机械原理齿轮系及其设计
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机械原理实验报告齿轮传动定稿版实验名称:齿轮传动实验一、实验目的:1.学习了解齿轮传动原理及其应用;2.掌握齿轮的绘制方法;3.了解齿轮传动的基本计算方法。
二、实验原理:齿轮传动是利用不同齿数的齿轮通过啮合而实现轴的运动传递的一种机械传动方式。
根据齿轮的不同形状和结构,齿轮传动分为直齿轮传动、斜齿轮传动、蜗杆传动等。
直齿轮是最常见的一种传动方式。
当两个直齿轮啮合时,它们的齿数之比等于它们的转速之比,即齿轮传动的传动比等于齿数比。
实验中我们主要研究直齿轮传动,通过制作不同齿轮的齿数,观察齿轮的传动效果,验证齿轮传动的基本原理。
三、实验仪器与材料:1.齿轮传动实验装置;2.直齿轮(不同齿数);3.传动带。
四、实验步骤:1.通过齿轮的绘制方法,绘制出实验中使用的两个直齿轮的草图;2.安装齿轮传动实验装置,将绘制好的齿轮与实验装置相连;3.启动实验装置,观察并记录传动过程中两个齿轮的运动情况;4.测量不同齿轮的齿数,并计算齿轮传动的传动比;5.分析实验现象与计算结果的关系。
五、实验结果与分析:1.绘制的齿轮草图如下表所示:齿轮编号齿数齿轮1 10齿轮2 202.在实验装置运行时,观察到齿轮1以较大的速度旋转,而齿轮2以较小的速度旋转。
这表明齿轮传动的传动比为2:1,符合公式:传动比=齿数2/齿数13.测量齿轮1和齿轮2的齿数分别为10和20,代入计算公式,得到传动比为20/10=24.实验结果与计算结果一致,验证了齿轮传动的基本原理。
六、实验总结:通过本次实验,我们学习了齿轮传动的基本原理及应用,并通过实际操作和计算验证了齿轮传动的传动比与齿数之间的关系。
实验结果表明,齿轮传动能够有效地改变转速,实现机械能的传递,具有较高的传动效率和可靠性。
齿轮传动在机械工程中有广泛的应用,如汽车传动系统、工业生产线等。
掌握齿轮传动的原理对于我们理解和设计机械传动系统具有重要意义。
机械原理公式:第十一章:齿轮系及其设计1.行星轮系公式,齿轮数关系2.定轴轮系公式3.差动轮系求nH第七章:机械的转动及波动调节1.驱动工=阻力工公式2.最大转速公式,标能量最大3.最大盈亏工公式4.飞轮转动惯量公式第十章:齿轮机构及其设计1.基圆半径,渐开线展角,压力角,展角与压力角公式,渐开线曲率半径,向径2.齿顶圆压力角,分度园压力角,分度园压力角与啮合角关系3.四半径大小关系4.齿顶圆曲率半径公式,分度圆曲率半径公式5.齿顶圆压力角公式,展开线压力角公式6.基圆半径与分度圆半径关系公式7.分度圆齿厚公式,齿槽公式,齿距公式8.齿顶圆半径公式,齿根圆半径公式9.分度圆半径公式10.啮合角公式11.重合度公式第八章:连杆机构及其设计1.周转副条件2.双曲柄条件3.曲柄摇杆条件4.极位夹角,摆角,行程速比系数,传动比,设计四杆机构的极位夹角第五章:机械传动的效率和自锁1.总效率第九章:凸轮机构及其设计(反转发)1.作大圆小圆内切2.由大圆作压力角3.大圆小圆差值作推杆位移4.推杆相切圆作反转推杆升高s的解法1.s圆与理论轮廓线的交点2.理论基圆求转角第三章:平面机构的运动分析瞬心法:1.构件1,3瞬心为p13,若1为机架,则p13是3的绝对速度2.求杆1上的m点速度,须知杆1角速度,须知杆1与动力杆的瞬心或者杆1与机架的瞬心3.无穷远的瞬心可以平行4.计算单位矢量方程图解法1.取重合点B(B1,B2,B3)VB2=VB12.VB3=VB2+VB3B23.作图第四章:平面机构的力的分析1.判断压缩还是拉升2.与夹角变化方向相反第二章:机构的结构分析1.自由度公式。
