《齿轮西农版》课件

《齿轮西农版》PPT课件本PPT课件旨在帮助学生深入理解齿轮传动的原理和应用。齿轮传动作为机械传动中的重要形式，广泛应用于各种机械设备和工程领域。课程概述机械传动核心齿轮是机械传动系统中必不可少的部件，广泛应用于各种机械设备。应用广泛齿轮在汽车、航空、电力、船舶等各个领域发挥着重要作用。精密制造齿轮的制造和加工需要高精度和先进的技术，体现了机械加工的精细化程度。机械设计基础学习齿轮知识是理解机械设计原理的重要环节，为进一步学习更复杂的机械传动系统奠定基础。什么是齿轮的基本构成齿轮是机械传动中不可或缺的部件，其基本构成包含齿轮轮体、齿面、齿根、齿顶、齿高、齿厚、模数、分度圆、齿数等重要参数。这些参数决定了齿轮的尺寸、强度、传动比等性能指标，在齿轮设计与制造中至关重要，并对齿轮的传动效率和使用寿命产生直接影响。齿轮的作用及应用场景传递扭矩齿轮通过齿面的啮合实现扭矩的传递，使动力能够从一个轴传递到另一个轴。改变转速齿轮的齿数不同，传递扭矩的同时也会改变转速，实现转速的升降和方向改变。机械传动齿轮是机械传动系统中的核心部件，广泛应用于各种机械设备，例如汽车、飞机、工业机械等。应用场景齿轮应用广泛，涉及各行各业，包括汽车发动机、变速箱、风力发电机、精密仪器、机器人等领域。齿轮的力学原理啮合原理齿轮传动依靠齿轮之间的啮合，实现动力传递。力矩传递齿轮通过啮合传递力矩，将旋转运动从一个轴传递到另一个轴。摩擦系数齿轮啮合过程中，齿轮之间的摩擦力影响传动效率。运动学分析齿轮的运动学分析包括速度、加速度、角速度等参数。齿轮的主要参数1模数齿轮尺寸的基本单位，表示齿轮大小，用符号m表示。2齿数齿轮上齿的个数，用符号z表示。3齿顶高齿顶到分度圆的距离，用符号ha表示。4齿根高齿根到分度圆的距离，用符号hf表示。齿轮的传动比齿轮传动比是决定齿轮组输出转速和扭矩的关键参数。它指驱动齿轮与从动齿轮的齿数之比。传动比是齿轮设计中的一个重要指标。根据不同的应用场景，需要选择合适的传动比才能实现预期的传动效果。1增速传动比大于1，从动齿轮转速低于驱动齿轮，可实现增速功能。1减速传动比小于1，从动齿轮转速高于驱动齿轮，可实现减速功能。1改变转动方向传动比为负数，从动齿轮转动方向与驱动齿轮相反。齿轮传动效率摩擦损失齿侧间隙齿面磨损齿轮安装误差其他因素齿轮传动效率指输入功率与输出功率之比，其主要影响因素包括摩擦损失、齿侧间隙、齿面磨损等。实际应用中，齿轮传动效率通常在90%至98%之间。齿轮的各种类型平直齿轮齿面与轴线平行，适用于低速、轻载荷应用。斜齿轮齿面与轴线成一定角度，可降低噪音、提高承载能力。锥齿轮齿面为锥形，用于改变转动方向，应用于汽车传动系统。蜗杆传动蜗杆与蜗轮啮合，可实现大传动比，应用于减速器和升降机。平直齿轮平直齿轮是最常见的齿轮类型之一。齿轮齿面与轴线平行，适用于速度较低、载荷较小的传动场合。平直齿轮的优点包括：结构简单、制造成本低、传动效率高、噪音低。斜齿轮螺旋齿形齿面与轮轴线呈一定角度，形成螺旋线，可以平滑传递动力。平稳运行齿轮啮合时，接触面逐渐过渡，减少冲击和噪音，运行平稳。广泛应用适用于高速、重载传动，如汽车变速箱、工业机械等。锥齿轮锥齿轮是一种用于传递动力的机械元件，其齿形呈锥形，通常用于轴线相互垂直或成一定角度的传动系统中。锥齿轮的主要特点是能够实现轴线之间的角度变化，并能够在不同轴线之间传递扭矩，广泛应用于汽车、飞机、工业机械等领域。蜗杆传动蜗杆传动是一种常用的机械传动方式，它由蜗杆和蜗轮组成。蜗杆是一个螺旋形的螺杆，它与蜗轮啮合，将旋转运动转换为直线运动或改变转速。蜗杆传动的特点包括：传动比大、传动平稳、噪音低、结构紧凑、能承受较大的载荷。但是，蜗杆传动的效率相对较低，且摩擦力较大，容易出现磨损。齿轮的加工工艺切削加工法切削加工法是齿轮加工的主要方法之一，通过刀具切除材料以形成齿形。铸造法铸造法是通过将液态金属浇注到模具中，冷却凝固后获得齿轮坯件。其他方法其他方法包括粉末冶金、滚压成形、电火花加工等。铸造法铸造法概述铸造法是齿轮制造的传统工艺，用熔融金属填充模具，冷却凝固成形。广泛应用于生产各种齿轮，尤其是大型齿轮。铸造工艺流程铸造法包括制模、熔炼、浇铸、清理等工序。模具可采用砂型、金属型或其他材料。切削加工法11.铣削加工铣削加工是使用铣刀对工件进行切削，用于加工平面、沟槽、齿轮等形状。22.