MC尼龙齿轮的设计
1.MC尼龙齿轮是金属等齿轮的替代品
MC尼龙兼有耐疲劳、抗冲击和耐磨等性质，使其在齿轮应用上极受欢迎，已成功地应用在直齿轮、蜗轮、斜齿轮和螺旋齿轮上有25年的历史。今天在各行业，MC尼龙齿轮正不断地替代钢材、木材、铜材、铸铁、酚醛。
MC尼龙齿轮有如下优点；
◆运行噪音低
◆无润滑运行
◆比传统的金属齿轮惯性低
◆耐腐蚀性
尽管MC尼龙齿轮的强度明显比相应的金属齿轮低，由于它的低摩擦性和低惯性，以及热塑性塑料齿轮轮齿的弹性（弯曲），在很多应用上可以直接替代金属--尤其是非铁金属、铸铁和未经淬硬处理的钢材。
◆材料强度和是否需要润滑？
◆节圆的线速率？
◆所需的服务时间？
◆工作条件下的环境温度？
2.直齿轮的设计
步骤1
获得需要的应用数据
模数，P
齿数，N
压力角，PA
齿宽，f (英寸)
输入速度，n (RPM)
输入扭矩，TI
或输入马力，HPI
步骤2
获得推导数据和修正系数
节圆直径，DP=N/P
齿形系数，y
屈服应力，Sb
工作寿命系数，CS
速率因素，CV
材料强度因素，Cm
温度修正系数，CT
◆环境温度〈100oF, CT=1
◆ 100oF<环境温度<200oF
CT=1/1(1+α(T-100oF)) 这里，α=0.022对应 MC尼龙
α=0.004对应尼龙101
α=0.010对应聚甲醛
步骤3
用公式（1）和（2）计算最大扭矩或马力
TMAX= DPSbfyCs Cv Cm CT /2P （1）
HPMAX= DPSbfyn CS CV Cm CT / 126000 P （2）
步骤4
将最大力矩（TMAX）和最大马力（HMAX）与已知塑料齿轮的输入力矩（Ti）和马力（Hi）比较。
Ti 必须小于或等于TMAX
Hi 必须小于或等于HMAX
如塑料齿轮的Hi 和TI超过TMAX和 HMAX，选另外一种材料或另一分度圆直径和齿厚，按照新的材料修正系数重新计算。
3.螺旋齿轮的设计
为确定作用在塑料螺旋齿轮所受的应力，需要修改直齿轮设计公式1和2，以补偿二者之间齿形不同而所受的接触压力不同。齿形系数Y是按可成形齿数计算，而不是按实际齿数计算。计算公式：Nf = N /（cosU）3
这里:
Nf =可成形的齿数
N =实际齿数
U =螺旋角（度数）
另外，螺旋齿轮模数的计算也不能按直齿轮设计公式（1）和（2），而是：
PN = P/ cosU
这里：PN=模数
从这公式发现螺旋角增加对齿轮的影响是很大的。金属螺旋齿轮通常特点是能降低噪声和振动；值得注意的是，等效的塑料直齿轮可以更有效地降低噪声和振动。
4.斜齿轮
斜齿轮齿形系数y的计算采用下列公式：
Nf = N/cosφ
这里：φ=分度角（度数）
值得注意的是对于斜齿轮而言，公式（1）和（2）中的模数和分度圆直径所对应的齿形更大。
5.装配
MC尼龙非常适合制造批量比较小例如500件）
的大型齿轮。首先浇铸成毛坯件，然后机械加工成制
品，其过程与金属齿轮的加工相似。
这里提供改进MC尼龙直齿轮适用性的方法，通
常采用一系列的技术来保证齿轮与轴之间的固定，包
括：
◆传递的力矩较低时，通过开键槽或滚花軸进行
压配；
◆对于较便宜的低力矩齿轮，可用螺丝固定；
◆对于数量较少的驱动齿轮，通过螺栓沿齿宽连接一个金属轮毂固定；
◆传递的力矩较大时，采用机械式开键槽固定。键槽倒圆角后要比方形更好地消除拐角处的应力集中。最小的拐角键槽面积计算公式如下：
A = 63000H/nrSk
这里：A=键槽面积
H=传递马力
n=齿速(rpm’s)
r=平均键槽半径
Sk=最大允许的键槽应力，见表15。
表15. 连续工作齿轮的最大允许键槽
应力Sk
如果从上面公式确定的键槽尺寸不实用，那么应采用带键的法兰式轮毂和检查板，检查板用螺栓连接在齿轮上，螺栓处于特别的节圆半径上。所需螺栓数量及其直径按下面公式计算：
最少螺栓数目= 63000HP/ n r1A1Sk
r1=螺栓的节圆半径
A1=螺栓的投影面积（螺栓直径X与螺栓接触的齿宽）
在装齿轮时不要过度拧紧螺栓，以免齿轮在正常运转状况下，因材料膨胀导致齿轮破裂或者螺栓被剪断。而且，尽管尼龙垫圈的使用效果较满意，但我们推荐使用杯形垫圈或相似产品。
设计要点
在设计MC尼龙齿轮时，不仅要考虑材料的许用应力，还要考虑它的形变因素。
◆塑料齿轮和金属齿轮相配合时，散热性和其他性能最理想。当全为塑料齿轮系统运
行时，建议使用不相同的材料（如尼龙和酚醛塑
料）。
◆因磨擦热和环境条件的变化，塑料比金属热膨胀系数高许多，塑料齿轮需要足够的
齿隙，建议齿隙的大小用下列公式计算：
当齿数为35以下时，齿隙= (0.06～0.1) P (模数)
当齿数为35以上时，齿隙按照HACHMAN 提出的实验公式计算。
◆整个齿根都倒圆角、压力角200 的齿轮，其屈服强度比14.50压力角的齿轮得到极大
提高，其负荷能力比后者增加15%，或者在同等条件下延长其使用寿命3.5倍。
◆在满足负荷情况下，考虑选择最小齿的设计，这样使高速运行产生的齿热最少。
