机械设计基础课件齿轮传动.pptx

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1、机械设计基础课件-齿轮传动目录CONTENTS齿轮传动概述齿轮的基本知识齿轮的失效形式与设计准则齿轮的强度计算与校核齿轮的润滑与维护齿轮传动的优化设计01齿轮传动概述齿轮传动是一种通过两个或多个齿轮之间的相互作用，实现转矩和运动传递的机械传动方式。定义齿轮传动具有高效、稳定、可靠、可实现大功率传递等特点，因此在各种机械系统中得到广泛应用。特点齿轮传动的定义与特点根据齿轮的形状圆柱齿轮传动、圆锥齿轮传动和蜗杆蜗轮传动。根据齿轮的工作条件开式齿轮传动和闭式齿轮传动。根据传动轴的数目单级齿轮传动和多级齿轮传动。齿轮传动的分类工业领域交通运输领域航空航天领域齿轮传动的应用场景在各种工业机械和设备中，如

2、减速器、变速器、发动机等，齿轮传动是实现转矩和运动传递的核心部件。在汽车、火车、轮船等交通工具中，齿轮传动用于传递发动机的动力，驱动车辆前进。在飞机和火箭等航空航天器中，齿轮传动用于传递发动机的动力，控制飞行姿态和方向。02齿轮的基本知识01020304模数（m）压力角（）齿数（z）齿宽（b）齿轮的基本参数齿轮轮齿大小的一个量度，其大小决定了齿轮的径向尺寸和受力能力。齿轮齿面与分度圆切线之间的夹角，它决定了齿轮的传动效率。齿轮的宽度，它决定了齿轮的强度和稳定性。一个齿轮上的牙齿数量，它决定了齿轮的传动比。齿顶圆直径（da）齿根圆直径（df）分度圆直径（d）基圆直径（db）齿轮的几何尺寸计算齿根

3、圆上的直径，其计算公式为$df=(z-2h)timesm$。齿顶圆上的直径，其计算公式为$da=mtimesz$。基圆上的直径，其计算公式为$db=dtimescos(alpha)$。分度圆上的直径，其计算公式为$d=mtimesz$。01020304传动原理传动比负载能力效率与损失齿轮的工作原理通过一对齿轮的轮齿相互啮合，将一个齿轮的旋转运动传递到另一个齿轮。两个齿轮之间的转速之比，与它们的齿数成反比，即$i=fracz_2z_1$。齿轮能够传递的扭矩和功率取决于其模数、齿数和材料等因素。齿轮传动有一定的效率，但也存在摩擦、振动和噪音等损失。03齿轮的失效形式与设计准则齿轮的失效形式由于润滑

4、不良或异物进入，导致齿面磨损，影响齿轮的正常啮合。由于应力循环次数超过材料的疲劳极限，导致齿面出现裂纹和剥落。齿轮在反复弯曲应力作用下，导致弯曲疲劳断裂。在高转速和高温条件下，齿轮表面的材料发生粘着和撕脱，导致齿轮失效。齿面磨损齿面疲劳弯曲疲劳胶合强度准则刚度准则振动噪声准则耐磨损准则齿轮的设计准则根据齿轮的工作条件和材料特性，合理选择齿轮的模数、压力角、螺旋角等参数，以保证齿轮的强度和可靠性。保证齿轮的刚度，避免在传动过程中产生过大的变形，影响传动的平稳性和精度。尽可能减小齿轮传动过程中的振动和噪声，提高齿轮传动的平稳性和舒适性。根据齿轮的工作环境和润滑条件，合理选择齿轮的材料和热处理工艺，

5、以提高齿轮的耐磨损性能。根据齿轮的工作条件和性能要求，选择合适的材料，如铸钢、锻钢、铸铁、非金属材料等。通过适当的热处理工艺，提高齿轮材料的机械性能和耐磨损性能，如淬火、回火、表面强化处理等。齿轮的材料选择与热处理热处理材料选择04齿轮的强度计算与校核 齿轮的强度计算齿面接触疲劳强度计算根据赫兹公式计算齿面接触应力，考虑材料、热处理、润滑等影响因素，确定齿面接触疲劳强度。齿根弯曲疲劳强度计算根据弯曲应力公式计算齿根弯曲应力，考虑模数、齿数、螺旋角等参数，确定齿根弯曲疲劳强度。齿轮的圆周力计算根据功率、转速和机械效率计算齿轮的圆周力，为齿轮传动设计提供依据。123将计算得到的齿面接触疲劳强度与许

6、用接触应力进行比较，确保齿面接触疲劳强度满足要求。齿面接触疲劳强度校核将计算得到的齿根弯曲疲劳强度与许用弯曲应力进行比较，确保齿根弯曲疲劳强度满足要求。齿根弯曲疲劳强度校核综合考虑各种因素，如材料、热处理、润滑等，对齿轮的安全系数进行校核，确保齿轮传动的可靠性。安全系数校核齿轮的疲劳强度校核根据齿面接触应力、弯曲应力等计算结果，对齿面静强度进行校核，确保齿轮在静载条件下能够正常工作。齿面静强度校核根据轮体截面的弯曲应力、剪切应力等计算结果，对轮体静强度进行校核，确保齿轮在静载条件下能够正常工作。轮体静强度校核综合考虑齿面和轮体的各种应力，对齿轮的综合强度进行校核，确保齿轮在各种工况下能够正常工

7、作。综合强度校核齿轮的静强度校核05齿轮的润滑与维护润滑方式浸油润滑、喷油润滑、油雾润滑和循环润滑。润滑剂选择根据齿轮的工作条件（如温度、速度和负荷）选择合适的润滑油或润滑脂。齿轮的润滑方式与润滑剂选择定期检查齿轮的工作状态，包括齿面磨损和裂纹。保持齿轮箱的清洁，定期更换或清洗油滤。定期补充或更换润滑剂，确保润滑系统正常运行。齿轮的维护与保养 齿轮的维修与更换对于损坏的齿轮，根据损坏程度进行修复或更换。更换齿轮时，应确保新齿轮的参数（如模数、齿数和压力角）与原齿轮一致。维修过程中应注意保护其他零部件不受损伤。06齿轮传动的优化设计通过调整齿轮的模数、压力角、齿数等参数，提高齿轮传动的效率和使用

8、寿命。参数优化齿面优化结构优化采用先进的齿面设计技术，如齿形修整、齿面强化等，以提高齿轮的承载能力和耐磨性。优化齿轮的结构设计，减轻齿轮的重量，降低转动惯量，提高系统的动态响应性能。030201齿轮传动的设计优化方法通过提高齿轮制造精度，减小齿轮运转时的噪音。减小齿轮制造误差选择具有优良声学特性的材料，如高阻尼材料，以降低齿轮运转时的振动和噪音。优化齿轮材料通过合理布置齿轮箱和采用声学消音器等措施，降低齿轮传动系统的噪音辐射。采用声学设计技术齿轮传动的降噪设计选用轻质材料采用高强度轻质材料，如铝合金、钛合金等，以进一步减轻齿轮的重量。优化轮齿结构采用轻量化轮齿结构，如空心轮齿、薄壁轮齿等，以减小齿轮的重量。优化结构设计通过优化齿轮的结构设计，如采用空心轴、镂空轴承等，以减小齿轮传动系统的整体重量。齿轮传动的轻量化设计感谢您的观看THANKS