《齿轮及齿轮的画法》课件

齿轮及齿轮的画法齿轮的定义及分类定义齿轮是机器中用于传递运动和动力的重要部件，其主要由齿圈、齿根、齿顶、齿面等组成。分类齿轮可分为圆柱齿轮、斜齿轮、锥齿轮、蜗杆蜗轮等多种类型，不同的类型适用于不同的传动需求。齿轮的基本几何参数模数齿轮尺寸的基本单位，表示齿轮的齿的大小。齿数齿轮上齿的总数，决定齿轮的转速和传动比。齿顶高齿顶到分度圆的距离，影响齿轮的强度和承载能力。齿根高分度圆到齿根的距离，影响齿轮的强度和抗弯强度。圆柱齿轮的基本型式直齿轮齿形沿轴线方向平行，结构简单，制造容易，但工作时噪声较大。斜齿轮齿形沿轴线方向倾斜，工作时噪声小，承载能力高，但结构复杂，加工难度大。人字齿轮由两组相互错开的斜齿组成，具有承载能力高，运行平稳，噪声小的特点。圆柱齿轮的标准尺寸1模数齿轮的标准模数，用于确定齿轮的大小和齿数。2齿数齿轮上的齿数，决定了齿轮的转速和传动比。3压力角齿轮齿廓的倾斜角度，影响传动效率和齿轮强度。圆柱齿轮的公式计算1模数m=d/z2齿顶高ha=m3齿根高hf=1.25m这些公式帮助工程师准确计算圆柱齿轮的尺寸和参数，确保齿轮的正常啮合和传动效率。斜齿轮的特点及应用1特点与直齿轮相比，斜齿轮可以实现更平稳、更安静的传动。2优点承载能力更高，齿面磨损更小，运转效率更高。3应用广泛应用于汽车、航空、机械等领域。锥齿轮的特点及应用锥齿轮的齿面为圆锥面，适用于轴线相交的传动。锥齿轮可实现轴线间不同角度的传动，广泛应用于汽车、机械等领域。锥齿轮的传动效率较高，可承受较大的载荷，在车辆变速箱中常被使用。蜗杆与蜗轮的特点传动比大蜗杆蜗轮传动可以获得较大的传动比，通常可达100以上。平稳性好由于蜗杆蜗轮传动具有较大的接触面积，因此具有良好的平稳性，噪音较低。自锁性蜗杆蜗轮传动具有自锁性，即当蜗轮转动时，蜗杆不会反转。结构紧凑蜗杆蜗轮传动结构紧凑，占地面积小。平面曲柄挡车齿轮平面曲柄挡车齿轮是一种特殊的齿轮，用于在曲柄机构中实现间歇运动。它通常由一个曲柄、一个齿轮和一个挡车轮组成，用于在特定位置暂停或改变运动方向。这种类型的齿轮广泛应用于机械设备中，例如自动机、印刷机、包装机等。非标准齿轮的设计非标准齿轮的定义非标准齿轮是指没有标准尺寸或形状的齿轮。它们通常是根据特定的应用需求设计的。设计步骤非标准齿轮的设计通常涉及以下步骤：确定齿轮的尺寸和形状，选择材料，进行强度计算，以及绘制图纸。设计软件现代的设计软件可以帮助工程师设计非标准齿轮。这些软件可以帮助用户创建3D模型，进行有限元分析，以及生成制造图纸。齿轮的热处理及表面强化淬火提高齿轮硬度和耐磨性，延长使用寿命渗碳增加齿轮表面硬度和耐磨性氮化提高齿轮耐疲劳性和抗氧化性齿轮的润滑与密封1润滑的作用减少摩擦，降低磨损，延长齿轮的使用寿命。2润滑油的选择根据齿轮的工作条件，选择合适的润滑油种类和粘度。3密封的作用防止润滑油泄漏，防止外部污染物进入齿轮箱。齿轮的故障诊断与维修噪音分析齿轮磨损或故障会导致异常噪音，例如齿轮啮合时的摩擦声或撞击声。振动监测振动传感器可以检测齿轮传动系统的振动频率和幅度，以识别潜在的故障。