机械设计基础第6章齿轮传动

机械设计基础第6章齿轮传动汇报人：AA2024-01-14contents目录齿轮传动概述齿轮的几何尺寸计算齿轮的强度计算齿轮的材料与热处理齿轮的加工方法与工艺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。定义根据齿轮轴线的相对位置，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具有传动比准确、效率高、结构紧凑、工作可靠、寿命长等优点。但同时也存在噪声、振动和制造成本较高等缺点。齿轮传动被广泛应用于各种机械设备中，如汽车、机床、航空航天器、能源设备等，用于实现减速、增速、换向和分配动力等功能。齿轮传动的特点与应用应用特点包括齿数、模数、压力角、齿高、齿厚、齿槽宽、中心距等。基本术语齿轮传动的主要参数有传动比、中心距、模数、齿数、压力角等，这些参数决定了齿轮传动的性能和设计要求。参数齿轮传动的基本术语和参数02齿轮的几何尺寸计算模数是齿轮的一个重要参数，它等于齿轮分度圆直径与齿数之比，用m表示。模数的定义齿数越多，模数越小，齿轮的几何尺寸也越小；反之，齿数越少，模数越大，齿轮的几何尺寸也越大。齿数与模数的关系在设计齿轮时，应根据所需的传动比、齿轮的几何尺寸限制及制造工艺等因素来选择合适的模数。模数的选择模数与齿数的关系压力角的定义01压力角是指齿轮分度圆上的压力方向与齿轮旋转方向之间的夹角，用α表示。齿形角的定义02齿形角是指齿轮齿廓在分度圆上的切线方向与齿轮旋转方向之间的夹角，用αt表示。压力角与齿形角的关系03对于标准齿轮，其压力角等于齿形角；对于非标准齿轮，其压力角与齿形角可能不相等。在设计齿轮时，应根据所需的传动性能及制造工艺等因素来选择合适的压力角和齿形角。压力角与齿形角的关系齿轮变位是指通过改变齿轮的齿数、模数或压力角等参数，使得齿轮的几何尺寸发生变化的过程。齿轮变位的定义根据变位参数的不同，齿轮变位可分为径向变位、切向变位和角度变位等类型。齿轮变位的类型齿轮修正是指通过加工或热处理等手段，对齿轮的齿形、齿向或齿距等参数进行调整，以改善齿轮的传动性能的过程。齿轮修正的定义常见的齿轮修正方法包括磨齿、剃齿、珩齿和热处理等。这些方法可以消除齿轮加工误差、提高齿轮精度和降低噪音等。常见的齿轮修正方法齿轮的变位与修正03齿轮的强度计算受力分析齿轮在传动过程中受到圆周力、径向力和轴向力的作用，需根据齿轮的几何参数和传动条件进行详细分析。强度条件为保证齿轮传动的可靠性，需满足一定的强度条件，如齿面接触强度、齿根弯曲强度等。齿轮的受力分析与强度条件许用应力根据齿轮材料的力学性能和制造工艺，确定齿轮的许用应力，包括许用接触应力和许用弯曲应力。安全系数为确保齿轮传动的安全性，需引入安全系数对许用应力进行修正，安全系数的取值与传动的重要性、工作条件等因素有关。齿轮的许用应力与安全系数齿轮的强度校核与优化设计强度校核根据齿轮的受力分析和许用应力，对齿轮进行强度校核，判断其是否满足强度条件。优化设计在满足强度条件的基础上，对齿轮进行优化设计，如减小齿轮体积、减轻重量、降低噪音等，以提高齿轮传动的性能。04齿轮的材料与热处理齿轮的常用材料及选择用于制造承受载荷不大、要求耐磨性较高的齿轮，如20Cr、20CrMnTi等。用于制造中等载荷及中等速度下的齿轮，如45、40Cr等。用于制造形状复杂且受力较大的齿轮，如ZG310-570、ZG340-640等。用于制造轻载、低速且不受较大冲击的齿轮，如HT200、HT250等。渗碳钢调质钢铸钢铸铁

