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齿轮传动第一节、齿轮传动的类型及应用一、概念：齿轮机构是由齿轮副组成的传递运动和动力的装置。
二、齿轮传动的类型：（一）两轴平行：按轮齿方向分为直齿圆柱齿轮传动、斜齿圆柱齿轮传动按啮合情况分为人字齿圆柱齿轮传动、外啮合齿轮传动、内啮合齿轮传动（二）两轴不平行时：相交轴齿轮传动齿轮的种类很多，可以按不同方法进行分类。
（1） 根据轴的相对位置，可分为两大类：即平面齿轮传动（两轴平行）与空间齿轮传动（两轴不平行时）（2）按工作时圆周速度的不同，分低速、中速、高速三种。
（3）按工作条件不同，分为闭式齿轮传动（封闭在箱体内，并能保证良好润滑的齿轮传动）、半开式齿轮传动（齿轮浸入油池，有护罩，但不封闭）和开式齿轮传动（齿轮暴露在外，不能保证良好的润滑）三种。
（4）按齿宽方向齿与轴的歪斜形式，分直齿、斜齿和曲齿三种。
（5）按齿轮的齿廓曲线不同，分为渐开线齿轮、摆线齿轮和圆弧齿轮等几种。
（6）按齿轮的啮合方式，分为外啮合齿轮传动、内啮合齿轮传动和齿条传动。
三、齿轮传动的应用：1、传动比：122112z z n n i == 式中n1、n2表示主从动轮的转速，z1、z2表示主从动轮的齿数2、应用特点：优点：缺点：第二节、渐开线齿廓一、齿轮传动对齿廓曲线的基本要求：一是传动要平稳，二是承载能力要强二、渐开线的形成、性质：1、渐开线的形成：2、渐开线的性质：三、渐开线齿廓啮合基本定律：四、渐开线齿廓的啮合特点：1、传动比恒定2、3、4、第三节、渐开线标准直齿圆柱齿轮的基本参数和几何尺寸计算【复习】1、齿轮传动的分类及特点2、渐开线齿轮的性质【新授】一、齿轮各部分的名称：1、齿槽：2、齿顶圆：3、齿根圆：4、齿厚：5、齿槽宽：6、分度圆：7、齿距：8、齿高：9、齿顶高：10、齿根高：11、齿宽：二、主要参数：1、齿形角就单个齿轮而言，在端平面上，过断面齿廓上任意一点的径向直线与齿廓在该点的切线所夹的锐角为该点的齿形角。
分度圆压力角——齿形角——2、齿数Z——一个齿轮的牙齿数目即齿数。
齿轮传动科技名词定义中文名称：齿轮传动英文名称：gear drive 定义：利用齿轮传递运动和动力的传动方式。
应用学科：机械工程（一级学科）；传动（二级学科）；齿轮传动（三级学科）以上内容由全国科学技术名词审定委员会审定公布求助编辑百科名片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。
具有结构紧凑、效率高、寿命长等特点。
（一）特点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。
按齿轮轴线的相对位置分平行轴圆柱齿轮传动、相交轴圆锥齿轮传动和交错轴螺旋齿轮传动。
具有结构紧凑、效率高、寿命长等特点。
齿轮传动是指用主、从动轮轮齿直接、传递运动和动力的装置。
在所有的机械传动中，齿轮传动应用最广，可用来传递相对位置不齿轮传动远的两轴之间的运动和动力。
齿轮传动的特点是：齿轮传动平稳，传动比精确，工作可靠、效率高、寿命长，使用的功率、速度和尺寸范围大。
