机械设计基础之齿轮传动

机械设计基础之齿轮传动齿轮传动的概述齿轮的几何设计齿轮的强度分析齿轮传动的润滑与维护齿轮传动的应用与发展目录CONTENTS01齿轮传动的概述通过一对或多对齿轮的啮合，实现动力和运动传递的一种机械传动方式。齿轮传动齿轮传动利用齿轮的轮齿之间的相互啮合，以传递动力和运动，具有高效、稳定和可实现大功率传输等特点。定义解释齿轮传动的定义分为单轴和多轴齿轮传动。按传动轴的数目分为渐开线齿轮、圆弧齿轮和锥齿轮等。按齿廓形状分为开式和闭式齿轮传动。按工作条件分为软齿面和硬齿面齿轮传动。按齿面硬度齿轮传动的分类齿轮传动的特点齿轮传动效率高，稳定性好，可实现精确的传动比，适用于各种机械传动场合。齿轮传动能够承受较大的载荷和转矩，适用于大功率传输。齿轮传动结构紧凑，占用空间小，有利于机械设备的紧凑设计。齿轮传动寿命长，维护简单，长期使用成本较低。高效稳定大功率传输结构紧凑使用寿命长02齿轮的几何设计表示齿轮尺寸的大小，等于齿距p除以圆周率π。模数（m）表示一个齿轮的牙齿数量。齿数（z）表示齿轮齿面的倾斜度。压力角（α）表示从齿轮顶面到基圆的距离。齿顶高（ha）齿轮的基本参数表示一个齿轮上齿距相等的点所在的圆的直径。分度圆直径（d）齿顶圆直径（da）齿根圆直径（df）基圆直径（db）表示一个齿轮上齿顶点所在的圆的直径。表示一个齿轮上齿根点所在的圆的直径。表示一个齿轮上基圆所在的圆的直径。齿轮的几何尺寸计算负变位齿轮通过减少齿顶高和增加齿根高来改变齿轮的几何尺寸，以减小噪音和振动。变位系数（xm）表示变位量的大小，正变位时xm>0，负变位时xm<0，零变位时xm=0。零变位齿轮通过保持齿顶高和齿根高不变来改变齿轮的几何尺寸，以保持原有的传动比和中心距。正变位齿轮通过增加齿顶高和减少齿根高来改变齿轮的几何尺寸，以提高承载能力和增加传动稳定性。齿轮的变位设计03齿轮的强度分析由于摩擦，齿面材料逐渐损失，导致齿轮变薄，最终断裂。齿面磨损在循环应力作用下，齿面产生裂纹并扩展，最终导致断裂。齿面疲劳由于高温和高压，齿面材料相互粘着并撕脱，影响传动。胶合过载或设计不当导致齿轮的弯曲或剪切断裂。弯曲或剪切断裂齿轮的失效形式根据赫兹公式计算接触应力，确保不超过材料的极限应力。齿面接触强度计算根据弯曲应力公式计算弯曲应力，确保不超过材料的极限应力。齿根弯曲强度计算齿轮的强度计算选择优质材料如铸钢、锻钢、铸铁等，提高材料的机械性能。优化设计参数如模数、压力角、齿数等，改善齿轮的受力状况。热处理工艺如淬火、回火、表面强化处理等，提高材料的耐磨性和抗疲劳性能。提高加工精度减小齿轮的误差和表面粗糙度，降低应力集中和摩擦磨损。提高齿轮强度的措施04齿轮传动的润滑与维护根据齿轮的工作条件和环境，选择合适的润滑剂，如润滑油或润滑脂。润滑剂的选择润滑方式润滑系统的维护根据实际情况选择适当的润滑方式，如滴油润滑、喷油润滑、油雾润滑等。定期检查润滑系统的工作状况，确保油位、油温和油质正常。030201齿轮传动的润滑对齿轮的齿面、齿顶、齿根等进行检查，发现磨损或损伤及时处理。定期检查定期清洗齿轮，去除油污和尘埃，保持齿轮传动系统的清洁。清洗与除尘检查并紧固齿轮的固定螺丝，确保齿轮位置正确、无松动现象。紧固与调整齿轮的维护与保养对于磨损或损坏的齿轮，可以采用修复或更换的方法。修复方法包括堆焊、喷涂等。修复方法当齿轮磨损严重或损坏无法修复时，需要更换新齿轮。更换时应选择与原齿轮匹配的规格和型号。更换标准在修复或更换齿轮过程中，应遵循安全操作规程，确保人员和设备安全。安全操作齿轮的修复与更换05齿轮传动的应用与发展减速器在变速器中，齿轮传动用来改变机械的传动比，实现不同转速和转矩的输出，满足不同的工作需求。变速器联轴器工业机器人齿轮传动是减速器中的关键组成部分，通过降低转速来增大转矩，广泛应用于各种机械设备中。在工业机器人中，齿轮传动用于关节的转动和传动，实现机器人的各种动作和姿态。齿轮传动也常用于联轴器中，将两个轴连接起来，传递扭矩并保持两轴同步转动。齿轮传动在机械中的应用

新型齿轮的发展与应用非圆齿轮非圆齿轮是一种新型齿轮，其齿廓形状不是圆形而是其他曲线形状，具有更好的传动性能和更高的传动效率。锥齿轮锥齿轮是一种用于传递相交轴之间运动和动力的齿轮，其齿面呈圆锥形状，具有较大的传动范围和较高的承载能力。蜗轮蜗杆蜗轮蜗杆是一种用于传递空间交错轴动力和运动的齿轮，其传动比大、结构紧凑、传动平稳且具有自锁性。随着机械工业的发展，对齿轮传动的效率要求越来越高，因此高效化是齿轮传动的一个重要发展趋势。高效化随着微型机械和微型机器人的发展，微型化齿轮传动的需求越来越