第11章 齿轮系及其设计11.1 复习笔记本章主要介绍了定轴轮系、周转轮系和复合轮系的传动比计算,轮系的功用,以及行星轮系的效率、齿数的确定。
学习时需要重点掌握轮系传动比的计算,尤其是复合轮系的分析计算,常以计算题的形式考查。
除此之外,轮系的类型和功用、行星轮系中各齿数的确定(需要满足4个条件)等内容,常以选择题和填空题的形式考查,复习时需要把握其具体内容,重点记忆。
一、齿轮系及其分类1.定义齿轮系是由一系列的齿轮所组成的齿轮传动系统,简称轮系。
2.分类根据轮系运转时各个齿轮的轴线相对于机架的位置是否固定,将轮系分为三大类:(1)定轴轮系运转时各个齿轮的轴线相对于机架的位置都是固定的轮系称为定轴轮系。
(2)周转轮系(见表11-1-1)表11-1-1 周转轮系图11-1-1 周转轮系二、定轴轮系的传动比(见表11-1-2)表11-1-2 定轴轮系的传动比三、周转轮系的传动比1.周转轮系的传动比设周转轮系中的两个太阳轮分别为m 和n ,行星架为H ,则其转化轮系的传动比i mn H 可表示为H Hm m H mn H n n Hm nm nωωωi ωωω-==-=±在转化轮系中由至各从动轮齿数的乘积在转化轮系中由至各主动轮齿数的乘积2.具有固定轮的行星轮系的传动比具有固定轮的行星轮系,设固定轮为n ,即ωn =0,则有i mn H =(ωm -ωH )/(0-ωH )=-i mH +1,即i mH =1-i mn H 。
四、复合轮系的传动比1.计算步骤(1)将各部分的周转轮系和定轴轮系一一分开;(2)分别列出其传动比计算式;(3)联立求解。
2.划分周转轮系(1)先要找到轮系中的行星轮和行星架(注意:轮系中行星架往往由其他功用的构件所兼任);(2)每一行星架以及连同行星架上的行星轮和与行星轮相啮合的太阳轮组成一个基本周转轮系;(3)当将所有的基本周转轮系部分找出之后,剩下的便是定轴轮系部分。
第11章齿轮系及其设计11.1复习笔记一、齿轮系及其分类1.定义由一系列的齿轮所组成的齿轮传动系统称为齿轮系,简称轮系。
2.分类根据轮系运转时各个齿轮的轴线相对于机架的位置是否固定,将轮系分为三大类:(1)定轴轮系运转时各个齿轮的轴线相对于机架的位置都是固定的轮系称为定轴轮系。
(2)周转轮系①定义如图11-1-1所示,运转时至少有一个齿轮轴线的位置不固定,而是绕着其他齿轮的固定轴线回转的轮系称为周转轮系。
图11-1-1周转轮系②基本构件在周转轮系中,一般都以太阳轮和行星架作为输入和输出构件,称为周转轮系的基本构件。
a.太阳轮轮系中绕固定轴回转的齿轮称为太阳轮。
如图11-1-1中齿轮l和内齿轮3都围绕着固定轴线OO回转,则齿轮1和内齿轮3为太阳轮;b.行星轮不仅绕自身轴线作自转,还随着行星架一起绕固定轴线做公转的齿轮称为行星轮。
如图11-1-1中齿轮2,其中构件H为行星架,又称转臂或系杆。
③分类a.根据其自由度的数目分类第一,差动轮系自由度为2的周转轮系称为差动轮系;第二,行星轮系自由度为1的周转轮系称为行星轮系。
b.根据基本构件的不同分类若轮系中的太阳轮以K表示,行星架以H表示,则如图11-1-1所示的轮系称为2K-H 型周转轮系。
