴、相交轴和交错轴之间的动力和运动传递，具有结构紧凑、效率高、寿命长等优点。齿轮传动作用齿轮传动定义及作用分为直齿、斜齿和人字齿，具有承载能力强、传动平稳等特点，广泛应用于各种机械设备中。分为直齿锥齿轮、弧齿锥齿轮等，用于相交轴之间的传动，具有重合度大、传动平稳等优点。由蜗杆和与之啮合的蜗轮组成，用于交错轴之间的传动，具有传动比大、结构紧凑等特点。圆柱齿轮圆锥齿轮蜗杆蜗轮齿轮类型与特点齿轮传动广泛应用于汽车、机床、航空航天、能源等领域，是机械设备中的重要组成部分。随着科技的不断进步，齿轮传动正向高精度、高效率、高可靠性等方向发展，同时，新材料、新工艺的应用也将推动齿轮传动的创新与发展。应用领域及发展趋势发展趋势应用领域渐开线标准直齿圆柱齿轮02渐开线形成原理及性质渐开线形成原理：当一直线在圆上作纯滚动时，直线上任一点的轨迹称为该圆的渐开线。渐开线性质发生线在基圆上滚过的长度等于基圆上被滚过的弧长。渐开线上任一点到基圆的切线距离等于该点发生线到基圆的切线距离。渐开线的形状取决于基圆的大小。基圆越小，渐开线越弯曲；基圆越大，渐开线越平直。渐开线上任一点的法线必与基圆相切。0102齿数z一个齿轮的轮齿总数。模数m齿距与圆周率π的比值，以毫米计。模数是齿轮尺寸计算的主要依据。压力角α渐开线齿廓上任一点的法向压力方向与该点速度方向之间的夹角。对于标准齿轮，其压力角为20°。齿顶高ha和齿根高hf齿顶到分度圆的距离称为齿顶高，齿根到分度圆的距离称为齿根高。齿厚s和槽宽e一个齿的两侧齿廓之间的分度圆弧长称为齿厚，相邻两齿之间的空间弧长称为槽宽。030405标准直齿圆柱齿轮参数根据齿轮的模数、齿数、压力角等参数，可以计算出齿轮的齿顶圆直径、齿根圆直径、分度圆直径、齿厚、槽宽等几何尺寸。几何尺寸计算为确保齿轮传动的可靠性，需对齿轮进行强度校核。主要包括弯曲强度校核和接触强度校核。弯曲强度校核是验算轮齿抵抗弯曲变形的能力，接触强度校核是验算轮齿抵抗点蚀的能力。强度校核几何尺寸计算与强度校核斜齿圆柱齿轮传动03重合度大由于齿线的倾斜，斜齿圆柱齿轮的重合度比直齿圆柱齿轮大，这使得传动更加平稳，承载能力更强。轴向力斜齿圆柱齿轮在啮合时会产生轴向力，需要考虑轴向支撑和轴向定位问题。齿线倾斜斜齿圆柱齿轮的齿线是倾斜的，这使得齿轮在啮合过程中能够逐渐进入和退出啮合，减小了啮合冲击和噪音。斜齿圆柱齿轮结构特点啮合条件斜齿圆柱齿轮的正确啮合条件是两齿轮的法面模数和法面压力角相等，同时两齿轮的螺旋角大小相等、方向相反。重合度分析重合度是齿轮传动的重要参数之一，它表示同时参与啮合的齿对数的平均值。对于斜齿圆柱齿轮，其重合度可通过公式进行计算，重合度越大，传动越平稳。啮合条件与重合度分析强度校核为了保证斜齿圆柱齿轮传动的可靠性，需要对其进行强度校核。强度校核主要包括齿面接触强度和齿根弯曲强度两个方面。通过选择合适的材料和热处理方式、优化齿轮参数等方法可以提高齿轮的强度。优化设计方法针对斜齿圆柱齿轮传动，可以采用优化设计方法来提高其性能。优化设计方法主要包括参数优化、结构优化和拓扑优化等。