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机械设计基础齿轮传动必威体育精装版PPT课件
目录齿轮传动概述齿轮的基本参数与几何尺寸齿轮的材料、热处理与精度齿轮的传动比与效率齿轮的设计与校核齿轮的制造工艺与装备齿轮传动的润滑与密封
01齿轮传动概述
齿轮传动是指通过两个或多个齿轮的啮合来传递动力和运动的机械传动方式。定义根据齿轮轴线相对位置的不同,齿轮传动可分为平行轴齿轮传动、相交轴齿轮传动和交错轴齿轮传动三类。分类齿轮传动的定义与分类
齿轮传动的效率可达98%以上,比带传动和链传动高。齿轮传动的传动比可通过设计精确控制,适用于需要精确控制速度和位置的应用场合。齿轮传动的优缺点传动比准确传动效率高
齿轮传动结构紧凑,占用空间小,适用于空间受限的场合。结构紧凑齿轮传动具有较高的承载能力,适用于重载和冲击载荷的场合。承载能力强齿轮传动的优缺点
齿轮传动的优缺点制造和安装精度要求高齿轮传动的制造和安装精度要求较高,否则会影响传动性能和寿命。噪声和振动齿轮啮合时会产生噪声和振动,需要采取相应措施进行控制和降低。需要润滑齿轮传动需要良好的润滑条件,否则会导致齿面磨损和温度升高。
工业领域汽车领域航空航天领域其他领域齿轮传动的应用领域齿轮传动广泛应用于各种工业机械和设备中,如机床、减速器、起重机、输送机等。航空航天器中的发动机、减速器和控制系统等都采用了高精度的齿轮传动。汽车中的变速器和差速器都采用了齿轮传动,以实现动力的传递和速度的调节。如船舶、轨道交通、能源等领域中也广泛应用了齿轮传动。
02齿轮的基本参数与几何尺寸
模数齿轮的一个重要基本参数,用m表示。它决定了齿轮轮齿的大小,模数越大,轮齿越强壮,承载能力越强。同时,模数也影响到齿轮的制造精度和成本。压力角齿轮齿形的一个关键参数,用α表示。它决定了齿轮传动时接触点的位置和接触应力的大小。常见的压力角有20°和15°,不同压力角的齿轮不能正确啮合。齿轮的模数与压力角
齿数齿轮上轮齿的数量,用z表示。齿数的多少直接影响到齿轮的大小和传动比。在中心距一定的情况下,齿数越多,传动比越大。直径齿轮的一个重要尺寸参数,包括分度圆直径、齿顶圆直径和齿根圆直径。这些直径与齿数和模数有关,可以通过公式计算得出。齿轮的齿数与直径
齿轮的变位系数与变位齿轮变位系数用于改变齿轮几何尺寸的一个参数,用x表示。通过改变变位系数,可以得到不同的齿轮几何尺寸,从而满足不同的传动需求。变位齿轮采用变位系数设计制造的齿轮。与标准齿轮相比,变位齿轮具有更高的强度、更好的啮合性能和更广泛的适用范围。常见的变位齿轮有正变位齿轮和负变位齿轮。
03齿轮的材料、热处理与精度
非金属材料尼龙、夹布胶木等,用于轻载、低速或者对噪音有严格要求的场合。铸铁HT200、HT250等,用于轻载、低速、不受冲击的齿轮。铸钢ZG310-570等,用于尺寸较大、形状复杂的齿轮。渗碳钢20Cr、20CrMnTi等,用于承受中等载荷和中等速度下的工作。调质钢45、40Cr等,用于承受中等载荷和中等速度下的工作,需进行调质处理。齿轮的常用材料及其特性
渗碳淬火调质处理表面淬火氮化处理齿轮的热处理方法及目高齿轮表面的硬度和耐磨性,同时保持心部的韧性。使齿轮获得良好的综合力学性能,即既有较高的强度又有良好的塑性和韧性。提高齿轮表面的硬度和耐磨性,适用于中碳钢和中碳合金钢。提高齿轮表面的硬度、耐磨性、疲劳强度和抗腐蚀性。
根据齿轮的用途和工作条件,选择适当的精度等级。一般分为8级,从高到低为1~8级。精度等级对于高速重载齿轮,应选用较高的精度等级;对于低速轻载齿轮,可以选用较低的精度等级。同时,还应考虑齿轮的制造成本和使用要求等因素。选用原则齿轮的精度等级与选用
04齿轮的传动比与效率
定义法利用齿轮齿数的比值来计算传动比,适用于标准齿轮传动。转速法通过测量齿轮的转速来计算传动比,适用于实验或实际应用中。扭矩法根据齿轮传递扭矩的关系来计算传动比,常用于复杂齿轮传动的分析。齿轮传动比的计算方法
受齿轮副的制造精度、齿面粗糙度、润滑条件等因素影响。啮合效率与轴承类型、润滑方式、载荷大小等因素有关。轴承效率密封件的性能、润滑油的清洁度等会影响传动效率。密封效率如温度、振动等也会对齿轮传动效率产生影响。其他因素齿轮传动的效率及其影响因素
采用高精度加工设备和工艺,降低齿面粗糙度,提高啮合效率。提高制造精度和齿面质量选用高性能轴承和密封件优化润滑条件控制温度和振动采用低摩擦、高承载能力的轴承和优质密封件,降低摩擦损失和泄漏损失。选用合适的润滑油品和润滑方式,保持油膜厚度和清洁度,减少摩擦和磨损。采取有效的冷却措施和减振措施,降低温度和振动对传动效率的影响。提高齿轮传动效率的措施
05齿轮的设计与校核
根据齿轮的啮合原理,分析齿轮在传动过程中的受力情况,包括法向力、切向力和径向力等。齿轮传动的受
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