第六章 齿轮传动(12~15)资料重点

齿轮传动设计基础知识点齿轮传动是一种常见的力传递装置，广泛应用于机械工程领域。

它通过不同大小的齿轮之间的啮合来实现功率的传递和转速的变换。

本文将介绍齿轮传动设计的基础知识点，包括齿轮的种类、齿轮参数的计算以及齿轮传动的优缺点。

一、齿轮的种类1. 直齿轮直齿轮是最常见的齿轮类型，其齿轴与轴线平行。

直齿轮适用于中低速传动，并能承受较大的载荷。

其主要缺点是噪音和齿面磨损较大。

2. 斜齿轮斜齿轮的齿轴与轴线倾斜一定角度，能够在不同轴线的位置上传递力矩。

斜齿轮适用于高速传动，但噪音较大，效率相对较低。

3. 锥齿轮锥齿轮是一种适用于非平行轴传动的齿轮，其齿轴与轴线相交。

锥齿轮广泛应用于汽车差速器等场合。

4. 内齿轮内齿轮是直齿轮的一种变体，其齿轮位于轮轴内部。

内齿轮传动常用于高精度传动系统，如航空器操纵系统。

二、齿轮参数的计算1. 齿数与模数的计算齿数是齿轮上齿的数量，模数是齿距与齿数的比值。

一般情况下，齿数可以通过传动比和模数来计算，也可以根据实际需求选定。

2. 齿轮啮合的计算齿轮啮合的计算包括齿顶高度、齿根高度、齿向间隙等参数的确定。

这些参数的选择需要考虑齿轮传动的工作条件和要求。

3. 齿轮的模数设计齿轮的模数设计是根据传动功率和齿数来确定的。

模数的选择要综合考虑齿轮的强度、装配精度和经济性。

4. 齿轮的强度计算齿轮的强度计算是确定齿轮是否能够承受传递的力矩和载荷的关键。

其中包括表面强度和弯曲强度的计算。

三、齿轮传动的优缺点1. 优点（1）传递功率大：齿轮传动能够传递大的功率，因为齿轮相对于带轮而言，具有更大的传动比。

（2）传动效率高：齿轮传动的效率通常在95%以上，相比其他传动方式具有更高的效率。

（3）传动平稳：齿轮传动没有滑动和弹性变形，因此传动平稳，没有冲击和振动。

（4）传动精度高：齿轮传动具有良好的传动精度，适用于精密传动系统。

2. 缺点（1）噪音较大：齿轮传动在运转时会产生一定的噪音，特别是高速传动时噪音更明显。

第六章 齿轮传动思考题和练习题6-1渐开线齿轮具有哪些啮合特点?解：能满足定传动比传动的要求，具有可分性，渐开线齿廓之间的正压力方位不变。

6-2什么是节圆？什么是分度圆？二者有什么区别？解：节圆是一对齿轮啮合时，以轮心为圆心，过节点所做的圆，即节点在齿轮上所走的轨迹圆；分度圆则是为了便于计算齿轮各部分的尺寸，在介于齿顶圆和齿根圆之间，人为定义的一个基准圆。

每个齿轮都有自己的分度圆，且大小是确定不变的；而节圆是对一对相啮合的齿轮而言的，节圆的大小随中心距的变化而变化。

6-3渐开线齿轮的五个基本参数是什么？解：模数、齿数、压力角、齿顶高系数、顶隙系数。

6-4标准齿轮传动的实际中心距大于标准中心距时，下列参数：分度圆半径、节圆半径、基圆半径、分度圆压力角、顶隙等哪些发生了变化？哪些不变？解：节圆半径、顶隙变大，分度圆半径、基圆半径、分度圆压力角不变。

6-5已知一对直齿圆柱齿轮的传动比5.112=i ，中心距a =100mm ，模数m =2mm 。

试计算这对齿轮的几何尺寸。

解：5.112=i ， a =100mm ， m =2mm ，5.1=12Z Z ，100=2)+(21Z Z m 401=z ，602=z8040211=⨯=⨯=z m d mm ，12060222=⨯=⨯=z m d mm84480211=+=+=a a h d d mm ，1244120221=+=+=a a h d d mm 。

