《齿轮机构F》课件

《齿轮机构F》课件简介本课件将介绍齿轮机构的基本知识，涵盖齿轮机构的概念、分类、传动特性、设计方法以及常见应用等内容。课程目标了解齿轮机构的基本概念学习齿轮机构的工作原理、结构特点以及分类。掌握齿轮传动的设计方法学会如何选择齿轮类型、计算齿轮参数，并进行传动效率和寿命的分析。熟悉齿轮机构的应用领域了解齿轮机构在机械、汽车、航空等领域的应用，以及齿轮机构的未来发展趋势。课程大纲第一部分齿轮机构概述齿轮机构的基本概念齿轮传动的优点和应用领域第二部分基本齿轮齿轮类型齿轮几何参数标准齿形及其特点第三部分常用齿轮传动圆柱齿轮传动锥齿轮传动蜗轮蜗杆传动内啮合齿轮传动第一章绪论绪论部分将介绍齿轮机构的基本概念，以及其在机械传动中的重要性。绪论还将简要概述课程内容，包括齿轮机构的种类、特点以及应用领域。齿轮机构的基本概念11.定义齿轮机构是利用齿轮进行运动传递和力传递的机构。它由多个齿轮组成，每个齿轮的齿形相互啮合，通过旋转运动实现动力的传递。22.组成齿轮机构通常由齿轮、轴、轴承、机架等部分组成。齿轮是机构的核心部件，负责传递运动和力。33.优点齿轮机构具有传递效率高、工作稳定可靠、结构紧凑等优点，广泛应用于机械、汽车、航空航天等领域。44.类型齿轮机构的类型很多，常见的包括圆柱齿轮、锥齿轮、蜗轮蜗杆、内啮合齿轮等。齿轮传动的优点和应用领域优点齿轮传动效率高，结构紧凑。由于齿轮啮合，能量损失小，可实现高效的动力传递。可实现精确的传动比，保证传动平稳，噪音低。传动可靠性高，寿命长，适用于高负荷、高精度要求的场合。应用领域广泛应用于各种机械设备中，包括汽车、航空航天、机床、精密仪器、机器人等领域。例如，汽车变速箱中的齿轮传动，保证车辆平稳加速和高效行驶。机床上的齿轮传动，确保加工精度，提升加工效率。第二章基本齿轮基本齿轮是构成复杂齿轮机构的基础。本章介绍了齿轮的基本类型、几何参数和标准齿形等内容。齿轮类型圆柱齿轮轴线平行，齿形为圆柱形，广泛应用于各种机械传动系统。锥齿轮轴线相交，齿形为圆锥形，用于改变转动方向或传动比。蜗轮蜗杆蜗杆为螺旋齿形，蜗轮为齿形，可实现大传动比和低速传动。内齿轮齿形位于轮毂内部，应用于小型传动机构和特殊场合。齿轮几何参数齿轮几何参数是指描述齿轮形状和尺寸的各种参数。这些参数对于确定齿轮的性能和工作特性至关重要。1模数模数是指齿轮的基圆直径与齿数的比值，表示齿轮的大小。模数越大，齿轮越大，齿数越多。模数是齿轮传动中最重要的参数之一。2齿数齿数是指齿轮上的齿的个数。齿数决定了齿轮的转速和传动比。3压力角压力角是指齿廓与齿轮中心线之间的夹角。压力角影响齿轮的啮合性能和传动效率。4齿顶高齿顶高是指齿顶到分度圆之间的距离。齿顶高决定了齿轮的耐用性和抗冲击性能。标准齿形及其特点标准齿形标准齿形是指在齿轮设计中，根据齿轮的形状和尺寸，规定的一个标准齿轮的形状，例如，常用的标准齿形是involute齿形，它是一种常用的标准齿形，其齿廓线为渐开线，可以确保齿轮传动时，齿轮啮合平稳，减少噪声。特点标准齿形具有良好的齿轮啮合性能，可以确保齿轮传动平稳，提高齿轮的效率。它也具有较高的抗冲击能力，有利于延长齿轮的使用寿命。优势标准齿形可以确保齿轮之间啮合的稳定性和精度，避免出现齿轮过早磨损或失效的问题，还可以保证齿轮传动的效率和可靠性。第三章圆柱齿轮传动圆柱齿轮传动是应用最为广泛的齿轮传动类型之一。圆柱齿轮传动是指两齿轮轴线平行的齿轮传动，广泛应用于机械设备、汽车、航空航天等领域。单级圆柱齿轮传动1传动比齿轮传动比的影响2齿轮参数模块、齿数、压力角3齿轮材料钢、铸铁4齿轮精度影响传动效率和噪声单级圆柱齿轮传动是机械传动中最常见的形式。它利用两个或多个齿轮啮合，以实现旋转运动和扭矩的传递。单级圆柱齿轮传动结构简单、制造方便，适合轻负荷、低速传动。双级圆柱齿轮传动结构特点双级圆柱齿轮传动由两对圆柱齿轮组成，两对齿轮之间通过中间轴连接，两对齿轮的转动方向一致，传动比相乘。优点双级圆柱齿轮传动可以实现较大的传动比，同时可以降低齿轮的载荷，提高传动效率，降低噪音。应用双级圆柱齿轮传动广泛应用于各种机械设备，例如汽车变速箱、减速机、机床等。圆柱齿轮制造工艺车削加工齿轮坯料经车床切削成型，确保齿轮尺寸和轮廓精度。