温度测量齿轮过热可能是由于润滑不足、负载过重或齿轮磨损导致的。外观检查目视检查齿轮表面是否有裂纹、磨损、剥落或其他异常。齿轮的绘图标准及要求尺寸标注遵循国家标准GB/T4458-2003《机械制图尺寸标注》的规定进行尺寸标注，确保绘图精度和一致性。比例选择根据齿轮的实际尺寸选择合适的比例进行绘图，以保证图纸清晰易懂，同时避免过度放大或缩小。线型规范根据国家标准GB/T14691-2008《机械制图线型》的规定，使用不同的线型来区分不同的几何元素和尺寸标注。齿轮的二维绘图技巧1选择合适的软件使用专业的CAD软件，如AutoCAD或SolidWorks，它们提供丰富的工具和功能，方便绘制齿轮的二维图形。2确定齿轮类型根据齿轮的用途和要求，选择合适的齿轮类型，例如圆柱齿轮、斜齿轮、锥齿轮等。3绘制基本轮廓绘制齿轮的外圆、内圆、齿顶圆、齿根圆等基本轮廓，并标注尺寸。4绘制齿形根据齿轮的模数、齿数、压力角等参数，绘制齿形，可以使用软件提供的齿轮绘制功能。5添加细节绘制齿轮的孔、键槽、螺纹等细节，并标注尺寸和公差。6标注尺寸和公差根据国家标准和行业标准，对齿轮的尺寸和公差进行标注，确保图纸的准确性和可读性。齿轮的三维建模技巧软件选择选择适合的3D建模软件，例如SolidWorks、AutodeskInventor、Fusion360等。模型创建根据齿轮参数，创建齿轮轮廓、齿根、齿顶等部分。参数化设计利用软件的参数化设计功能，方便修改齿轮参数，生成不同尺寸的模型。模型优化优化模型细节，例如倒角、圆角等，提高模型精度和美观度。模型渲染选择合适的渲染引擎，生成逼真的齿轮模型图像。齿轮零件的装配设计轴承选择选择合适的轴承类型和尺寸，以确保齿轮轴的稳定性和承载能力。轴承安装根据轴承的类型和尺寸，进行合适的安装方式，例如：过盈配合、紧配合或间隙配合。密封设计根据工作环境，选择合适的密封结构，以防止灰尘、水和其他杂质进入齿轮传动系统。润滑系统设计合适的润滑系统，以确保齿轮的润滑状态，并延长齿轮的使用寿命。齿轮的强度计算分析强度计算方法描述弯曲强度齿根处的弯曲应力接触强度齿面接触处的压应力疲劳强度齿轮在循环载荷下发生断裂的强度齿轮传动系统的设计1性能指标传动比、效率、承载能力2齿轮选择齿轮类型、模数、齿数3轴系设计轴承选择、轴的强度4结构设计齿轮箱、传动轴5仿真分析强度、振动、噪声齿轮传动系统的仿真1运动学仿真模拟齿轮传动系统的运动规律，验证传动比和运动轨迹2动力学仿真分析齿轮传动系统的受力和运动，预测系统性能和效率3疲劳寿命仿真评估齿轮在长期运行中的疲劳寿命，预测失效风险通过仿真可以优化齿轮设计，提高传动效率，延长使用寿命。齿轮传动系统的优化1齿轮设计优化优化齿轮的几何参数，例如齿形、模数、齿数等，以提高齿轮的传动效率和承载能力。2材料选择优化选择合适的材料，例如高强度钢、耐磨合金等，以提高齿轮的耐磨性、抗疲劳性和抗冲击性。3热处理优化采用合适的热处理工艺，例如淬火、回火等，以提高齿轮的硬度、强度和耐磨性。4润滑优化选择合适的润滑剂，例如齿轮油、脂等，以降低齿轮的磨损和摩擦。