东北大学精密仪器设计与制造课件第三章齿轮机构

东北大学精密仪器设计与制造课件第三章齿轮机构目录齿轮机构基本概念与分类齿轮啮合原理与传动比计算渐开线标准直齿圆柱齿轮设计目录斜齿圆柱齿轮、锥齿轮和蜗杆传动设计齿轮加工方法与工艺过程分析齿轮机构装配与调试技巧分享01齿轮机构基本概念与分类齿轮机构是由两个或多个齿轮组成的一种传动机构，通过齿轮之间的啮合传递运动和动力。定义齿轮机构在机械传动中具有广泛的应用，主要作用包括传递运动、改变运动方向、调整转速和扭矩等。作用齿轮机构定义及作用类型根据齿轮的齿形、齿向和啮合方式等不同特点，齿轮可分为圆柱齿轮、圆锥齿轮、蜗轮蜗杆等多种类型。特点不同类型的齿轮具有不同的特点，如圆柱齿轮传动效率高、承载能力强；圆锥齿轮可改变传动方向、适用于相交轴传动；蜗轮蜗杆传动比较大、噪音小等。齿轮类型与特点应用领域齿轮机构广泛应用于各种机械设备中，如汽车、机床、航空航天器、能源设备等。发展趋势随着科技的不断进步，齿轮机构正朝着高精度、高效率、高可靠性、轻量化等方向发展。同时，新型材料和先进制造技术的应用也为齿轮机构的发展带来了新的机遇和挑战。应用领域及发展趋势02齿轮啮合原理与传动比计算两个齿轮在传动过程中，其齿廓曲线必须保持连续相切，以保证传动的平稳性和连续性。齿轮正确啮合的条件是两齿轮的模数和压力角必须分别相等，同时两齿轮分度圆上的齿厚与齿槽宽必须相等。啮合原理及条件分析啮合条件分析齿轮啮合基本原理传动比是指主动齿轮转速与从动齿轮转速之比，或从动齿轮齿数与主动齿轮齿数之比。传动比定义传动比可以通过测量两齿轮的齿数或转速来计算，具体公式为i=n1/n2=z2/z1，其中i为传动比，n1和n2分别为主动和从动齿轮的转速，z1和z2分别为两齿轮的齿数。传动比计算方法传动比定义及计算方法实例演示：传动比计算过程实例描述假设有一组相互啮合的齿轮，主动齿轮齿数为20，从动齿轮齿数为40，求该组齿轮的传动比。计算过程根据传动比计算公式i=z2/z1，将已知数值代入公式进行计算，得到i=40/20=2。因此，该组齿轮的传动比为2。03渐开线标准直齿圆柱齿轮设计根据齿轮所受载荷和转速，选择合适的模数，通常模数越大，齿轮强度越高，但成本也会相应增加。模数选择压力角选择齿数选择一般选择20°作为标准压力角，但在某些特殊情况下，可以选择其他压力角以满足特定需求。齿数的选择需考虑齿轮副的传动比、中心距以及齿轮大小等因素。030201基本参数选择与确定方法弯曲强度校核通过计算齿轮齿根弯曲应力，与许用应力进行比较，以校核齿轮的弯曲强度。接触强度校核计算齿轮接触应力，并与许用接触应力进行比较，以校核齿轮的接触强度。优化措施针对强度不足的情况，可以采取增加齿宽、增大模数、选用高强度材料等优化措施。强度校核及优化措施设计实例展示一个具体的渐开线标准直齿圆柱齿轮设计实例，包括基本参数选择、强度校核及优化措施等步骤。讨论对设计实例进行讨论，分析设计过程中的优缺点，提出改进意见和建议。同时，可以引入其他设计案例进行对比分析，加深对齿轮设计的理解。设计实例展示与讨论04斜齿圆柱齿轮、锥齿轮和蜗杆传动设计齿轮参数选择强度校核精度等级选择热处理及材料选择斜齿圆柱齿轮设计要点根据传动需求选择合适的模数、齿数、螺旋角等参数。