例如传递功率可以从很小至几十万千瓦；速度最高可达300m/s；齿轮直径可以从几毫米至二十多米。
但是制造齿轮需要有专门的设备，啮合传动会产生噪声。
（二）类型（1）根据两轴的相对位置和轮齿的方向，可分为以下类型：<1>直齿圆柱齿轮传动；<2> 斜齿圆柱齿轮传动<3>人字齿轮传动；<4>锥齿轮传动；<5>交错轴斜齿轮传动。
（2）根据齿轮的工作条件，可分为：<1>开式齿轮传动式齿轮传动，齿轮暴露在外，不能保证良好的润滑。
<2>半开式齿轮传动，齿轮浸入油池，有护罩，但不封闭。
<3>闭式齿轮传动，齿轮、轴和轴承等都装在封闭箱体内，润滑条件良好，灰沙不易进入，安装精确，轮传动有良好的工作条件，是应用最广泛的齿轮传动。
齿轮传动可按其轴线的相对位置分类。
齿轮传动按齿轮的外形可分为圆柱齿轮传动、锥齿轮传动、非圆齿轮传动、齿条传动和蜗杆传动。
按轮齿的齿廓曲线可分为渐开线齿轮传动、摆线齿轮传动和圆弧齿轮传动等。
齿轮传动的概念齿轮传动是一种机械传动方式，它通过齿轮的啮合来传递动力和运动。
齿轮传动具有许多优点，如高效率、高精度、高可靠性、低噪音等，因此在各种机械系统中得到了广泛的应用。
一、齿轮传动的类型齿轮传动可以根据不同的分类方式分为多种类型。
常见的分类方式有：1.平行轴齿轮传动：这种类型的齿轮传动适用于两个平行轴之间的动力传递。
它包括直齿圆柱齿轮传动、斜齿圆柱齿轮传动、人字齿圆柱齿轮传动等。
2.相交轴齿轮传动：这种类型的齿轮传动适用于两个相交轴之间的动力传递。
它包括直齿锥齿轮传动、斜齿锥齿轮传动等。
3.空间齿轮传动：这种类型的齿轮传动适用于三个轴线不在同一平面内的动力传递。
它包括交错轴斜齿轮传动、准双曲面齿轮传动等。
二、齿轮传动的特点齿轮传动作为一种常见的机械传动方式，具有以下特点：1.高效率：齿轮传动的啮合紧密，动力传递效率高，一般在95%以上。
2.高精度：齿轮传动的精度较高，能够保证准确的运动和动力传递。
3.高可靠性：齿轮传动的结构简单，使用维护方便，寿命长，可靠性高。
4.低噪音：齿轮传动的啮合过程平稳，噪音较低。
5.适用范围广：齿轮传动适用于各种功率和转速的机械系统，能够满足各种不同的需求。
三、齿轮传动的应用齿轮传动在各种机械系统中得到了广泛的应用，如：1.汽车：汽车中的变速器、驱动桥等都是采用齿轮传动来实现动力的传递和变速。
2.航空航天：航空航天器中的发动机、减速器等都涉及到齿轮传动，以实现高精度的运动和动力控制。
3.工业机械：工业机械中的电机、减速器、链轮、皮带轮等都采用齿轮传动，以实现高效的力和速度传递。
4.医疗器械：医疗器械中的精密仪器、手术器械等需要采用高精度的齿轮传动，以保证准确和稳定的工作。
5.建筑机械：建筑机械中的挖掘机、起重机等需要采用强大的齿轮传动系统，以实现大功率和高效率的工作。
四、齿轮传动的未来发展随着科技的不断进步和创新，齿轮传动也在不断地发展和改进。
未来，齿轮传动将朝着以下几个方向发展：1.高精度：随着机械系统对精度要求的不断提高，齿轮传动也需要不断地提高精度等级，以满足越来越高的精度要求。
齿轮传动的方式
