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机械设计基础6第六章圆柱齿轮传动汇报人：AA2024-01-12

目录CONTENTS圆柱齿轮传动基本概念与分类圆柱齿轮参数与几何尺寸计算圆柱齿轮材料选择与热处理工艺圆柱齿轮加工方法与设备介绍圆柱齿轮传动精度与误差分析圆柱齿轮传动效率与润滑技术探讨总结与展望

01圆柱齿轮传动基本概念与分类

圆柱齿轮传动是指两个或多个圆柱形齿轮通过啮合传递动力和运动的机械传动方式。定义圆柱齿轮传动在机械传动中起到传递扭矩、改变转速和旋转方向的作用，广泛应用于各种机械设备和传动系统中。作用圆柱齿轮传动定义及作用型直齿圆柱齿轮斜齿圆柱齿轮人字齿圆柱齿轮圆柱齿轮类型与特点根据齿形和啮合方式的不同，圆柱齿轮可分为直齿圆柱齿轮、斜齿圆柱齿轮、人字齿圆柱齿轮等。结构简单、制造方便，但传动平稳性差、噪音大。承载能力强、传动效率高，但制造成本高。传动平稳、噪音小，但制造较复杂。

应用领域圆柱齿轮传动广泛应用于汽车、机床、工程机械、航空航天等领域，是机械传动中不可或缺的一部分。发展趋势随着科技的不断进步和制造业的快速发展，圆柱齿轮传动将朝着高精度、高效率、高可靠性、低噪音等方向发展。同时，新材料、新工艺的应用也将推动圆柱齿轮传动的不断创新和发展。应用领域及发展趋势

02圆柱齿轮参数与几何尺寸计算

模数压力角齿数模数、压力角等基本参数表示轮齿大小的基本参数，用m表示。模数越大，轮齿越大，齿轮的承载能力越强。分度圆上的压力角为标准值，我国规定标准压力角为20°。压力角的大小影响齿轮传动的平稳性和承载能力。一个齿轮的轮齿总数，用z表示。齿数越多，齿轮的几何尺寸越大。

齿轮上作为计算基准的圆直径，用d表示。分度圆直径等于模数与齿数的乘积。分度圆直径齿顶圆直径齿根圆直径齿顶所在的圆的直径，用da表示。齿顶圆直径等于分度圆直径加上两倍的模数。齿根所在的圆的直径，用df表示。齿根圆直径等于分度圆直径减去两倍的模数与齿顶高系数之和。030201分度圆直径、齿顶圆直径等关键尺寸

计算公式实例分析计算公式与实例分析通过具体的实例，可以更加深入地理解齿轮参数与几何尺寸的计算方法。例如，已知某圆柱齿轮的模数为2mm，齿数为20，则可以计算出其分度圆直径为40mm，齿顶圆直径为44mm，齿根圆直径为36.8mm等关键尺寸。根据齿轮的基本参数和关键尺寸，可以推导出相应的计算公式，如分度圆直径公式、齿顶圆直径公式、齿根圆直径公式等。这些公式为齿轮的设计和制造提供了重要的理论依据。

03圆柱齿轮材料选择与热处理工艺碳钢调质钢铸钢球墨铸铁常用材料及性能特点具有良好的渗碳性能，经渗碳淬火后表面硬度和耐磨性高，心部保持良好的韧性。经调质处理后具有良好的综合力学性能，常用于制造承受中等载荷和中等速度的齿轮。铸造性能好，可铸出复杂的结构形状，但力学性能不如锻钢。具有较高的强度和韧性，耐磨性较好，成本较低，常用于制造轻载、低速的齿轮。

渗碳淬火调质处理表面淬火低温回火热处理工艺对性能影响使齿轮获得良好的综合力学性能，提高齿轮的承载能力和抗冲击能力。提高齿轮表面的硬度和耐磨性，同时保持心部的韧性。消除淬火应力，提高齿轮的韧性和抗疲劳性能。提高齿轮表面的硬度和耐磨性，但心部保持较好的韧性。据齿轮的载荷、速度、工作环境等条件选择合适的材料。对于承受重载、高速或冲击载荷的齿轮，应选择强度高、韧性好的材料，并进行相应的热处理。对于轻载、低速的齿轮，可以选择成本较低的材料，并进行适当的热处理。在选择材料和热处理工艺时，还应考虑环保、节能等因素。材料选择与热处理原则

04圆柱齿轮加工方法与设备介绍

切削加工方法（如滚齿、插齿等）滚齿利用滚齿机的滚刀，按照展成法或仿形法加工齿轮。滚齿具有生产效率高、加工精度较高等优点，适用于批量生产。插齿使用插齿机进行加工，插齿刀与齿轮毛坯作相对的展成运动，从而切出齿形。插齿适用于加工内齿轮和多联齿轮。

铸造将熔融金属浇入具有齿轮形状的铸型中，冷却凝固后获得齿轮。铸造齿轮精度较低，适用于低速重载、对精度要求不高的场合。锻造通过锻造设备对金属坯料施加压力，使其产生塑性变形，从而获得所需齿轮形状。锻造齿轮具有较高的强度和耐磨性，适用于中速中载、对精度要求一般的场合。非切削加工方法（如铸造、锻造等）

加工设备类型及特点磨齿机用于对齿轮进行精磨加工，提高齿轮精度和表面质量。磨齿机可分为外圆磨齿机和内圆磨齿机两种类型。插齿机适用于加工内齿轮和多联齿轮，具有较高的生产效率和加工精度。滚齿机主要用于滚切圆柱齿轮和蜗轮，生产效率高，加工精度较高。倒角机用于对齿轮的齿顶和齿根进行倒角加工，以去除毛刺和改善齿轮啮合性能。检测设备如齿轮测量中心、齿轮检测仪等，用于对加工完成的齿轮进行各项精度指标的检测。

05圆柱齿轮传动精度与误差分析

根据齿轮传动的