齿轮综合知识 直齿圆柱齿轮各部分的名称和尺寸代号 1、齿顶圆--齿轮齿顶所在的圆。其直径（或半径）用da（或ra ）表示。 2、齿根圆--齿轮齿槽底所在的圆。其直径（或半径）用df（或rf）表示。 3、分度圆--用来分度（分齿）的圆，该圆位于齿厚和槽宽相等的地方。其直径（或半径）用d（或r表示）。 4、齿顶高--齿顶圆与分度圆之间的径向距离，用ha表示。 5、齿根高--齿根圆与分度圆之间的径向距离，用hf表示。 6、全齿高--齿顶圆与齿根圆之间的径向距离，用h表示。显然有： h = ha + hf 7、齿厚--一个齿的两侧齿廓之间的分度圆弧长，用s表示。 8、槽宽--一个齿槽的两侧齿廓之间的分度圆弧长，用e表示。 9、齿距--相邻两齿的同侧齿廓之间的分度圆弧长，用p表示。显然有： p = s + e 10、齿宽--齿轮轮齿的宽度（沿齿轮轴线方向度量），用b表示。 直齿圆柱齿轮的基本参数和尺寸关系 齿数z 一个齿轮的轮齿总数。 模数m 以z表示齿轮的齿数，那么齿轮的分度圆周长=πd = z p。因此分度圆直径为：d=(p/p)?z, 式中：p/p称为齿轮的模数，用m表示，即 要使两个齿轮能啮合，它们的齿距必须相等。因此互相啮合的两齿轮的模数m必须相等。从d = mz中可见，模数m越大，轮齿就越大；模数m越小，轮齿就越小。 模数m是设计、制造齿轮时的重要参数。不同模数的齿轮，要用不同模数的刀具来加工制造。为了便于设计和减少加工齿轮的刀具数量，GBI357一78对齿轮的模数m已系列化，如下表所示。 在选用模数时，应优先采用第一系列的模数，其次是第二系列，括号内的尽可能不用。 压力角a (啮合角、齿形角）在节点P处，两齿廓曲线的公法线与两节圆的公切线所夹的锐角称啮合角，也称压力角。我国采用的压力角a一般为20°，加工齿轮的原始基本齿条的法向压力角称齿形角。因此，压力角a=啮合角=齿形角。 当标准直齿圆柱齿轮的模数m确定后，按照与m的比例关系可算出轮齿的各基本尺寸。 1 齿轮传动机构的特点及分类 齿轮传动机构的特点： a. 齿轮机构是现代机械中应用最广泛的传动机构，用于传递空间任意两轴或多轴之间的运动和动力。 b. 齿轮传动主要优点：传动效率高，结构紧凑，工作可靠、寿命长，传动比准确。 c. 齿轮机构主要缺点：制造及安装精度要求高，价格较贵，不宜用于两轴间距离较大的场合。 齿轮传动机构的分类 按轴的相对位置平行轴齿轮传动机构①
第四章 齿轮传动（10课时） 教 学 目 标 1、了解齿轮传动的分类、特点 2、理解渐开线的形成及性质，了解齿廓的啮合的特点 3、掌握渐开线标准直齿圆柱齿轮基本参数、几何尺寸计算 4、了解渐开线齿廓的啮合的特点 5、掌握标准直齿圆柱齿轮、斜齿圆柱齿轮、直齿圆锥齿轮的正确啮合条件 6、了解斜齿圆柱齿轮、直齿圆锥齿轮的应用特点 7、了解齿轮轮齿失效的形式 教学重点难点 上述3、5两点 【复习】1、链传动的组成及特点、类型和应用 2、链传动的传动比 3、滚子链的组成、标记和特点 第一节齿轮传动的类型及应用 一、概念 齿轮机构是由齿轮副组成的传递运动和动力的装置。 二、齿轮传动的类型 齿轮的种类很多，可以按不同方法进行分类。 两轴平行 两轴不平行 按轮齿方向 按啮合情况 直齿圆柱齿轮传动 斜齿圆柱齿轮传动 人字齿圆柱齿轮传动 外啮合齿轮传动 内啮合齿轮传动 齿轮齿条传动 相交轴齿轮传动 交错轴齿轮传动 锥齿轮传动 交错轴斜齿轮传动 蜗轮蜗杆传动
（1）根据轴的相对位置，分为两大类，即平面齿轮传动（两轴平行）与空间齿轮传动（两轴 不平行） （2）按工作时圆周速度的不同，分低速、中速、高速三种； （3）按工作条件不同，分闭式齿轮传动（封闭在箱体内，并能保证良好润滑的齿轮传动）、 半 开式齿轮传动（齿轮浸入油池，有护罩，但不封闭）和开式齿轮传动（齿轮暴露在外， 不能保证良好润滑）三种； （4）按齿宽方向齿与轴的歪斜形式，分直齿、斜齿和曲齿三种； （5）按齿轮的齿廓曲线不同，分为渐开线齿轮、摆线齿轮和圆弧齿轮等几种； （6）按齿轮的啮合方式，分为外啮合齿轮传动、内啮合齿轮传动和齿条传动。 三、齿轮传动的应用 1、传动比 式中 n1、n2表示主从动轮的转速 z1、z2表示主从动轮的齿数 2、应用特点： 优点：能保证瞬时传动比恒定，工作可靠性高，传递运动准确。 传递功率和圆周速度范围较宽，传递功率可达50000kw ,圆周速度300m/s 结构紧凑，可实现较大传动比 传动效率高，使用寿命长，维护简便 缺点：运转中有振动、冲击和噪声 齿轮安装要求高 不能实现无级变速 不适用中心距较大的场合 第二节渐开线齿廓 一、齿轮传动对齿廓曲线的基本要求 一是传动要平稳，二是承载能力要强 二、渐开线的形成、性质 1、 渐开线的形成 当一条动直线（发生线），沿着一个固定的圆（基圆）作纯滚动时，动直线上任意一点K 的轨 迹称为该圆的渐开线。 1212 21n z i n z ==
教师授课教案 2016下-2017上学年一学期课程机械基础
