齿轮机构的类型及应用

齿轮机构(Gears)是现代机械中应用最广泛的一种传动机构，与其它传动机构相比，齿轮机构的优点是：结构紧凑，工作可靠，效率高，寿命长，能保证恒定的传动比，适用的范围广。

齿轮机构可以分为定传动比齿轮机构和变传动比齿轮机构。

本章仅讨论定传动比的齿轮机构。

齿轮机构的类型很多，根据其传动轴线的相对位置，它可分为三类：1、平行轴齿轮机构(Gears with Parallel Axes)两齿轮的传动轴线平行，这是一种平面齿轮机构，如表5-1所示。

它可分为：外啮合齿轮机构（有直齿轮、斜齿轮和人字齿轮传动三类）内啮合齿轮机构（有直齿轮和斜齿轮传动两类）齿轮齿条机构（有直齿条和斜齿条传动两类）点击表中图形，观察各类齿轮传动的运动特点和齿形。

表5-1 平行轴齿轮机构2、相交轴齿轮机构(Gears with Intersecting Axes)两齿轮的传动轴线相交于一点，这是一种空间齿轮机构，如表5-2所示。

它有直齿圆锥齿轮传动、斜齿圆锥齿轮传动和曲线齿圆锥齿轮传动。

表5-2 相交轴齿轮机构ff3、交错轴齿轮机构(Gears with Skew Axes)两齿轮的传动轴线为空间任意交错位置，它也是空间齿轮机构，如表5-3所示。

表5-3 交错轴齿轮机构此外，还有实现变传动比运动的非圆齿轮机构(Non-circular Gear)，如下图所示。

图5-2一、斜齿圆柱齿轮齿廓曲面的形成渐开线直齿齿廓曲面的生成原理如图5-33a 所示，发生面S在基圆柱上作纯滚动时，其上与基圆柱母线平行的直线KK所展成的渐开面即为直齿轮的齿面。

(a) (b) (c)图5-33斜齿轮的齿面形成原理如图5-34a所示，发生面S 沿基圆柱纯滚动时，其上一条与基圆柱母线呈βb角的直线KK所展成的渐开螺旋面就是斜齿轮的齿廓曲面。

(a) (b) (c)图5-34一对直齿轮啮合时，齿面的接触线与齿轮的轴线平行（图5-33b），而一对斜齿轮啮合时，齿面接触线是斜直线（图5-34b），接触线先由短变长，而后又由长变短，直至脱离啮合。

