第七章齿轮系及其设计概论

齿轮系及其设计主要知识点导言：齿轮系是一种广泛应用于机械系统中的传动装置，通过齿轮之间的啮合来传递力量和运动。

本文将介绍齿轮系的基本概念、设计要点以及相关的知识点，为读者提供深入了解和应用齿轮系的指导。

一、齿轮系概述齿轮系是由两个或多个齿轮组成的传动装置，常用于变速、传递运动和转矩的应用。

它可以改变输入轴和输出轴的转速和转矩大小，且具有高效、平稳和可靠的特点。

二、齿轮系的设计要点1. 齿轮的几何参数：包括齿轮的模数、齿轮的齿数、齿轮的压力角等。

这些参数直接影响着齿轮的传动性能和工作寿命，设计时需要根据具体的传动要求进行合理选择。

2. 齿轮啮合条件：齿轮的啮合要求是齿轮几何参数的匹配，包括齿数比、齿廓曲线等。

保证齿轮啮合的紧密度和平稳性，是齿轮系设计中的重要环节。

3. 齿轮的材料选择：由于齿轮在工作中承受较大的载荷和摩擦，材料的选择直接影响着齿轮系统的耐磨性和寿命。

常见的齿轮材料有钢、铸铁、铜合金等，需要根据具体的工作条件和需求来进行选择。

4. 齿轮的润滑与冷却：为了减小齿轮系统的摩擦和磨损，以及散热问题，必须对齿轮进行润滑和冷却，常见的方式有油润滑、气体润滑、水冷却等。

5. 齿轮的传动误差和噪声控制：由于制造误差和运动不平衡等因素，齿轮系统会产生传动误差和噪声。

设计时需要考虑减小误差和噪声的方法，如精密加工、动平衡等。

三、齿轮系的常见结构类型1. 平行轴齿轮系：由两个平行轴上的齿轮组成，常用于平行轴传动和同方向或反方向传动的场合。

2. 交叉轴齿轮系：由两个相交轴上的齿轮组成，常用于传递转矩和变速的应用。

3. 斜齿轮系：由两个斜齿轮组成，可实现非平行轴传动，常用于交叉轴传动和变速箱等应用。

4. 锥齿轮系：由两个锥齿轮组成，常用于轴线交叉和转动方向变换的场合。

四、齿轮系的设计流程1. 确定传动比和传动方式：根据输入轴和输出轴的转速和转矩要求，确定传动比和传动方式，选择合适的齿轮组合方式。

2. 计算齿轮参数：根据传动比和齿轮设计要点，计算齿轮的几何参数，包括齿数、模数、压力角等。

齿轮系及其设计，作为机械设计的你，掌握全了吗
机械前线，全国机械微教育领导者
对于齿轮的介绍，各位机粉朋友可能已经看得不想再看了，都是一些酷炫的齿轮动态图，或者就是齿轮的机构设计之类的。

今天我们要讲讲齿轮系及其设计。

轮系定义：轮系是由一系列的齿轮组成的传动系统，简称轮系。

轮系作用：它介于原动机和执行机构之间，把原动机的运动和动力传递给执行机构。

轮系分类：（1）定轴轮系（2）周转轮系（3）混合轮系
接下里，我们重点对定轴轮系和周转轮系进行讲解。

定轴轮系
定义：组成轮系的所有齿轮几何轴线的位置在运转过程中均固定不变的轮系，称为定轴轮系，又称为普通轮系。

周转轮系
定义：组成轮系的齿轮中至少有一个齿轮几何轴线的位置不固定，而是绕着其它定轴齿轮轴线回转的轮系，称为周转齿轮。

周转轮系是由中心轮，行星轮和行星架组成的。

外齿轮，内齿轮（齿圈）位于中心位置绕着轴线回转称为中心轮；齿轮同时与中心轮
和齿圈想啮合，其既做自转又做公转称为行星轮；支持行星轮的构件称为行星架。

周转轮系：中心轮（太阳轮）1,3 行星轮2 行星架H
周转轮系又分为：行星轮系和差动轮系。

行星轮系：有一个中心轮的转速为零的周转轮系称为行星轮系。

差动轮系：中心轮的转速转速都不为零的周转轮系称为差动轮系。

行星轮系
差动轮系
来源：机械前线整理。

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机械设计基础齿轮与传动设计齿轮传动在机械设计中扮演着重要的角色，它能够实现轴的传动和速度变换。