(3)复合轮系既包含定轴轮系部分,又包含周转轮系部分,或者是由几部分周转轮系组成的轮系称为复合轮系。
二、定轴轮系的传动比1.轮系传动比的定义轮系的传动比是指轮系中首、末两构件的角速度之比。
2.传动比计算(1)定轴轮系的传动比等于组成该轮系的各对啮合齿轮传动比的连乘积;(2)传动比又等于各对啮合齿轮中所有从动轮齿数的连乘积与所有主动轮齿数的连乘积之比,即:定轴轮系的传动比=所有从动轮齿数的连乘积/所有主动轮齿数的连乘积3.首、末轮转向关系的确定(1)转向的确定①齿轮的转向可用箭头表示,箭头方向表示齿轮可见侧的圆周速度的方向;②标志一对啮合传动的齿轮转向的箭头为同时指向节点或同时背离节点;③当首、末两轮的轴线彼此平行时,两轮的转向不是相同就是相反;当两者的转向相同时,规定其传动比为“+”,反之为“-”;④若首、末两轮的轴线不平行,其间的转向关系只能在图上用箭头来表示。
北航机械原理及设计PPT第10章齿轮传动一、齿轮传动的概念齿轮传动是一种常用的机械传动方式,它利用齿轮的啮合传递动力和运动,广泛应用于机械设备中,例如汽车、工程机械、机床等。
齿轮传动的特点是传动平稳、传动效率高、传动比准确等,因此在工程设计中应用广泛。
二、齿轮传动的工作原理齿轮传动通过齿轮的啮合来实现动力和运动的传递。
啮合的齿轮被称为驱动齿轮,被驱动的齿轮被称为从动齿轮。
当驱动齿轮运动时,通过齿轮齿面的啮合,驱动力矩和转速传递给从动齿轮。
齿轮啮合的过程中,齿轮齿面之间产生的接触力和摩擦力使得齿轮产生转动,从而将动力和运动传递给被驱动的机构。
齿轮传动的主要参数有模数、压力角、齿数等,这些参数决定了齿轮的啮合性能和传动特性。
合理选择和设计齿轮传动的参数能够提高传动效率和可靠性。
三、齿轮传动的分类齿轮传动根据齿轮的传动方式和布置形式可以分为多种类型,常见的有直齿轮传动、斜齿轮传动、锥齿轮传动、蜗杆传动等。
1.直齿轮传动:直齿轮传动是指齿轮齿面与齿轮轴线平行的传动方式,适用于传递大功率和高速运动的场合。
直齿轮传动具有结构简单、制造成本低等优点,在工程中得到广泛应用。
2.斜齿轮传动:斜齿轮传动是指齿轮齿面与齿轮轴线呈一定角度的传动方式,适用于传递大功率和高速运动的场合,能够提供更大的传动比。
3.锥齿轮传动:锥齿轮传动是指齿轮齿面呈锥面的传动方式,适用于传递轴线不平行和交叉传动的场合,能够实现变速和反向传动。
4.蜗杆传动:蜗杆传动是指蜗轮和蜗杆的啮合传动方式,适用于传递大功率和大速比的场合。
四、齿轮传动的计算与设计在齿轮传动的计算与设计过程中,需要确定齿轮的模数、齿数、啮合角、齿轮轴距等参数。
这些参数的选择需要考虑传动的功率、转速、速比、传动效率等因素。
常用的计算和设计方法包括基本气体动力学计算方法、齿轮强度计算方法、齿轮啮合性能计算方法等。
齿轮传动的设计还需要考虑齿轮的制造工艺和加工精度。
合理的制造工艺可以保证齿轮的精度和传动性能,提高齿轮传动的可靠性和寿命。
一、教案基本信息机械原理课程教案—齿轮机构及其运动设计课时安排:2学时教学目标:1. 了解齿轮机构的基本概念和分类。
2. 掌握齿轮的啮合条件和传动比计算。
3. 能够分析齿轮机构的运动设计。
教学方法:1. 讲授:讲解齿轮机构的基本概念、分类和啮合条件。
2. 案例分析:分析齿轮机构的运动设计实例。
3. 互动讨论:引导学生探讨齿轮机构设计中的关键问题。