◆为了使齿轮具有更高的扭矩，可以考虑将机械加工的钢件直接铸造在齿轮里。
◆在所提供的环境因素诸如温度、湿度和化学条件下，MC尼龙齿轮通常优于其它工程
塑料。材料的选择既取决于环境也取决于操作运行条件。
◆MC尼龙的使用温度极限约120℃，当摩擦热引起的温度上升超过此极限时，齿轮将无
法正常工作；如负载不变时，摩擦热随着齿轮转速的增高而增大，极限情况下甚至
导致齿牙表面熔融。因此，我们建议MC尼龙齿轮的最大线速度应该限制在25 m/s以
内。齿形系数
1、齿轮传动 分类：平面齿轮传动、空间齿轮传动。 优点：适用的圆周速度和功率范围广；传动比准确、稳定、效率高。；工作可靠性高、寿命长。；可实现平行轴、任意角相交轴和任意角交错轴之间的传动 缺点：要求较高的制造和安装精度、成本较高。；不适宜远距离两轴之间的传动。渐开线标准齿轮基本尺寸的名称有齿顶圆；齿根圆；分度圆；摸数；压力角等。 2、涡轮涡杆传动 适用于空间垂直而不相交的两轴间的运动和动力。 优点：传动比大。；结构尺寸紧凑。 缺点：轴向力大、易发热、效率低。；只能单向传动。 涡轮涡杆传动的主要参数有：模数；压力角；蜗轮分度圆；蜗杆分度圆；导程；蜗轮齿数；蜗杆头数；传动比等。 3、带传动 包括主动轮、从动轮；环形带 1）用于两轴平行回转方向相同的场合，称为开口运动，中心距和包角的概念。 2）带的型式按横截面形状可分为平带、V带和特殊带三大类。 3）应用时重点是：传动比的计算；带的应力分析计算；单根V带的许用功率。 优点：适用于两轴中心距较大的传动；、带具有良好的挠性，可缓和冲击，吸收振动；过载时打滑防止损坏其他零部件；结构简单、成本低廉。 缺点：传动的外廓尺寸较大；、需张紧装置；由于打滑，不能保证固定不变的传动比；带的寿命较短；传动效率较低。 4、链传动 包括主动链、从动链；环形链条。 链传动与齿轮传动相比，其主要特点：制造和安装精度要求较低；中心距较大时，其传动结构简单；瞬时链速和瞬时传动比不是常数，传动平稳性较差。 5、轮系 1）轮系分为定轴轮系和周转轮系两种类型。 2）轮系中的输入轴与输出轴的角速度(或转速)之比称为轮系的传动比。等于各对啮合齿轮中所有从动齿轮齿数的乘积与所有主动齿轮齿数乘积之比。 3）在周转轮系中，轴线位置变动的齿轮，即既作自转，又作公转的齿轮，称为行星轮,轴线位置固定的齿轮则称为中心轮或太阳轮。
齿轮齿条，同步带，丝杠对比 齿轮齿条，承载力大，传动精度较高，可达0.1mm，可无限长度对接延续，传动速度可以很高，>2m/s，缺点：若加工安装精度差，传动噪音大，磨损大。典型用途：大版面钢板、玻璃数控切割机，建筑施工升降机可达30层楼高。 同步带，承载力较大，负载再大就要加宽皮带，传动精度较高，传动长度不可太大，否则需要考虑较大的弹性变形和振动，传动距离大尤其不适合精确定位、连续性运动控制，如大版面数控设备的XY轴，但是可用于伺服电机到传动齿轮或伺服电机到丝杠的短距离传动。优点：短距离传动速度可以很高，噪音低。典型用途:小型数控设备、某些打印机 丝杠，（1）普通梯形丝杠可以自锁，这是最大优点，但是传动效率低下，比上述二者低许多，所以不适合高速往返传动。缺点是时间久了传动间隙大，回程精度差，用在垂直传动较合适。 （2）滚珠丝杠不能自锁，传动效率高，精度高，噪音低，适合高速往返传动，但是水平传动时跨距大了要考虑极限转速和自重下垂变形，所以传动长度不可太大，要么改用丝母旋转丝杠不动，但还是不能太长，要么就用齿轮齿条。典型用途：数控机床，小版面数控切割机 应用上的区别？ 在长距离重负载直线运动上，丝杆有可能强度不够，就会导致机子出现震动、抖动等情况，严重的，会导致丝杆弯曲、变形、甚至断裂等等；而齿条就不会有这样的情况，齿条可以长距离无限接长并且高速运转而不影响齿条精度（当然这个跟装配、床身本身精度都有关系），丝杆就做不到这一点，但在短距离直线运动中，丝杆的精度明显要比齿条高得多。另外就是，齿条齿轮传动对于机子结构设计来讲要相对简单一些。反正，各有优劣，所以，丝杆有丝杆的市场，齿条有齿条的市场。互不影响。 当标准外齿轮的齿数增加到无穷多时，齿轮上的基圆和其它圆都变成了相互平行的直线，同侧渐开线齿廓也变成了相互平行的斜直线齿廓，这就是齿条。齿条与齿轮相比有以下两个特点： （1）由于齿条齿廓是直线，所以齿廓上各点的法线是平行的。又由于齿条在传动时作平动，齿廓上各点的速度大小、方向都相同，所以齿条上各点的压力角都相等，等于齿廓的倾斜角（齿形角），标准值是。 （2）与齿顶线平行的各直线上的齿距都相同，模数为同一标准值，其中齿厚与齿槽宽相等且与齿顶线平行的直线称为中线，它是确定齿条各部分尺寸的基准线。 标准齿条的齿部尺寸与，与标准齿轮相同。 但是在进行冲压的加工时，由于在冲压过程中冲压行程是工作行程，而返回时是非工作过程，则在加工工件时要尽量满足工件在返回时减少时间。所以要满足此机构有急回特性。但是齿轮齿条不能满足急回的特性，不能增加工件的冲压加工效率，齿轮齿条加工的运动形式不符合；则排除此工艺的加工方式。