教学内容 旧知复习：1.带传动的结构、特点及应用 2.链传动的结构、特点及应用 讲授新课：项目二机械传动 任务2 齿轮传动 一、齿轮传动的特点与类型 1. 与其他传动相比较，齿轮传动具有以下特点： （1）瞬时传动比准确，传动平稳。结构紧凑，适用范围广。 （2）传动精度高；传动效率高，可达99%；工作可靠，寿命长。 （3）可实现两轴平行、交叉、交错的传动。 （4）齿轮需要专用制造设备，成本较高。 2. 齿轮传动的类型 （1）用于两平行轴之间的传动如斜齿轮传动。 （2）用于两相交轴之间的传动如圆锥齿轮传动。 （3）用于两相错轴之间的传动如蜗杆传动。 二、渐开线直齿圆柱齿轮轮齿的各部分名称、基本参数和几何尺寸 1. 渐开线的形成及性质 (1) 渐开线的形成 当一条直线沿固定的圆周边缘作无滑动的纯滚动时，该直线上任一点K 的运动轨迹，称为该圆的渐开线，如图2-24所示。称该直线为发生线；该不动的圆为基圆。 （2）渐开线的性质 ①发生线沿基圆边缘滚过的长度KB，等于基圆上被滚过的圆弧长AB，
即KB=AB。 ②渐开线上任一点K的法线必与基圆相切。切点B是渐开线上K点的曲率中心，线段KB是K点的曲率半径。 ③渐开线的形状取决于基圆的大小。 ④基圆内无渐开线。 2. 渐开线直齿圆柱齿轮轮齿的各部分名称 （1）齿顶圆齿顶所在的圆称为齿顶圆，齿顶圆直径用d a 表示。 （2）齿根圆齿槽底部所在的圆称为齿根圆，齿根圆直径用d f 表示。 （3）齿厚同一轮齿上左、右两齿廓之间的某一圆周弧长称为齿厚，分度圆上的齿厚用s表示。 （4）齿槽宽相邻两齿之间的某一圆周弧长称为齿槽宽，分度圆上的齿槽宽用e表示。 （5）齿距相邻两齿同一侧齿廓圆周弧长称为齿距，分度圆上的齿距用p表示。 （6）分度圆轮齿上齿厚等于齿槽宽所在的圆称为分度圆，分度圆直径用d表示。 (7) 齿顶高分度圆到齿圆顶之间的径向距离称为齿顶高，用h a 表示。 (8) 齿根高分度圆到齿根圆之间的径向距离称为齿根高，用h f 表示。 （9）齿全高齿顶圆到齿根圆之间的径向距离称为齿全高，用h表示。 （10）中心距两传动齿轮中心的距离称为中心距，用a表示。 3. 渐开线直齿圆柱齿轮的基本参数 （1）齿数z 齿轮圆周上轮齿的总数称为齿数。 （2）模数m齿轮几何尺寸的重要参数。 （3）压力角α压力角指轮齿速度方向与受力方向所夹的锐角，通常指分度圆上的压力角α。我国规定分度圆上的标准压力角为20o。 （4）顶高系数h* a 标准齿轮的齿顶高系数h* a ＝1。 （5）顶隙系数c*标准齿轮的顶隙系数c*＝0.25。 4. 渐开线直齿标准圆柱齿轮的几何尺寸计算
模块四减速器齿轮的选择与使用项目一齿轮传动的基础知识
一、导入新课 复习带传动的容，总结出带传动的优缺点。 大家平时还能见到的另一种传动――自行车上用 的链传动，能否比带传动在传动比方面更准确一 些呢？由此引出本次课的新容。 齿轮传动 通过语言 引入新课 回顾旧知 识，唤起 对新知识 的欲望 二、合作探究、探索新知 任务驱动1：在生活中我们身边常见的机械传 动除了带传动、链传动，一些比较重要的机械设 备或精密的仪器传动，大都采用齿轮进行传动， 比如：名贵的手表、数控机床的调速、汽车的调 速等，这是为什么呢？请通过查看课本，以小组 为单位进行总结归纳，完成下发的任务卡。 任务卡1 类型特点 带传动 链传动 齿轮传动 任务驱动2：通过连连看的环节，引导学生对 齿轮类型的认识。 设置任务， 引导学生 对齿轮基 础知识的 学习。 小组为单 位，自主 学习，完 成老师设 置的任 务。 两轴相互平行的圆柱齿轮传动 两轴相交的圆锥齿轮传动
任务驱动3：在第一学期我们已经学习了《机 械制图》，对于CAD绘图软件也有了初步的学习， 那么如果现在一家工厂的技术人员给你一齿轮的 图纸，你将准备如何着手绘制？并标出各部分的 名称。 问题： （1）决定齿轮几何尺寸的主要参数有哪几 个？ （2）请齿轮的基本尺寸计算公式，完成一个 简单的计算任务。 例题：一对标准直齿圆柱齿轮传动，其大齿 轮已损坏。已知小齿轮齿数Z1=24，齿顶圆的直径 da1 =130mm,两齿轮标准中心距a=225 mm。试计算 这对齿轮的传动比和大齿轮的主要几何尺寸。 【设计意图】 通过任务， 引导学生 认识齿轮 的各部分 结构及计 算公式。 学生自主 学习，找 出重点问 题，把握 有关齿轮 的相关公 式 两轴交错的蜗杆蜗轮传动
第四章齿轮传动（10课时） 教学目标 1、了解齿轮传动的分类、特点 2、理解渐开线的形成及性质，了解齿廓的啮合的特点 3、掌握渐开线标准直齿圆柱齿轮基本参数、几何尺寸计算 4、了解渐开线齿廓的啮合的特点 5、掌握标准直齿圆柱齿轮、斜齿圆柱齿轮、直齿圆锥齿轮的正确啮合条件 6、了解斜齿圆柱齿轮、直齿圆锥齿轮的应用特点 7、了解齿轮轮齿失效的形式 教学重点难点 上述3、5两点 【复习】1、链传动的组成及特点、类型和应用 2、链传动的传动比 3、滚子链的组成、标记和特点 第一节齿轮传动的类型及应用 一、概念 齿轮机构是由齿轮副组成的传递运动和动力的装置。 二、齿轮传动的类型
齿轮的种类很多，可以按不同方法进行分类。 （1）根据轴的相对位置，分为两大类，即平面齿轮传动（两轴平行）与空间齿轮传动（两轴 不平行） （2）按工作时圆周速度的不同，分低速、中速、高速三种； （3）按工作条件不同，分闭式齿轮传动（封闭在箱体内，并能保证良好润滑的齿轮传动）、 半 开式齿轮传动（齿轮浸入油池，有护罩，但不封闭）和开式齿轮传动（齿轮暴露在外， 不能保证良好润滑）三种； （4）按齿宽方向齿与轴的歪斜形式，分直齿、斜齿和曲齿三种； （5）按齿轮的齿廓曲线不同，分为渐开线齿轮、摆线齿轮和圆弧齿轮等几种； （6）按齿轮的啮合方式，分为外啮合齿轮传动、内啮合齿轮传动和齿条传动。 三、齿轮传动的应用 1、传动比 式中 n1、n2表示主从动轮的转速 z1、z2表示主从动轮的齿数 2、应用特点： 优点：能保证瞬时传动比恒定，工作可靠性高，传递运动准确。 传递功率和圆周速度范围较宽，传递功率可达50000kw ,圆周速度300m/s 两轴平行 两轴不平行 按轮齿方向 按啮合情况 直齿圆柱齿轮传动 斜齿圆柱齿轮传动 人字齿圆柱齿轮传动 外啮合齿轮传动 内啮合齿轮传动 齿轮齿条传动 相交轴齿轮传动 交错轴齿轮传动 锥齿轮传动 交错轴斜齿轮传动 蜗轮蜗杆传动