齿轮传动是一种常见的机械传动方式，它通过齿轮间的啮合来传递动力和转矩。
齿轮传动的方式有以下几种：
1. 平行轴齿轮传动：平行轴齿轮传动是最常见的一种齿轮传动方式，它是指两个轴线平行的齿轮之间的传动。
这种传动方式适用于需要传递大功率、大转矩的场合，如机床、重型机械等。
2. 直角轴齿轮传动：直角轴齿轮传动是指两个轴线垂直的齿轮之间的传动。
这种传动方式适用于需要改变转向或转速的场合，如汽车、摩托车、工业机械等。
3. 锥齿轮传动：锥齿轮传动是指两个轴线相交的齿轮之间的传动。
这种传动方式适用于需要传递大功率、大转矩、同时改变转向的场合，如汽车后桥、船舶、重型机械等。
4. 行星齿轮传动：行星齿轮传动是一种复杂的传动方式，它由太阳轮、行星轮和内齿圈组成。
太阳轮为中心，行星轮围绕太阳轮旋转，内齿圈固定不动。
这种传动方式适用于需要大减速比和紧凑结构的场合，如汽车变速箱、工业机械等。
5. 蜗轮传动：蜗轮传动是一种特殊的传动方式，它由蜗轮和蜗杆组成。
蜗轮是一种螺旋形的齿轮，蜗杆是一种螺旋形的轴。
这种传动方式适用于需要大减速比
和防倒转的场合，如起重机、电动机等。
以上是齿轮传动的几种常见方式，它们在不同的场合下有着不同的应用。
什么是齿轮传动
什幺是齿轮传动
齿轮传动是指由齿轮副传递运动和动力的装置，它是现代各种设备中应用最广泛的一种机械传动方式。
它的传动比较准确，效率高，结构紧凑，
工作可靠，寿命长。
齿轮传动是机械传动中应用最广的一种传动形式。
它的传动比较准确，效率高，结构紧凑，工作可靠，寿命长。
目前齿轮技术可达到的指标：圆周
速度v=300米每秒，转速n=105转每分钟，传递的功率P=105千瓦，模数
m=0.004~100毫米，直径d=1毫米~152.3毫米。
齿轮传动是指用主、从动轮轮齿直接、传递运动和动力的装置。
齿轮传动就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。
齿轮传动
也可以指主、从动轮轮齿直接传递运动和动力的装置。
在所有的机械传动中，齿轮传动应用最广，可用来传递相对位置不远的两轴之间的运动和动力。
齿轮传动的特点是：齿轮传动平稳，传动比精确，工作可靠、效率高、寿命长，使用的功率、速度和尺寸范围大。
例如传递功
率可以从很小至几十万千瓦；速度最高可达300米每秒；齿轮直径可以从几。
齿轮的三种传动方式一、直齿轮传动直齿轮传动是一种常见的齿轮传动方式。
它由两个齿轮组成，其中一个齿轮的齿数较小，称为从动齿轮，另一个齿轮的齿数较大，称为主动齿轮。
在直齿轮传动中，主动齿轮的旋转驱动从动齿轮的旋转，从而实现能量传递和速度变换。
直齿轮传动具有结构简单、传动效率高、传动精度较高等优点。
它广泛应用于各种机械设备中，如汽车传动系统、工业生产设备等。
直齿轮传动还可以通过改变齿轮的齿数比来实现速度调节，从而适应不同工作要求。
二、斜齿轮传动斜齿轮传动是一种常用的齿轮传动方式。
它由两个斜齿轮组成，齿轮的齿面是斜的，且齿轮轴不平行。
在斜齿轮传动中，主动齿轮的旋转驱动从动齿轮的旋转，实现能量传递和速度变换。
斜齿轮传动具有传动平稳、传动效率高、传动比稳定等优点。