齿轮传动、蜗杆传动、带传动、链轮传动的优缺点超全
几种传动形式之间的比较齿轮传动用来传递任意两轴间的运动和动力 齿轮传动与带传动相比主要有以下优点： （1）传递动力大、效率高； （2）寿命长，工作平稳，可靠性高； （3）能保证恒定的传动比，能传递任意夹角两轴间的运动 齿轮传动与带传动相比主要缺点有： （1）制造、安装精度要求较高，因而成本也较高； （2）不宜作远距离传动。 (3 ) 无过载保护 (4 ) 需专门加工设备
蜗轮蜗杆用于传递交错轴之间的回转运动和动力 带传动和链传动都是通过中间挠性件（带或链）传递运动和力的，适用于传递两轴中心距较大的场合 链传动的特点:①和齿轮传动比较,它可以在两轴中心相距较远的情况下传递运动和动力;②能在低速、重载和高温条件下及灰土飞扬的不良环境中工作;③和带传动比较,它能保证准确的平均传动比,传递功率较大,且作用在轴和轴承上的力较小;④传递效率较高,一般可达～;⑤链条的铰链磨损后,使得节距变大造成脱落现象;⑥安装和维修要求较高.链轮材料一般是结构钢等. 带传动(皮带传动)特点(优点和缺点):①结构简单,适用于两轴中心距较大的传动场合;②传动平稳无噪声,能缓冲、吸振;③过载时带将会在带轮上打滑,可防止薄弱零部件损坏,起到安全保护作用;④不能保证精确的传动比.带轮材料一般是铸铁等. 齿轮传动的特点:①能保证瞬时传动比恒定,平稳性较高,传递运动准确可靠;②传递的功率和速度范围较大;③结构紧凑、工作可靠,可实现较大的传动比;④传动效率高,使用寿命长;⑤齿轮的制造、安装要求较高.齿轮材料一般是铸铁等. 涡轮蜗杆传动最主要的特点就是具有反向自锁的功能，而且相比其它传动具有较大的速比，涡轮蜗杆的输入、输出轴不在同一轴线上，甚至不在同一个平面上。自身的缺点，那就是涡轮蜗杆的传动效率不够高，精度也不是很高
关于齿轮传动与皮带传动的优缺点 【摘要】伴随科技技术的不断升级和创新，我国机械制造业的创新也在与时俱进，比如要求不断加强对传动领域的研究和投入。本文将从通过齿轮传动与皮带传动的对比，分析带齿皮带传动的重要作用。 【关键词】齿轮传动；皮带传动；机械制造 近些年来，在我国的机械制造领域，同步的皮带传动以其恒定和高效率的优点得到了更加广泛的应用。因为带齿皮带传动不仅能够够降低能，消耗费用，而且能够降低传动费用。 一、齿轮传动与皮带传动的概念区别 在空压机的传动系统中，一般可分为直接传动和皮带传动，长期以来，两种传动方式孰优孰劣一直是业界争论的焦点之一。螺杆式空压机的直接传动指的是马达主轴经由连轴器和齿轮箱变速来驱动转子，这实际上并不是真正意义上的直接传动。真正意义上的直接传动指的是马达与转子直接相连（同轴）且两者速度一样。这种情况显然是极少的。因此那种认为直接传动没有能量损耗的观点是不对的。只有1：1直联才是真正意义上的直联。另一种传动方式为皮带传动，这种传动方式允许通过不同直径的皮带轮来改变转子的转速。下面所讨论的皮带传动系统是指满足下列条件的代表最新科技的自动化系统：每一运转状态之皮带张力均达到优化值。通过避免过大的启动张力，大大延长了皮带之寿命，同时降低了马达和转子轴承的负荷。始终确保正确的皮带轮连接。更换皮带相当容易和快捷，且不须对原有设定作调整。整个皮带驱动系统安全无故障运转。值得一提的是，主张直接齿轮传动的制造商本身也有一部分产品采用皮带传动。 二、齿轮传动与皮带传动的优缺点比较 齿轮传动的过程与皮带传动的原理有着明显的区别。齿轮的传动主要是通过带有传动装置的多级变速器来完成的。齿轮传动的过程是通过双离合器来达到副轴齿轮传动的过程，通过这个过程形成了扭矩流，这种装置带有多个共面的齿轮组，这种齿轮组具有很多个副轴的齿轮。这些齿轮可以带动其他的齿轮进行传动。而皮带传动是可广泛替代已有扰性传动和齿轮传动的传动机构，由杆轮和作为扰性曳引元件的杆共同构成。作为传统的链传动的替代解决方案，本文所述的带齿皮带在同步传动时撇示了它的高效性：可提高传动功率60%；相对于传统的传动解决方案在传递相同功率情况下可减少30%的重量。此外，均匀的功率传递、运行时的平稳性、运行时的洁净度和不需经常维护保养等是进一步的在经济和生态方面的特性。带齿皮带传动能满足远多于对传统的传动所提出的要求：传动系统的功率范围可以从具有很高回转矩的慢速运行传动(例如象重型的链传动)一直延伸到具有几百千瓦的功率传动。 1、效率