车削加工车削加工是使用车刀对旋转的工件进行切削，用于加工轴类、盘类等零件。33.刨削加工刨削加工是使用刨刀对工件进行切削，用于加工平面、沟槽等形状。44.磨削加工磨削加工是使用砂轮对工件进行切削，用于加工高精度、光洁度要求的零件。热处理对齿轮性能的影响提高硬度和耐磨性热处理可使齿轮表面硬化，提高其抗磨损能力，延长使用寿命。增强强度和韧性适当的热处理可以提高齿轮的强度和韧性，使其能够承受更大的载荷和冲击。改善加工性能热处理可以改善齿轮的切削性能，提高加工效率，降低加工成本。控制内部应力热处理可以消除齿轮内部的残余应力，降低应力集中，防止齿轮在使用过程中发生断裂。齿轮润滑与维护润滑油脂润滑油脂有助于减少摩擦和磨损，延长齿轮使用寿命。润滑方法根据齿轮类型和工作条件选择合适的润滑方法，例如油浴润滑或油雾润滑。维护保养定期检查齿轮的润滑状况，更换润滑油脂，清洁齿轮表面。润滑油脂的选用粘度润滑油的粘度影响摩擦力和热量产生。过低的粘度会导致磨损，而过高的粘度会导致能量损失。抗氧化性润滑油的抗氧化性有助于防止油脂因高温而变质。抗磨性抗磨性润滑油可以减少磨损，延长齿轮的使用寿命。抗压性抗压性润滑油可以承受高负荷，防止齿轮出现压痕和咬合。齿轮的保养方法1定期清洁去除灰尘、污垢和油脂，避免磨损和腐蚀。2润滑检查确保润滑油脂充足，保持齿轮正常运转。3齿轮间隙调整调整齿轮间隙，避免过紧或过松，确保正常工作。4定期检查检查齿轮是否有裂纹、磨损或异常声音。齿轮的故障诊断齿轮磨损齿轮表面出现磨损，导致齿轮啮合不良，传动效率下降。润滑不良润滑油脂不足或质量下降，导致齿轮磨损加剧，甚至发生卡死现象。齿轮断裂齿轮受到过大的冲击载荷，导致齿轮断裂或齿根疲劳。噪声异常齿轮传动过程中出现异响，可能是齿轮磨损、润滑不良或安装精度不足导致。常见故障分析齿面磨损齿轮表面磨损是常见的故障，通常由润滑不足、过载、材料疲劳等原因导致。齿轮断裂齿轮断裂通常发生在齿根或齿顶，过载、冲击载荷、材料缺陷等都可能导致断裂。预防措施定期清洁和维护清洁齿轮表面，去除污垢和杂质，确保润滑油脂的有效作用。润滑系统的检查定期检查润滑油脂的质量和数量，更换老化的润滑油，避免干摩擦。控制负荷避免过载，合理分配负荷，防止齿轮过早磨损。噪音监控定期检测齿轮运行的噪音，及时发现异常，避免齿轮损坏。齿轮设计的基本原则11.强度与刚度齿轮必须能够承受负载而不发生断裂或过度变形。22.效率尽量减少传动过程中的能量损失，提高传动效率。33.噪音控制齿轮啮合时的噪音，避免过大的噪音污染。44.润滑选择合适的润滑剂，确保齿轮的良好润滑。齿轮强度计算弯曲强度计算考虑齿轮弯曲应力接触强度计算考虑齿轮接触应力疲劳强度计算考虑齿轮长期运行疲劳材料强度选择合适的齿轮材料安全系数保证齿轮安全运行齿轮承载能力齿轮承载能力是指齿轮在工作过程中所能承受的最大载荷。齿轮承载能力受多种因素影响，包括齿轮材料、尺寸、形状、加工精度、润滑条件、工作环境温度等。100%安全系数在设计齿轮时，通常要考虑安全系数，以确保齿轮能够安全可靠地运行。30%疲劳强度齿轮在反复载荷作用下，会产生疲劳裂纹，最终导致齿轮失效。20%接触强度齿轮接触表面会承受高压，可能导致表面损伤或磨损。50%弯曲强度齿轮齿根部位会受到弯曲应力，可能导致齿根断裂。齿轮的噪音控制齿轮啮合齿轮啮合过程产生的冲击和振动会造成噪音，影响工作环境。齿轮精度齿轮精度越高，运行平稳，噪音越低。润滑油脂选择合适的润滑油脂，减少摩擦，降低噪音。齿轮材料选择合适的齿轮材料，提高抗冲击性和减振能力，降低噪音。齿轮制造工艺的发展趋势数控加工技术数控加工技术提高了齿轮加工精度和效率。数控机床可以生产各种形状和尺寸的齿轮。数控加工技术自动化控制数控机床使用计算机程序控制刀具移动轨迹，实现自动加工。高精度加工数控加工能精确控制加工尺寸，提高产品精度和一致性。高效生产数控加工提高生产效率，减少人工操作，降低人工成本。复杂形状数控加工可实现复杂形状的加工，满足多样化产品需求。智能制造与工业4.0自动化智能制造利用机器人、自动化设备和人工智能技术来提高生产效率和产品质量。数据驱动通过收集和分析生产数据，优化生产流程，提高决策效率。互联互通实现工厂内部和外部的互联互通，提升协同能力和资源利用率。柔性化适应快速变化的市场需求，实现生产模式的灵活调整。本课程的主要收获11.齿轮基础知识学习齿轮的结构、类型、参数