它广泛应用于各种需要传递大功率的机械设备中，如船舶、飞机等。
斜齿轮传动还可以通过改变齿轮的模数和齿数来实现速度调节，从而满足不同工况的要求。
三、锥齿轮传动锥齿轮传动是一种特殊的齿轮传动方式。
它由两个锥形齿轮组成，齿轮的齿面是锥形的，齿轮轴相交于一点。
在锥齿轮传动中，主动齿轮的旋转驱动从动齿轮的旋转，实现能量传递和速度变换。
锥齿轮传动具有传动平稳、传动效率高、传动比可调等优点。
它广泛应用于各种需要传递大功率和变速的机械设备中，如汽车差速器、摩托车变速器等。
锥齿轮传动还可以通过改变齿轮的锥度和齿数比来实现速度调节，从而适应不同的工作要求。
总结：齿轮传动是一种常见的机械传动方式，具有结构简单、传动效率高、传动比可调等优点。
直齿轮传动、斜齿轮传动和锥齿轮传动是其中的三种常见方式。
它们在不同的机械设备中起到了重要的作用，实现了能量传递和速度变换。
在实际应用中，我们可以根据具体需求选择合适的齿轮传动方式，以满足不同工作要求。
齿轮传动
是机械传动中最主要的一类传动，型式很多，应用广泛，传递的功率可达数十万千瓦，圆周速度可达200m/s。
齿轮传动的主要特点有:
1)效率高在常用的机械传动中，以齿轮传动的效率为最高。
2）结构紧凑在同样的使用条件下，齿轮传动所需的空间尺寸一般较小。
3)工作可靠、寿命长
4)传动比稳定传动比稳定往往是对传动性能的基本要求
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。
齿轮传动可做成开式、半开式及闭式。
齿轮传动的失效形式及设计准则
（一）失效形式
一般地说，齿轮传动的失效主要是轮齿的失效，这里只就较为常见的轮齿折断和工作面磨损、点蚀,胶合及塑性变形等。
1.轮齿折断
轮齿折断有多种形式，在正常情况下，主要是齿根弯曲疲劳折断，因为在轮齿受载时，齿根处产生的弯曲应力最大，再加上齿根过渡部分的截面突变及加工刀痕等引起的应力集中作用，当轮齿重复受载后，齿根处就会产生疲劳裂纹，并逐步扩展，致使轮齿疲劳折断。
此外，在轮齿受到突然过载时，也可能出现过载折断或剪断；在轮齿受到严重磨损后齿厚过分减薄时，也会在正常载荷作用下发生折断。
在斜齿圆柱齿轮（简称斜齿轮）传动中，轮齿工作面上的接触线为一斜线，轮齿受载后，如有载荷集中时，就会发生局部折断。
若制造或安装不良或轴的弯曲变形过大，轮齿局部受载过大时，即使是直齿圆柱齿轮，也会发生局部折断。
为了提高齿轮的抗折断能力，可采取下列措施：1）用增加齿根过渡圆角半径及消除加工刀痕的方法来减小齿根应力集中；2）增大轴及支承的刚性，使轮齿接触线上受载较为均匀；3）采用合适的热处理方法使齿芯材料具有足够的韧性；4）采用喷丸、滚压等工艺措施对齿根表层进行强化处理。
2. 齿面磨损
在齿轮传动中，齿面随着工作条件的不同会出现不同的磨损形式。
例如当啮合齿面间落入磨料性物质（如砂粒、铁屑等）时，齿面即被逐渐磨损而至报废。
这种磨损称为磨粒磨损。
它是开式齿轮传动的主要形式之一。
改用闭式齿轮传动是避免齿面磨粒磨损最有效的方法。
3.齿面点蚀
点蚀是齿面疲劳损伤的现象之一。
在润滑良好的闭式齿轮传动中，常见的齿面失效形式多为点蚀。
