机械设计齿轮传动[机械大作业齿轮传动]

第八章齿轮传动一、知识要点本章以渐开线直齿圆柱齿轮传动为主线，阐述圆柱齿轮传动的运动设计和承载能力设计。

运动设计主要包括啮合原理及啮合特点、基本参数和几何尺寸计算等内容；承载能力设计主要包括设计计算准则、齿轮失效、力分析和强度计算等内容。

在此基础上，简明介绍直齿锥齿轮传动设计及齿轮润滑设计。

齿轮传动是利用两齿轮的轮齿相互啮合传递动力和运动的机械传动。

齿轮技术科达到的指标为：圆周速度v=300m/s,转速n=100000r/min,传递效率P=100000Kw,模数m=0.004~100mm,直径d=1mm~152.3m 。

1、 齿轮传动的分类① 按传动形式分② 按齿轮传动的工作条件分：闭式传动、开式传动、半开式传动 ③ 按齿面硬度分：齿面硬度≤350HB 或38HRC 时，称为软齿面齿轮齿面硬度＞350HB 或38HRC 时，称为硬齿面齿轮2、 齿轮传动的优缺点优点：1） 齿轮传递的功率和速度范围很大，功率可从很小到数十万千瓦，圆周速度可从很小到每秒一百多米以上。

齿轮尺寸可从小于1mm 到大于10m 。

2） 齿轮传动属于啮合传动，齿轮齿廓为特定曲线，瞬时传动比恒定，且传动平稳、可靠。

3） 齿轮传动结构紧凑、效率高，使用寿命长。

4） 齿轮种类繁多，可以满足各种传动形式的需要。

缺点：1） 齿轮的制造和安装的精度要求较高，制造齿轮需要有专门的设备。

齿轮传动 平面齿轮传动空间齿轮传动 直齿圆柱齿轮传动 斜齿圆柱齿轮传传递相交运动 传递交错轴运动 内啮合 外啮合直齿圆锥齿轮 斜齿圆锥齿轮 交错轴斜齿轮传动 蜗杆蜗轮准双曲面齿轮 曲齿圆锥齿轮 人字齿轮运动 齿轮齿条 内啮合外啮合2） 啮合传动会产生噪声。

3）当两轴距离较远时，须用一系列齿轮来传递轴间的运动和动力，增加了机器的复杂程度和重量。

3、齿轮传动的失效形式1）轮齿折断：轮齿折断一般发生在齿根部位，齿根部位的弯曲应力最大，且齿根过渡部分的形状和尺寸的突变，以及沿齿向的加工刀痕均会引起应力集中造成的。

机械设计基础中的齿轮传动设计齿轮传动是机械设计中常见的一种传动方式，广泛应用于各种机械装置中。

在机械设计基础中，了解齿轮传动的设计原理和方法对于设计出高效可靠的机械装置具有重要意义。

本文将介绍齿轮传动设计的基本知识和注意事项。

一、齿轮传动的基本原理齿轮传动是利用齿轮间的啮合来传递动力和运动的一种机械传动方式。

它由主动齿轮和从动齿轮组成，通过不同大小的齿轮啮合，实现运动和力的传递。

在齿轮传动设计中，需要考虑的基本参数有模数、齿数、压力角、齿轮间隙等。

模数是齿轮齿数与齿轮直径的比值，用来表示齿轮的尺寸大小；齿数是指齿轮上的齿的数量，决定了传动的速比；压力角是齿轮齿面与轴线之间的夹角，对齿轮的强度和传动性能有影响；齿轮间隙则是齿轮啮合时齿与齿之间的间隙，影响传动的精度和噪声。