通过优化设计，可以在保证强度的前提下，减小齿轮的体积和重量，提高传动的效率和可靠性。强度校核及优化设计方法直齿锥齿轮和准双曲面齿轮传动04直齿锥齿轮结构特点及啮合原理结构特点直齿锥齿轮的轮齿沿圆锥母线方向分布，其大端和小端的模数和压力角均相等，但齿厚和齿槽宽不等。啮合原理直齿锥齿轮传动是通过两齿轮的轮齿相互啮合来传递运动和动力的。在啮合过程中，两齿轮的节圆锥相切，切点即为节点。两齿轮在节点处的线速度相等，且方向相反。结构特点准双曲面齿轮的轮齿沿一个假想的圆锥面分布，其大端和小端的模数和压力角均不相等。与直齿锥齿轮相比，准双曲面齿轮具有更高的强度和更平稳的传动性能。啮合原理准双曲面齿轮传动也是通过两齿轮的轮齿相互啮合来传递运动和动力的。在啮合过程中，两齿轮的节曲面相切，切点即为节点。与直齿锥齿轮传动相比，准双曲面齿轮传动的重合度更大，因此传动更加平稳。准双曲面齿轮结构特点及啮合原理强度校核及优化设计方法对于直齿锥齿轮和准双曲面齿轮传动，需要进行强度校核以确保其安全可靠地工作。强度校核主要包括轮齿弯曲强度校核、轮齿接触强度校核以及齿根弯曲疲劳强度校核等。强度校核为了提高直齿锥齿轮和准双曲面齿轮传动的性能，可以采用优化设计方法。优化设计方法主要包括参数优化、结构优化和材料优化等。通过优化设计，可以减小齿轮传动的体积和重量，提高传动效率和可靠性。优化设计方法蜗杆传动05阿基米德蜗杆传动、法向直廓蜗杆传动、渐开线蜗杆传动等。类型传动比较大，通常为i=5~80，具有自锁性，结构紧凑，传动平稳，噪声较小。特点蜗杆传动类型及特点通常取标准值，m=2.5~10，α=20°。模数m和压力角αz₁一般取1~4，z₂常取28~80。蜗杆头数z₁和蜗轮齿数z₂根据强度条件确定，通常d₁≥35mm。蜗杆分度圆直径d₁a=(d₁+d₂)/2，其中d₁、d₂分别为蜗杆和蜗轮的分度圆直径。中心距a普通圆柱蜗杆传动主要参数选择效率01蜗杆传动的效率较低，一般为0.7~0.9，具有自锁性的蜗杆传动效率更低。为了提高效率，可采用多头蜗杆或增大导程角等方法。润滑02蜗杆传动一般采用油池润滑或喷油润滑。在重载或高温条件下，应采用循环油强制润滑。选用合适的润滑油或润滑脂，并定期更换。散热03蜗杆传动在运转过程中会产生热量，如果散热不良会导致温升过高、润滑油失效等问题。因此，需要采取适当的散热措施，如增加散热面积、提高散热系数等。效率、润滑和散热问题探讨其他类型齿轮传动简介06VS点线啮合齿轮传动是利用两齿轮的齿廓为点或线的接触形式来实现传动。其啮合原理不同于普通的渐开线齿轮传动。特点点线啮合齿轮传动具有结构紧凑、传动比大、承载能力强、传动效率高、噪声低等优点。但由于其制造和安装精度要求较高，成本也相对较高。原理点线啮合齿轮传动圆弧齿轮传动是利用圆弧齿形的齿轮进行传动，其齿形由一段圆弧和两端直线组成。通过圆弧齿形的啮合实现动力的传递。圆弧齿轮传动具有承载能力强、传动平稳、噪声低、寿命长等优点。同时，圆弧齿轮对制造误差和安装误差的敏感性较低，具有较好的容错性。原理特点圆弧齿轮传动原理摆线针轮行星减速器是一种采用摆线针轮啮合原理的行星轮系