《齿轮及连接》课件

齿轮及连接课程大纲齿轮的定义与分类介绍齿轮的概念、分类以及应用。齿轮的几何尺寸讲解齿轮的基本几何参数和尺寸计算方法。齿轮的制造工艺介绍齿轮的加工方法、热处理工艺以及检测方法。齿轮连接探讨齿轮连接的类型、原理和应用。齿轮的定义与分类齿轮是用来传递旋转运动和动力的机械零件，通常由两个或多个齿轮啮合在一起，通过齿轮之间的摩擦和啮合来传递动力。齿轮可以根据齿轮的形状、齿轮的轴线之间的相对位置、齿轮的齿形等进行分类，常见的齿轮分类包括圆柱齿轮、螺旋齿轮、锥齿轮和蜗杆齿轮等。齿轮的基本参数模数齿轮参数图齿数齿轮参数图压力角齿轮参数图齿顶高齿轮参数图齿轮的主要零件1齿轮轮毂齿轮轮毂是齿轮的中心部分，用来安装齿轮并承受轴向载荷。2齿轮齿圈齿轮齿圈是齿轮的齿部，用来传递动力和运动。3齿轮轮辐齿轮轮辐是连接齿轮轮毂和齿轮齿圈的结构，用来传递扭矩和承受径向载荷。圆柱齿轮的基本几何尺寸1模数齿轮尺寸的基本单位。2齿数齿轮上齿的个数。3齿顶高齿顶到分度圆的距离。4齿根高齿根到分度圆的距离。螺旋齿轮的基本几何尺寸模数m齿数z螺旋角β齿顶高系数ha*齿根高系数hf*中心距a锥齿轮的基本几何尺寸顶锥角锥齿轮顶端两齿面交线的夹角。齿数锥齿轮的齿数，影响齿轮的传动比和传动精度。模数锥齿轮的模数，影响齿轮的齿形尺寸和齿轮强度。齿顶高锥齿轮齿顶到分度圆的距离，影响齿轮的啮合间隙和齿轮强度。蜗杆齿轮的基本几何尺寸模数齿数螺旋角蜗杆头数中心距蜗杆齿轮的基本几何尺寸包括模数、齿数、螺旋角、蜗杆头数和中心距等。模数是齿轮尺寸的基本单位，表示齿轮的尺寸大小。齿数是指齿轮的齿数。螺旋角是指蜗杆螺旋线的倾斜角度。蜗杆头数是指蜗杆的螺纹数。中心距是指蜗杆齿轮的中心距离。齿轮的制造工艺1切削加工齿轮的切削加工是常见的制造方法，主要采用铣削、插齿、剃齿等工艺。2磨削加工磨削加工能获得高精度、光洁度和耐磨性的齿轮，适用于高要求的齿轮。3其他工艺除了切削和磨削，还有滚齿、珩齿、研齿等加工方法，根据需要选择不同的工艺。齿轮的热处理工艺1淬火通过加热到一定温度，然后快速冷却，使齿轮表面硬度和耐磨性提高。2回火在淬火后，进行加热到低于淬火温度的温度，再缓慢冷却，以降低齿轮的脆性，提高韧性。3表面淬火只对齿轮表面进行加热和淬火，以提高表面硬度，而内部保持较低的硬度，提高韧性。4渗碳通过在齿轮表面渗入碳元素，提高表面硬度和耐磨性，同时保持内部韧性。5氮化通过在齿轮表面渗入氮元素，提高表面硬度和耐磨性，同时保持内部韧性。齿轮的磨齿工艺粗磨去除齿轮毛坯表面的粗糙层，并初步形成齿形。精磨提高齿轮的精度和表面光洁度，以满足使用要求。修整修正齿轮的齿形和齿向，以确保齿轮的正确啮合。齿轮的检测与质量控制尺寸精度确保齿轮尺寸符合设计要求，包括齿廓、齿厚、模数、齿数等参数。齿形精度检查齿轮的齿形偏差，例如齿廓误差、齿向误差、齿根圆误差等，以保证齿轮啮合的平稳性。表面质量检测齿轮表面粗糙度、表面硬度、表面缺陷等，确保齿轮的耐磨性和使用寿命。动态性能通过齿轮运转测试，评估齿轮的噪声、振动、传动效率等动态性能指标，确保其正常工作。齿轮连接的作用与分类传递运动与扭矩齿轮连接是机械传动系统中最重要的组成部分之一，它可以将动力从一个部件传递到另一个部件，实现运动和扭矩的传递。实现速度变化通过不同齿数的齿轮组合，可以实现速度的改变，例如增速或减速，满足不同的传动需求。分类齿轮连接可分为键连接、销连接、螺栓连接、焊接连接、冲压连接等，不同的连接方式适用于不同的应用场景。