行星齿轮减速机主要传动结构为：行星轮，太阳轮，外齿圈。行星减速机因为结构原因，单级减速最小为3，最大一般不超过10，常见减速比为：3.4.5.6.8.10，减速机级数一般不超过3，但有部分大减速比定制减速机有4级减速。相对其他减速机，行星减速机具有高刚性、高精度(单级可做到1分以内)、高传动效率(单级在97%-98%)、高的扭矩/体积比、终身免维护等特点。因为这些特点，行星减速机多数是安装在步进电机和伺服电机上，用来降低转速，提升扭矩，匹配惯量。行星减速机额定输入转速最高可达到18000rpm(与减速机本身大小有关，减速机越大，额定输入转速越小)以上，工业级行星减速机输出扭矩一般不超过2000Nm，特制超大扭矩行星减速机可做到10000Nm以上。工作温度一般在-25℃到100℃左右，通过改变润滑脂可改变其工作温度。 行星齿轮减速机构成及意义、特点 行星减速机主要传动结构为:行星轮,太阳轮,外齿圈. 行星减速机因为结构原因,单级减速最小为3,最大一般不超过10,常见减速比为:3.4.5.6.8.10,减速机级数一般不超过3,但有部分大减速比定制减速机有4级减速. 相对其他减速机,行星减速机具有高刚性,高精度(单级可做到1分以内),高传动效率(单级在97%-98%),高的扭矩/体积比,终身免维护等特点. 因为这些特点,行星减速机多数是安装在步进电机和伺服电机上,用来降低转速,提升扭矩,匹配惯量. 减速机额定输入转速最高可达到18000rpm(与减速机本身大小有关,减速机越大,额定输入转速越小)以上,工业级行星减速机输出扭矩一般不超过2000Nm,特制超大扭矩行星减速机可做到10000Nm以上.工作温度一般在-25℃到100℃左右,通过改变润滑脂可改变其工作温度. 行星减速机的几个概念: 级数:行星齿轮的套数.由于一套星星齿轮无法满足较大的传动比,有时需要2套或者3套来满足拥护较大的传动比的要求.由于增加了星星齿轮的数量,所以2级或3级减速机的长度会有所增加,效率会有所下降. 回程间隙:将输出端固定,输入端顺时针和逆时针方向旋转,使输入端产生额定扭矩+-2%扭矩时,减速机输入端有一个微小的角位移,此角位移就是回程间隙.单位是"分",就是一度的六十分之一.也有人称之为背隙. 行星减速机是一种用途广泛的工业产品，其性能可与其它军品级减速机产品相媲美，却有着工业级产品的价格，被应用于广泛的工业场合。 该减速器体积小、重量轻，承载能力高，使用寿命长、运转平稳，噪声低。具有功率分流、多齿啮合独用的特性。最大输入功率可达104kW。适用于起重运输、工程机械、冶金、矿山、石油化工、建筑机械、轻工纺织、医疗器械、仪器仪表、汽车、船舶、兵器和航空航
齿轮传动、带传动、链传动是机械传动种比较重要的几类传动， 许多同学在学习过程中很容易混淆，那么他们各自的优缺点是什 么呢，我们来综合比较一下。 齿轮传动的特点: ①能保证瞬时传动比恒定,平稳性较高,传递运动准确可靠 ; ②传递的功率和速度范围较大; ③结构紧凑、工作可靠,可实现较大的传动比; ④传动效率高,使用寿命长; ⑤齿轮的制造、安装要求较高. 缺点：制造和安装精度要求较高，不能缓冲，无过载保护作用，有噪音 带传动特点: ①结构简单,适用于两轴中心距较大的传动场合; ②传动平稳无噪声,能缓冲、吸振; ③过载时带将会在带轮上打滑,可防止薄弱零部件损坏, 起到安全保护作用; ④不能保证精确的传动比.带轮材料一般是铸铁等. 有滑动，传动比不能保持恒定，外廓尺寸大，带的寿命较短（通常为3500h～5000h），由于带的摩擦起电不宜用于易燃、易爆的地方，轴和轴承上作用力大 链传动的特点: ①和齿轮传动比较,它可以在两轴中心相距较远的情况下 传递运动和动力; ②能在低速、重载和高温条件下及灰土飞扬的不良环境 中工作; 在高温、油、酸等恶劣条件下能可靠工作，轴和轴承上的作用力 小 ③和带传动比较,它能保证准确的平均传动比,传递功率
较大,且作用在轴和轴承上的力较小; ④传递效率较高,一般可达0.95～0.97; ⑤链条的铰链磨损后,使得节距变大造成脱落现象; ⑥安装和维修要求较高.链轮材料一般是结构钢等. 虽然平均速比恒定，但运转时瞬时速度不均匀，有冲击、振动和噪音，寿命较低（一般为5000h～15000h） 蜗轮蜗杆传动 结构紧凑，外廓尺寸小，传动比大，传动比恒定，传动平稳，无噪音，可做成自锁机构 效率低，传递功率不宜过大，中高速需用价贵的青铜，制造精度要求高，刀具费用高 另外齿轮传动里面直齿轮、斜齿轮、锥齿轮、蜗杆的传动特点又不尽相同，我们在这里就不作一一论述。 带传动 缺点： 优点： 远距离传动可缓冲、减振，运转平稳过载保护结构简单, 精度低, 成本低外廓尺寸大弹性滑动，传动比不固定，效率低轴与轴承受力大寿命短需要张紧装置不宜用于高温, 易燃场合 ?带传动：?适合传动中心距较大的场合。?带具有弹性，可减缓吸振，传动平稳。?过载打滑，起过载保护作用。?结构简单、成本低廉。?链传动：?没有弹性?负载能力小
四大类机械传动方式优缺点四大类机 械传动方式 1．齿轮传动： 1）分类：平面齿轮传动、空间齿轮传动。 2）特点：优点适用的圆周速度和功率范围广；传动比准确、稳定、效率高。；工作可靠性高、寿命长。；可实现平行轴、任意角相交轴和任意角交错轴之间的传动 缺点要求较高的制造和安装精度、成本较高。；不适宜远距离两轴之间的传动。 3）渐开线标准齿轮基本尺寸的名称有齿顶圆；齿根圆；分度圆；摸数；压力角等。 2．涡轮涡杆传动： 适用于空间垂直而不相交的两轴间的运动和动力。 1）特点：优点传动比大。；结构尺寸紧凑。 缺点轴向力大、易发热、效率低。；只能单向传动。 涡轮涡杆传动的主要参数有：模数；压力角；蜗轮分度圆；蜗杆分度圆；导程；蜗轮齿数；蜗杆头数；传动比等。 3．带传动：包括主动轮、从动轮；环形带 1）用于两轴平行回转方向相同的场合，称为开口运动，中心距和包角的概念。 2）带的型式按横截面形状可分为平带、V带和特殊带三大类。