齒輪學基礎知識 一.齒輪之功用 a.能夠傳達動力. b.能通過先選配齒數組合,獲得任意正確的速度比. c.能通過增減齒輪組合數,改變各軸之間的相互位置關係. 二.齿轮的种类 齿轮有许多种类，根据轴向和位置关系可大致分为3类：①平行轴②交叉轴类③偏移轴。 ①平行轴类 （正齿轮） 齿向与轴平行的齿轮，最为常用。 （斜齿轮） 齿向沿螺旋线回转。 正齿轮是1个齿或2个齿反复地啮合，而 斜齿轮的啮合率则上升，为2或3个齿。 因此斜齿轮噪音低而强度大。 齿向分左旋和右旋两种。同为左旋或同为 右旋都不能啮合。使用时应使左旋和右旋 啮合。 （齿条） 一般圆形齿轮的齿形是一种称为渐开线 的曲线，而这种齿条则是一条直线，且呈 锯齿状。啮合对象是斜齿轮时则称作斜齿 条。 （齿条） （斜齿条）
（内齿轮） 是一种轮齿向内且位于圆筒内部的齿 轮。多与结构复杂、被称为行星齿轮的齿轮配套使用。 （人字齿轮） 由齿向不同的上下两部分构成的一种齿轮。 斜齿轮啮合时所产生的力会使两个齿轮 发生轴向错位，但人字齿轮则没有错位现象。 ②交叉轴类 （伞齿轮） 正齿轮为圆柱状，而伞齿轮则是名副其实的伞状（圆锥状）。 常用于塑料玩具汽车来改变转轴方向。 （螺旋伞齿轮） 是伞齿轮的斜齿版。与斜齿轮相同，噪音低和强度大是其特点。
③偏移轴类 （蜗轮蜗杆） 想要极度降低转速时使用。正齿轮的轮齿会 发出撞击声，而蜗轮则不会发出这种声音。 三. 精度等级執行規範 JIS:日本国家工业齿轮规范 JGMA:日本齿轮工会规范 AGMA:美国齿轮工会规范 DIN:德国齿轮工会规范 四.正齒輪各部位之名稱及定義: 1.模數(M):表示公制齒輪上齒的大小. 2.齒數(Z):一個齒輪齒的數量. 3.壓力角(a):指一對嚙合齒輪間之壓力線與節圓在節點之公切線所夾之角度.常用 壓力角有14.5°; 20°; 22.5° 4.節圓:為節線在圓周上的軌跡,即互相嚙合的兩齒間假想互為滾動之圓.為 齒輪設計與制造上的主要數據. 5.基圓:與壓力角線相切之圓,即產生漸開線齒廓之圓. 6.齒冠圓:為通過齒輪頂部之圓. 7.齒根圓:為通過齒輪根部之圓. 8.齒冠:又稱齒頂高,為齒冠圓與節圓半徑之差. 9.齒根:又稱齒底高,為節圓與齒根圓半徑之差. 10.齒深:即全齒高,齒冠與齒齒根之和.
MSC齿轮传动系解决方案 1.概述 齿轮是机械系统中常用的传动部件，且已形成标准化和系列化。齿轮传动就是利用齿轮间的轮齿相互啮合传递动力和运动的机械传动，具有结构紧凑、效率高、寿命长、传动比精确，工作可靠，使用的功率、速度和尺寸范围大，因此在现代工业中得到了普遍使用。 典型传动系 由于使用的广泛性，因此必须提高齿轮传动的设计水平，才能解决实际生产中面临的各种问题，也只有对齿轮传动系统的各个细节进行了全面分析与处理，才能将齿轮传动的优势发挥出来。 拿齿轮传动系统的关键部件——齿轮来说，就有很多参数来描述它，模数，齿数，分度圆直径，齿顶，齿根，压力角，变位系数等等。这些参数之间相互关联，相互影响，它们不仅影响传动效果而且还影响自身结构受力。 齿轮的失效形式有很多，但主要体现在轮齿失效上，如轮齿折断、齿面点蚀、齿面磨齿面胶合以及塑性变形等。这反应到CAE领域中属于结构分析软件的工作，但是不管上述哪种失效形式总是因为某一时刻轮齿的受力超过了某个允许值而造成，而对这个力的求解一般是机构分析软件的任务。 齿轮传动是靠齿和齿之间的啮合来实现的，由于实际使用中，轮齿啮合之间存在间隙，这样就必然使得啮合传动会产生噪声，并且从数学角度来说，这是个非线性的问题，从形式上来说，这个啮合力是动态变化的。啮合力的动态性对轮齿的疲劳、失效有着巨大的影响。 从齿轮的几何方面而言，有摆线齿廓，渐开线齿廓以及圆弧齿廓等众多类型，在齿与齿
啮合时效果各异，其中渐开线式的目前应用最为广泛。齿轮的变位系数对优化齿轮传动以及方便装配等方面都有好处。轮齿修形也是对传动稳定性有巨大影响的一个重要因素。 2.产品介绍 针对齿轮传动MSC.Adams提供不同详细程度的分析方式和仿真工具： 第一种，只考虑传动比等运动关系时，使用Adams的齿轮副可以创建各种类型的齿轮传动形式，直齿，螺旋齿，蜗轮蜗杆，行星齿轮等类型。 简单齿轮传动模型 第二种，考虑齿轮之间的啮合力，变位系数时，使用Adams的插件工具Gear Generator，可以实现各种齿轮传动形式的建模。
