机械结构设计基础_03齿轮传动机构详解
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考研真题机械设计基础归纳总结第六章齿轮机构及其设计机械考研真题机械设计基础归纳总结第六章齿轮机构及其设计-机械第六章齿轮机构及其设计6.1内容提要齿轮机构是一种高副机构,其传动平稳可靠、效率高,已被广泛应用。
本章主要解决的问题是在掌握齿廓啮合基本理论的基础上,确定渐开线齿轮传动的基本尺寸及其设计方法。
本章主要内容就是:1.齿轮机构的分类;2.齿廓啮合基本定律与共轭齿廓;3.渐开线及渐开线齿廓;4.渐开线标准直齿圆柱齿轮及其压板传动;5.渐开线齿廓的拌和及变位齿轮;6.斜齿圆柱齿轮传动、蜗杆传动、圆锥齿轮传动。
本章重点内容就是齿廓压板基本定律;渐开线性质;渐开线标准直齿圆柱齿轮及其压板传动;渐开线齿廓的拌和及变位齿轮;斜齿圆柱齿轮传动、蜗杆传动及圆锥齿轮传动的特点。
本章的难点是渐开线性质、渐开线齿轮传动的正确啮合条件与连续传动条件、齿廓的切制及变位齿轮等。
6.2直齿圆柱齿轮教学实验题6.2.1填空题1.渐开线直齿圆柱齿轮传动的主要优点为和。
2.渐开线齿廓上k点的压力角应是所夹的锐角,齿廓上各点的压力角都不相等,在基圆上的压力角等于。
3.满足用户恰当压板条件的一对渐开线直齿圆柱齿轮,当其传动比不等同于1时,它们的齿形就是的。
4.一对渐开线直齿圆柱齿轮无齿侧间隙的条件是。
5.渐开线直齿圆柱齿轮的恰当压板条件就是。
6.一对渐开线直齿圆柱齿轮啮合传动时,两轮的圆总是相切并相互作纯滚动的,而两轮的中心距不一定总等于两轮的圆半径之和。
337.当一对外啮合渐开线直齿圆柱标准齿轮传动的啮合角在数值上与分度圆的压力角相等时,这对齿轮的中心距为。
8.按标准中心距安装的渐开线直齿圆柱标准齿轮,节圆与重合,啮合角在数值上等于上的压力角。
9.二者压板的一对直齿圆柱齿轮的渐开线齿廓,其接触点的轨迹就是一条线。
10.渐开线上任一点的法线必定与基圆,直线齿廓的基圆半径为。
11.渐开线齿轮的可分性就是指渐开线齿轮中心距加装有所误差时,。
《齿轮传动机构》作业设计方案一、设计任务本次作业设计的任务是设计一个齿轮传动机构,实现两个轴之间的传动。
通过设计和制作这个机构,学生将能够了解齿轮传动的原理和应用,提升自己的机械设计和制造能力。
二、设计要求1. 齿轮传动机构需要包括至少两组齿轮,分别为主动齿轮和从动齿轮。
2. 齿轮传动比需为2:1,即主动齿轮的齿数是从动齿轮的两倍。
3. 齿轮传动机构需要能够实现顺时针和逆时针传动。
4. 齿轮传动机构需要具有较高的传动效率和稳定性。
5. 设计材料为金属材料,如钢铁等。
6. 设计尺寸需符合实际工程需求,具有一定的可制造性。
三、设计方案1. 齿轮选型:主动齿轮和从动齿轮的选型是整个设计的关键。
根据传动比要求,主动齿轮的齿数应是从动齿轮的两倍。
同时,为了保证传动效率和稳定性,需要选择质量较好的齿轮材料,如20CrMnTi合金钢等。
2. 齿轮传动设计:根据传动比要求,设计主动齿轮和从动齿轮的齿数,同时思量齿轮的模数、齿宽等参数,确保传动效率和稳定性。
3. 轴设计:设计两个轴,分别用于毗连主动齿轮和从动齿轮,轴材料也需选择合适的金属材料。
4. 轴承选型:为了保证齿轮传动的稳定性和蔼畅性,需要选择合适的轴承,确保轴的旋转自由度。
5. 结构设计:设计齿轮传动机构的整体结构,包括齿轮的安装方式、轴的毗连方式等,确保整个机构的稳定性和可靠性。
四、制作过程1. 齿轮加工:根据设计要求,加工主动齿轮和从动齿轮,确保齿轮的齿数、模数等参数符合设计要求。
2. 轴加工:加工毗连主动齿轮和从动齿轮的轴,确保轴的直线度和圆度符合要求。