3）应用时重点是：传动比的计算；带的应力分析计算；单根V带的许用功率。 4）带传动的特点： 优点：适用于两轴中心距较大的传动；、带具有良好的挠性，可缓和冲击，吸收振动；过载时打滑防止损坏其他零部件；结构简单、成本低廉。 缺点：传动的外廓尺寸较大；、需张紧装置；由于打滑，不能保证固定不变的传动比；带的寿命较短；传动效率较低。 4．链传动包括主动链、从动链；环形链条。 链传动与齿轮传动相比，其主要特点：制造和安装精度要求较低；中心距较大时，其传动结构简单；瞬时链速和瞬时传动比不是常数，传动平稳性较差。 5．轮系 1）轮系分为定轴轮系和周转轮系两种类型。 2）轮系中的输入轴与输出轴的角速度(或转速)之比称为轮系的传动比。等于各对啮合齿轮中所有从动齿轮齿数的乘积与所有主动齿轮齿数乘积之比。 3）在周转轮系中，轴线位置变动的齿轮，即既作自转，又作公转的齿轮，称为行星轮,轴线位置固定的齿轮则称为中心轮或太阳轮。 4）周转轮系的传动比不能直接用求解定轴轮系传动比的方法来计算，必须利用相对运动的原理，用相对速度法(或称为反转法)将周转轮系转化成假想的定轴轮系进行计算。
第一节齿轮传动的特点和类型 一、齿轮传动的特点 齿轮传动是应用最为广泛的一种传动形式，与其它传动相比，具有传递的功率大、速度范围广、效率高、工作可靠、寿命长、结构紧凑、能保证恒定传动比；缺点是制造及安装精度要求高，成本高，不适于两轴中心距过大的传动。 二、齿轮传动分类 1、按轴线相互位置：平面齿轮传动和空间齿轮传动。 平面齿轮传动：按轮齿方向：直齿轮传动，斜齿轮传动和人字齿轮传动；按啮合方式：外啮合、内啮合和齿轮齿条传动； 空间齿轮传动：锥齿轮传动、交错轴斜齿轮传动和蜗杆蜗轮传动。 2、按齿轮是否封闭：开式和闭式齿轮传动 三、齿轮传动的基本要求 1、传动准确平稳； 齿廓啮合基本定律：为保证齿轮传动的瞬时传动比保持不变，则两轮不论在何处接触，过接触点所作两轮的公法线必须与两轮的连心线交于一定点。定点C称为节点，分别以O1、O2为圆心，过节点C所作的两个相切的圆称为节圆。根据齿廓曲线满足齿廓啮合基本定律制出的齿轮有渐开线齿轮、摆线齿轮和圆弧线齿轮。我们主要介绍渐开线齿轮。 渐开线的有关概念：1、发生线在基圆上滚过的长度等于基圆上相应被滚过的弧长；2、发生线即渐开线的法线，它始终与基圆相切，故也是基圆的切线；3、同一基圆上生成的任意两条反向渐开线间的公法线长度处处相等，任意两条同向渐开线间的法向距离处处相等；4、渐开线的形状取决于基圆的大小。基圆越小，渐开线越弯曲；基圆越大，渐开线越平直；5、基圆内无渐开线。 2、承载能力高和较长的使用寿命。 第二节渐开线齿轮的基本参数及几何尺寸计算 一、各部分名称 端平面：垂直于齿轮轴线的平面； 齿槽：相邻两轮之间的空间； 齿顶圆（da）、齿根圆（df）、齿槽宽（ek）、齿厚（sk）、齿顶高（ha）、齿根高（hf）、齿宽（p）、全齿高（h） 二、基本参数 1、模数m：； 2、压力角：规定分度圆上的压力角为标准压力角； 3、齿顶高系数：； 4、顶隙系数：； 5、齿数z：。当m、α不变时，z越大，db越大，渐开线越平直，若当z→∞时，db→∞，渐开线变成直线，齿轮变成齿条。 标准齿轮：m、α、ha＊、c＊皆为标准值且e＝s。 三、几何尺寸计算 1、内齿轮与外齿轮比较：内齿轮的齿根即外齿轮的齿顶，内齿轮的齿顶即外齿轮的齿根；内齿轮的df＞da＞db； 2、齿条与齿轮比较：齿条的齿廓曲线为直线，齿轮的齿廓曲线为曲线（渐开线）；对应的圆都变为直线，如分度线、齿顶线、齿根线；啮合角等于压力角，等于齿形角。齿条上所有轮齿的同侧齿廓都互相平行，齿廓任意位置的齿距都等于分度线的齿距，即pk＝p＝πm。 3、几何尺寸计算（见书表35－3） 例1、已知：m＝7mm，z1＝21、z2＝37，α＝20°，正常齿，求其几何尺寸。
皮带传动是一种依靠摩擦力来传递运动和动力的机械传动。它的特点主要表现在：皮带有良好的弹性，在工作中能缓和冲击和振动，运动平稳无噪音。载荷过大时皮带在轮上打滑，因而可以防止其他零件损坏，起安全保护作用。皮带是中间零件。它可以在一定范围内根据需要来选定长度，以适应中心距要求较大的工作条件。结构简单制造容易，安装和维修方便，成本较低。 缺点是：靠摩擦力传动，不能传递大功率。传动中有滑动，不能保持准确的传动比，效率较低。在传递同样大的圆周力时，外廓尺寸和轴上受力都比齿轮传动等啮合传动大。皮带磨损较快，寿命较短。 链传动的特点: 1）与带传动相比，没有弹性滑动，能保持准确的平均传动比，传动效率较高；链条不需要大的张紧力，所以轴与轴承所受载荷较小；不会打滑，传动可靠，过载能力强，能在低速重载下较好工作； 2）与齿轮传动相比，可以有较大的中心距，可在高温环境和多尘环境中工作，成本较低； 3）缺点是瞬时链速和瞬时传动比都是变化的，传动平稳性较差，工作中有冲击和噪声，不适合高速场合，不适用于转动方向频繁改变的情况。 齿轮传动能传递两个平行轴或相交轴或交错轴间的回转运动和转矩。 一、齿轮传动的特点 1)效率高在常用的机械传动中，以齿轮传动效率为最高，闭式传动效率为96%~99%，这对大功率传动有很大的经济意义。 2）结构紧凑比带、链传动所需的空间尺寸小。 4)传动比稳定传动比稳定往往是对传动性能的基本要求。齿轮传动获得广泛应用，正是由于其具有这一特点。