例1 设计用于带式输送机传动装置的闭式单级直齿圆柱齿轮传动。传递功率P=2.7kW ，小齿轮转速n 1=350r/min ，传动比i=3.57。输送机工作平稳，单向运转，两班工作制，齿轮对称布置，预期寿命10年，每年工作300天。 解：1. 选择齿轮精度等级、材料、齿数 1）带式输送机属于一般机械，且转速不高，故初选择8级精度。 2）因载荷平稳，传递功率较小，可采用软齿面齿轮。参考表5-6，小齿轮选用45钢调质处理，齿面硬度220~250HBS ，σHLim1=595MPa ， σFE1=230MPa ；大齿轮选用 45钢正火处理，齿面硬度170~200HBS ， σ HLim2=520MPa ，σFE2=200MPa 。 3）初选小齿轮齿数z 1=24，则z 2=iz 1=3.57×24=85.68，取z 2=87。故实际传动比i=z 2/z 1=87/24=3.62，与要求的传动比3.57的误差小于3%。 对于齿面硬度小于350 HBS 的闭式软齿面齿轮传动，应按齿面接触强度设计，再按齿根弯曲强度校核。 2. 按齿面接触强度设计 设计公式5-48 1d ≥1）查表5-8，原动机为电动机，工作机械是输送机，且工作平稳，取载荷系数K=1.2。 2）小齿轮传递的转矩 11 2.7 9550955073.671 350 P N m n T =?= ?= ? 3）查表5-13，齿轮为软齿面，对称布置，取齿宽系数φd =1。
4）查表5-10，两齿轮材料都是锻钢，故取弹性系数Z E =189.8 MPa 1/2。 5）两齿轮为标准齿轮，且正确安装，故节点区域系数Z H =2.5，取重合度系数Z ε=0.9。 6）计算许用接触应力 N W X HLim H H Z Z Z S σσ??=?? ①应力循环次数 小齿轮N 1=60n 1jL h =60×350×1×(2×8×300×10)=10.08×108 大齿轮N 2= N 1/i=10.08×108/3.62=2.78×108 ②据齿轮材料、热处理以及N 1、N 2，查接触疲劳寿命系数图表，不允许出现点蚀，得接触疲劳寿命系数Z N1=1，Z N2=1，两齿轮均为软齿面故ZW=1，ZX=1。 ③一般传动，取安全系数S H =1.1。 ④计算许用接触应力 11115951540.91.1N W X HLim H H MPa Z Z Z S σσ???===??2222 5201427.71.1N W X HLim H H MPa Z Z Z S σσ???===?? 取小值[σ H2]代入计算。 7）计算 1 81.56mm d 8）计算主要尺寸 ①模数m=d 1/z 1=81.56/24=3.4mm 查表5-2，取标准值m=4mm 。 ②分度圆直径d 1=mz 1=4×24=96mm
100122 电子机械论文 冶金机械齿轮传动装置的制造技术与发 展趋势 自上世纪70年代起，我国就已经建设了包括宝钢以及武钢在内的多个不同的现代化冶金企业，令我国冶金设备的整体水平提升到了一个比较先进的高度上，齿轮传动装置更是精品层出，例如：宝钢一期到三期所用到的各种齿轮传动装置当中就包括德国产FLAND以及比利时HANSEN、日本产三井三池等比较知名的品牌减速器，同时还有包括德国产德马克、日本产三菱等大型传动装置，它们对我国的齿轮装备水平形成了积极的影响。 1 在冶金设备中运用机械齿轮传动设备的技术 1.1 常用场合 首先，需要调节转速以及力矩，以期能够满足设备使用上的需求；其次，需要对传动路线进行分配，并且调节空间动力传递具体方向以及实际位置；第三，将动力进行合成或者是分流处理，也就是可以凭借一个单独的动力
源，将动力分配到几个需要使用动力的动力源当中，并合成，整体供给工作机构。 1.2 现状 就当前来说，冶金设备当中利用的机械齿轮转动装置当中的齿轮，大多使用渗碳、磨削以及淬火的硬齿面的齿轮，通常在轧钢齿轮的传动装置当中很少会使用HB300之下的齿轮。 制造齿轮通常需要使用的是喷砂处理手段、齿根处理手段、压力淬火以及无损探伤四种，对大齿轮结构进行设计通常使用的是焊接齿轮。因为齿轮的制造进度以及承载能力在最近这些年以来有明显的提升，并且大面积地利用硬齿面齿轮，因此在进行齿轮结构的设计过程当中会常用单斜齿，例如宝钢冷轧机主传动的双齿轮座即该结构齿轮，并不会安装人字齿轮。假如受到结构或者尺寸上的限制的时候，还可以借助两个单向斜齿轮进行组合拼装成人字齿轮。尽可能使用多流式传动装置，能够在较小的环境体积当中传送较大的力矩。在实际生产过程当中，为了能够实现最大化的齿轮承载力，采用的大多都是变为齿轮以及延齿端修整等手段，通常轧机的传动装置齿轮副进行制造的过程当中，行业内对其的要求也相对较高，齿轮的接触精度需要实现80%甚至更高。
XXXXX学校《机械基础》练习题 一、填空题 1．由一系列相互啮合齿轮所构成的传动系统称为_________． 2．按照轮系传动时各齿轮的轴线位置是否固定，轮系分为________和________两大类． 3．当轮系运转时，所有齿轮几何轴线的位置相对于机架固定不变的轮系称为_______． 4．轮系中，既有定轴轮系又有行星轮系的称为________． 5．采用行星轮系，可以将两个独立的运动_______为一个运动，或将一个运动_______为两个独立的运动．6．轮系中含有圆锥齿轮、蜗轮蜗杆、齿轮齿条，其各轮转向只能用_________的方法表示． 7．定轴轮系中的传动比等于_________的转速之比，也等于该轮系中________与_______之比． 8．在各齿轮轴线相互平行的轮系中，若齿轮的外啮合对数是偶数，则首轮与末轮的转向_______；若为奇数，则首轮与末轮的转向__________． 9．