教学内容:1. 齿轮机构的基本概念和分类2. 齿轮的啮合条件3. 传动比计算4. 齿轮机构的运动设计5. 齿轮机构设计实例分析二、教学过程1. 导入:通过展示齿轮机构的图片,引导学生思考齿轮机构在机械系统中的应用和重要性。
2. 讲解齿轮机构的基本概念和分类:解释齿轮机构的特点、工作原理和分类。
3. 讲解齿轮的啮合条件:介绍齿轮啮合的基本条件,如齿数、模数、压力角等。
4. 讲解传动比计算:解释传动比的定义和计算方法,引导学生理解传动比在齿轮机构中的作用。
5. 案例分析:分析齿轮机构的运动设计实例,如减速器和变速器的设计。
6. 互动讨论:引导学生探讨齿轮机构设计中的关键问题,如啮合条件、传动比选择等。
三、教学评估1. 课堂提问:通过提问了解学生对齿轮机构的基本概念和分类的理解。
2. 作业布置:布置有关齿轮啮合条件和传动比计算的练习题,巩固所学知识。
3. 课程报告:要求学生分析一个齿轮机构的运动设计实例,评估其设计合理性。
四、教学资源1. 教材:机械原理教材相关章节。
2. 图片:齿轮机构的图片。
3. 视频:齿轮机构的运动原理视频。
4. 练习题:相关齿轮啮合条件和传动比计算的练习题。
五、教学延伸1. 深入学习其他齿轮机构的分类,如蜗轮蜗杆机构、行星齿轮机构等。
2. 研究齿轮机构的运动仿真,深入了解其运动特性和性能。
3. 探索齿轮机构在实际工程应用中的设计和优化方法。
六、教学过程7. 讲解齿轮机构的运动设计:介绍齿轮机构运动设计的方法和步骤,包括运动传递分析、齿轮尺寸计算等。
机械原理课程教案—齿轮机构及其运动设计一、教学目标:1. 知识与技能:(1)理解齿轮机构的定义、分类和应用;(2)掌握齿轮的基本参数和计算方法;(3)学会分析齿轮机构的运动特性;(4)能够设计简单的齿轮传动系统。
2. 过程与方法:(1)通过实例分析,掌握齿轮机构的结构特点;(2)利用图表和计算公式,分析齿轮机构的运动规律;(3)运用设计软件或手绘,完成齿轮传动系统的设计。
3. 情感态度与价值观:(1)培养学生对机械原理学科的兴趣和热爱;(2)培养学生动手实践能力和创新精神;(3)使学生认识到齿轮机构在工程中的重要性。
二、教学内容:1. 齿轮机构的定义、分类和应用;2. 齿轮的基本参数和计算方法;3. 齿轮机构的运动特性分析;4. 齿轮传动系统的设计方法。
三、教学重点与难点:1. 教学重点:齿轮机构的特点、应用、基本参数计算、运动特性分析、设计方法。
2. 教学难点:齿轮机构的运动特性分析,齿轮传动系统的设计方法。
四、教学准备:1. 教学材料:教材、课件、模型、设计软件等;2. 教学工具:投影仪、计算机、绘图板等。
五、教学过程:1. 导入新课:通过展示实例图片,引导学生了解齿轮机构的应用,激发学生兴趣。
2. 知识讲解:讲解齿轮机构的定义、分类和应用,引导学生掌握齿轮机构的基本概念。
3. 参数计算:讲解齿轮的基本参数和计算方法,让学生学会如何计算齿轮的参数。
4. 运动分析:分析齿轮机构的运动特性,让学生理解齿轮机构的运动规律。
5. 设计实践:运用设计软件或手绘,让学生完成齿轮传动系统的设计。
6. 课堂讨论:引导学生探讨齿轮机构在实际工程中的应用,提高学生的实践能力。
六、教学评估:1. 课堂问答:通过提问方式检查学生对齿轮机构基本概念的理解程度。
2. 练习题:布置相关练习题,检查学生对齿轮参数计算和运动分析的掌握情况。
3. 设计作业:评估学生对齿轮传动系统设计方法的掌握,通过评阅设计方案和计算过程进行。