第五章齿轮传动工程力学
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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。
机械基础齿轮传动1. 简介齿轮传动是机械传动中常用的一种方式。
通过齿轮间的啮合,将动力传递给其他机械部件。
齿轮传动具有传动效率高、传动比稳定等特点,广泛应用于各种机械设备中。
2. 基本原理2.1 齿轮的分类齿轮按照齿面的形状可以分为直齿轮、斜齿轮、曲线齿轮等多种类型。
其中,直齿轮是最常见的一种类型,其齿面与齿轴平行。
斜齿轮则是齿面与齿轴呈角度,可以用来实现大范围的传动比变化。
2.2 齿轮的啮合原理齿轮传动的基本原理是齿轮之间的啮合。
当两个齿轮啮合时,齿轮上的齿将互相咬合,形成一个传递动力的系统。
通过选择合适的齿轮数量和齿轮的尺寸,可以实现不同的传动比。
2.3 传动比的计算传动比可以通过计算两个齿轮的齿数比值来确定。
传动比的计算公式如下:传动比 = 驱动齿轮的齿数 / 被动齿轮的齿数例如,如果驱动齿轮有40齿,被动齿轮有20齿,则传动比为2:1。
3. 齿轮传动的应用齿轮传动广泛应用于各种机械设备中,包括汽车、机床、重型机械等。
以下是齿轮传动的几个常见应用场景:3.1 汽车变速器汽车变速器是齿轮传动的典型应用之一。
通过改变不同齿轮之间的传动比,可以实现汽车的不同行驶速度。
例如,低速行驶时使用较小的齿轮传动比,以提供更大的扭矩和爬坡能力。
3.2 机床传动在机床上,齿轮传动被广泛用于传递动力和实现不同运动速度。
例如,齿轮传动可以将电机的高速旋转转换为工作台的低速运动,从而提供更大的精度和稳定性。
3.3 纺织机械传动纺织机械通常需要同时实现多个不同的运动方式,例如旋转、上下运动等。
齿轮传动可以根据需要实现不同的运动组合,满足纺织机械的工艺要求。
4. 齿轮传动的优缺点4.1 优点齿轮传动具有以下几个优点:•传动效率高:齿轮传动的传动效率通常在95%以上,较高的效率可以减少能量损耗。
•传动比稳定:齿轮传动通过确定齿轮的齿数来确定传动比,因此传动比较为稳定,不受外界影响。
•轴线传递能力强:齿轮传动能够传递较大的扭矩,适合传递大功率的动力。
第5章 齿轮传动设计一、基本内容及要求本章学习的主要内容是:(1)齿廓啮合基本定律。
渐开线及其性质。
渐开线齿轮的正确啮合条件、可分性和啮合过程;(2)齿轮各部分名称及标准齿轮的几何尺寸计算;(3)渐开线齿轮的切齿原理、根切现象和最小齿数,变位齿轮概念;(4)斜齿圆柱齿轮的齿廓形成、啮合特点、当量齿数和几何尺寸计算;(5)直齿圆锥齿轮的齿廓曲面、背锥、当量齿数和几何尺寸计算。
(6)轮齿失效形式、齿轮传动受力分析、齿轮传动强度计算的理论依据;(7)强度公式的物理意义、应用和参数选择。
本章的学习要求:1. 掌握齿廓啮合基本定律和渐开线特性。
理解渐开线齿轮啮合中的啮合线、重合度和可分性。
知道正确啮合条件和最小齿数。
2. 熟练掌握正常齿渐开线标准直齿圆柱齿轮的几何尺寸计算。
3. 了解斜齿圆柱齿轮和直齿圆锥齿轮的特点。
能够根据教材上的公式计算它们的几何尺寸。
4. 以直齿圆柱齿轮强度计算为重点,两个强度公式(弯曲、接触)为核心,掌握其理论依据、了解其推导过程、明确其使用范围、熟习其参数选取;5. 了解齿轮的构造、润滑和效率。
6. 掌握齿轮结构设计,结构设计中有些尺寸按经验公式计算,这些尺寸毋须严格保持计算值,应适当圆整,以便于加工和检验时测量。
二、自学指导1. 齿廓啮合基本定律的证明过程只要求看懂,此定律的结论应记住。
瞬时角速比不变是对齿廓的最基本要求,也是推导齿廓啮合基本定律的出发点。
今后只要不作特殊说明,所有齿廓都认为符合这一定律。
常用齿数表示角速比或转数比=21ωω21n n =12z z 。
应当注意,如果瞬时角速比不能保持常数,则上式关系不能成立,即21n n =12z z ≠21ωω。
从本节开始,学生就应建立节圆的概念并明确:(1)一对节圆作纯滚动;(2)节圆半径之和等于中心距;(3)节圆半径之反比等于角速比。
也可以形象地把一对节圆比作具有与齿轮相同中心距的一对摩擦轮。
2. 渐开线性质是研究渐开线齿轮的理论基础。