在轮系中，惰轮常用于传动距离稍__________和需要改变________的场合． 10.在轮系中，末端件若是齿轮齿条，它可以把主动件的________运动变为齿条的______运动． 11.轮系的特点：(1)可获得_________的传动比；(2)可实现__________距离传动；(3)可实现________、________要求；(4)可_________或__________运动． 12.平面定轴轮系中传动比计算公式为_________，其中(-1)的n次方，n表示 ________．若(-1) 的n次方为正，则首、末两轮转向____． 13.定釉轮系中任一从动件的转速计算公式为______________________. 14.定轴轮系末端通常有下列三种传动形式，则末端件的移动速度v(或移动距离L)的计算公式分别为： (1)末端为螺旋传动时：________________ (2)末端为滚动轮传动时：______________ (3)末端为齿轮齿条传动时：_____________ 二、单选题 1．若齿轮与轴之间( )，则齿轮与轴各自转动，互不影响． A.空套 B．固定 c．滑移 D．空间配合 2．如图所示的轮系中，设已知Z1= Z2=Z3′=Z4= 20，Z3=Z5= 60，又齿轮1、3、3′与5同轴线，试求传动比i15。( ) A.3 B．6 C．9 D． 12 3．汽车后桥传动轴部分组成的轮系为( ) A.平面定轴轮系 B．空间定轴轮系 c．周转轮系 D．都有可能 4．定轴轮系传动比大小与轮系中惰轮的齿数 ( ) A.无关 B．有关，成正比 C．有关，成反比D．有关，不成比例 5．若主动轴转速为1 200 r/min，若要求从动轴获得12 r/min的转速，应采用( )传动． A. -对直齿圆柱齿轮 B．链 c．轮系 D．蜗轮蜗杆6．关于轮系的说法，正确的是 ( ) A.所有机械传动方式中，轮系的传动比最大 B．轮系靠惰轮变速，靠离合器变向 C．周转轮系只能实现运动的合成与分解 D．轮系的传动比，是构成该轮系所有机械传动方式传动叱的连乘积 7．在轮系中，两齿轮间若增加( )个惰轮时，首、末两轮的转向相同． A.奇数 B．偶数 c．任意数 D．以上都可以 8．轮系的末端是螺旋传动，已知末端轴转速行n=80 r/min，三线螺杆的螺距为4 mm，则螺母每分钟移动距离为( )mm． A. 240 B．320 C．960 D. 160 9．轮系的末端是齿轮齿条传动，已知小齿轮的模数，m=3 mm，齿数z=25，末轴转速n=75r/mln，则齿条每分钟移动的距离为( )mm. A．17662.5 B．5625 C.5887.5 D．8331 10.如图所示轮系，Ⅳ轴可得到几种转速( ) A.3种 B．6种 C．9种 D．12种 三、计算题 1．如图所示为多刀半自动车床主轴箱传动系统．已知带轮直径D1=D2-=180 mm，z1=45，z2=72，z3=36，z4 =81，z5 =59，z6 =54，z7=25，z8=88.试求当电动机转速n=1443 r/min时，主轴Ⅲ的各级转速.
齿轮传动、蜗轮传动测试题 姓名：__________________________班级：__________________________ 一、选择题 1．我国标准规定，一般标准渐开线直齿圆柱齿轮的压力角为 A．25°B．22.5°C．20°D．15° 2．相同齿数的齿轮，模数越大，齿轮的几何尺寸 A．越大B．越小C．不变D．无法确定 3．蜗轮蜗杆传动属于 A．交错轴齿轮传动 B．相交轴齿轮传动 C．平行轴齿轮传动 D．间歇传动 4.下列机械传动中，结构紧凑，能获得较大传动比的是（） A.齿轮传动 B.链传动 C.蜗杆传动 D.平带传动 5，直齿锥齿轮（）的模数是标准值 Ａ，平均分度圆上Ｂ，大端上Ｃ，小端上 6.一对标准直齿圆柱齿轮在以标准中心距安装时，两轮分度圆（） Ａ，相交Ｂ，相切Ｃ，不接触 7.齿轮传动的特点有（）。 A.传递的功率和速度范围较大 B.也可利用摩擦力来传递运动或动力 C.传递效率低，但使用寿命长 D.齿轮的制造、安装要求不高 8.开式齿轮传动，齿面常出现什么磨损？（） A、磨粒磨损 B、粘着磨损 C、疲劳磨损 D、腐蚀磨损 9.标准直齿圆柱齿轮的分度圆齿厚（）齿槽宽。 A，等于B，大于C，小于D，不确定 10. 高速重载的齿轮传动,由于啮合处的散热不好产生高温,加上油膜的挤压,会造成[ ] A 齿面磨损 B 齿面点蚀 C 齿面胶合 D 塑变 11.下列传动中可以用于两轴相交的场合的是（） A，链传动B，直齿圆柱齿轮传动C，直齿圆锥齿轮传动D，蜗杆传动 12.与齿轮传动相比较，（）不能作为蜗杆传动的优点。 A. 传动平稳，噪声小 B. 传动效率高 C. 可产生自锁 D. 传动比大 13.在蜗杆传动中，当其他条件相同时，减少蜗杆头数z1，则（）。A. 有利于蜗杆加工 B. 有利于提高蜗杆刚度 C. 有利于实现自锁 D. 有利于提高传动效率 二、判断题 1．渐开线直齿圆柱齿轮正确啮合的条件是两齿轮的模数与压力角分别相等，且等于标准值。（） 2．蜗杆传动中蜗杆只能作为主动件，蜗轮只能作为从动件。（） 3．斜齿轮传动会产生轴向力。（） 4．适当提高齿面硬度，都可以有效地防止或减速减缓齿面点蚀，磨损,胶合和塑性变形这四种失效形式。（） 5.当模数一定时，齿轮齿数越多，其几何尺寸越小，承载能力越小（） 6.由于蜗轮和蜗杆之间的相对滑动较大，更容易产生胶合和磨粒磨损。（） 7.蜗杆传动具有传动比大的特点。（） 8、蜗杆传动中，一般蜗轮为主动件，蜗杆为从动件。（） 9.蜗杆的头数越小，蜗杆的传动比就越大。（） 10.不同齿数，相同模数的标准渐开线直齿圆柱齿轮分度圆上的压力角相等，齿厚不等。（） 三、名词解释 1．渐开线 四、简答题 1．分析蜗杆传动的优缺点。