二、齿轮传动设计的步骤在进行齿轮传动设计时，需要遵循一定的步骤，确保传动装置的性能和可靠性。

1. 确定传动比传动比是指主从动齿轮的齿数比值，决定了传动装置的输出速度和扭矩。

根据所需的输出速度和扭矩，选择合适的齿轮齿数组合，计算得出传动比。

2. 选择模数和齿轮参数根据传动比和要求的齿轮尺寸，选择合适的模数和齿数。

在进行选型时，需要考虑齿轮的强度、噪声和传动精度等要求。

3. 计算齿轮尺寸根据所选的模数和齿数，计算得出齿轮的尺寸和几何参数。

包括齿轮的外径、根圆直径、齿宽等。

4. 进行强度校核根据所选的齿轮尺寸和材料，进行强度校核。

通过计算齿轮的接触应力、弯曲应力和疲劳寿命等参数，判断齿轮的强度是否满足要求。

5. 进行传动效率计算根据齿轮的啮合条件和传动设计参数，计算传动的效率。

传动效率是指输入功率和输出功率之间的比值，可以评估传动装置的能量转换效率。

三、齿轮传动设计的注意事项在进行齿轮传动设计时，需要注意以下几点，以确保传动装置的性能和可靠性。

1. 合理选择齿轮材料齿轮传动中，对材料的选择要满足一定的强度和硬度要求。

常用的齿轮材料有合金钢、碳素钢等。

目录一．设计任务书 ................................................................................................................ 2 二．设计内容 (2)1. 选择齿轮材料、热处理方式、精度等级 ............................................................. 2 2. 初步计算传动主要尺寸 .. (2)1）小齿轮传递的转矩1T ................................................................................................ 3 2）齿数z的初步确定 ...................................................................................................... 3 3）载荷系数t k 的确定 .................................................................................................... 3 4）齿宽系数d φ的确定 .................................................................................................... 4 5）齿形系数F Y 和应力修正系数s Y ............................................................................... 4 6）重合度系数Y ε的确定 ................................................................................................ 4 7）许用弯曲应力的确定 ................................................................................................. 4 8）初算法向模数 . (5)3.计算传动尺寸 (6)1）计算载荷系数K .......................................................................................................... 6 2）圆整n m ....................................................................................................................... 6 3）计算传动尺寸 . (6)4．齿面接触疲劳强度的校核 ....................................................................................... 7 5．齿轮传动其他尺寸确定 . (7)1）齿轮结构型式的确定 ................................................................................................. 7 2）轮毂孔径的确定 ......................................................................................................... 8 3) 齿轮结构尺寸的确定 .. (8)6.齿轮各偏差设计及计算 (9)三、参考文献 (10)一．设计任务书设计带式运输机中的齿轮传动：二、设计内容1. 选择齿轮材料、热处理方式、精度等级考虑到带式运输机为一般机械，大、小齿轮均选用40Cr合金钢，调制处理，采用软齿面。