所谓点蚀就是齿面材料变化着的接触应力作用下，由于疲劳而产生的麻点状损伤现象。
齿面上最初出现的点蚀仅为针尖大小的麻点，
如工作条件未加改善，麻点就会逐渐扩大，甚至数点连成一片，最后形成了明显的齿面损伤。
齿轮在啮合过程中，齿面间的相对滑动起着形成润滑油膜的作用，而且相对滑动速度愈高，愈易在齿面间形成油膜，润滑也就愈好。
当轮齿在靠近节线处啮合时，由于相对滑动速度低，形成油膜的条件差，润滑不良，摩擦力较大，特别是直齿轮传动，通常这时只有一对齿啮合，轮齿受力也最大，因此，点蚀也就首先出现在靠近节线的齿根面上，然后再向其它部位扩展。
从相对意义上说，也就是靠近节线处的齿根面抵抗点蚀的能力最差（即接触疲劳强度最低）。
提高齿轮材料的硬度，可以增强齿轮抗点蚀的能力。
在啮合的轮齿间加注润滑油可以减小摩擦，减缓点蚀，延长齿轮的工作寿命。
并且在合理的限度内，润滑油的粘度越高，上述效果也愈好。
因为当齿面上出现疲劳裂纹后，润滑油就会侵入裂纹，而且粘度愈低的油，愈易侵入裂纹。
润滑油侵入裂纹后，在轮齿啮合时，就有可能在裂纹内受到挤胀，从而加快裂纹的扩展，这是不利之处。
所以对速度不高的齿轮传动，以用粘度高一点的油来润滑为宜；对速度较高的齿轮传动（如圆周速度v>12m/s），要用喷油润滑（同时还起散热的作用），此时只宜用粘度低的油。
开式齿轮传动，由于齿面磨损较快，很少出现点蚀。
齿面胶合
对于高速重载的齿轮传动（如航空发动机减速器的主传动齿轮），齿面间的压力大，瞬间温度高，润滑效果差，当瞬时温度过高时，相啮合的两齿面就会发生粘在一起的现象，由于此时两齿面又在作相对滑动，相粘结的部位即被撕破，于是在齿面上沿相对滑动的方向形成伤痕，称为胶合，传动时齿面瞬时温度愈高、相对滑动速度愈大的地方，愈易发生胶合。
有些低速重载的重型齿轮传动，由于齿面间的油膜遭到破坏，也会产生胶合失效。
此时，齿面的瞬时温度并无明显增高，故称为冷胶合。
加强润滑措施，采用抗胶合能力强的润滑油（如硫化油），在润滑油中加入极压添加剂等，均可防止或减轻齿面的胶合。
齿面塑性变形
塑性变形属于轮齿
永久变形一大类的失效
形式，它是由于在过大的
应力作用下，轮齿材料处
于屈服状态而产生的齿
面或齿体塑性流动所形
成的。
塑性变形一般发生
在硬度低的齿轮上；但在
重载作用下，硬度高的齿
轮上也会出现。
塑性变
形又分为滚压塑变和锤
击塑变。
滚压塑变是由于
啮合轮齿的相互滚压与
滑动而引起的材料塑性
流动所形成的。
由于材料
的塑性流动方向和齿面
上所受的摩擦力方向一
致，所以在主动轮的轮齿
上沿相对滑动速度为零
的节线处被碾出沟槽,而
在从动轮的轮齿上则在
节线处被挤出脊棱。
这种
现象称为滚压塑变（见右
图）。
锤击塑变则是伴有
过大的冲击而产生的塑
性变形，它的特征是在齿
面上出现浅的沟槽，且沟
槽的取向与啮合轮齿的
接触线相一致。
提高轮
齿齿面硬度，采用高粘度
的或加有极压添加剂的
润滑油均有助于减缓或
防止轮齿产生塑性变形。
提高轮齿对上述几种失效形式的抵抗能力，除上面所说的办法外，还有减小齿面粗糙度值，适当选配主、从动齿轮的材料及硬度，进行适当的磨合（跑合），以及选用合适的润滑剂及润滑方法等。