齿轮基础知识问答 1.什么是齿廓啮合基本定律，什么是定传动比的齿廓啮合基本定律？齿廓啮合基本定律的作用是什么？ 答：一对齿轮啮合传动，齿廓在任意一点接触，传动比等于两轮连心线被接触点的公法线所分两线段的反比，这一规律称为齿廓啮合基本定律。若所有齿廓接触点的公法线交连心线于固定点，则为定传动比齿廓啮合基本定律。 作用；用传动比是否恒定对齿廓曲线提出要求。 2.什么是节点、节线、节圆？节点在齿轮上的轨迹是圆形的称为什么齿轮？ 答：齿廓接触点的公法线与连心线的交点称为节点，一对齿廓啮合过程中节点在齿轮上的轨迹称为节线，节线是圆形的称为节圆。具有节圆的齿轮为圆形齿轮，否则为非圆形齿轮。 3.什么是共轭齿廊？ 答：满足齿廓啮合基本定律的一对齿廓称为共轭齿廓。 4.渐开线是如何形成的？有什么性质？ 答：发生线在基圆上纯滚动，发生线上任一点的轨迹称为渐开线。 性质：（1）发生线滚过的直线长度等于基圆上被滚过的弧长。 （2）渐开线上任一点的法线必切于基圆。 （3）渐开线上愈接近基圆的点曲率半径愈小，反之则大，渐开线愈平直。 （4）同一基圆上的两条渐开线的法线方向的距离相等。 （5）渐开线的形状取决于基圆的大小，在展角相同时基圆愈小，渐开线曲率愈大，基圆愈大，曲率愈小，基圆无穷大，渐开线变成直线。 （6）基圆内无渐开线。 5.请写出渐开线极坐标方程。 答：rk = rb / cos αk θk= inv αk = tgαk一αk 6.渐开线齿廓满足齿廓啮合基本定律的原因是什么？ 答；（1）由渐开线性质中，渐开线任一点的法线必切于基圆 （2）两圆的同侧内公切线只有一条，并且两轮齿廓渐开线接触点公法线必切于两基圆，因此节点只有一个，即 i12 ＝ω1 / ω2 ＝O2P / O1P ＝r2′/ r1′= rb2 / rb1 = 常数 7．什么是啮合线？ 答：两轮齿廓接触点的轨迹。 8．渐开线齿廓啮合有哪些特点，为什么？ 答：（1）传动比恒定，因为i12 ＝ω1 /ω2＝r2′/r1′ ，因为两基圆的同侧内公切线只有一条，并且是两齿廓接触点的公法线和啮合线，因此与连心线交点只有一个。故传动比恒定。 （2）中心距具有可分性，转动比不变，因为i12 ＝ω1 /ω2＝rb2 / rb1 ，所以一对齿轮加工完后传动比就已经确定，与中心距无关。
目录 1 机械制图基础知识 (1) 1.1 尺寸注法的常用简化表示法 (1) 1.2 中心孔表示法 (2) 1.2.1 75°、90°中心孔 (3) 1.2.2 60°中心孔 (4) 1.3 退刀槽 (5) 1.4 焊缝 (6) 1.5 装配通用技术条件 (7) 1.5.1 连接装配方式 (7) 1.5.2 滚动轴承的装配 (8) 1.5.3 齿轮与齿轮箱装配 (9) 2 螺纹及螺纹连接 (10) 2.1 螺纹的标记方法 (10) 2.2 螺塞与连接螺孔尺寸 (10) 2.3 孔沿圆周的配置 (11) 2.4 螺栓和螺钉通孔尺寸 (11) 2.5 六角螺栓和六角螺母用沉孔尺寸 (11) 2.6 普通螺纹的余留长度 (11) 2.7 扳手空间 (12) 3 键连接 (13) 3.1 平键键槽的尺寸与公差 (13) 3.2 普通平键的尺寸与公差 (14) 4 轴承的选型 (15) 4.1 轴承的分类 (15) 4.2 轴承与轴的配合 (16) 4.3 轴承与外壳的配合 (17) 4.4 配合表面的粗糙度和形位公差 (17) 4.5 选择润滑油或润滑脂的一般原则 (18)
4.6 轴承配置 (19) 5 渐开线圆柱齿轮 (22) 5.1 渐开线圆柱齿轮模数 (22) 5.2 传动参数选择 (23) 5.3 变位齿轮传动 (24) 5.4 最少齿数 (25) 5.5 标准齿轮传动的几何计算 (25) 5.6 高变位齿轮传动的几何计算 (26) 5.7 角变位齿轮传动的几何计算 (27) 5.8 端面重合度εα的确定 (29) 6 减速器设计 (31) 6.1 焊接箱体钢板厚度及焊接尺寸 (31) 6.2 箱体结构设计 (31) 6.3 减速器附件 (35) 6.3.1 油尺和油尺套 (35) 6.3.2 透气塞 (36) 6.3.3 通气罩 (36) 6.3.4 螺塞 (36) 6.3.5 视孔盖 (37) 6.4 齿轮传动的润滑 (37) 6.5 减速器技术要求 (38) 7 齿轮传动设计计算 (39) 7.1 轮齿受力计算 (39) 7.2 齿轮主要尺寸的初步确定 (39) 7.2.1 齿面接触强度 (39) 7.2.2 初步确定模数、齿数 (40) 7.3 齿轮疲劳强度校核计算 (41) 7.3.1 齿面接触强度校核 (41) 7.3.2 轮齿弯曲强度校核 (45) 7.4 计算例题 (46)