3. 装配:将齿轮和轴进行装配,确保齿轮传动机构的正常运转。
4. 调试:进行齿轮传动机构的调试,检查传动比、传动效率等参数是否符合设计要求。
五、安全注意事项1. 在加工和装配过程中,需要戴好防护眼镜,避免金属屑伤害眼睛。
2. 在调试过程中,需要注意机械传动部件的运转状态,避免发生意外伤害。
3. 在应用过程中,需要定期检查齿轮传动机构的运转状态,确保机构的安全性和稳定性。
机械设计基础课件齿轮传动-(带特殊条款) 机械设计基础课件:齿轮传动1.引言齿轮传动是机械设计中的一种基本传动方式,广泛应用于各种机械设备的运动和动力传递。
齿轮传动具有结构简单、传动效率高、可靠性好、寿命长等优点,因此在工业生产和日常生活中得到广泛应用。
本课件将介绍齿轮传动的基本原理、分类、设计方法和应用。
2.齿轮传动的基本原理齿轮传动是利用齿轮副的啮合来传递动力和运动的一种传动方式。
齿轮副由两个或多个齿轮组成,其中主动齿轮通过旋转驱动从动齿轮,从而实现动力和运动的传递。
齿轮副的啮合是通过齿轮齿廓的接触来实现的,齿廓的形状和尺寸决定了齿轮传动的性能和精度。
3.齿轮传动的分类齿轮传动根据齿轮的形状和布置方式可分为直齿圆柱齿轮传动、斜齿圆柱齿轮传动、直齿圆锥齿轮传动和蜗轮蜗杆传动等。
直齿圆柱齿轮传动是应用最广泛的一种齿轮传动方式,具有结构简单、制造容易、精度高等优点。
斜齿圆柱齿轮传动具有传动平稳、噪声低、承载能力强等优点,适用于高速和重载的传动场合。
直齿圆锥齿轮传动适用于空间狭小和角度传动的场合。
蜗轮蜗杆传动具有大传动比、自锁性和精度高等特点,适用于低速、大扭矩的传动场合。
4.齿轮传动的设计方法齿轮传动的设计主要包括齿轮的几何设计、强度设计和精度设计。
齿轮的几何设计是根据传动比、工作条件、材料等因素确定齿轮的齿数、模数、压力角等参数。
强度设计是保证齿轮传动在规定的工作条件下具有足够的承载能力和寿命,主要包括齿面接触强度和齿根弯曲强度的计算。
精度设计是保证齿轮传动的精度和运动平稳性,主要包括齿轮的加工精度和装配精度的控制。
5.齿轮传动的应用齿轮传动在工业生产和日常生活中得到广泛应用。
在机床、汽车、船舶、飞机等机械设备中,齿轮传动用于传递动力和运动,实现各种复杂的运动轨迹和速度变化。
在风力发电、水力发电等能源领域,齿轮传动用于传递高速旋转的动力,实现能源的转换和利用。
在、自动化设备等高科技领域,齿轮传动用于实现精确的运动控制和动力传递,提高设备的性能和效率。
齿轮机构工作原理
齿轮机构是一种常用的传动机构,由两个或多个齿轮组成。
它的工作原理是利用齿轮的啮合传递动力和运动。
齿轮机构的传动方式主要有平面齿轮传动和立体齿轮传动两种。
平面齿轮传动是将两个平行轴或交叉轴上的齿轮通过啮合来传递动力和运动。
立体齿轮传动是将两个相交或同轴的齿轮通过啮合来传递动力和运动。
在齿轮机构中,一般将驱动轮称为主动轮,被驱动轮称为从动轮。
主动轮通常由电动机或手动操作来提供动力,从动轮则通过主动轮的转动来带动其他机械部件的运动。
齿轮的工作原理是利用其齿形的设计特点。
齿轮的齿顶、齿槽和齿侧都有一定的几何形状,在啮合时能够产生相互啮合的传动关系。
当主动轮转动时,其齿顶与从动轮的齿槽相啮合,通过齿顶和齿槽之间的啮合力矩传递动力和运动。
齿轮机构的传动比是由齿轮的模数、齿数和啮合方式决定的。
通过改变主动轮和从动轮的齿数或改变齿轮的模数,可以改变齿轮机构的传动比,实现不同的传动效果。
总的来说,齿轮机构工作原理是利用齿轮的啮合传递动力和运动,通过改变齿轮的参数可以调整传动比,实现不同的传动效果。
同时,齿轮机构还具有传递动力平稳、传动效率高和传动精度好等优点,被广泛应用于各种机械设备中。