3)工作可靠、寿命长设计制造正确合理、使用维护良好的齿轮传动，工作十分可靠，寿命可长达一二十年，这也是其它机械传动所不能比拟的。这对车辆及在矿井内工作的机器尤为重要。 但是齿轮传动的制造及安装精度要求高，价格较贵，且不宜用于传动距离过大的场合。 常见传动方式的分类及其特点 在机械传动方面，常见的传动种类：带传动，链传动，轴传动，齿轮传动，蜗杆涡轮传动，摩擦轮传动，螺旋传动，液压传动，气压传动。 带传动一般有以下特点： 1．带有良好的饶性，能吸收震动，缓和冲击，传动平稳噪音小。 2．当带传动过载时，带在带轮上打滑，防止其他机件损坏，起到过载保护作用。 3．结构简单，制造，安装和维护方便； 4．带与带轮之间存在一定的弹性滑动，故不能保证恒定的传动比，传动精度和传动效率较低。 5．由于带工作时需要张紧，带对带轮轴有很大的压轴力。 6．带传动装置外廓尺寸大，结构不够紧凑。 7．带的寿命较短，需经常更换。 由于带传动存在上述特点，故通常用与中心距较大的两轴之间的传动传递功率一般不超过50KW。 链传动兼有带传动和齿轮传动的特点。
双曲面齿轮与螺旋锥齿轮 与螺旋锥齿轮传动相比，双曲面齿轮传动具有如下优点： （1）在工作过程中，双曲面齿轮副不仅存在沿齿高方向的侧向滑动，而且还有沿齿长方向的纵向滑动。纵向滑动可改善齿轮的磨合过程，使其具有更高的运转平稳性。 （2）由于存在偏移距，双曲面齿轮副使其主动齿轮的β1大于从动齿轮的β2，这样同时啮合的齿数较多，重合度较大，不仅提高了传动平稳性，而且使齿轮的弯曲强度提高约30%。 （3）双曲面齿轮传动的主动齿轮直径及螺旋角都较大，所以相啮合轮齿的当量曲率半径较相应的螺旋锥齿轮为大，其结果使齿面的接触强度提高。 （4）双曲面主动齿轮的β1变大，则不产生根切的最小齿数可减少，故可选用较少的齿数，有利于增加传动比。 （5）双曲面齿轮传动的主动齿轮较大，加工时所需刀盘刀顶距较大，因而切削刃寿命较长。 （6）双曲面主动齿轮轴布置从动齿轮中心上方，便于实现多轴驱动桥的贯通，增大传动轴的离地高度。布置在从动齿轮中心下方可降低万向传动轴的高度，有利于降低轿车车身高度，并可减小车身地板中部凸起通道的高度。 双曲面齿轮传动也存在如下缺点： （1）沿齿长的纵向滑动会使摩擦损失增加，降低传动效率。双曲面齿轮副传动效率约为96%，螺旋锥齿轮副的传动效率约为99%。 （2）齿面间大的压力和摩擦功，可能导致油膜破坏和齿面烧结咬死，即抗胶合能力较低。 （3）双曲面主动齿轮具有较大的轴向力，使其轴承负荷增大。 （4）双曲面齿轮传动必须采用可改善油膜强度和防刮添加剂的特种润滑油，螺旋锥齿轮传动用普通润滑油即可。 一般情况下，当要求传动比大于4.5而轮廓尺寸又有限时，采用双曲面齿轮传动更合理。这是因为如果保持主动齿轮轴径不变，则双曲面从动齿轮直径比螺旋齿轮小。 当传动比小于2时，双曲面主动齿轮相对螺旋锥齿轮主动齿轮显得过大，占据了过多空间，这时可选用螺旋锥齿轮传动，因为螺旋锥齿轮传动具有较大的差速器可利用空间。 对于中等传动比，两种齿轮传动均可采用。 蜗杆传动 与锥齿传动相比，蜗杆（图5 –3d）传动有如下优点： （1）在轮廓尺寸和结构质量较小的情况下，可得到较 大的传动比（可大于7）。 （2）在任何转速下使用均能工作得非常平稳且无噪声。 （3）便于汽车的总布置及贯通式多桥驱动的布置。 （4）能传递大的载荷，使用寿命长。 （5）结构简单，拆装方便，调整容易。 但是由于蜗轮齿圈要求用高质量的锡青铜制作，故成本较高；另外，传动效率较低。 蜗杆传动主要用于生产批量不大的个别重型多桥驱动汽车和具有高转速发动机的大客车上。
