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机械设计基础4第4章齿轮机构

目录contents齿轮机构基本概念与分类渐开线标准直齿圆柱齿轮斜齿圆柱齿轮传动直齿锥齿轮传动蜗杆传动齿轮机构设计要点与注意事项案例分析：典型齿轮机构设计实例

齿轮机构基本概念与分类01

由两个或多个齿轮组成，通过轮齿间的啮合传递运动和动力的机械装置。齿轮机构定义实现变速、变向、分路传动以及获得大的传动比等，广泛应用于各种机械设备中。齿轮机构作用齿轮机构定义及作用

分为直齿、斜齿和人字齿，具有结构紧凑、传动效率高、使用寿命长等特点。圆柱齿轮圆锥齿轮蜗杆蜗轮分为直齿锥齿轮和弧齿锥齿轮，用于相交轴之间的传动，具有承载能力强、传动平稳等优点。由蜗杆和与之啮合的蜗轮组成，用于交错轴之间的传动，具有传动比大、结构紧凑等特点。030201齿轮类型与特点

主动轮转速与从动轮转速之比，或主动轮齿数与从动轮齿数之比。传动比定义i=n1/n2=z2/z1，其中i为传动比，n1、n2为主动轮和从动轮转速，z1、z2为主动轮和从动轮齿数。传动比计算公式齿轮模数、齿数、压力角等参数均会影响传动比的大小和稳定性。传动比影响因素齿轮传动比计算

渐开线标准直齿圆柱齿轮02

渐开线形成原理：当一直线在圆上作纯滚动时，直线上任一点的轨迹称为该圆的渐开线。渐开线性质发生线在基圆上滚过的长度等于基圆上被滚过的弧长。渐开线上任一点的法线必与基圆相切。渐开线上愈接近基圆的点曲率半径愈小，反之则大，渐开线愈平直。同一基圆上的两条渐开线的法线方向的夹角等于两条渐开线对应的两个发生点之间的弧长与基圆半径之比的2倍。渐开线形成原理及性质

齿顶高系数ha*：齿顶高与模数之比。模数m：齿距与圆周率π的比值，以毫米计。模数大，齿轮尺寸也大。齿数z：一个齿轮的轮齿总数。压力角α：渐开线齿廓上过任一点K的法线与该点速度方向所夹的锐角。顶隙系数c*：顶隙与模数之比。标准直齿圆柱齿轮参数0103020405

两齿轮的模数和压力角必须分别相等。重合度ε必须大于1，即实际啮合线的长度应大于基圆齿距。重合度越大，齿轮传动的连续性越好，越平稳。正确啮合条件和连续传动条件连续传动条件正确啮合条件

斜齿圆柱齿轮传动03

齿向线与轴线成一角度，称为螺旋角。斜齿圆柱齿轮的轮齿在进入和退出啮合时都是逐渐进行的，啮合平稳，冲击、噪声和振动都较小。齿轮的齿面为螺旋面，与轴线不平行。斜齿圆柱齿轮结构特点

由于斜齿圆柱齿轮的轮齿是逐渐进入啮合和逐渐退出啮合的，所以重合度比直齿圆柱齿轮大。重合度大斜齿圆柱齿轮同时啮合的齿数多，而且啮合时接触线长度增加，因此承载能力比直齿圆柱齿轮高。承载能力强由于斜齿圆柱齿轮的重合度大，同时啮合的齿数多，所以传动效率比直齿圆柱齿轮高。传动效率高斜齿圆柱齿轮啮合特性

模数是斜齿圆柱齿轮的基本参数之一，表示轮齿的大小。模数越大，轮齿越强壮，承载能力越高。模数压力角是斜齿圆柱齿轮的重要参数之一，表示轮齿的倾斜程度。压力角越大，轮齿的倾斜程度越大，重合度也越大。压力角螺旋角是斜齿圆柱齿轮的重要参数之一，表示轮齿的螺旋程度。螺旋角越大，轮齿的螺旋程度越大，传动效率也越高。螺旋角齿数是斜齿圆柱齿轮的基本参数之一，表示齿轮的大小。齿数越多，齿轮的直径越大，传动比也越大。齿数斜齿圆柱齿轮参数计算

直齿锥齿轮传动04

直齿锥齿轮结构特点齿形为直线形直齿锥齿轮的齿形为直线形，这使得其制造和加工相对简单。锥度设计直齿锥齿轮具有锥度，即齿轮的大端和小端直径不同，这使得齿轮能够在不同轴线上传动。多种配合方式直齿锥齿轮可以配合不同形式的轴，如直轴、斜轴和曲轴等，实现多种传动方式。

啮合角变化随着直齿锥齿轮的旋转，其啮合角会发生变化，这会影响齿轮的传动比和效率。点接触啮合直齿锥齿轮在啮合过程中，其齿面为点接触，这使得其传动效率相对较低，但具有较好的承载能力和稳定性。轴向力产生直齿锥齿轮在传动过程中会产生轴向力，需要采取相应的措施进行平衡和支撑。直齿锥齿轮啮合特性

模数计算压力角选择齿数确定螺旋角设计直齿锥齿轮参数计算直齿锥齿轮的模数需要根据其承受的载荷和转速进行计算，以确定合适的模数值。直齿锥齿轮的齿数需要根据其模数和传动比进行计算，以确保传动的准确性和稳定性。压力角是影响直齿锥齿轮传动性能的重要参数之一，需要根据实际需求进行选择。对于需要改变传动方向的直齿锥齿轮，还需要考虑螺旋角的设计，以实现平稳的传动和降低噪音。

蜗杆传动05

蜗杆传动由蜗杆和蜗轮组成，通常用于两个交错轴之间的动力传输。蜗杆是一个螺旋状的杆件，它与蜗轮上的齿相啮合，通过蜗杆的旋转驱动蜗轮旋转，从而实现动力的传递。蜗杆传动原理根据蜗杆的形状和位置，蜗杆传动可分为圆柱蜗杆传动、环面蜗杆传动和锥蜗杆传动三种类型。其中，圆柱蜗杆传动应用最为广泛。蜗杆传动类型蜗杆传动原理及类型

蜗轮齿数z2蜗轮齿数是蜗轮上齿的个数，它