6-6相比直齿圆柱齿轮，平行轴斜齿圆柱齿轮有哪些特点？解：一对斜齿圆柱齿轮啮合传动时，其轮齿间的接触线是倾斜的，齿面接触是由一个点开始，逐渐增至一条最长的线，再由最长的接触线减短至一个点而后退出啮合的。

因此，相比直齿圆柱齿轮，斜齿圆柱齿轮传动平稳，冲击和噪声较小，又由于同时啮合的齿对数多（重合度大），故承载能力也高。

但斜齿轮存在派生的轴向力。

6-7齿轮的轮齿切制方法有哪些？各有什么特点？解：齿轮可以通过压铸、热扎、冷扎、粉末冶金、冲压等的无屑加工方法和切削等方法来加工，其中切削加工方法具有良好的加工精度，是目前齿形加工的主要方法。

机械设计基础06第六章齿轮传动一、教学内容本节课的教学内容来自于机械设计基础06第六章齿轮传动。

本章主要介绍齿轮传动的基本原理、分类、齿形、齿数、模数等基本概念，以及齿轮传动的计算方法和选用原则。

具体内容包括：齿轮传动的基本原理、齿轮的分类和特点、齿形的几何参数、齿数的确定、模数的选取、齿轮传动的计算方法、齿轮传动的选用原则等。

二、教学目标1. 使学生了解齿轮传动的基本原理，掌握齿轮的分类和特点，理解齿形的几何参数、齿数的确定、模数的选取等基本概念。

2. 培养学生掌握齿轮传动的计算方法，能够根据实际需求选用合适的齿轮传动。

3. 提高学生的实际应用能力，使学生能够运用所学的齿轮传动知识解决实际问题。

三、教学难点与重点重点：齿轮传动的基本原理、齿形的几何参数、齿数的确定、模数的选取、齿轮传动的计算方法、齿轮传动的选用原则。

难点：齿形的几何参数的计算、齿数的确定、模数的选取。

四、教具与学具准备教具：多媒体课件、黑板、粉笔。

学具：教材、笔记本、尺子、圆规、量角器。

五、教学过程1. 情景引入：通过展示汽车齿轮传动的图片，引导学生思考齿轮传动在实际生活中的应用。

2. 知识讲解：讲解齿轮传动的基本原理，齿轮的分类和特点，齿形的几何参数、齿数的确定、模数的选取等基本概念。

3. 例题讲解：通过示例，讲解齿轮传动的计算方法和选用原则。

4. 随堂练习：让学生运用所学知识，自行计算一组齿轮传动的模数和齿数。

5. 课堂讨论：引导学生探讨齿轮传动在实际应用中可能遇到的问题，以及解决方法。

7. 作业布置：布置相关作业，巩固所学知识。

六、板书设计齿轮传动的基本原理齿轮的分类和特点齿形的几何参数齿数的确定模数的选取齿轮传动的计算方法齿轮传动的选用原则七、作业设计1. 题目：计算一组齿轮传动的模数和齿数。

