《齿轮传动设计》课件.pptVIP

齿轮传动设计本课程将深入探讨齿轮传动的设计原理，并结合实际应用案例，帮助你掌握齿轮传动的设计方法。

课程导言1课程目标本课程旨在帮助学生掌握齿轮传动设计的理论知识和实践技能。2课程内容涵盖齿轮传动设计的基本原理、设计方法和实际应用。3课程目标培养学生独立设计和分析齿轮传动系统的能力。

绪论齿轮传动在机械工程中扮演着重要角色，广泛应用于各种机械设备，如汽车、航空、船舶、机床等。

齿轮的基本概念齿轮定义齿轮是机器传动中应用最广泛的一种机械零件，它通过齿与齿的啮合传递运动和动力。齿轮作用齿轮可以改变转速、扭矩，实现运动方向的改变，并能实现运动的同步传递。齿轮特点结构紧凑、传动效率高、承载能力强，能实现精确的传动比。

齿轮分类直齿轮齿形沿轴向平行，适用于低速、低负荷应用，具有结构简单、加工方便的优点。斜齿轮齿形沿轴向倾斜，适用于高速、高负荷应用，具有传动平稳、噪声低的优点。蜗轮蜗杆蜗杆为螺旋形，蜗轮为圆柱形，适用于大传动比和低速应用，具有传动效率高、结构紧凑的优点。

齿轮形状齿轮形状是指齿轮轮齿的几何形状，它决定了齿轮传动的性能和效率。常见的齿轮形状包括：渐开线齿轮：最常用的齿轮形状，具有良好的传动性能和制造精度，应用广泛。圆弧齿轮：适用于低速、重载、冲击载荷等场合，具有较高的承载能力。环形齿轮：主要用于传动轴线平行或相交的场合，可以实现不同轴线之间的传动。内齿轮：齿轮的齿形在轮的内侧，常用于齿轮泵、行星齿轮传动等。

螺旋角和螺旋传动螺旋角螺旋角是螺旋齿轮齿面与轴线之间的夹角，它决定了齿轮的传动方向和传动效率。螺旋传动螺旋传动是一种常用的齿轮传动方式，其特点是传动平稳、噪声低、承载能力强。

齿轮材料材料强度齿轮材料的强度是决定其承载能力的关键因素。选择具有高抗拉强度、抗压强度和抗弯强度的材料。耐磨性齿轮在工作过程中会产生摩擦，因此需要选择具有良好耐磨性的材料。例如，合金钢和淬火钢具有较高的耐磨性。韧性齿轮在承受冲击载荷时需要一定的韧性，以防止断裂。例如，低碳钢和某些合金钢具有较好的韧性。成本材料的选择需要考虑成本因素，以确保经济效益。根据应用需求选择合适的材料，避免过度追求高性能而造成成本过高。

齿轮热处理1淬火提高齿轮硬度和耐磨性2回火降低齿轮脆性，提高韧性3表面处理改善齿面疲劳强度和耐磨性

齿轮制造工艺1铸造适用于形状复杂的大齿轮，但精度较低。2锻造提高材料强度和抗冲击性，适用于高负荷齿轮。3切削常用方法，精度较高，适合各种齿轮类型。4磨削提高齿轮精度和表面光洁度，适用于高精度齿轮。

齿轮设计基础齿轮比齿轮比是指两个齿轮的齿数之比，决定了传动比和速度变化。模数模数是齿轮尺寸的基本参数，决定齿轮的大小和齿数。压力角压力角是齿轮齿廓与法线之间的夹角，影响齿轮的承载能力和啮合性能。

外接圆设计1中心距中心距是两个齿轮中心之间的距离2齿数齿数决定了齿轮的转速和扭矩3模数模数决定了齿轮的大小和强度外接圆设计是齿轮设计的重要步骤。它决定了齿轮的尺寸和中心距，以及齿轮的转速和扭矩。在进行外接圆设计时，需要考虑齿轮的应用场景、齿轮的材料、齿轮的强度等因素。

模数和压力角的选择模数模数是齿轮的尺寸参数之一，它决定了齿轮的大小和强度。压力角压力角是齿轮的形状参数，它决定了齿轮的啮合强度和传动效率。

齿面宽度的确定1载荷分布齿面宽度影响载荷分布，宽度越大，载荷分布越均匀，齿轮寿命更长。2强度要求齿面宽度需要满足强度要求，确保齿轮不会因过载而失效。3制造限制齿面宽度受制造工艺限制，过宽的齿面可能导致加工困难。

齿轮轮齿的强度计算1接触应力齿轮啮合时，齿面之间会产生接触应力，需要计算接触应力是否超过材料的许用应力。2弯曲应力齿根处会产生弯曲应力，需要计算弯曲应力是否超过材料的许用应力。

接触应力和弯曲应力分析接触应力(MPa)弯曲应力(MPa)

透平齿轮设计高精度透平齿轮用于高精度应用，需要精确的齿轮间隙和齿轮形状。耐用性透平齿轮需要承受高温高压，因此需要使用耐用的材料和先进的制造工艺。效率透平齿轮需要最大程度地减少能量损失，以提高效率。可靠性透平齿轮需要能够可靠地工作，以保证设备的安全性。

减速器的设计减速器类型减速器分为多种类型，包括齿轮减速器，蜗轮蜗杆减速器，行星齿轮减速器等。设计参数减速器设计需要考虑输入转速，输出转速，扭矩，功率等参数。齿轮选择根据设计参数，选择合适的齿轮类型，模数，齿数，齿面宽度等。强度计算计算齿轮的接触应力，弯曲应力，确保其强度满足要求。

行星齿轮传动行星齿轮传动是一种结构紧凑、传动比大、承载能力强的传动形式。由定置的太阳轮、围绕太阳轮旋转的行星轮、行星架和输出轮组成。行星齿轮传动广泛应用于汽车变速箱、机床、风力发电机等领域。

斜齿轮传动承载能力强与直齿轮相比，斜齿轮具有更大的接触线，因此承载能力更强。传动平稳斜齿轮的啮合