了解齿轮机构的类型及应用齿轮机构是一种由齿轮组成的传动装置，广泛应用于各个行业中，它的类型和应用也非常多样。

下面我将详细介绍齿轮机构的几种主要类型和常见的应用。

一、齿轮机构的类型1. 平行轴齿轮机构：平行轴齿轮机构是指齿轮的轴线平行排列的一种传动形式。

常见的平行轴齿轮机构有直齿轮、斜齿轮、锥齿轮等。

其中，直齿轮是最常见的，适用于传递轴上速比不变或接近1的场合；斜齿轮适用于不平行的轴系，可以实现轴线间的交角传动；锥齿轮适用于轴线交叉或交叉变位的场合。

2. 交叉轴齿轮机构：交叉轴齿轮机构是指齿轮轴线相交或交叉的传动形式。

常见的交叉轴齿轮机构有交叉齿轮、曲柄齿轮机构等。

其中，交叉齿轮机构是一种常见的齿轮传动形式，适用于平行齿轮轴和能够传递大扭矩的场合；曲柄齿轮机构适用于输出轴速度或转矩要求变化的场合。

3. 锁定齿轮机构：锁定齿轮机构是指通过锁止装置将齿轮固定不动的传动形式。

常见的锁定齿轮机构有钩齿轮机构、棘轮机构等。

其中，钩齿轮机构适用于以连续运动为主且随时可以切换的场合；棘轮机构适用于需要间歇工作的场合。

4. 齿条齿轮机构：齿条齿轮机构是一种由齿条和齿轮组成的传动形式，齿条的传输方式为直线传输，齿轮则将旋转运动转换为直线运动。

齿条齿轮机构适用于需要直线运动的场合，如升降设备、翻盖机构等。

二、齿轮机构的应用1. 汽车行业：齿轮机构在汽车行业中有着广泛的应用，常见的应用场景包括变速器、差速器、传动轴等。

通过不同类型的齿轮组合，实现不同速比和扭矩的变化，从而实现车辆行驶过程中的高、低速变换和转向控制。

2. 机械设备：齿轮机构在机械设备中起到传动力、速度和转矩变换的作用。

比如，工厂中的机床设备、输送机、提升设备等都广泛使用齿轮机构来实现驱动和传动。

3. 电力传动：齿轮机构在发电厂、输电线路等电力传动领域中也有着重要的应用。

例如，发电机组中的主动齿轮与发动机相连，通过齿轮传动转化为电能。

4. 航空航天：在航空航天领域，由于其重量轻、强度高和可靠性好的特点，齿轮机构被广泛应用于飞行器的起落架、引擎传动等关键部件中。

第8章齿轮机构及其设计1、本章的教学要求1）了解齿轮机构的类型及应用。

2）了解齿廓啮合基本定律。

3）深入理解渐开线圆柱齿轮的啮合特性及渐开线直齿轮的正确啮合条件、连续传动条件等。

4）熟悉渐开线齿轮各部分名称、基本参数及各部分几何尺寸的计算。

5）了解渐开线齿廓的范成切齿原理及根切现象；渐开线标准齿轮的最少齿数；渐开线齿轮的变位修正和变位齿轮传动的概念。

6）了解斜齿圆柱齿轮齿廓曲面的形成、啮合特点，并能计算标准斜齿圆柱齿轮的几何尺寸。

7）对蜗轮蜗杆的传动特点有所了解。

2、本章讲授的重点本章讲授的重点是渐开线直齿圆柱齿轮外啮合传动的基本理论和设计计算。

对于其他类型的齿轮及其啮合传动，除介绍它们与直齿圆柱齿轮啮合传动的共同特点外，则着重介绍它们的特点。

3、本章的教学安排本章为10学时。

其中讲授8学时，安排两个实验（2学时）：齿轮范成实验和齿轮基本参数测绘。

4、教学手段利用多媒体课件和传统教学方法相结合的手段。

5、注意事项1）渐开线标准直齿圆柱齿轮各部分的名称和几何尺寸计算，是本章最基本的内容，要求学生必须熟悉和掌握。

特别注意关于“分度圆”的概念。

要注意模数、压力角、齿顶高系数和顶隙系数都已标准化。

2）注意搞清一些比较容易混淆的概念：分度圆与节圆；啮合角与压力角；正确啮合条件与连续传动条件。

注意说明我们研究一对齿轮的中心距时，是从无侧隙为出发点的，而实际上一对齿轮传动时，为了便于在相互啮合的齿廓间进行润滑，及避免轮齿因摩擦发热而膨胀所引起的挤轧现象，在两轮的齿侧之间是有空隙的，但这种侧隙一般都很小，通常是由齿形公差来保证的。

而按名义尺寸而言，两轮的齿侧间隙为零。

3）注意提示学生，对于齿轮的变位修正目的，必须有一个全面的认识。

齿轮的变位修正，除了对于Z < Z min 的齿轮可以避免根切外，对于Z > Z min 的齿轮仍然可以进行变位修正，其主要目的是通过变位修正，可以提高承载能力，改善齿轮的工作性能，或满足中心距要求等。