第4章 齿轮机构4.1考点提要4.1.1 重要的基本术语及概念齿廓啮合基本定律、共轭齿廓、渐开线性质和方程、渐开线齿轮啮合的可分性、齿轮的基本参数(模数,压力角,齿顶高系数,顶隙系数,齿数)、啮合线、啮合角、压力角、齿轮各部分名称及相互关系、标准齿轮的定义、齿轮的正确啮合条件,齿轮的连续平稳传动条件、重合度、根切、变位齿轮、标准安装、非标准安装、正确安装、当量齿轮。
4.1.2 标准直齿轮标准齿轮是指分度圆上有标准压力角和标准模数,齿顶高和齿根高符合标准且分度圆上齿厚等于齿槽宽的齿轮。
不同时具备这三个条件就不是标准齿轮。
要熟悉四个圆即齿顶圆,分度圆,齿根圆,基圆;三个弧长即齿距,齿厚,齿槽宽和三高即齿顶高,齿根高和全齿高。
熟悉相关的运算,牢记相应的算式。
对标准齿轮而言,我们定义齿厚和齿间相等的圆为定义标准参数的圆,即分度圆。
如果分度圆上齿距p ,齿数Z ,直径d ,则有:d pZ π= 或 Z p d π=可见:p/π是无理数。
以这样的数作为计算参数很不方便。
我们规定p/π的值为标准值(采用整数和有理数)并称之为模数。
从而使之成为齿轮的基本参数。
齿轮的另一个标准参数是分度圆上的压力角α,国家标准是20o ,从渐开线方程算式αcos r r b =可知:若压力角太小,虽能使传动省力,但分度圆和基圆就半径相差较小,齿形太直,齿根强度往往不够,若压力角太大,对传动不利,分度圆和基圆就半径相差较大,齿形太弯曲肥厚。
除上述参数外,齿顶高系数和齿顶隙系数也是不可少的。
前者规定了齿轮齿顶高与模数的关系h*a m ;后者使齿根高比齿顶高多一个与模数相关的值C*m ,从而使齿顶高和齿根高也成为标准值。
此外,齿数也是基本参数。
齿数变化则分度圆等四个圆的大小都变化。
但三个高和三个弧长都只和模数有关,不会随齿数而变化。
4.1.3内齿轮和齿条的特点(1)内齿轮的齿槽和轮齿分别相当于外齿轮的轮齿和齿槽(2)齿顶圆半径小于齿根圆半径(3)内齿轮的齿顶圆大于基圆4.1.4 齿条有以下特点:(1) 齿条齿廓为直线,齿廓上各点的压力角均为标准值,且等于齿条齿廓的倾斜角(齿形角)。
机械设计基础课件!齿轮机构H机械设计基础课件:齿轮机构一、引言齿轮机构是机械设计中应用最广泛的一种传动机构,其结构简单、传动效率高、可靠性好,广泛应用于各种机械设备中。
齿轮机构由齿轮副组成,包括齿轮、轴、轴承等零部件。
本课件将介绍齿轮机构的基本原理、分类、传动比计算、齿轮啮合条件、齿轮强度计算等内容。
二、齿轮机构的基本原理齿轮机构是利用齿轮的啮合来实现两轴之间的运动和动力传递的装置。
当两个齿轮啮合时,主动齿轮转动,通过齿轮啮合将动力传递给从动齿轮,从而实现运动的传递。
齿轮的啮合原理是基于齿廓曲线的几何关系,齿廓曲线是齿轮啮合的基础。
三、齿轮机构的分类齿轮机构根据齿轮的形状和布置方式可以分为多种类型,常见的有直齿轮机构、斜齿轮机构、蜗轮蜗杆机构等。
1.直齿轮机构:直齿轮机构是齿轮齿面与轴线垂直的齿轮机构,其传动平稳、噪音低,但承载能力相对较小。
2.斜齿轮机构:斜齿轮机构是齿轮齿面与轴线呈一定角度的齿轮机构,其传动效率高、承载能力强,但噪音相对较大。
3.蜗轮蜗杆机构:蜗轮蜗杆机构是利用蜗杆和蜗轮的啮合来实现传动的,其传动比大、传动平稳,但效率相对较低。
四、齿轮机构的传动比计算齿轮机构的传动比是指主动齿轮与从动齿轮转速的比值。
传动比的计算公式为:传动比=从动齿轮齿数/主动齿轮齿数在实际应用中,根据工作需求确定传动比,然后根据传动比选择合适的齿轮齿数,以满足设计要求。
五、齿轮啮合条件1.齿廓重合条件:齿轮啮合时,齿廓必须保持连续接触,避免齿廓间的冲击和滑动。