滚齿加工滚齿机采用滚刀对齿轮进行切削，形成齿形。磨齿加工磨齿机使用磨轮对齿轮进行精加工，提升齿轮精度和表面质量。热处理齿轮热处理提升齿轮强度和硬度，延长使用寿命。第四章锥齿轮传动锥齿轮传动，又称斜齿轮传动，是一种用于轴线相互垂直的传动方式。锥齿轮的齿面为圆锥面，其齿形与圆柱齿轮类似。单锥齿轮传动1结构特点单锥齿轮传动由一对锥齿轮组成，其齿面为圆锥形，齿轴相交于一点，实现两个轴线相互垂直的运动传递。2应用领域单锥齿轮传动广泛应用于汽车、机床、工程机械等领域，用于改变旋转方向或实现不同轴线的运动传递。3传动特点单锥齿轮传动具有结构紧凑、传动效率高、承载能力强等优点，但也存在制造工艺复杂、噪音较大的缺点。双锥齿轮传动1定义两个锥齿轮啮合的传动形式。2特点适用于轴线相交的场合。3应用例如：汽车转向机构。双锥齿轮传动能够将运动和扭矩从一个轴传送到另一个轴，这两个轴相互交叉。这种传动类型广泛应用于汽车、机械加工设备和其他机器中，因为它可以实现紧凑的设计，并且能有效地传递动力。螺旋锥齿轮传动1结构螺旋锥齿轮传动是由一对相互啮合的螺旋锥齿轮组成，齿轮的齿面为螺旋形的，并与齿轮轴线成一定角度。螺旋锥齿轮传动能够在轴线不平行也不相交的情况下传递动力，且传递扭矩大、承载能力强。2优势螺旋锥齿轮传动具有传动效率高、噪音低、使用寿命长的优点，广泛应用于各种机械传动系统。3应用螺旋锥齿轮传动主要应用于汽车传动系统、重型机械、冶金机械等需要大扭矩、高效率传动的场合。第五章蜗轮蜗杆传动蜗轮蜗杆传动是一种应用广泛的传动形式，在各种机械设备中发挥重要作用。它能够实现较大的传动比，并能实现自锁功能，在起重、运输、机床等领域应用广泛。蜗轮蜗杆的特点结构紧凑蜗轮蜗杆传动机构体积小，重量轻，可以实现较大的传动比，节省空间，适用于空间有限的场合。传动平稳蜗轮蜗杆传动机构的啮合齿数较多，传动平稳，噪音低，适用于对运行平稳性要求较高的场合。自锁性蜗轮蜗杆传动机构具有自锁性，当输出轴受到负载时，输入轴不会反转，可以防止机器倒转。效率低由于摩擦较大，蜗轮蜗杆传动机构的效率较低，一般在50%左右。蜗轮蜗杆的几何参数参数描述单位蜗轮模数蜗轮齿轮的模数mm蜗杆导程蜗杆螺旋线在圆柱体上的距离mm蜗杆头数蜗杆上螺旋线的数量无单位蜗杆分度圆直径蜗杆分度圆的直径mm蜗轮分度圆直径蜗轮分度圆的直径mm蜗轮齿数蜗轮上的齿数无单位蜗杆螺旋角蜗杆螺旋线与轴线之间的角度度蜗轮压力角蜗轮齿廓与分度圆之间的角度度蜗轮蜗杆的计算11.确定传动比蜗轮蜗杆传动比取决于输入输出轴的速度要求，需合理选择齿数比。22.计算蜗杆直径根据传动比和中心距，可计算出蜗杆的直径，以确保啮合可靠性。33.计算蜗轮齿数根据蜗杆齿数和传动比，可计算出蜗轮的齿数，确保传动比准确。44.计算齿轮模数根据齿轮几何参数，可计算出齿轮模数，以确定齿轮大小和强度。第六章内啮合齿轮传动内啮合齿轮传动是指两个齿轮的齿廓相互啮合，但其中一个齿轮的齿廓位于另一个齿轮的齿廓内部的传动形式。内啮合齿轮传动具有结构紧凑、传动比大、承载能力强等优点，广泛应用于精密机械、航空航天等领域。内啮合齿轮类型内齿轮内齿轮具有独特结构，齿形位于轮毂内侧，常用于与外齿轮啮合。外齿轮外齿轮为常见齿轮，齿形位于轮毂外侧，与内齿轮或其他外齿轮啮合。内啮合齿轮的几何参数内啮合齿轮的几何参数是其设计和制造的关键。这些参数包括齿轮的模数、齿数、压力角、中心距和齿廓形状等。模数决定了齿轮的尺寸，齿数决定了齿轮的转速比。压力角影响着齿轮的啮合强度和传动效率。中心距决定了齿轮的安装位置。齿廓形状则决定了齿轮的运动特性和传动精度。内啮合齿轮的应用发动机内啮合齿轮在发动机中被广泛应用，特别是在曲轴和凸轮轴传动中，它可以实现紧凑的结构，减少尺寸和重量。机器人在机器人领域，内啮合齿轮常用于关节和传动系统，以提供高扭矩和精确控制。变速箱一些变速箱设计中采用内啮合齿轮，实现高效率的传动比变化，满足不同的速度需求。本课程小结齿轮机构的种类本课程涵盖了圆柱齿轮、锥齿轮、蜗轮蜗杆等多种齿轮机构。齿轮机构的应用齿轮机构广泛应用于汽车、航空、机械等领域。齿轮机构的设计本课程介绍了齿轮机构的设计方法，并提供了一些设计案例。课后思考题本课程为基础课程，