机械设计基础课件齿轮传动机械设计基础课件：齿轮传动1.引言齿轮传动是机械设计中的一种基本传动方式，广泛应用于各种机械设备的运动和动力传递。

齿轮传动具有结构简单、传动效率高、可靠性好、寿命长等优点，因此在工业生产和日常生活中得到广泛应用。

本课件将介绍齿轮传动的基本原理、分类、设计方法和应用。

2.齿轮传动的基本原理齿轮传动是利用齿轮副的啮合来传递动力和运动的一种传动方式。

齿轮副由两个或多个齿轮组成，其中主动齿轮通过旋转驱动从动齿轮，从而实现动力和运动的传递。

齿轮副的啮合是通过齿轮齿廓的接触来实现的，齿廓的形状和尺寸决定了齿轮传动的性能和精度。

3.齿轮传动的分类齿轮传动根据齿轮的形状和布置方式可分为直齿圆柱齿轮传动、斜齿圆柱齿轮传动、直齿圆锥齿轮传动和蜗轮蜗杆传动等。

直齿圆柱齿轮传动是应用最广泛的一种齿轮传动方式，具有结构简单、制造容易、精度高等优点。

斜齿圆柱齿轮传动具有传动平稳、噪声低、承载能力强等优点，适用于高速和重载的传动场合。

直齿圆锥齿轮传动适用于空间狭小和角度传动的场合。

蜗轮蜗杆传动具有大传动比、自锁性和精度高等特点，适用于低速、大扭矩的传动场合。

4.齿轮传动的设计方法齿轮传动的设计主要包括齿轮的几何设计、强度设计和精度设计。

齿轮的几何设计是根据传动比、工作条件、材料等因素确定齿轮的齿数、模数、压力角等参数。

强度设计是保证齿轮传动在规定的工作条件下具有足够的承载能力和寿命，主要包括齿面接触强度和齿根弯曲强度的计算。

精度设计是保证齿轮传动的精度和运动平稳性，主要包括齿轮的加工精度和装配精度的控制。

5.齿轮传动的应用齿轮传动在工业生产和日常生活中得到广泛应用。

在机床、汽车、船舶、飞机等机械设备中，齿轮传动用于传递动力和运动，实现各种复杂的运动轨迹和速度变化。

在风力发电、水力发电等能源领域，齿轮传动用于传递高速旋转的动力，实现能源的转换和利用。

在、自动化设备等高科技领域，齿轮传动用于实现精确的运动控制和动力传递，提高设备的性能和效率。

机械原理大作业（三）作业名称：机械原理大作业设计题目：凸轮机构设计院系：机电工程学院班级： 1108102设计者：张修文学号： 11108103213指导教师：陈明设计时间： 2013年6月25日哈尔滨工业大学机械设计1、设计题目1.1机构运动简图1.2机械传动系统原始参数2、传动比的分配计算电动机转速n=745r/min，输出转速n1=27r/min，n2=31r/min，n3=37r/min，带传动的最大传动比i pmax=2.5,滑移齿轮传动的最大传动比i vmax=4，定轴齿轮传动的最大传动比i dmax=4。

根据传动系统的原始参数可知，传动系统的总传动比为i1=n=745/27=27.593n1i2=n=745/31=24.032n2i3=n=745/37=20.135n3传动系统的总传动比由带传动、滑移齿轮传动和定轴齿轮传动三部分实现。

设带传动的传动比为i pmax =2.5，滑移齿轮的传动比为i v1、i v2和i v3，定轴齿轮传动的传动比为i f ，则总传动比i 1=i pmax i v1i f i 2=i pmax i v2i f i 3=i pmax i v3i f 令i v3=i vmax =4则可得定轴齿轮传动部分的传动比为i f=i 3i pmax ×i vmax=27.5932.5×4=2.759滑移齿轮传动的传动比 i v1=i 1i pmax ×i f= 24.0322.5×2.759=3.484i v2=i 2i pmax×i f =20.1352.5×2.759=2.919定轴齿轮传动由3对齿轮传动组成，则每对齿轮的传动比为i d =√i f 3=√2.7593=1.403 ≤i dmax =43、齿轮齿数的确定根据滑移齿轮变速传动系统中对齿轮齿数的要求，可大致选择齿轮5、6、7、8、9和10为角度变位齿轮，其齿数：z 5= 17，z 6= 68，z 7= 19，z 8= 66，z 9=22，z 10=63；它们的齿顶高系数h a ∗=1，径向间隙系数c ∗=0.25，分度圆压力角α=20°，实际中心距a ＇=86mm根据定轴齿轮变速传动系统中对齿轮齿数的要求，可大致选择齿轮11、12、13和14为角度变位齿轮，其齿数：z 11=z 13=15，z 12=z 14=21。

哈尔滨工业大学机械设计作业设计计算说明书题目齿轮传动设计系别机械设计制造及其自动化班号姓名日期2014年月日哈尔滨工业大学机械设计作业任务书题目齿轮传动设计设计原始数据图1 带式运输机带式运输机的传动方案如图1所示，机器工作平稳、单向回转、成批生产，其他数据见表1。

目录计算传动装置的总传动比i 并分配传动比 (4)1总传动比 (4)2分配传动比.....................................................................4 计算传动装置各轴的运动和动力参数 (4)1各轴的转速 (4)2各轴的输入功率 (4)3各轴的输入转矩 (5)齿轮传动设计 (5)1选择齿轮材料、热处理方式和精度等级 (5)2初步计算传动主要尺寸 (5)3计算传动尺寸 (7)4校核齿面接触疲劳强度 (8)5计算齿轮传动其他尺寸 (8)6齿轮的结构设计 (9)7大齿轮精度设计 (10)参考文献 (13)一、计算传动装置的总传动比i∑并分配传动比总传动比为i∑=nm960==10.67 nw90分配传动比由于i1为8，所以i2=i∑10.67==926 i18二、计算传动装置各轴的运动和动力参数各轴的转速1轴n1=nm=960r/min2轴n2=n1960r/min==5333r/mini18 n25333r/min=≈90r/mini29263轴n3= 卷筒轴nw=n3=90r/min各轴的输入功率1轴P1=Pd=3kW2轴P2=Pη1=3?0.96=88kW 13轴P3=P2η2η3=88?0.98?0.97=74kW卷筒轴PkW 3η2η4=74?0.98?0.99=656卷=P上式中η1————普通带传动传动效率；η2————一对滚子轴承的传动效率；η3————8级精度的一般传动齿轮的传动效率；η4————齿轮联轴器的传动效率。