分类：平面齿轮传动、空间齿轮传动。 优点：适用的圆周速度和功率范围广；传动比准确、稳定、效率高。；工作可靠性高、寿命长。；可实现平行轴、任意角相交轴和任意角交错轴之间的传动 缺点：要求较高的制造和安装精度、成本较高。；不适宜远距离两轴之间的传动。渐开线标准齿轮基本尺寸的名称有齿顶圆；齿根圆；分度圆；摸数；压力角等。 2、涡轮涡杆传动 适用于空间垂直而不相交的两轴间的运动和动力。 优点：传动比大。；结构尺寸紧凑。 缺点：轴向力大、易发热、效率低。；只能单向传动。 涡轮涡杆传动的主要参数有：模数；压力角；蜗轮分度圆；蜗杆分度圆；导程；蜗轮齿数；蜗杆头数；传动比等。 3、带传动 包括主动轮、从动轮；环形带 1）用于两轴平行回转方向相同的场合，称为开口运动，中心距和包角的概念。 2）带的型式按横截面形状可分为平带、V带和特殊带三大类。 3）应用时重点是：传动比的计算；带的应力分析计算；单根V带的许用功率。 优点：适用于两轴中心距较大的传动；、带具有良好的挠性，可缓和冲击，吸收振动；过载时打滑防止损坏其他零部件；结构简单、成本低廉。 缺点：传动的外廓尺寸较大；、需张紧装置；由于打滑，不能保证固定不变的传动比；带的寿命较短；传动效率较低。 4、链传动 包括主动链、从动链；环形链条。 链传动与齿轮传动相比，其主要特点：制造和安装精度要求较低；中心距较大时，其传动结构简单；瞬时链速和瞬时传动比不是常数，传动平稳性较差。 5、轮系 1）轮系分为定轴轮系和周转轮系两种类型。 2）轮系中的输入轴与输出轴的角速度(或转速)之比称为轮系的传动比。等于各对啮合齿轮中所有从动齿轮齿数的乘积与所有主动齿轮齿数乘积之比。
各种传动方式的比较 各种传输模式的比较这有几个优点。齿轮有间隔，链条有平均传动比，皮带传动有过载，螺旋传动精度高，蜗杆传动传动比大。 皮带传动和齿轮传动的区别很大，“比较皮带传动和齿轮传动的应用场合”很简单:皮带传动主要应用于中心距大、传力小、传动比要求低的场合；而齿轮传动适用于中心距小、传力大、传动比要求高的场合。齿轮齿条传动和滚珠丝杠传动（举升）哪一种效率更高齿轮带动齿条上下移动，螺母 （固定旋转）带动螺杆上下移动，效率高？他们的优点和缺点是什么？同样的垂直速度，哪一个需要更多的动力？请列出相关的公式和数据。两者重量相同，设备需要自锁。请帮忙分析，先谢谢你！齿轮传动的效率约为99%。试管架可以参考这个。 一般丝杠效率一般为50%，即使丝杠角度较大，也不会超过60%。只要滚珠丝杠的导程角不太小，一般正效率可以达到90%以上，但一般不超过95%。从动力的角度来看，齿条传动和滚珠丝杠传动之间的差别很小。 齿轮传动效率是机械特殊操作中效率最高的传动之一，一般可达90%，如果是一级齿轮传动效率可达99%，如果是多级齿轮传动，则是各级效率的乘积..当然，最低取决于齿轮设计和制造过程。没有必要研究这个。制造业就是这样，只需要知道当前的一般水平和最高水平。此外，传动功率可达10 万千瓦，圆周速度可达12 月XXXX“ 传动技术”研究报告。两者之间的区别不取决于传动方式的选择，而是取决于制造商的设计和制造水平。 2、空载能耗为齿轮传动（耦合传动）的直接传动方式，空载压力一般保持在2.5巴以上，有的甚至高达4 巴，以保证齿轮箱的润滑。对于皮带传动
模式，理论上空载压力可以为零，因为吸入转子的油足以润滑转子和轴承。通常，出于安全原因，压力保持在大约0.5巴。以160 千瓦齿轮驱动空气压缩机为例。它每年工作8000个小时，其中15%（即在1XXXX 比同等功率的皮带驱动空气压缩机多消耗28800 千瓦时的电能（假设两台机器之间的空载压差为2 巴，能耗差约为15%）。从长远来看，这将是一笔巨大的开支。3.对漏油有经验的实际用户都知道变速箱将首先遭受漏油。皮带传动系统没有这样的安全问题。4.根据用户要求设计工作压力。通常，用户要求的工作压力与制造商标准型号的压力不完全一致。例如，用户需要10 巴的压力。根据后处理设备的情况，管道长度和密封程度不同，空气压缩机的工作压力可以是11 巴或11.5 巴。在这种情况下，通常将安装额定压力为13 巴的空气压缩机，出口压力将设置为现场所需的工作压力。此时，位移将保持基本不变，因为尽管最终工作压力已经降低，转子的速度却没有增加。代表现代技术的皮带传动设计制造商只需简单地改变皮带轮的直径，就可以将工作压力设计成完全符合用户的要求，这样用户就可以用同样的动力电机获得更多的风量。对于齿轮传动来说，就不那么方便了。 5.已安装空气压缩机的压力变化有时由于用户生产工艺条件的变化，原来购买的空气压缩机的设计压力可能过高或过低，希望改变。然而，对于齿轮驱动的空气压缩机来说，这项工作将显得非常困难和昂贵，而对于皮带驱动的空气压缩机来说，这是一件容易的事情，只需更换皮带轮。 6.新轴承的安装当需要更换转子轴承时，齿轮驱动空气压缩机的齿轮箱和齿轮箱主轴轴承需要同时检修，费用用户难以接受。对于皮带驱动的空气压缩机，不存在这样的问题。 7.轴封的更换任何螺杆式空气压缩机都使用环形轴封，在一定的使用寿命内必须更换。对于齿轮驱动的空气压缩机，在接近轴封之前必须将电机和联轴器分开，这使得这项工作既费时又费力，从而增加了维护成本。对于皮带驱动的空气压缩机，先拆下皮带轮要容易得多。 8.电机或转子轴承损坏对于齿轮驱动空气压缩机，当电机或转子轴承损坏时，通常会损坏连接的重要部件，并造成直接和间接的双重损坏。皮带驱动空气压缩机不存