机械原理齿轮机构齿轮机构是机械原理中常见的传动装置，它通过齿轮的啮合来实现转动的传动。

齿轮机构广泛应用于各种机械设备中，如汽车、机床、自行车等。

齿轮机构由两个或多个齿轮组成，它们通过啮合传递转矩和转速。

最简单的齿轮机构是由两个齿轮组成的齿轮副，其中一个齿轮称为主动齿轮，另一个称为从动齿轮。

主动齿轮通过驱动装置提供的动力产生转动，从动齿轮则通过啮合传递这个转动。

根据主动齿轮和从动齿轮的齿数，可以计算出齿轮机构的传动比。

齿轮机构有多种类型，常见的有直齿轮、斜齿轮、圆柱齿轮、锥齿轮等。

不同类型的齿轮根据其齿数、齿形、啮合方式等特点，在不同的应用场景中发挥着重要的作用。

直齿轮是最常见的齿轮类型，其齿面与轴线平行。

直齿轮的优点是结构简单、制造成本较低，缺点是噪音和振动较大。

斜齿轮则是在直齿轮的基础上加入了齿根与轴线之间一定的倾角，可以在一定程度上减小噪音和振动。

圆柱齿轮是直齿轮的一种特殊形式，其齿面为圆柱面。

圆柱齿轮的优点是能够实现精确的啮合，传动效率较高，缺点是制造难度较大。

锥齿轮则是用于传递轴线不平行的情况，其齿面为锥面。

锥齿轮常用于汽车差速器、机床传动等领域。

齿轮机构的主要原理是通过齿轮的啮合来实现转动传动。

当主动齿轮转动时，齿轮的齿与从动齿轮的齿进行啮合，从而产生一定的外部力矩，将从动齿轮带动转动。

这种转动传动的优点是传递效率高、传动可靠，同时还可以实现不同转速的传动。

为了保证齿轮机构的稳定性和可靠性，齿轮的制造和装配要求较高，需要考虑轮齿的齿面精度、齿轮的配合间隙等因素。

除了基本的齿轮啮合传动外，齿轮机构还可以通过不同组合和变速方式实现不同的传动效果。

例如，多级齿轮机构可以通过多组齿轮的配合来实现更大的传动比，以适应不同转速需求。

而同轴齿轮机构则是将多个齿轮安装在同一轴上，通过齿轮的不同大小来实现步进变速。

总之，齿轮机构作为一种常见的传动装置，具有传动效率高、传动可靠等优点，在各种机械设备中得到广泛应用。

传动机构齿轮介绍齿轮是一种常见的传动机构，它由两个或多个互相啮合的齿轮组成。

齿轮传动广泛应用于机械设备中，是一种可靠的力量传递和转速变换机构。

本文将详细介绍齿轮的定义、分类、工作原理以及应用领域。

一、定义齿轮是一种带有不均匀加工齿形的圆盘，齿轮上的齿数相等，而且这些齿在相接触处彼此啮合。

两个齿轮相互啮合时，通过齿间的相对运动，实现力量的传递与转速的变换。

二、分类根据齿轮的结构形式可以将其分为以下几类：1.平行轴齿轮：两个齿轮的轴线平行，常见有直齿轮、斜齿轮、锥齿轮等。

2.交轴齿轮：两个齿轮的轴线相交于一点，常见有锥面齿轮、蜗杆齿轮等。

3.平面齿轮：两个齿轮的齿面是平面，一般用于变速器中。

4.曲面齿轮：齿面是曲面，常见有螺旋齿轮、圆弧齿轮等。

5.外啮合齿轮：齿轮的齿位在齿圈的外部，常见有外齿直齿轮。

6.内啮合齿轮：齿轮的齿位在齿圈的内部，常见有内齿轮。

三、工作原理齿轮传动的工作原理基于齿轮的啮合。

当齿轮1以一定的转速旋转时，其齿与齿轮2的齿相互接触，齿间的力矩传递到齿轮2上，使其旋转。

根据齿轮的参数，如齿数和模数等，可以计算出齿轮1与齿轮2之间的转速比。

同时，齿轮的啮合还能实现力矩的变换和转速的变化。

齿轮传动的优点包括高效率、传递力矩大、转速稳定等，但也存在一些缺点，如噪音较大、精度要求高等。

四、应用领域齿轮传动广泛应用于机械设备中，下面列举几个常见的应用领域：1.汽车行业：齿轮传动被广泛用于汽车发动机、变速器、差速器等部件上，实现驱动力传递、转速变换等功能。

2.机械制造：在各种机械设备中，齿轮传动被用于传动系统中，如机床、起重机、输送机等。

3.能源行业：齿轮传动被应用于风力发电机、水力发电机、火力发电机组等，实现能源转化和传递。

4.航空航天：航空航天领域对齿轮传动的要求更高，齿轮传动被应用于飞机起落架、飞轮、涡轮机等部件上。

总之，齿轮传动作为一种重要的传动机构，已经广泛应用于各个领域。

随着科技的不断进步，齿轮传动的性能也在不断提高，使得机械设备更加高效、稳定和可靠。

第六章齿轮传动第六章齿轮传动§6.1齿轮机构的应⽤和分类齿轮机构是历史上应⽤最早的传动机构之⼀，被⼴泛地应⽤于传递空间任意两轴间的运动和动⼒。

它与其它机械传动相⽐，具有传递功率⼤、效率⾼、传动⽐准确、使⽤寿命长、⼯作安全可靠等特点。

但是要求有较⾼的制造和安装精度，成本较⾼；不宜在两轴中⼼距很⼤的场合使⽤。

⼀、齿轮传动类型按齿轮轴线位置分：平⾯齿轮机构（圆柱齿轮）；空间（⽤来传递两相交轴或交错轴）平⾯齿轮机构：1、直齿圆柱齿轮机构（直齿轮）——①外啮合；②内啮合；③齿轮齿条平⾏轴斜齿齿轮机构（斜⼀）：①外；②内；③齿轮齿条2、空间齿轮机构：圆锥齿轮机构——①直齿；②斜⼀；③曲线齿交错轴斜齿轮机构：⼆、基本要求对齿轮传动提出了以下的要求：1、传动平稳、可靠，能保证实现瞬时⾓速⽐（传动⽐）恒定；即对不同⽤途的齿轮，要求不同程度的⼯作平稳性指标，使齿轮传动中产⽣的振动、噪声在允许的范围内，保证机器的正常⼯作。