均由参考文献[1]表1查得这些值。

各轴的输入转矩电动机轴的输出转矩Td为Td=55?106Pd3kW=55?106?=98?104N?mm nm960r/min所以1轴T1=Td=98?104N?mm2轴T2=T1η1i1=98?104?0.96?8=16?104N?mm3轴T3=T2η2η3i2=16?104?0.98?0.97?926=91?105N?mm卷筒轴T卷=T3η2η4=91?105?0.98?0.99=82?105N?mm将上述计算结果汇总与下表三、齿轮传动设计选择齿轮材料、热处理方式和精度等级考虑到带式传输机为一般机械，故大、小齿轮均用45钢，采用软齿面，由参考文献[2]表2得小齿轮调质处理，齿面硬度为217~255HBW，平均硬度为236HBW；大齿轮为正火处理，齿面硬度为162~217HBW，平均硬度为190HBW。

机械设计教案齿轮传动一、教学目标：1. 了解齿轮传动的基本概念、分类和特点。

2. 掌握齿轮传动的计算方法和工作原理。

3. 能够分析齿轮传动的设计要求和选择合适的齿轮材料。

4. 能够运用齿轮传动的知识解决实际工程问题。

二、教学内容：1. 齿轮传动的基本概念：齿轮、齿廓、齿轮副等。

2. 齿轮传动的分类：圆柱齿轮、圆锥齿轮、蜗杆齿轮等。

3. 齿轮传动的特点：传动平稳、承载能力强、精度要求高等。

4. 齿轮传动的计算方法：齿数、模数、压力角等参数的计算。

5. 齿轮传动的工作原理：齿轮的啮合、传动比、传动效率等。

三、教学方法：1. 采用多媒体教学，展示齿轮传动的相关图片和动画，增强学生的直观感受。

2. 利用公式和实例相结合的方法，讲解齿轮传动的计算方法。

3. 通过实物模型或仿真软件，演示齿轮传动的工作原理。

4. 开展小组讨论，让学生分析实际工程中的齿轮传动应用案例。

四、教学准备：1. 准备相关多媒体教学资料，包括图片、动画和视频。

2. 准备齿轮传动计算公式的讲解示例。

3. 准备实物模型或仿真软件，用于演示齿轮传动的工作原理。

4. 准备实际工程中的齿轮传动应用案例，用于小组讨论。

五、教学过程：1. 引入：介绍齿轮传动在机械工程中的应用，引导学生关注齿轮传动的重要性。

2. 讲解：讲解齿轮传动的基本概念、分类和特点，引导学生理解齿轮传动的基本知识。

3. 计算：讲解齿轮传动的计算方法，示例讲解，让学生掌握齿轮传动计算的关键步骤。

4. 演示：利用实物模型或仿真软件，演示齿轮传动的工作原理，让学生直观地了解齿轮传动的工作过程。

5. 应用：分析实际工程中的齿轮传动应用案例，让学生学会运用齿轮传动的知识解决实际问题。

6. 小组讨论：让学生分组讨论，分享自己的理解和心得，互相学习和交流。

7. 总结：对本节课的内容进行总结，强调重点和难点，提醒学生注意齿轮传动的设计要求和选择合适的齿轮材料。

8. 作业布置：布置相关练习题，让学生巩固所学知识。

机械设计基础机械设计中的齿轮传动设计机械设计基础——机械设计中的齿轮传动设计齿轮传动是机械设计中常用的一种传动方式，广泛应用于各种机械设备中。

齿轮传动能够实现不同转速和扭矩的传递，具有传动效率高、传动比稳定等优点。

本文将介绍机械设计中齿轮传动的基础知识和设计原则。

一、齿轮的基本概念与种类在机械设计中，齿轮是一种用于传递转动运动和扭矩的机构。

其由齿面和轴承部分组成。

常见的齿轮有直齿轮、斜齿轮、蜗杆齿轮等。

不同类型的齿轮适用于不同的传动需求，设计时需根据具体应用场景进行选择。