根据传动精度要求选择合适的齿轮精度等级。对齿轮进行弯曲强度、接触强度等校核，确保满足使用要求。根据齿轮工作条件选择合适的材料和热处理方式。锥齿轮具有锥形齿面，用于相交轴之间的传动，可改变传动方向。结构特点根据传动需求选择合适的锥齿轮类型（如直齿锥齿轮、斜齿锥齿轮等），确定模数、齿数、锥角等参数，并进行强度校核和精度等级选择。设计方法锥齿轮结构特点及设计方法蜗杆传动原理及设计步骤蜗杆传动由蜗杆和蜗轮组成，利用蜗杆的螺旋面与蜗轮的齿面啮合实现传动，具有较大的传动比和自锁性。传动原理确定传动比和中心距，选择合适的模数和蜗杆头数，计算蜗杆直径和蜗轮齿数，进行强度校核和精度等级选择，最后确定润滑方式和散热措施。设计步骤05齿轮加工方法与工艺过程分析

常用加工方法及设备介绍铣齿加工利用铣齿机进行齿轮的粗加工，适用于单件或小批量生产。铣齿机具有结构简单、操作方便、成本低廉等优点。滚齿加工采用滚齿机进行齿轮的精加工，生产效率高，适用于大批量生产。滚齿机通过滚刀与工件的相对运动，实现齿轮齿形的精确加工。插齿加工利用插齿机进行齿轮的加工，适用于中等批量生产。插齿机采用插齿刀对工件进行切削，可获得较高的加工精度和表面质量。粗加工采用铣齿或滚齿等方法对齿轮进行粗加工，去除大部分余量，为后续精加工提供基础。齿轮毛坯准备根据齿轮的材质、尺寸和精度要求，选择合适的毛坯制备方法，如铸造、锻造或切割等。热处理根据齿轮的材质和使用要求，选择合适的热处理方法，如淬火、回火或渗碳等，以提高齿轮的力学性能和耐磨性。检验与包装对加工完成的齿轮进行检验，确保各项指标符合要求，然后进行清洗、防锈和包装等处理。精加工采用滚齿、插齿或磨齿等方法对齿轮进行精加工，达到图纸要求的精度和表面质量。工艺过程规划与实施策略引进高精度、高效率的齿轮加工设备和先进的工艺方法，如数控滚齿机、高速切削技术等，提高加工精度和生产效率。采用先进的加工设备和工艺方法通过对切削速度、进给量、切削深度等工艺参数的优化调整，实现高效、高质量的齿轮加工。优化工艺参数定期对齿轮加工设备进行维护和保养，确保设备处于良好状态，减少故障停机时间，提高生产效率。加强设备维护和保养加强对操作人员的培训和技能提升，使其熟练掌握齿轮加工技能和操作方法，提高产品质量和生产效率。提高操作人员技能水平提高加工精度和效率途径06齿轮机构装配与调试技巧分享检查齿轮参数核对齿轮的模数、齿数、压力角等参数，确保与设计要求相符。准备适当的装配工具根据齿轮机构的类型和规格，准备适当的装配工具，如锤子、扳手、千斤顶等。清洗齿轮和轴承确保齿轮和轴承表面无杂质和油污，以免影响装配精度和使用寿命。装配前准备工作和注意事项03注意装配顺序和力度按照正确的装配顺序进行操作，避免使用过大或过小的力度，以免损坏齿轮或轴承。01使用专用夹具进行齿轮定位利用专用夹具将齿轮固定在正确位置，确保齿轮的轴向和周向定位准确。02使用量具检测装配精度使用量具（如游标卡尺、千分尺等）检测齿轮的公法线长度、齿侧间隙等，确保装配精度符合要求。正确使用辅助工具和量具进行装配操作123可能是由于齿轮加工误差或装配不当导致的。解决方法包括重新调整齿轮位置、更换精度更高的齿轮等。