在本文中，我们将探讨机械设计基础齿轮与传动设计的相关知识。

I. 齿轮的基本概念齿轮是一种常见的机械传动装置，它由一对或多对齿轮齿排列而成。

齿轮通常由金属材料制成，具有齿距、齿高、齿顶高、齿根高等特征。

齿轮通常用于改变两个轴的相对速度和转矩。

II. 齿轮传动的类型1. 平行轴齿轮传动平行轴齿轮传动是指两个轴线平行的齿轮传动。

其中的常见类型包括平行直齿轮传动、齿轮齿条传动以及斜齿轮传动。

平行轴齿轮传动具有结构简单、传动精度高等优点，广泛应用于各种机械设备中。

2. 直交轴齿轮传动直交轴齿轮传动是指两个轴线相交的齿轮传动。

其中的常见类型包括锥齿轮传动和蜗杆传动。

直交轴齿轮传动常用于需要改变转向的场合，具有传动平稳、传动效率高等优点。

3. 立轴齿轮传动立轴齿轮传动是指齿轮轴线与水平面成一定角度的齿轮传动。

其中的常见类型包括三角带齿轮传动和齿轮减速器。

立轴齿轮传动用于传输高速和大功率的情况，具有结构紧凑、传动平稳等特点。

III. 齿轮的设计要点1. 齿轮模数的选择齿轮的模数是指齿轮齿数与齿轮模数的比值，是齿轮设计的重要参数之一。

在选择齿轮模数时，需要考虑到齿轮的载荷、传动比、齿轮材料等因素，以满足设计要求。

2. 齿轮的齿数计算齿轮的齿数是齿轮设计中的关键参数，它会影响到齿轮的传动比、齿轮的载荷等性能指标。

齿数的计算需要考虑到传动比、齿轮径等因素，以保证齿轮传动效率和可靠性。

3. 齿轮的强度计算齿轮的强度计算是指确定齿轮的承载能力和抗疲劳能力。

在齿轮设计中，需要计算齿轮的接触应力、弯曲应力等参数，以确保齿轮的安全可靠。

4. 齿轮的啮合性能齿轮的啮合性能是指齿轮在传动中的准确性和平稳性。

在齿轮设计中，需要注意齿轮的齿形、齿距、齿顶间隙等参数，以保证齿轮的良好啮合性能。

IV. 齿轮传动的应用齿轮传动广泛应用于机械工程领域。

第七章齿轮系及其设计
9-1 试确定图a所示传动中蜗轮的转向，及图b所示传动中蜗杆和蜗轮的螺旋线的旋向。

9-2 如图所示为一手摇提升装置，其中各轮齿数均为已知，试求传动比i15，并指出当提升重物时手柄的转向。

9-3 如图 a、b所示为两个不同结构的锥齿轮轮系，已知Z1 =20、Z2 =24、Z2' =30、Z3 =40，n1 =200 r/min,n3 =-100 r/ min。

试求两轮系杆 n H=?
9-4 在图示复合轮系中，设已知 n1=3549 r/ min,Z1=36、Z2=60、Z3=23、Z4 =49、Z4' =69 、Z5 =31、Z6 =131、Z7 =94、Z8 =36、Z9 =167，试求行星架H 的转速n H =?
9-5 在图示的电动三爪卡盘复合轮系中，设已知 Z1=6、Z2=Z2' =25、Z3=57 Z4 =56。

试求传动比 i14。

9-6 图示为纺织机中的差动轮系，设已知 Z1 =30、Z2 =25、Z3 =Z4 =24、Z5=18、Z6 =121，n1 =48 — 200 r/ min,n H =316 r/ min。

试求 n6=?
9-7 在图示的轮系中，设已知 Z1 =Z2' =Z3' =Z6' =20、Z2 =Z4 =Z6 =Z7 =40、Z3 =80、Z5 =100。

试求该轮系的自由度以及当 n1 =980 r/ min时 n3与 n5的大小和方向。

齿轮系及其设计知识点齿轮是一种常见的机械传动元件，广泛应用于各种机械设备中。

齿轮系是由多个齿轮组成的传动系统，通过齿轮的啮合和相互传动实现轴间的动力传递。

在本文中，我们将介绍齿轮系的基本知识和设计要点。

一、齿轮系的基本组成齿轮系由两个或多个齿轮组成，其中至少有一个主动齿轮和一个从动齿轮。

主动齿轮通过电机、发动机等动力源带动，从动齿轮则根据齿轮的啮合关系而动力传递。

齿轮的大小和结构根据具体传动需求而定，可以实现不同的转速比和扭矩输出。

二、齿轮系的设计要点1. 齿轮参数的选择：齿轮参数包括齿数、模数、压力角等，它们的选择决定了齿轮系的传动性能和工作寿命。

根据传动比、转速要求和工作环境，选择合适的齿轮参数是设计齿轮系的基本要点之一。

2. 齿轮的啮合条件：齿轮的啮合是齿轮传动的关键，确保齿轮啮合条件的满足是设计齿轮系的关键之一。

啮合条件包括齿轮啮合间隙、啮合角、齿侧间隙等，它们的合理选择可以减小噪声、提高传动效率。

3. 齿轮的强度计算：齿轮在传动时会产生一定的载荷，因此需要进行强度计算来确定齿轮的材料和尺寸。

强度计算中包括齿轮齿面强度、弯曲强度、疲劳寿命等指标，这些指标的满足保证了齿轮的可靠工作。

4. 齿轮的润滑与散热：齿轮工作时会产生一定的热量，因此需要进行润滑和散热处理。

适当的润滑可以减小齿轮的摩擦损失和磨损，提高传动效率和寿命。

同时，合理的散热设计可以提高齿轮工作的稳定性和可靠性。

5. 齿轮系统的动力学性能：齿轮系统的动力学性能是指齿轮在传动过程中的振动、冲击、噪声等情况。

合理的齿轮设计可以降低这些不良因素的发生，提高齿轮系统的安全性和可靠性。

三、齿轮系的设计案例为了更好地理解齿轮系的设计，以下是一个具体的齿轮系统设计案例：某工厂需要设计一套齿轮传动系统，要求主动齿轮转速为500 rpm，从动齿轮转速为1000 rpm，传动比为1:2。

根据这个需求，我们可以按照以下步骤进行设计：1. 确定齿轮参数：根据传动比，选择合适的齿轮模数和齿数，确保从动齿轮根据传动比可以满足要求的转速。