第七章齿轮传动 7-1 基础知识 一、齿轮传动的主要类型及特点 齿轮传动是最基本的机械传动形式之一，它的特点是传动准确、可靠、效率高，传递功率和速度的范围大。 齿轮传动按工作条件划分，则可分为：开式齿轮传动、半开式齿轮传动以及闭式齿轮传动。 （1）开式齿轮传动的齿轮完全暴露在外边，因此杂物易于侵入、润滑不良，齿面容易磨损，通常用于低速传动。 （2）半开式齿轮传动装有简单的防护装置，工作条件有一定的改善。 （3）闭式齿轮传动的的齿轮安装在封闭的箱体内，润滑及防护条件最好，常用于重要的场合。 齿轮传动按相互啮合的齿轮轴线相对位置划分，则可分为：圆柱齿轮传动、圆锥齿轮传动以及齿轮齿条传动。 （1）圆柱齿轮传动用于两平行轴之间的传动。 （2）圆锥齿轮传动用于两相交轴之间的传动。 （3）齿轮齿条传动可将旋转运动变为直线运动。 二、齿轮传动的失效形式及设计准则 1．齿轮传动的失效形式 齿轮传动的失效主要发生在轮齿。常见的失效形式有：轮齿折断、齿面磨损、齿面点蚀、齿面胶合和塑性变形。 （1）轮齿折断 闭式传动中，当齿轮的齿面较硬时，容易出现轮齿折断。另外齿轮受到突然过载时，也可能发生轮齿折断现象。 提高轮齿抗折断能力的措施有：增大齿根过渡圆角半径及消除加工刀痕；增大轴及支承的刚性；采用合理的热处理方法使齿芯具有足够的韧性；进行喷丸、滚压等表面强化处理。 （2）齿面磨损 齿面磨损是开式齿轮传动的主要失效形式之一。改用闭式齿轮传动是避免齿面磨损的最有效方法。 （3）齿面点蚀 齿面点蚀是闭式齿轮传动的主要失效形式，特别是在软齿面上更容易产生。 提高齿面抗点蚀能力措施有：提高齿轮材料的硬度；在啮合的轮齿间加注润滑油可以减小摩擦，减缓点蚀。 （4）齿面胶合 对于高速重载的齿轮传动，容易发生齿面胶合现象。另外低速重载的重型齿轮传动也会产生齿面胶合失效，即冷胶合。 提高齿面抗胶合能力的措施：提高齿面硬度和降低齿面粗糙度值；加强润滑措施，如采用抗胶合能力高的润滑油，在润滑油中加入添加剂等。 （5）塑性变形 塑性变形一般发生在硬度低的齿面上；但在重载作用下，硬度高的齿轮上也会出现。 提高轮齿抗塑性变形能力的措施：提高轮齿齿面硬度；采用高粘度的或加有极压添加剂的润滑油等。 2．设计准则 目前设计一般使用的齿轮传动时，通常只按保证齿根弯曲疲劳强度及保证齿面接触疲劳强度两准则进行计算。 d，（1）在闭式齿轮传动中，一般应先按接触疲劳强度设计，计算出齿轮的分度圆直径及其主要几何参数（ 1 b等），然后对其轮齿的抗弯疲劳强度进行校核。但是当齿面的硬度较高（硬度＞350 HBS）时，弯曲折断是主要失效形式，其轮齿的弯曲疲劳强度相对较弱，此时一般按轮齿齿根的抗弯疲劳强度设计，然后再校核其齿面接触疲劳强度。 （2）在开式（半开式）齿轮传动中，齿轮的失效形式主要是齿面磨损和轮齿的弯曲疲劳折断，因此目前通
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（2）渐开线上任意一点的法线必切于基圆。 （3）渐开线上各点压力角不等，离圆心越远处的压力角越大。基圆上压力角为零。渐开线上任意点K处的压力角是力的作用方向（法线方向）与运动速度方向（垂直向径方向）的夹角αK（图10-1），由几何关系可推出 K b 1 K cos r r - = α（10-1）式中r b—基圆半径，r K—K点向径 （4）.渐开线的形状取决于基圆半径的大小。基圆半径越大，渐开线越趋平直（图10-2）。 （5）.基圆以内无渐开线。 图10-1 渐开线的形成及压力角10-2 渐开线形状与基圆大小的关系 10.2.3 渐开线齿廓的啮合特性 两相互啮合的齿廓E1和E2在K点接触（如图10-3），过K点作两齿廓的公法线nn，它与连心线O1O2的交点C称为节点。以O1、O2为圆心，以O1C（r1'）、O2C（r2'）为半径所作的圆称为节圆，因两齿轮的节圆在C点处作相对纯滚动，由此可推得 ' 1 ' 2 1 2 2 1 r r C O C O i= = = ω ω （10-2）一对传动齿轮的瞬时角速度与其连心线被齿廓接触点的公法线所分割的两线段长度成反比，这个定律称为齿廓啮合基本定律。由此推论，欲使两齿轮瞬时传动比恒定不变，过接触点所作的公法线都必须与连心线交于一定点。 10.2.3 渐开线齿廓的啮合特性 1. 渐开线齿廓能保证定传动比传动 一对齿轮传动，其渐开线齿廓在任意点K接触（图10-3），可证明其瞬时传动比恒定。过K点作两齿廓的公法线nn，它与连心线O1O2交于C点。由渐开线特性推知齿廓上各点法
线切于基圆，齿廓公法线必为两基圆的内公切线N1N2，N1N2与连心线O1O2交于定点C。 2. 中心距的可分性 由△N1O1C∽△N2O2C，可推得 1b 2 b 1 2 2 1 r r C O C O i= = = ω ω （10-3）渐开线齿轮制成后，基圆半径是定值。渐开线齿轮啮合时，即使两轮中心距稍有改变，过接触点 齿廓公法线仍与两轮连心线交于一定点，瞬时传动比保持恒定，这种性质称为渐开线齿轮传动的可分离性，这为其加工和安装带来方便。 图10-3 齿廓啮合基本定律图10-4 渐开线齿廓啮合 3. 齿廓间的正压力方向不变 齿轮无论在哪点接触，过接触点做公法线，公法线总是两圆的内公切线n1n2。 1．分度圆、模数和压力角（图10-5） 齿轮上作为齿轮尺寸基准的圆称为分度圆，分度圆以d表示。相邻两齿同侧齿廓间的分度圆弧长称为齿距，以p表示，p=πd/z，z为齿数。齿距p与π的比值p/π称为模数，以m表示。模数是齿轮的基本参数，有国家标准，见表4-1。由此可知： 齿距p= mπ （4-4）分度圆直径d= m z （4-5）渐开线齿廓上与分度圆交点处的压力角α称为分度圆压力角，简称压力角，国家规定标准压力角