答案：根据计算公式，模数为m=2，齿数为z=40。

2. 题目：选用合适的齿轮传动，使一台电动机的输出功率达到500W，转速为1500r/min。

齿轮传动科学知识点总结齿轮传动是机械传动中常用的一种方式，利用两个或多个相互啮合的齿轮，通过齿轮的旋转来传递动力和运动。

齿轮传动主要用于各种工业设备和机械设备中，如汽车、飞机、船舶、工程机械等。

齿轮传动具有传动效率高、传动比稳定、结构简单、使用寿命长等优点，因此被广泛应用。

二、齿轮的基本形式齿轮主要分为直齿轮、斜齿轮、螺旋齿轮、锥齿轮等几种基本形式。

直齿轮是最为常见的形式，它们的齿轮轴线平行，且啮合时齿轮的齿尖和齿谷分别与对应齿轮的齿谷和齿尖接触。

而斜齿轮的齿轮轴线不平行，啮合时两齿轮每时都有两个点处于啮合。

螺旋齿轮则是齿轮齿榫呈螺旋状。

锥齿轮分为直齿圆柱锥齿轮和螺旋锥齿轮。

三、齿轮传动的传动机理齿轮传动的传动机理源自齿轮的啮合运动，其原理主要表现在两个方面：传递动力和转动速度及方向的变化。

1. 传递动力：当齿轮旋转时，其齿与啮合的齿轮齿相互作用，从而将动力传递给啮合齿轮，实现传动效果。

2. 转速及方向的变化：通过不同大小的齿轮组合，可以实现转速的变化和方向的转换。

具体来说，如果一个齿轮的直径比另一个小，那么它的转速就会更快，反之亦然。

四、齿轮传动的优点1. 传动效率高：正常情况下，齿轮的传动效率可以达到95%以上，远高于其他传动方式。

2. 传动比稳定：齿轮传动可以通过不同大小的齿轮组合来实现不同的传动比，且传动比稳定。

3. 结构简单：齿轮传动结构简单，不易受外界影响。

4. 使用寿命长：齿轮传动件的材料硬度高，因此使用寿命长。

五、齿轮传动的缺点1. 噪音大：齿轮传动在高速运转时会产生噪音，影响使用环境。

2. 需要精确配合：齿轮传动需要齿轮齿数进行精确的配合，如果配合不当则会影响传动效果。

3. 受载能力有限：齿轮传动的受载能力有限，对于大功率传动需求时需要增加齿轮尺寸和减小齿轮轴承受载极限。

4. 需要润滑和维护：齿轮传动需要经常润滑和维护，才能保证其正常运转。

六、齿轮副的传动效率齿轮传动的传动效率一般在95%以上，传动效率主要受到齿轮啮合副的摩擦、挤压和变形等因素的影响，齿轮传动的传动效率一般都包含失效效率和机械效率两种。

第六章齿轮传动一、简答题：（1）齿轮传动的失效形式有哪几种？闭式软齿面齿轮传动一般针对哪种失效形式进行计算？（2）齿轮传动中，载荷分布不均匀系数与哪些因素有关？如减小值可采取哪些措施？（3）设计软齿面齿轮传动，为什么要使小齿轮齿面硬度比大齿轮齿面硬度高一些？（4）为什么斜齿圆柱齿轮传动的承载能力要比直齿圆柱齿轮传动的承载能力高？在软齿面闭式圆柱齿轮传动设计中，若齿数比、中心距、齿宽及许用应力不变，减小模数，并相应增加齿数，则对齿面接触强度、齿根弯曲强度、传动的平稳性和齿轮加工等各有何影响？b5E2RGbCAP（6）齿轮传动中的内部附加动载荷产生的主要原因是什么？为减小内部附加动载荷可采取哪些措施？（7）一对标准直齿圆柱齿轮传动，传动比为2，问：a哪一个齿轮的齿根弯曲应力大，为什么？b若大、小齿轮的材料、热处理硬度均相同，小齿轮的应力循环次数，则它们的许用弯曲应力是否相等，为什么？（8）与带传动、链传动比较，齿轮传动有哪些主要优、缺点？（9）载荷系数由哪几部分组成？各考虑什么因素的影响？一对直齿圆柱齿轮的齿面接触应力的大小与齿轮的哪几个几何参数有关？在哪一点啮合的接触应力最大？通常接触强度计算时算的是哪一点的接触应力？为什么？p1EanqFDPw （11）为什么把叫做齿形系数？有哪些参数影响它的数值？为什么与模数无关？设计齿轮传动中的下列参数：斜齿圆柱齿轮的法向模数与端面模数、圆锥齿轮的大端模数与平均模数、齿数与当量齿数、螺旋角、分度圆直径、齿顶圆直径与齿根直径、齿宽、中心距，哪些应取标准值；哪些应圆整；哪些既没有标准值，也不应圆整，而应算得很准确？哪些应在装配图和零件图上标注，哪些可以不标注？哪几个尺寸有公差？DXDiTa9E3d二、填空题：（1）齿轮传动时，如大、小齿轮的材料不同，则大、小齿轮的齿面接触应力，齿根弯曲应力，许用接触应力，许用弯曲应力。

在圆柱齿轮传动中，齿轮直径不变而减小模数，对齿轮的弯曲强度、接触强度及传动的工作平稳性的影响分别为、、。

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。