键连接的原理与设计1传动轴与轮毂传递扭矩2键连接防止轴向移动3键槽加工精度键连接的制造工艺1铣键槽用铣床加工键槽，保证键槽尺寸精度和表面质量。2键的加工键可采用车床或铣床加工，保证键尺寸精度和表面质量。3装配将键安装到键槽中，保证键与轴或轮毂的配合紧密。销连接的原理与设计1结构紧凑节省空间和重量2安装方便易于拆卸和更换3成本低廉适合大批量生产销连接的制造工艺1钻孔确保孔径精度2安装精确对准位置3紧固控制紧固力螺栓连接的原理与设计紧固原理螺栓连接利用螺纹副的摩擦力来实现紧固，并承受各种载荷。设计原则螺栓连接的设计应考虑螺栓的强度、螺纹的强度和连接件的强度，以及连接的可靠性。关键要素螺栓的直径、长度、材料、螺纹类型、螺纹规格、预紧力等都是影响连接性能的关键要素。螺栓连接的制造工艺1螺纹加工螺纹加工是螺栓连接中至关重要的步骤，它决定了螺栓的强度和精度。2热处理热处理可以提高螺栓的强度和硬度，增强其抗疲劳能力。3表面处理表面处理可以提高螺栓的抗腐蚀性，延长其使用寿命。4组装组装是将螺栓与螺母、垫片等零件组合成连接件的过程。5质量控制质量控制是确保螺栓连接质量的重要环节，包括尺寸、强度、性能等方面的检测。焊接连接的原理与设计熔化焊接利用高温熔化金属，形成熔池。冷却熔池冷却凝固，形成连接。强度焊接连接强度与母材相当。应用广泛应用于制造业，如汽车、航空航天等。焊接连接的制造工艺1准备工作清理焊接表面、选择合适的焊条和焊接参数。2焊接过程使用电弧或激光将焊条或焊丝熔化，形成熔池，将工件连接在一起。3冷却与检验冷却后进行外观检查，确保焊缝平整、光滑，无裂纹或气孔。冲压连接的原理与设计1形变连接利用金属的塑性变形，将两个零件连接在一起。2压力加工通过冲压机施加压力，使零件发生形变。3高效率连接冲压连接速度快，效率高，适用于大批量生产。冲压连接是一种常见的连接方式，它利用金属的塑性变形，在压力加工下将两个零件紧密连接在一起。冲压连接的优点在于效率高，速度快，适用于大批量生产。它在汽车、电子、航空等行业广泛应用。冲压连接的制造工艺1冲压使用冲床对金属材料进行成形或切割2压铆利用冲压设备将金属件压入或铆接在一起3冷镦利用冲压设备将金属棒料镦成各种形状的零件齿轮连接的润滑减少磨损润滑剂可以形成一层保护膜，减少齿轮之间的摩擦，降低磨损速度，延长齿轮的使用寿命。降低噪音润滑剂可以吸收齿轮的冲击力和振动，降低工作噪音，改善工作环境。提高效率润滑剂可以降低摩擦力，提高传动效率，减少能量损耗。齿轮连接的故障诊断异常声音齿轮啮合过程中的噪音变化，例如齿轮磨损产生的金属摩擦声或断裂产生的撞击声。温度升高齿轮连接部位温度升高，可能是由于润滑不良、齿轮磨损或轴承故障导致。振动加剧齿轮连接部位振动加剧，可能是由于齿轮磨损、轴承损坏或安装精度不足导致。泄漏现象齿轮连接部位出现油液泄漏，可能是由于密封失效或油封损坏导致。齿轮连接的维护保养定期润滑使用合适的润滑油，定期检查油位和油质，更换失效的润滑油。清洁定期清洁齿轮连接，去除灰尘、污垢和金属屑，防止磨损和故障。检查定期检查齿轮连接的磨损情况、松动情况、泄漏情况，及时进行修理或更换。齿轮及连接的应用案例齿轮及连接广泛应用于各种机械设备中，例如汽车、飞机、船舶、机床、电力设备等。例如，汽车变速箱中使用齿轮和轴承来实现不同档位的切换，发动机中使用齿轮来驱动凸轮轴。机床中使用齿轮来实现精密加工，电力设备中使用齿轮来驱动发电机和电机。本课程的重点与难点