2.齿顶隙条件:齿轮啮合时,齿顶之间应保持一定的间隙,以避免齿顶干涉。
3.齿根隙条件:齿轮啮合时,齿根之间应保持一定的间隙,以避免齿根干涉。
4.齿侧隙条件:齿轮啮合时,齿侧之间应保持一定的间隙,以允许润滑油的进入和排出。
六、齿轮强度计算齿轮强度计算是齿轮设计的重要环节,主要包括齿面接触强度计算和齿根弯曲强度计算。
1.齿面接触强度计算:齿面接触强度计算是确定齿轮齿面接触应力是否满足材料屈服极限的要求。
机械原理齿轮机械原理中的齿轮是一种常见且重要的机械传动元件,它通过齿轮的啮合来实现传动功能,广泛应用于各种机械设备中。
齿轮传动具有传递动力平稳、传动比恒定、传动效率高等特点,因此在工程领域中得到了广泛的应用。
本文将从齿轮的基本原理、结构特点、工作原理和应用领域等方面对齿轮进行深入探讨。
首先,我们来了解一下齿轮的基本原理。
齿轮是利用啮合齿轮的圆周上的齿来传递运动和动力的一种机械传动装置。
齿轮通常由两个或多个啮合的齿轮组成,其中一个为主动齿轮,另一个为从动齿轮。
当主动齿轮转动时,从动齿轮也随之转动,从而实现了动力的传递。
齿轮的传动比取决于齿轮的齿数和模数,通过不同齿轮的组合可以实现不同的传动比。
其次,我们来看一下齿轮的结构特点。
齿轮通常由齿轮轮毂、齿轮齿、齿顶圆、齿根圆等部分组成。
齿轮的齿数、模数、压力角等参数决定了齿轮的传动性能,不同的参数组合可以实现不同的传动效果。
齿轮的制造工艺一般包括铸造、锻造、车削、磨削等,以确保齿轮的精度和耐用性。
接下来,我们将探讨一下齿轮的工作原理。
齿轮传动是利用齿轮的啮合来传递运动和动力的一种机械传动方式。
当主动齿轮转动时,齿轮的齿与从动齿轮的齿进行啮合,从而使从动齿轮也跟随转动。
齿轮传动具有传递动力平稳、传动比恒定、传动效率高等特点,适用于各种机械设备的传动装置。
最后,我们来谈一下齿轮在实际应用中的领域。
齿轮广泛应用于各种机械设备中,如汽车、船舶、飞机、工程机械、农业机械等。
在这些设备中,齿轮传动起着至关重要的作用,它们可以实现不同转速、不同转矩的传动,满足机械设备的不同工作要求。
总之,齿轮作为一种重要的机械传动元件,在机械原理中具有重要的地位和作用。
通过对齿轮的基本原理、结构特点、工作原理和应用领域的深入了解,我们可以更好地应用齿轮传动技术,提高机械设备的传动效率和可靠性,推动机械工程技术的发展和进步。
第三章部分题解参考3-5 图3-37所示为一冲床传动机构的设计方案。
设计者的意图是通过齿轮1带动凸轮2旋转后,经过摆杆3带动导杆4来实现冲头上下冲压的动作。
试分析此方案有无结构组成原理上的错误。
若有,应如何修改?习题3-5图习题3-5解图(a) 习题3-5解图(b) 习题3-5解图(c) 解 画出该方案的机动示意图如习题3-5解图(a),其自由度为:14233 2345=-⨯-⨯=--=P P n F 其中:滚子为局部自由度计算可知:自由度为零,故该方案无法实现所要求的运动,即结构组成原理上有错误。
解决方法:①增加一个构件和一个低副,如习题3-5解图(b)所示。
其自由度为:115243 2345=-⨯-⨯=--=P P n F ②将一个低副改为高副,如习题3-5解图(c)所示。
其自由度为:123233 2345=-⨯-⨯=--=P P n F 3-6 画出图3-38所示机构的运动简图(运动尺寸由图上量取),并计算其自由度。
习题3-6(a)图 习题3-6(d)图解(a) 习题3-6(a)图所示机构的运动简图可画成习题3-6(a)解图(a)或习题3-6(a)解图(b)的两种形式。
