清华大学机械设计基础-齿轮传动机构
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机械设计基础讲义第七章齿轮传动第7章齿轮传动基本要求:了解齿轮机构的类型和应⽤、齿廓啮合基本定律;掌握渐开线直齿圆柱齿轮的啮特性、正确啮合条件、连续传动条件等;熟悉渐开线齿轮各部分的名称、基本参数及⼏何尺⼨计算;重点:难点: 学时:§ 7-1 121 ⼈字齿轮传动斜齿圆柱齿轮传动齿轮与齿条传动内啮合齿轮传动外啮合齿轮传动)直齿圆柱齿轮2、空间齿轮机构蜗杆传动齿轮传动)交错轴齿轮传动(螺旋曲齿圆锥齿轮传动斜齿圆锥齿轮传动直齿圆锥齿轮传动传动)圆锥齿轮传动(伞齿轮§7-2 齿廓实现定传动⽐的条件∵ 21p p v v =⼜∴ C O v p 111ω= C O v p 222ω=∴ i 12=ω1/ω2=C O C O 12/上式表明,互相啮合的⼀对齿轮,在任⼀位置时的传动⽐,都与其连⼼线O 1O 2被其啮合齿廓在接触点处的公法线所分成的两段成反⽐。
这⼀定律称为齿廓啮合的基本定律。
过两齿廓啮合点所作的齿廓公法线与两轮连⼼线O 1O 2的交点C 称为啮合节点(简称节点)。
上式还表明,要使两齿轮作定传动⽐传动,则两齿廓必须满⾜的条件是:不论两齿廓在何位置接触,过接触点所作的两齿廓公法线必须与两齿轮的连⼼线相交于⼀定点。
当两齿轮作定传动⽐传动时,节点C 在轮1和轮2的运动平⾯上的轨迹分别是以O 1、O 2为圆⼼,以O 1 C 、O 2 C 为半径的两个圆,此圆称为节圆。
并且两节圆作纯滚动。
若两齿轮作变传动⽐传动时,节点C 在轮1和轮2的运动平⾯上的轨迹分别是两条⾮圆曲线,此曲线称为节线。
§7-3 渐开线的形成及其特性⼀、渐开线的形成1)基圆,半径⽤r b 表⽰2)展⾓,⽤θk 表⽰⼆、渐开线的特性1)?=AB BK2)渐开线上任⼀点的法线恒与基圆相切。
切点B 是点K 的曲率中⼼,⽽线段BK 是渐开线在点K 的曲率半径。
3)kb K r r OK OB ==αcos 4)渐开线的形状取决于基圆⼤⼩。
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。
机械设计基础机械设计中的齿轮传动设计机械设计基础——机械设计中的齿轮传动设计齿轮传动是机械设计中常用的一种传动方式,广泛应用于各种机械设备中。
齿轮传动能够实现不同转速和扭矩的传递,具有传动效率高、传动比稳定等优点。
本文将介绍机械设计中齿轮传动的基础知识和设计原则。
一、齿轮的基本概念与种类在机械设计中,齿轮是一种用于传递转动运动和扭矩的机构。
其由齿面和轴承部分组成。
常见的齿轮有直齿轮、斜齿轮、蜗杆齿轮等。
不同类型的齿轮适用于不同的传动需求,设计时需根据具体应用场景进行选择。
二、齿轮的基本参数与计算方法齿轮设计中的关键参数有齿数、模数和齿宽等。
齿数决定了齿轮的传动比,而模数和齿宽则影响到齿轮的强度和承载能力。
根据具体的传动要求,可以通过相关的计算公式来确定这些参数的合理取值。
三、齿轮传动的设计原则齿轮传动设计的基本原则是保证传动的可靠性和高效性。
在设计过程中,应遵循以下几个原则:1. 合理选择齿轮的材料和热处理方式,提高其硬度和强度。
2. 选择适当的齿轮模数和分度圆直径,使齿轮传动的效率达到最优。
3. 设计合理的传动比,满足设备的运行要求。
4. 注意齿轮的装配和调整,保证传动的精度和平稳性。
四、齿轮传动的优化设计与应用齿轮传动在实际应用中存在着噪声、振动和磨损等问题。
为了提高齿轮传动的性能,可以采用一些优化设计的方法,如优化齿形、添加减振器等。
此外,在设计过程中还需考虑齿轮传动的摩擦、磨损和润滑等问题,以确保传动的可靠性和寿命。
综上所述,齿轮传动设计是机械设计中的重要内容。
了解齿轮的基本概念和种类,掌握齿轮参数的计算方法,遵循设计原则进行设计,进行优化设计和应用措施,都对于提高齿轮传动的性能和可靠性具有重要意义。
通过不断学习和实践,我们可以不断提升自己在机械设计领域的技术水平,为实际工程问题提供更好的解决方案。
《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。