機械設(shè)計基礎(chǔ)課件之齒輪傳動

機械設(shè)計基礎(chǔ)課件之齒輪傳動歡迎來到機械設(shè)計基礎(chǔ)課程中的齒輪傳動部分。本課件將全面介紹齒輪傳動的基本原理、類型和應(yīng)用。我們將深入探討各種齒輪的設(shè)計、制造和特性。第一章緒論1齒輪起源齒輪的概念可追溯到古代文明，最早的齒輪裝置出現(xiàn)在公元前3世紀(jì)。2工業(yè)革命18世紀(jì)工業(yè)革命期間，齒輪技術(shù)得到了顯著發(fā)展和廣泛應(yīng)用。3現(xiàn)代應(yīng)用如今，齒輪傳動在各行各業(yè)中扮演著至關(guān)重要的角色，從汽車到精密儀器無處不在。1.1齒輪傳動概述定義齒輪傳動是通過嚙合的齒輪將運動和動力從一個軸傳遞到另一個軸的機械裝置?；驹砝谬X輪間的嚙合作用，實現(xiàn)轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)向和轉(zhuǎn)矩的變換。主要功能改變轉(zhuǎn)速、改變方向、傳遞動力、調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)矩。1.2齒輪傳動的特點高效率齒輪傳動效率通?？蛇_95%以上，能量損失小。傳動比固定齒輪傳動的傳動比穩(wěn)定，不受負載變化影響。結(jié)構(gòu)緊湊相比其他傳動方式，齒輪傳動結(jié)構(gòu)更加緊湊，占用空間小。壽命長正確設(shè)計和維護的齒輪傳動系統(tǒng)可以長期穩(wěn)定運行。1.3齒輪傳動的應(yīng)用汽車工業(yè)變速箱、差速器等關(guān)鍵部件中廣泛應(yīng)用齒輪傳動。工業(yè)機械各種機床、生產(chǎn)線設(shè)備中使用齒輪實現(xiàn)精確控制。精密儀器鐘表、測量設(shè)備等需要高精度傳動的領(lǐng)域常用齒輪。機器人技術(shù)機器人關(guān)節(jié)和傳動系統(tǒng)中，齒輪傳動不可或缺。第二章平面直線齒輪定義平面直線齒輪是最常見的齒輪類型，其齒線平行于軸線。特點結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，適用于平行軸之間的動力傳遞。應(yīng)用廣泛應(yīng)用于各種機械設(shè)備中，是齒輪傳動的基礎(chǔ)類型。2.1平面直線齒輪的類型2.2平面直線齒輪的參數(shù)1模數(shù)齒輪的基本參數(shù)，決定齒輪的大小。2壓力角影響齒輪的強度和嚙合性能。3齒數(shù)決定齒輪的直徑和傳動比。4齒寬影響齒輪的承載能力和穩(wěn)定性。2.3平面直線齒輪的設(shè)計需求分析確定傳動比、功率、轉(zhuǎn)速等基本要求。參數(shù)計算根據(jù)需求計算模數(shù)、齒數(shù)等關(guān)鍵參數(shù)。強度校核進行齒根彎曲強度和齒面接觸強度校核。優(yōu)化設(shè)計根據(jù)校核結(jié)果調(diào)整參數(shù)，優(yōu)化齒輪性能。2.4平面直線齒輪的制造銑削法使用銑刀加工齒輪，適用于小批量生產(chǎn)。滾齒法使用滾刀加工，效率高，適合大批量生產(chǎn)。插齒法用于加工內(nèi)齒輪或大模數(shù)齒輪。磨齒用于高精度齒輪的精加工。第三章斜齒輪定義斜齒輪的齒線與軸線呈一定角度，通常為15°-30°。優(yōu)點嚙合平穩(wěn)，承載能力強，噪音小。缺點加工較復(fù)雜，存在軸向力。