齿轮传动装置装配基础知识 常用的齿轮传动装置有圆柱齿轮、圆锥齿轮和蜗杆蜗轮等三种。 齿轮传动装置正确装配的基本要求是：正确装配和固定→精确保持相对位置→具有啮合间隙→保证工作表面良好接触。装配正确的齿轮运转时：速度均匀、无振动和噪音。 装配步骤是： ①对零件进行清洗、去除毛刺，并按图纸要求检查零件的尺寸、几何形状、位置精度及表面粗糙度等。 ②对装配式齿轮（蜗轮），先进行齿轮（蜗轮）的自身装配，并固定之。 ③将齿轮（蜗轮）装于轴上，并装配好滚动轴承。 ④齿轮—轴（蜗杆、蜗轮—轴）安装就位。 ⑤安装后的齿轮接触质量（啮合间隙、接触面积）检查。 （一）圆柱齿轮传动装置的装配 1．齿轮与轴的配合 齿轮与轴的配合面在压入前应涂润滑油。配合面为锥形面时，应用涂色法检查接触状况，对接触不良的应进行刮削，使之达到要求。装配好后的齿轮—轴应检查齿轮齿圈的径向跳动和端面跳动。 2．两啮合齿轮的中心距和轴线平行度的检查 （1）中心距的检查 在齿轮轴未装入齿轮箱中以前，可以用特制的游标卡尺来测量两轴承座孔的中心距。或利用检验心轴和内径千分尺或游标卡尺来进行测量。 （2）轴线平行度的检查 1m 长度上轴线平行度的偏差量为δfx 和δfy （即为轴线平行度），可分别用下面的两式来表示： )/(1000),/(1000m mm b f f m mm b f f y y x x ?=?=δδ 检查前，先将齿轮轴或检验心轴放置在齿轮箱的轴承座孔内，然后用内径千分尺来测量x 方向上轴线的平行度（即两根轴线在1m 长度上的中心距的差值），
再用水平仪来测量y方向上的轴线的平行度（即两根轴线水平度的差值）。 3．啮合间隙的检查 齿轮啮合间隙的功用是储存润滑油、补偿齿轮尺寸的加工误差和中心距的装配误差，以及补偿齿轮和齿轮箱在工作时的热变形和弹性变形。一般正常啮合的 ） 圆柱齿轮的顶隙（C=0.25m n ， 齿轮啮合间隙的检查方法有以下三种： （1）塞尺法用塞尺可以直接测量出齿轮的顶隙和侧隙。 （2）千分表法用千分表可以间接测量出正齿轮的侧隙。 若被测的是斜齿轮，则法面上的实际侧隙j n=cosαn cosβ。式中αn为斜齿轮的法向压力角（20°），β为斜齿轮的螺旋角（8°~ 20°）。 当被测齿轮副的中心距为可调时，则中心距的变化量Δf a与实际侧隙的变化量Δj n之间的关系为：Δj n=2Δf a·sinα（正齿轮）或Δj n=2Δf a·sinαn（斜齿轮）。 （3）压铅法压铅法是测量顶隙和侧隙最常用的方法。测量时，先将铅丝放置在齿轮上，然后使齿轮啮合滚压，压扁后的铅丝厚度，就相当于顶隙和侧隙的数值，其值可以用游标卡尺或千分尺测量，铅丝最厚部分的厚度为顶隙c，相邻两较薄部分的厚度之和为侧隙j n=j n′+j n″。 对于大型的宽齿轮，必须放置两条以上的铅丝，才能正确的测量出啮合间隙。此时不仅可以根据它来检查间隙，而且还能检查出齿轮轴线的平行度。 4．齿轮啮合接触面的检查与调整 其检查方法一般采用涂色法，即将红铅油均匀的涂在主动齿轮的轮齿面上，用其来驱动从动齿轮数圈后，则色迹印显出来，根据色迹可以判定齿轮啮合接触面是否正确。装配正确的齿轮啮合接触面必须均匀的分布在节线上下，接触面积应符合要求。装配后齿轮啮合接触面常有几种情况。 为了纠正不正确的啮合接触，可采用改变齿轮中心线的位置、研刮轴瓦或加工齿形等方法来修正。当齿轮啮合位置正确，而接触面积太小时，可在齿面上加研磨剂，并使两齿轮转动进行研磨，使其达到足够的接触面积。
1 定轴轮系的传动比等于各对齿轮传动比的连乘积。（） 周转轮系的传动比等于各对齿轮传动比的连乘积。（） 行星轮系中若系杆为原动件可驱动中心轮，则反之不论什么情况，以中心轮为原动件时也一定可驱动系杆。（） 平面定轴轮系传动比的大小等于（ 1 ）；从动轮的回转方向可用（ 1 ）方法来确定。 所谓定轴轮系是指①（ 1 ），而周转轮系是指②（ 1 ） 在图示轮系中，已知：蜗杆为单头且右旋，转速n 1 1440 = r/min,转动方向如图 示，其余各轮齿数为：z 2 40 ?=，z 2 20 ' =，z 3 30 =，z 3 18 ' =，z 4 54 ?=，试： （1）说明轮系属于何种类型； （2）计算齿轮4的转速n 4 ； （3）在图中标出齿轮4的转动方向。 在图示轮系中，根据齿轮1的转动方向，在图上标出蜗轮4的转动方向。
1、在图示的轮系中，已知各轮齿数为z z z z z 1235620 =====，已知齿轮1、4、 5、7为同轴线，试求该轮系的传动比i 17 。 2、在图示的轮系中，已知z 1 24 =，z 2 18 =，z 3 15 =，z 3 30 ' =，z 4 105 =，当轴转 速n I =19r/min时，试求轴和轮2的转速n I I ，n 2 。
3、计算图示轮系的传动比i H 1，并确定输出杆H的转向。已知各轮齿数z 1 1 =， z 2 40 =， z 224 '=，z 3 72 =，z 3 18 ' =，z 4 114 =，蜗杆左旋，n 1 转向如图示。 4、在图示增速器轮系中，设已知各轮齿数为z z z z z z 123456 ,,,,,。试求 传动比i 16 。