齿轮的热处理工艺与性能要求渗碳淬火提高齿轮表面的硬度和耐磨性，同时保持心部良好的韧性。渗碳深度一般为0.8~1.2mm，淬火后硬度可达HRC58~62。调质处理使齿轮获得良好的综合力学性能，即较高的强度和韧性。调质后的硬度一般为HB220~260。表面淬火仅对齿轮表面进行淬火处理，以提高表面硬度和耐磨性。适用于中碳钢和中碳合金钢制造的齿轮。滚压处理用淬火的钢辊对齿面进行滚压，使齿面产生塑性变形并形成残余压应力，从而提高齿面的抗疲劳性能。喷丸处理利用高速喷射的丸粒冲击齿轮表面，使其产生塑性变形，从而提高表面硬度和疲劳强度。化学热处理通过渗金属或渗非金属元素的方法，改变齿面化学成分和组织结构，提高其硬度、耐磨性和耐腐蚀性。如渗氮、渗硼等。齿轮的表面强化处理技术05齿轮的加工方法与工艺铣齿成形磨齿滚齿剃齿齿轮的加工原理与方法采用盘形模数铣刀或指状铣刀铣齿，属于成形法加工，铣刀刀齿截面形状与齿轮齿间形状相对应。属于展成法加工，其工作原理相当于一对螺旋齿轮啮合。也属于成形法加工，因砂轮不易修整，使用较少。在大批量生产中剃齿是非淬硬齿面常用的精加工方法。VS齿轮加工的精度等级一般分为12个等级，从0级到12级，其中0级最高，12级最低。检验方法包括单项测量和综合测量两种方法。单项测量是对齿轮的单个参数进行测量，如齿距、齿形等；综合测量则是通过测量齿轮的综合参数来评定其精度，如公法线长度、齿圈径向跳动等。精度等级齿轮加工的精度等级与检验方法表面粗糙度表面粗糙度是指齿轮表面的粗糙程度。解决方法包括提高切削速度、减小进给量、选用合适的切削液等。齿形误差齿形误差是指齿轮齿形偏离理论正确齿形的程度。解决方法包括提高滚刀精度、选用合适的滚刀前角、采用高精度滚齿机等。齿向误差齿向误差是指齿轮齿向偏离理论正确齿向的程度。解决方法包括提高机床精度、选用合适的装夹方式、采用高精度测量仪器等。齿距误差齿距误差是指相邻两齿之间的距离与理论值之间的偏差。解决方法包括提高滚刀精度、选用合适的切削参数、采用高精度测量仪器等。齿轮加工中的常见问题及解决方法06齿轮传动的润滑与密封齿轮传动的润滑方式及润滑剂选择根据齿轮传动的工作条件和要求，可以选择浸油润滑、喷油润滑、油雾润滑等润滑方式。润滑方式齿轮传动常用的润滑剂有润滑油和润滑脂。选择润滑剂时，应考虑齿轮的材质、工作温度、载荷大小、转速高低等因素。一般来说，对于重载、高温或低速的齿轮传动，宜选用粘度较高的润滑油或润滑脂；对于轻载、低温或高速的齿轮传动，可选用粘度较低的润滑油或润滑脂。润滑剂选择密封方式为了防止润滑剂泄漏和外界杂质侵入，齿轮传动需要采用适当的密封方式。常见的密封方式有接触式密封和非接触式密封。接触式密封包括毡圈密封、皮碗密封等，非接触式密封包括间隙密封、迷宫密封等。密封材料选择密封材料的选择应根据工作条件、介质性质、温度等因素综合考虑。常用的密封材料有橡胶、塑料、皮革、金属等。对于高温、高压或腐蚀性介质，应选用耐高温、耐腐蚀的密封材料。齿轮传动的密封方式及密封材料选择齿轮传动润滑与密封的维护与管理定期检查定期对齿轮传动的润滑和密封状况进行检查，及时发现并处