齿轮基础知识剖析课件

齿轮基础知识剖析课件2023-2026ONEKEEPVIEWREPORTING目录CATALOGUE齿轮概述齿轮的几何参数齿轮的工作原理齿轮的材料与制造工艺齿轮的失效形式与预防措施齿轮的设计与优化齿轮概述PART01齿轮是一种具有扇形齿廓的轮状机械零件，通常由两个或多个相互咬合的齿轮组成。定义齿轮通过相互咬合传递扭矩和旋转运动，实现机械能转换和传输。作用齿轮的定义与作用

齿轮的类型与特点圆柱齿轮用于平行轴之间的传动，有直齿和斜齿两种。直齿简单，但传动不平稳；斜齿可实现较平稳传动，但制造成本高。圆锥齿轮用于相交轴之间的传动，有直齿和曲齿两种。直齿圆锥齿轮结构简单，但传动效率较低；曲齿圆锥齿轮传动效率高，但制造成本也较高。蜗轮蜗杆用于传递大传动比和交错轴之间的运动，具有传动平稳、结构紧凑等特点，但制造成本较高。齿轮的应用领域在各种机械设备中广泛应用，如减速器、变速器、传动装置等。汽车发动机、变速器和底盘等部件中大量使用齿轮。飞机和航天器中的精密齿轮用于传递扭矩和旋转运动。船用推进器和传动系统中使用各种类型的齿轮。工业领域汽车领域航空航天领域船舶领域齿轮的几何参数PART02指一个齿轮上的牙齿数量。定义齿数是决定齿轮大小的基本参数，齿数越多，齿轮的圆周速度越低，承载能力越强。影响根据实际需要选择合适的齿数，如汽车变速器中的不同档位齿轮。应用齿数定义模数是决定齿轮尺寸的重要参数，它表示了齿厚与齿间距离的比值。影响模数决定了齿轮的尺寸和强度，模数越大，齿轮的承载能力越强。应用在设计齿轮时，需要选择合适的模数以确保齿轮的强度和性能。模数影响压力角的大小对齿轮的传动效率、承载能力和噪音都有影响。应用在设计齿轮时，需要根据实际需求选择合适的大小，以平衡各项性能指标。定义压力角是指作用在齿轮上的力与齿轮中心线之间的夹角。压力角齿顶高系数是指齿顶高度与模数之间的比值；顶隙系数是指在两个齿轮啮合时，一个齿轮的齿顶与另一个齿轮的槽底之间的间隙与模数之间的比值。定义齿顶高系数和顶隙系数都会影响齿轮的啮合和传动性能。影响在选择齿顶高系数和顶隙系数时，需要考虑齿轮的工作环境和传动要求。应用齿顶高系数与顶隙系数03应用在设计齿轮时，需要考虑螺旋角和旋向以满足特定的传动需求。01定义螺旋角是指齿轮上任意一点从中心到齿面的连线与中心到该点的切线之间的夹角；旋向是指齿轮旋转的方向。02影响螺旋角决定了齿轮的传动方向和传动比，旋向则决定了齿轮旋转的方向。螺旋角与旋向齿轮的工作原理PART03直齿圆柱齿轮传动两齿轮的轮齿在两个平行轴上，一个齿轮的轮齿进入另一个齿轮的齿槽，齿线呈直线状。斜齿圆柱齿轮传动齿线呈倾斜状，可以产生较大的轴向力。圆锥齿轮传动一个齿轮的轮齿在另一个齿轮的齿槽内，可以传递两个垂直轴之间的力。齿轮的传动方式当两个齿轮咬合时，它们的转速与齿轮的齿数成反比。对于两个相邻的轮齿，一个轮齿进入另一个轮齿的齿槽时，转向相反。齿轮的转速与转向转向转速齿轮传动的效率取决于摩擦和机械损失，通常在95%左右。传动效率直齿圆柱齿轮传动平稳性较差，斜齿圆柱齿轮和平面锥齿轮传动平稳性较好。平稳性齿轮的传动效率与平稳性齿轮的材料与制造工艺PART04碳素钢合金钢不锈钢塑料齿轮材料的选择01020304用于制造低速、轻载的齿轮，价格低廉，强度和韧性较好。具有更高的强度和韧性，适用于制造承受较大载荷和冲击的齿轮。具有较好的耐腐蚀性，常用于食品、化工等行业的齿轮制造。轻便、低成本，适用于轻载、低速或非重要的场合。降低材料硬度，便于切削加工。退火细化晶粒，提高材料机械性能。正火提高材料硬度和耐磨性。淬火稳定组织结构，防止材料变形和开裂。回火齿轮的热处理工艺表面处理如喷涂、渗碳淬火等，提高齿轮的耐磨性和抗腐蚀性。热处理根据材料和用途选择合适的热处理工艺。精加工进一步加工齿轮表面，达到规定的精度和表面粗糙度要求。毛坯制备根据齿轮尺寸和材料选择合适的毛坯。粗加工去除多余材料，初步形成齿轮的形状和尺寸。齿轮的加工工艺流程齿轮的失效形式与预防措施PART05由于齿面接触应力过大或润滑不良导致局部粘着，进而使齿面材料转移至另一齿面。粘着磨损磨粒磨损疲劳磨损腐蚀磨损硬质颗粒进入齿面或润滑剂中硬质异物导致齿面磨损。由于交变接触应力的反复作用，使齿面材料疲劳脱落。由于化学或电化学作用导致的齿面材料破坏。齿轮的磨损疲劳断裂由于交变应力的反复作用，使齿根处产生疲劳裂纹，最终导致断裂。预防措施提高齿面硬度和抗疲劳性能，优化设计以降低应力集中，合理选择材料和热处理工艺。齿轮的疲劳断裂由于齿面间压力和摩擦力的作用，使齿面材料发生粘着并随相对运动而撕脱，最终导致严重磨损。胶合在循环接触应力作用下，齿面微小区域产生裂纹并扩展，最终导致材料脱落。点蚀选择合适的润滑剂和润滑方式，提高齿面硬度和抗胶合能力，优化设计以降低齿面接触应力。预防措施齿轮的胶合与点蚀选择具有高强度、耐磨性和抗疲劳性能的材料。材料选择通过适当的热处理提高材料的力学性能和抗疲劳性能。热处理工艺降低应力集中，合理分布齿面接触应力。优化设计定期检查、清洗和润滑齿轮，及时更换磨损严重的齿轮。维护保养预防齿轮失效的措施齿轮的设计与优化PART06总结词设计原则、步骤详细描述齿轮设计应遵循的基本原则，如满足使用要求、保证强度、考虑制造和装配的可行性等。齿轮设计的一般步骤，包括确定设计参数、选择材料、确定模数和齿数、设计齿形和结构等。齿轮的设计原则与步骤强度计算、校核总结词齿轮强度的计算方法，包括弯曲强度和接触强度计算。对计算结果进行校核，以确保齿轮的强度满足使用要求。同时，需要考虑各种工况下的载荷分布和应力分布情况。详细描述齿轮的强度计算与校核总结词优化方法、实例详细描述齿轮优化设计的常用方法，如遗传算法、粒子群算法等。通