二、齿轮的基本参数与计算方法齿轮设计中的关键参数有齿数、模数和齿宽等。

齿数决定了齿轮的传动比，而模数和齿宽则影响到齿轮的强度和承载能力。

根据具体的传动要求，可以通过相关的计算公式来确定这些参数的合理取值。

三、齿轮传动的设计原则齿轮传动设计的基本原则是保证传动的可靠性和高效性。

在设计过程中，应遵循以下几个原则：1. 合理选择齿轮的材料和热处理方式，提高其硬度和强度。

2. 选择适当的齿轮模数和分度圆直径，使齿轮传动的效率达到最优。

3. 设计合理的传动比，满足设备的运行要求。

4. 注意齿轮的装配和调整，保证传动的精度和平稳性。

四、齿轮传动的优化设计与应用齿轮传动在实际应用中存在着噪声、振动和磨损等问题。

为了提高齿轮传动的性能，可以采用一些优化设计的方法，如优化齿形、添加减振器等。

此外，在设计过程中还需考虑齿轮传动的摩擦、磨损和润滑等问题，以确保传动的可靠性和寿命。

综上所述，齿轮传动设计是机械设计中的重要内容。

了解齿轮的基本概念和种类，掌握齿轮参数的计算方法，遵循设计原则进行设计，进行优化设计和应用措施，都对于提高齿轮传动的性能和可靠性具有重要意义。

通过不断学习和实践，我们可以不断提升自己在机械设计领域的技术水平，为实际工程问题提供更好的解决方案。

传动作业一、带，齿轮，链轮的特点：1.带：带是挠性件，因而带传动只一种挠性传动。

带传动利用张紧在带轮上的传动带，借助带与带轮间的摩擦（或啮合）来传递运动和动力。

带传动具有传动平稳，结构简单，造价低廉，能缓冲、减振等优点。

2.链轮：链条是刚性挠性件，因此，链传动是具有中间挠性的啮合传动。

链传动通过链条与链轮啮合传递运动和动力。

链传动兼具齿轮传动与带传动的特点。

与齿轮传动先比，链传动制造、安装精度要求较低，成本低廉；当实现远距离传动时，结构更加轻便。

与带传动相比，链传动的平均传动比精确，传动效率高，链条对轴的拉力小，结构更为紧凑。

另外，链传动还能在温度较高、湿度较大、油污较严重等较为恶劣的环境中使用。

传动链的主要缺点有：传动过程中不能保持瞬时传动，恒定，工作时有噪声，磨损后易跳链等。

3.齿轮：齿轮传动是机械传动中一种最重要的应用最广泛的啮合运动，形式很多。

其特点是，传动功率和速度的适用范围很广，传动的效率很高，工作可高，寿命长，传动比准确，结构紧凑。

其不足之处是制造精度要求高，制造费用大，精度低时振动和噪声大，不宜用于轴间距离较大的传动。

二、设计螺旋运送机的双级圆柱齿轮减速器中的低速级圆柱齿轮传动(图3-22)。

已知：高速级主动轮输入功率＝10kW，转速=970r/min,高速级齿轮传动比u=4，低速级传动比2u=3单向运转，载荷平稳，每天工作16小时，预计寿命5 1年，可靠性要求一般，轴的刚性较小，电动机驱动。

1.选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数（1）由题意知选用低速级直齿圆柱齿轮传动（2）材料选择。

有附表8-1选择小齿轮材料为40Cr调质，硬度为241—289HBS，取250HBS，大齿轮材料为#45调质，硬度为217—255HBS，取240HBS。

由于是低速级，参考附表8-12，选择齿轮进度为9级。

（3）对于闭式软齿面齿轮，齿数可以选择较多些，所以小齿数选Z=25，则大1齿数为2Z =12Z u =752. 按齿面接触强度设计 （1） 设计公式为：d ≥1） 试选荷载系数t K =2.02） 低速级小齿轮传递的转矩1T 。