5装配优化优化齿轮的装配精度，例如轴承间隙、齿轮啮合间隙等，以提高传动系统的精度和可靠性。齿轮产品的工艺路线1设计与开发齿轮设计需要考虑应用场景、尺寸、精度、材料等因素。2材料采购选择合适的齿轮材料，例如合金钢、铸铁等，并进行材料检验。3毛坯加工根据齿轮尺寸，通过铸造、锻造、车削等方法制作毛坯。4热处理进行热处理以提高齿轮强度和耐磨性。5齿轮加工使用铣床、磨床等设备进行齿轮精加工，确保齿形精度。6表面处理对齿轮表面进行硬化、镀层等处理，提高耐磨性、抗腐蚀性等。7装配检验对齿轮进行装配，并进行尺寸、精度等方面的检验。8包装出厂对合格齿轮进行包装，并进行出厂检验。齿轮生产设备及工艺齿轮加工机床包括数控齿轮加工中心、滚齿机、插齿机、磨齿机等。齿轮热处理工艺淬火、回火、渗碳等工艺，提高齿轮强度和耐磨性。齿轮检测设备齿轮测量仪、齿轮轮廓仪、齿轮综合检验仪等，保证齿轮精度。齿轮检测及质量控制尺寸精度齿轮的尺寸精度直接影响齿轮的传动精度和使用寿命。轮廓精度齿轮轮廓的精度决定了齿轮的啮合质量和传动平稳性。表面质量齿轮表面质量影响齿轮的疲劳强度和使用寿命。材料性能齿轮材料的性能决定了齿轮的承载能力和抗疲劳能力。齿轮加工中的夹具设计定位精度夹具的设计必须保证齿轮在加工过程中的准确定位，以确保加工精度。刚性稳定夹具的结构要具有足够的刚性，以抵抗加工过程中产生的切削力，保证加工稳定性。操作方便夹具的设计要便于操作，方便工件装卸，提高生产效率。齿轮加工中的刀具设计1刀具类型选择合适的刀具类型对于加工精度和效率至关重要，常用的刀具包括：铣刀、插齿刀、滚刀等。2刀具材料刀具材料的选择应根据齿轮的材质、加工精度和加工速度等因素综合考虑。3刀具磨损刀具在加工过程中会不可避免地发生磨损，需要定期更换或修磨。4刀具寿命刀具的寿命与材料、加工参数以及使用环境有关，需要进行合理的维护和管理。齿轮加工中的工艺问题齿轮加工精度齿轮的加工精度直接影响传动精度和寿命，需严格控制。齿轮加工效率齿轮的加工效率取决于加工工艺和设备，需不断优化。齿轮加工成本降低齿轮加工成本是提高竞争力的关键，需合理选择工艺和设备。齿轮机构的设计实例齿轮机构的设计实例非常丰富，涵盖了各种类型的齿轮机构，如减速器、变速器、差速器等。以下是一些常见的设计实例：1.汽车变速器：变速器是汽车的重要部件，它利用不同大小的齿轮进行齿轮啮合，实现不同档位的切换，从而调节汽车的动力输出。2.风力发电机减速器：风力发电机需要将风轮的低速、大扭矩转动转变为高速、小扭矩转动，减速器正是完成这一功能的齿轮机构。3.机械加工设备传动系统：各种机械加工设备，例如车床、铣床、磨床等，都广泛应用齿轮传动系统，实现加工部件的精准运动。齿轮机构的应用案例齿轮机构广泛应用于各个领域，例如：汽车：发动机、变速箱、转向系统航空航天：飞机发动机、火箭发动机、卫星工业机械：重型机械、机床、起重机电子产品：打印机、扫描仪、钟表日常生活：自行车、手表、电动工具齿轮技术的未来趋势智能化齿轮设计、制造和应用将更加智能化，通过数据分析、人工智能和机器学习，实现齿轮性能的优化、故障预测和智能控制。轻量化轻量化材料和结构设