自由度计算:1042332345=-⨯-⨯=--=P P n F习题3-6(a)解图(a)习题3-6(a)解图(b)解(d) 习题3-6(d)图所示机构的运动简图可画成习题3-6(d)解图(a)或习题3-6(d)解图(b)的两种形式。
自由度计算:1042332345=-⨯-⨯=--=P P n F习题3-6(d)解图(a) 习题3-6(d)解图(b)3-7 计算图3-39所示机构的自由度,并说明各机构应有的原动件数目。
解(a) 10102732345=-⨯-⨯=--=P P n FA 、B 、C 、D 为复合铰链原动件数目应为1说明:该机构为精确直线机构。
当满足BE =BC =CD =DE ,AB =AD ,AF =CF 条件时,E 点轨迹是精确直线,其轨迹垂直于机架连心线AF解(b) 1072532345=-⨯-⨯=--=P P n FB 为复合铰链,移动副E 、F 中有一个是虚约束 原动件数目应为1说明:该机构为飞剪机构,即在物体的运动过程中将其剪切。
《机械设计基础》试题库-齿轮机构第4章齿轮机构习题与参考答案一、复习思考题1.要使一对齿轮的瞬时传动比保持不变,其齿廓应符合什么条件?2.渐开线是怎样形成的?它有哪些重要性质?试根据渐开线性质来解释以下结论:(1)渐开线齿轮传动的啮合线是一条直线;(2)渐开线齿廓传动时,其瞬时传动比保持不变;(3)渐开线齿条的齿廓是直线;(4)齿条刀具超过N1点的直线刀刃不能范成渐开线齿廓;(5)一对互相啮合的标准齿轮,小齿轮齿根齿厚比大齿轮齿根厚度小。
3.节圆和分度圆有何区别?压力角和啮合角有何区别,在什么条件下节圆与分度圆重合以及啮合角与分度圆压力角相等。
4.什么是渐开线齿轮传动的可分性?如令一对标准齿轮的中心距略大于标准中心距,能不能传动?有什么不良影响?5.渐开线齿轮正确啮合的条件是什么?满足正确啮合条件的一对齿轮是否一定能连续传动?6.何谓理论啮合线段和实际啮合线段?何谓重合度?重合度等于1和小于1各会出现什么情况?重合度等于2表示什么意义?7.何谓根切想象?什么条件下会发生根切现象?根切的齿轮有什么缺点?根切与齿数有什么关系?正常齿渐开线标准直齿圆柱齿轮不根切的最少齿数是多少?8.何谓变位齿轮?为什么要使用变位齿轮?移距系数的正负是怎样规定的?正移距的变位齿轮其分度圆齿厚是增大还是减小?9.试述一对斜齿圆柱齿轮的正确啮合条件?与直齿轮比较,斜齿轮传动有哪些优缺点?10.斜齿轮和圆锥齿轮的当量齿数各有何用处?当量齿数是否一定是整数?11.什么叫标准齿轮?什么叫标准安装?什么叫标准中心距?12.渐开线齿轮的齿廓形状与什么因素有关?一对互相啮合的渐开线齿轮,若其齿数不同,齿轮渐开线形状有什么不同?若模数不同,但分度圆及压力角相同,齿廓的渐开线形状是否相同?若模数、齿数不变,而改变压力角,则齿廓渐开线的形状是否相同?13.斜齿圆柱齿轮的重合度大小与螺旋角有什么关系?14.有两对标准安装的标准直齿圆柱齿轮传动,其中一对的有关参数为:m=5mm,某某a=1,α=20°,Z1=24,Z2=45;另一对的有关参数为:m=2mm,a=1,α=20°,Z1=24,Z2=45,试问这两对齿轮传动的重合度哪一对大?15.若一对渐开线齿轮传动的重合度εα=1.4,它是否表示在一对齿轮的啮合过程中,有40%的时间在啮合区内有两对齿啮合,而其余的60%的时间只有一对齿啮合?16.一个标准齿轮可以和一个变位齿轮正确啮合吗?17.用α=20°的滚刀加工一个β=12°,Z=14的标准斜齿轮,是否会产生根切?18.斜齿轮的实际齿数Z和当量齿数ZV之间有什么关系?在计算传动比、分度圆直径和中心距、选择齿轮铣刀号应分别选何种齿数?19.渐开线齿轮的几何尺寸中共有几个圆?哪些圆可直接测量?哪些圆不能直接测量?二、填空题1.以齿轮中心为圆心,过节点所作的圆称为圆。