《机械原理与齿轮设计》课件

《机械原理与齿轮设计》欢迎来到机械原理与齿轮设计课程！课程简介课程目标掌握齿轮设计的基本原理和方法，并能独立完成齿轮的设计工作。课程内容从机械原理基础知识到齿轮传动、齿轮设计、制造等方面进行讲解。机械元件基础知识11.机械运动直线运动、旋转运动、复合运动等。22.机械传动齿轮传动、带传动、链传动等。33.机械零件轴、轴承、齿轮、联轴器等。力的分析力的种类重力、弹力、摩擦力等。力的平衡静力平衡、动力平衡等。材料力学基础应力应变拉伸、压缩、剪切等。材料强度屈服强度、抗拉强度等。机械运动分析运动学分析速度、加速度、角速度等。动力学分析力、力矩、功率等。传动原理传动方式齿轮传动、带传动、链传动等。传动比传动效率、传动精度等。齿轮传动基本概念齿轮定义具有齿形的机械零件，用于实现旋转运动的传递。齿轮参数模数、齿数、压力角等。齿轮类型和特点直齿轮结构简单，制造方便，但传动精度较低。斜齿轮传动平稳，噪音低，但结构复杂，制造难度较大。圆柱齿轮轴线平行，传动效率高，广泛应用于机械传动中。锥齿轮轴线交叉，用于实现不同轴线之间的传动。标准齿形参数模数齿轮尺寸的基本参数。齿数齿轮上齿的个数。压力角齿廓形状的重要参数。齿顶高齿顶与分度圆之间的距离。接触应力计算1赫兹接触理论计算接触应力的理论基础。2接触应力公式根据赫兹理论推导出的接触应力公式。3接触应力影响因素材料、载荷、几何尺寸等。弯曲应力计算1弯曲应力定义齿根处由于弯曲作用产生的应力。2弯曲应力公式根据材料力学推导出的弯曲应力公式。3弯曲应力影响因素载荷、齿形参数、材料等。齿轮强度设计1强度校核验证齿轮是否满足强度要求。2强度计算计算齿轮的接触应力和弯曲应力。3安全系数考虑各种不确定因素，提高齿轮的可靠性。热处理对齿轮性能的影响淬火提高齿轮的硬度和耐磨性。回火降低齿轮的硬度，提高其韧性。润滑与磨损润滑作用降低摩擦，减少磨损，延长齿轮寿命。磨损类型粘着磨损、磨粒磨损、疲劳磨损等。齿轮噪声分析1噪声来源齿轮啮合、轴承、齿轮箱等。2噪声测量使用声级计等仪器进行测量。3噪声控制优化齿形、改进润滑、减振等方法。齿轮振动分析振动来源齿轮啮合、轴承、齿轮箱等。振动测量使用加速度计等仪器进行测量。振动控制优化齿形、改进润滑、减振等方法。齿轮制造工艺11.齿轮坯料选择合适的材料并进行加工。22.齿轮切削使用数控机床进行齿轮的加工。33.齿轮热处理对齿轮进行淬火、回火等热处理。44.齿轮检验检验齿轮的尺寸、形状、精度等。齿轮设计方案对比方案一直齿轮传动，成本低，制造方便。方案二斜齿轮传动，传动平稳，噪音低，但成本较高。常见齿轮故障分析齿面磨损由于润滑不良或载荷过大造成的磨损。齿根断裂由于弯曲应力过大或材料疲劳造成的断裂。齿轮偏心由于安装不当或齿轮加工精度不足造成的偏心。齿轮设计实例1设计要求设计一个用于汽车变速箱的齿轮，传动比为3:1。设计过程根据设计要求，选择合适的齿轮类型、模数、齿数等参数。齿轮设计实例2设计要求设计一个用于起重机的齿轮，传动比为5:1。设计过程根据设计要求，选择合适的齿轮类型、模数、齿数等参数。齿轮设计实例3设计要求设计一个用于工业机器人的齿轮，传动比为10:1。设计过程根据设计要求，选择合适的齿轮类型、模数、齿数等参数。齿轮设计实例4设计要求设计一个用于风力发电机的齿轮，传动比为20:1。设计过程根据设计要求，选择合适的齿轮类型、模数、齿数等参数。齿轮设计实例5设计要求设计一个用于航空发动机的齿轮，传动比为30:1。设计过程根据设计要求，选择合适的齿轮类型、模数、齿数等参数。齿轮设计注意事项11.强度校核确保齿轮能够承受工作载荷。22.润滑设计选择合适的润滑剂和润滑方式。33.齿轮安装确保齿轮安装精度，避免偏心等问题。疑难问题解答关于齿轮设计和制造的疑难问题，欢迎大家提问