3.1斜齒輪的特點漸進嚙合斜齒輪嚙合時，接觸線逐漸延伸，實現(xiàn)平穩(wěn)傳動。重合度高相比直齒輪，斜齒輪的重合度更高，傳動更穩(wěn)定。承載能力強由于接觸面積大，斜齒輪的承載能力比直齒輪高。噪音低漸進嚙合特性使斜齒輪運轉(zhuǎn)時噪音較小。3.2斜齒輪的參數(shù)螺旋角齒線與軸線的夾角，通常為15°-30°。法向模數(shù)垂直于齒線方向的模數(shù)。端面模數(shù)與軸線垂直的平面上的模數(shù)。法向壓力角垂直于齒線方向的壓力角。3.3斜齒輪的設(shè)計1參數(shù)選擇根據(jù)工作條件選擇合適的螺旋角、模數(shù)等參數(shù)。2幾何計算計算齒輪的各項幾何參數(shù)，如分度圓直徑、齒高等。3強度校核進行彎曲強度和接觸強度校核，確保齒輪可靠性。4軸向力計算計算斜齒輪產(chǎn)生的軸向力，為軸承選擇提供依據(jù)。3.4斜齒輪的制造滾齒最常用的斜齒輪加工方法，效率高。成形刨削適用于加工內(nèi)斜齒輪。磨削用于高精度斜齒輪的精加工。鍛造適用于大批量生產(chǎn)的粗加工。第四章錐齒輪定義錐齒輪用于相交軸之間的傳動，其齒形分布在圓錐面上。特點可實現(xiàn)垂直軸或傾斜軸之間的動力傳遞。應(yīng)用廣泛應(yīng)用于汽車差速器、船舶傳動等領(lǐng)域。4.1錐齒輪的特點軸向布置靈活可實現(xiàn)90°或其他角度的軸間傳動。結(jié)構(gòu)緊湊相比其他垂直軸傳動方式，錐齒輪傳動更加緊湊。傳動比范圍廣可實現(xiàn)大范圍的傳動比變化。制造難度較高錐形結(jié)構(gòu)使加工和裝配精度要求高。4.2錐齒輪的參數(shù)1錐角齒輪軸線與母線的夾角。2錐距從齒輪頂點到分錐母線上某點的距離。3模數(shù)錐齒輪通常使用外端模數(shù)。4齒數(shù)影響傳動比和齒輪尺寸。4.3錐齒輪的設(shè)計傳動方案確定根據(jù)軸線位置和傳動比要求選擇合適的錐齒輪類型?；緟?shù)計算計算錐角、模數(shù)、齒數(shù)等基本參數(shù)。幾何尺寸確定計算齒輪的具體幾何尺寸，如齒高、齒寬等。強度校核進行齒根彎曲強度和齒面接觸強度的校核計算。4.4錐齒輪的制造銑削法使用專用銑刀加工錐齒輪，適用于小批量生產(chǎn)。插齒法使用插刀加工，可加工各種類型的錐齒輪。展成法使用專用機床加工，效率高，精度好。研磨用于高精度錐齒輪的精加工。第五章蝸輪蝸桿傳動定義蝸輪蝸桿傳動是由蝸桿和蝸輪組成的傳動機構(gòu)。特點可實現(xiàn)大傳動比，自鎖性好，運轉(zhuǎn)平穩(wěn)。應(yīng)用廣泛應(yīng)用于減速機、升降機等需要大減速比的場合。5.1蝸輪蝸桿傳動的特點大傳動比單級傳動比可達100:1，甚至更高。自鎖性能好在某些條件下，蝸輪不能帶動蝸桿轉(zhuǎn)動，具有自鎖性。運轉(zhuǎn)平穩(wěn)嚙合線長，接觸面積大，運轉(zhuǎn)平穩(wěn)無沖擊。垂直軸傳動可實現(xiàn)相互垂直的兩軸之間的傳動。5.2蝸輪蝸桿傳動的參數(shù)蝸桿模數(shù)決定蝸桿和蝸輪的基本尺寸。蝸桿頭數(shù)影響傳動比和效率。蝸輪齒數(shù)與蝸桿頭數(shù)共同決定傳動比。蝸桿導(dǎo)程角影響傳動效率和自鎖性能。5.3蝸輪蝸桿傳動的設(shè)計1傳動方案確定根據(jù)傳動比和工況要求選擇合適的蝸輪蝸桿類型。2基本參數(shù)選擇確定模數(shù)、頭數(shù)、齒數(shù)等基本參數(shù)。3幾何尺寸計算計算蝸桿和蝸輪的具