2、有⾜够的承载能⼒。

即要求齿轮尺⼨⼩、重量轻，能传递较⼤的⼒，有较长的使⽤寿命。

也就是在⼯作过程中不折齿、齿⾯不点蚀，不产⽣严重磨损⽽失效。

§6.2 齿廓啮合基本定理对齿轮传动的基本要求之⼀，是两齿轮的瞬时⾓速度之⽐必须恒定我们可以得到齿廓啮合基本定理：任意⼀瞬时相互啮合传动的⼀对齿轮，其传动⽐与两啮合齿轮齿廓接触点公法线分两轮连⼼线的两线段长成正⽐。

若要求两齿轮的传动⽐为常数，P点应为定点。

所以我们得到两齿轮作定传动⽐传动的齿廓啮合条件是：两齿廓在任⼀位置接触点处的公法线必须与两齿轮的连⼼线始终交于⼀固定点。

当两轮作定传动⽐传动时，节点P在两轮的运动平⾯上的轨迹是两个圆，我们分别称其为轮1和轮2的节圆，节圆半径分别为和。

由于两节圆在P点相切，并且P点处两轮的圆周速度相等，即：，故两齿轮啮合传动可视为两轮的节圆在作纯滚动。

⽬前常⽤的齿廓曲线有渐开线、摆线和变态摆线等，随着⽣产和科学的发展，新的齿廓曲线将会不断出现。

齿轮传动的常用类型及应用齿轮传动是一种常见的机械传动方式，通过两个或多个齿轮的啮合来传递动力和扭矩。

齿轮传动具有传动效率高、传动精度高、传动比稳定、传动功率大等优点，广泛应用于各个领域。

根据齿轮的类型和结构，齿轮传动可以分为几个常见的类型。

第一种类型是直齿轮传动。

直齿轮传动是一种最常见的齿轮传动方式，具有传动效率高、噪音小等特点。

直齿轮传动又可分为平行轴直齿轮传动和交轴直齿轮传动两种。

平行轴直齿轮传动是最简单的一种传动方式，两个齿轮轴线平行且相交。

它广泛应用于机床、纺织机械、仪器仪表等领域。

交轴直齿轮传动是两个齿轮轴线相交但不平行，常见的有锥齿轮传动、蜗杆齿轮传动等。

锥齿轮传动常用于需要传递力矩和转速变换的场合，如汽车后桥传动、船舶传动等。

蜗杆齿轮传动常用于需要大传动比和传动效率较低的场合，如提升机、机床进给机构等。

第二种类型是斜齿轮传动。

斜齿轮传动是两个齿轮轴线不平行的传动方式，常见的有斜齿轮副和双曲线齿轮传动。

斜齿轮副广泛应用于轮船、航天器等领域，双曲线齿轮传动适用于一些特殊的传动场合，如冷轧机、铣床主传动等。

第三种类型是齿轮机构。

齿轮机构是一种由多个齿轮组成的传动方式，常见的有行星齿轮机构、星轮机构等。

行星齿轮机构由一个太阳齿轮、多个行星齿轮和一个内齿轮组成，具有传动效率高、传动比稳定等特点，广泛应用于汽车变速器、机械手臂等领域。

星轮机构也是由多个齿轮组成的一种传动方式，常用于需要大传动比和高精度的场合，如数控机床、机器人等。

第四种类型是滚子齿轮传动。

滚子齿轮传动是利用滚子齿轮来传递动力和扭矩的一种传动方式，主要包括滚柱齿轮传动和圆锥滚子齿轮传动。

滚柱齿轮传动适用于需要大传动比和较大扭矩的场合，如纸张机械、轧钢机等。

圆锥滚子齿轮传动主要应用于汽车后桥传动、机床进给机构等。

以上是齿轮传动的一些常见类型及应用。

随着科技的发展，齿轮传动在各个领域中得到了广泛的应用，不断推动着工业的发展。