前已说明，轮齿的失效形式很多。
除上述五种主要形式外，还可能出现齿面融化、齿面烧伤、电蚀、异物啮入和由于不同原因产生的多种腐蚀和裂纹等等。
斜齿圆柱齿轮传动
斜齿圆柱齿轮齿面的形成及啮合特点
由于圆柱齿轮是有一定宽度的，因此轮齿的齿廓沿轴线方向形成一曲面。
平面与基圆柱相切于母线，当平面沿基圆柱作纯滚动时，其上与母线平行的直线KK在空间所走过的轨迹即为渐开线曲面，平面称为发生面，形成的曲面即为直齿轮的齿廓曲面。
斜齿圆柱齿轮当平面沿基圆柱作纯滚动时，其上与母线成一倾斜角βb的斜直线KK在空间所走过的轨迹为渐开线螺旋面，该螺旋面即为斜齿圆柱齿轮齿廓曲面，βb称为基圆柱上的螺旋角。
直齿圆柱齿轮啮合时，齿面的接触线均平行于齿轮轴线。
因此轮齿是沿整个齿宽同时进入啮合、同时脱离啮合的，载荷沿齿宽突然加上及卸下。
因此直齿轮传动的平稳性较差，容易产生冲击和噪声，不适合用于高速和重载的传动中。
一对平行轴斜齿圆柱齿轮啮合时，斜齿轮的齿廓是逐渐进入啮合、逐渐脱离啮合的。
如图所示，斜齿轮齿廓接触线的长度由零逐渐增加，又逐渐缩短，直至脱离接触，载荷也不是突然加上或卸下的，因此斜齿轮传动工作较平稳。
斜齿圆柱齿轮的主要参数
斜齿轮的轮齿为螺旋形，在垂直于齿轮轴线的端面（下标以t表示）和垂直于齿廓螺旋面的法面（下标以n表示）上有不同的参数。
斜齿轮的端面是标准的渐开线，但从斜齿轮的加工和受力角度看，斜齿轮的法面参数为标准值。
1. 螺旋角
2. 模数
3. 压力角
4. 齿顶高系数与顶隙系数
斜齿轮的齿顶高和齿根高不论从端面还是从法面来看都是相等的，即
h an*m n=h at*m t及 c n*m n=c t*m t h an*=1, c n*=0.25
一对外啮合斜齿轮传动的正确啮合条件为：1）两斜齿轮的法面模数相等；2）两斜齿轮的法面压力角相等；3）两斜齿轮的螺旋角大小相等，方向相反。
若不满足条件3），就成为交错轴斜齿轮传动。
斜齿轮传动的重合度要比直齿轮大。
二、啮合情况
两斜齿轮啮合时，两齿廓曲面的接处线仍然是齿廓曲面与啮合面的交线，当轮齿一端进入啮合时，轮齿的另一端要滞后一个角度才能进入啮合，即轮齿是先由一端进入啮合，到另一端退出啮合，其接触线由短变长，再由长变短。
）
三、一对斜齿圆柱齿轮的正确啮合条件
1 两齿轮的法向模数和法向压力角应分别相等，
2 同时两斜齿轮螺旋角还要满足：
其中，外啮合时，旋向相反，取负号；内啮合时旋向相同，取正号。
3 因为绝对值相等，所以其端面模数及端面压力角也分别相等。
四、斜齿轮传动的主要优缺点
与直齿轮传动比较，斜齿轮传动具有下列主要的优点：
啮合性能好。
在斜齿轮传动中，其轮齿的接触线为与齿轮轴线倾斜的直线，轮齿开始啮合和脱离啮合都是逐渐的，因而传动平稳、噪声小，同时这种啮合方式也减小了制造误差对传动的影响。
重合度大。
这样就降低了每对轮齿的载荷，从而相对的提高了齿轮的承载能力，延长了齿轮的使用寿命，并使传动平稳。
不产生根切的最少齿数较直齿轮少，因此，采用斜齿轮传动可以得到更为紧凑的机构。
斜齿轮传动的主要缺点：在运动时会产生轴向推力。