教学环 节 教学内容教师活动学生活动 复习提问（5分钟）1、链传动的常用类型有哪些？ 2、链传动的应用特点？老师提问回答问题 任务引入（2分钟）一、任务引入 投影仪演示减速器重点额齿轮传动动画，动力从轴1输入，经 过小齿轮和大齿轮的啮合传动后，动力从轴2输出。观察并思考， 图示齿轮的传动有何特点？工作中，轴1和轴2的转速是怎样的关 系。计算一对相啮合的标准直齿圆柱齿轮，齿数z1=20，z2=32， 模数m=10。试计算其分度圆直径d、齿顶圆直径d a、齿根圆直径 df 、齿厚s、基圆直径db和中心距a。 老师讲课学生听课 任务分析（3分钟）二、任务分析 分析齿轮的传动转向如何，有何特点必须要知道齿轮传动的 类型及其应用特点，要了解轴1和轴2的转速是怎样的关系必须要 学习有关齿轮传动比的知识。为了计算上面例题，需学习渐开线标 准直齿圆柱齿轮的基本参数和几何计算的知识，带着这些问题观看 下面一组图片。 老师分析 学生通过老 师引导观察 思考齿轮的 转向，并带着 问题进入新 课内容。
教学环 节 教学内容教师活动学生活动 新课教学（55分钟）三、相关知识（55分钟） （一）齿轮传动的常用类型和应用 1、按齿轮副两传动轴的相对位置不同分： 平行轴、相交轴、交错轴齿轮传动 2、按齿轮分度曲面不同分： 圆柱齿轮传动、锥齿轮传动 3、按齿线形状不同分： 直齿齿轮传动、斜齿齿轮传动、曲线齿齿轮传动 4、按齿廓曲线不同： 渐开线齿轮传动、摆线齿轮传动、圆弧齿轮传动 （二）传动比 齿轮传动的传动比是主动齿轮与从动齿轮角速度（或转速）的 比值，也等于两齿轮齿数的反比，即： 2 1 2 1 z z n n i= = 式中n1、n2——主、从动轮的转速，r/min ； z1、z2——主、从动轮的直径，mm。 齿轮传动的传动比是主动齿轮转速与从动齿轮转速之比，也等 于两齿轮齿数之反比。 2、分析任务提出的轴1和轴2的转速关系如何？ 3、举出实例 （三）渐开线标准直齿圆柱齿轮的基本参数和几何尺寸 1．渐开线标准直齿圆柱齿轮各部分的名称 2．渐开线标准直齿圆柱齿轮的基本参数 标准齿轮的齿形角α 齿数z 模数m 齿顶高系数 ha* 顶隙系数 c* 老师分别 演示各种 不同的齿 轮类型图 片让学生 观察异同， 总结特点。 完成第一 个任务。 播放齿轮 传动的应 用视频。 教师引导 学生思考 链传动传 动比如何 计算，思考 一对齿轮 的传动比 计算。继续 播放动画， 课前提出 的问题，和 学生一起 解决分析 任务。 利用实物 教具演示 并讲解渐 开线齿轮 各部分的 名称、定 义、代号 学生观察各 种不同类型 的齿轮分析 其各自特点。 学生通过观 看视频了解 不同齿轮的 应用情况。 看动画分析 总结一对齿 轮传动比计 算公式。并通 过分析出轴1 和轴2的转速 关系。完成第 二个任务。 学生观察，并 请个别同学 上黑板来指 出各部分分 名称。
各种传动的优缺点 优点缺点 齿轮传动1、能在空间任意两轴（平行轴、相交轴、交 叉轴）间传递运动和动力； 2、传动比精确； 3、结构紧凑，适用于近距离传动； 4、传动效率高（0.92~0.99)； 5、传递的功率和速度范围大（传递功率可达 10000Kw，线速度可达300m/s）； 6、工作可靠，使用寿命长。 1、制造齿轮需要专用的机床和设备， 成本较高； 2、加工、安装、调整的精度要求高， 否则，工作噪声和振动大； 3、不适用于远距离传动。 蜗杆传动1、实现大传动比 2、传动平稳、噪声低 3、可实现自锁 4、结构紧凑 1、齿面滑动速度大 2、传动效率低（一般在0.7~0.9） 3、发热量大，容易使齿面磨损 4、为了减磨，蜗轮齿圈需要用青铜制 造，成本高 5、轴向力大 带传动1、适合传动中心距较大的场合。 2、带具有弹性，可减缓吸振，传动平稳。 3、过载打滑，起过载保护作用。 4、结构简单、成本低廉。 1、有弹性滑动，传动比不恒定。 2、不宜高温、易蚀环境，带的寿命较 低，传动效率较低。 3、传动的外廓尺寸较大；需要张紧装 置对轴压力比较大； 4、由于带的滑动，不能保证固定不变 的传动比 链传动1、没有弹性滑动，平均传动比准确 2、需要的张紧力小，作用在轴上的载荷较小， 可以减少轴承的摩擦损失 3、传动效率较高 4、能适应温度较高、有油污、湿度较大及低 速的工作环境 1、瞬时链速和瞬时传动比不恒定，传 动平稳性较差 2、工作有一定的冲击和噪声 3、不宜在载荷变化很大和急速反向的 传动中应用 和带传动相比，链传动是啮合传动，没有滑动，平均传动比准确，其结构紧凑，作用在轴上的压力小，承载能力大；和齿轮传动比较，链传动可以在两轴中心相距较远的情况下传递运动和动力。 另外，传动效率高；适应的工作环境，链传动能在温度较高，湿度较大，灰尘多的环境工作。 齿轮传动用来传递任意两轴间的运动和动力 齿轮传动与带传动相比主要有以下优点： （1）传递动力大、效率高；（2）寿命长，工作平稳，可靠性高； （3）能保证恒定的传动比，能传递任意夹角两轴间的运动 齿轮传动与带传动相比主要缺点有： （1）制造、安装精度要求较高，因而成本也较高；（2）不宜作远距离传动。 (3 ) 无过载保护(4 ) 需专门加工设备 蜗轮蜗杆用于传递交错轴之间的回转运动和动力 带传动和链传动都是通过中间挠性件（带或链）传递运动和力的，适用于传递两轴中心距较大的场合