機械設計基礎第6章齒輪傳動匯報人：AA2024-01-14contents目錄齒輪傳動概述齒輪的幾何尺寸計算齒輪的強度計算齒輪的材料與熱處理齒輪的加工方法與工藝齒輪傳動的潤滑與密封01齒輪傳動概述齒輪傳動是指通過兩個或多個齒輪的嚙合來傳遞動力和運動的機械傳動方式。定義根據齒輪軸線的相對位置，齒輪傳動可分為平行軸齒輪傳動、相交軸齒輪傳動和交錯軸齒輪傳動三類。分類齒輪傳動的定義與分類齒輪傳動具有傳動比準確、效率高、結構緊湊、工作可靠、壽命長等優點。但同時也存在噪聲、振動和制造成本較高等缺點。齒輪傳動被廣泛應用于各種機械設備中，如汽車、機床、航空航天器、能源設備等，用于實現減速、增速、換向和分配動力等功能。齒輪傳動的特點與應用應用特點包括齒數、模數、壓力角、齒高、齒厚、齒槽寬、中心距等。基本術語齒輪傳動的主要參數有傳動比、中心距、模數、齒數、壓力角等，這些參數決定了齒輪傳動的性能和設計要求。參數齒輪傳動的基本術語和參數02齒輪的幾何尺寸計算模數是齒輪的一個重要參數，它等于齒輪分度圓直徑與齒數之比，用m表示。模數的定義齒數越多，模數越小，齒輪的幾何尺寸也越小；反之，齒數越少，模數越大，齒輪的幾何尺寸也越大。齒數與模數的關系在設計齒輪時，應根據所需的傳動比、齒輪的幾何尺寸限制及制造工藝等因素來選擇合適的模數。模數的選擇模數與齒數的關系壓力角的定義01壓力角是指齒輪分度圓上的壓力方向與齒輪旋轉方向之間的夾角，用α表示。齒形角的定義02齒形角是指齒輪齒廓在分度圓上的切線方向與齒輪旋轉方向之間的夾角，用αt表示。壓力角與齒形角的關系03對于標準齒輪，其壓力角等于齒形角；對于非標準齒輪，其壓力角與齒形角可能不相等。在設計齒輪時，應根據所需的傳動性能及制造工藝等因素來選擇合適的壓力角和齒形角。壓力角與齒形角的關系齒輪變位是指通過改變齒輪的齒數、模數或壓力角等參數，使得齒輪的幾何尺寸發生變化的過程。齒輪變位的定義根據變位參數的不同，齒輪變位可分為徑向變位、切向變位和角度變位等類型。齒輪變位的類型齒輪修正是指通過加工或熱處理等手段，對齒輪的齒形、齒向或齒距等參數進行調整，以改善齒輪的傳動性能的過程。齒輪修正的定義常見的齒輪修正方法包括磨齒、剃齒、珩齒和熱處理等。這些方法可以消除齒輪加工誤差、提高齒輪精度和降低噪音等。常見的齒輪修正方法齒輪的變位與修正03齒輪的強度計算受力分析齒輪在傳動過程中受到圓周力、徑向力和軸向力的作用，需根據齒輪的幾何參數和傳動條件進行詳細分析。強度條件為保證齒輪傳動的可靠性，需滿足一定的強度條件，如齒面接觸強度、齒根彎曲強度等。齒輪的受力分析與強度條件許用應力根據齒輪材料的力學性能和制造工藝，確定齒輪的許用應力，包括許用接觸應力和許用彎曲應力。安全系數為確保齒輪傳動的安全性，需引入安全系數對許用應力進行修正，安全系數的取值與傳動的重要性、工作條件等因素有關。齒輪的許用應力與安全系數齒輪的強度校核與優化設計強度校核根據齒輪的受力分析和許用應力，對齒輪進行強度校核，判斷其是否滿足強度條件。優化設計在滿足強度條件的基礎上，對齒輪進行優化設計，如減小齒輪體積、減輕重量、降低噪音等，以提高齒輪傳動的性能。04齒輪的材料與熱處理齒輪的常用材料及選擇用于制造承受載荷不大、要求耐磨性較高的齒輪，如20Cr、20CrMnTi等。用于制造中等載荷及中等速度下的齒輪，如45、40Cr等。用于制造形狀復雜且受力較大的齒輪，如ZG310-570、ZG340-640等。用于制造輕載、低速且不受較大沖擊的齒輪，如HT200、HT250等。滲碳鋼調質鋼鑄鋼鑄鐵

齒輪的熱處理工藝與性能要求滲碳淬火提高齒輪表面的硬度和耐磨性，同時保持心部良好的韌性。滲碳深度一般為0.8~1.2mm，淬火后硬度可達HRC58~62。調質處理使齒輪獲得良好的綜合力學性能，即較高的強度和韌性。調質后的硬度一般為HB220~260。表面淬火僅對齒輪表面進行淬火處理，以提高表面硬度和耐磨性。適用于中碳鋼和中碳合金鋼制造的齒輪。滾壓處理用淬火的鋼輥對齒面進行滾壓，使齒面產生塑性變形并形成殘余壓應力，從而提高齒面的抗疲勞性能。噴丸處理利用高速噴射的丸粒沖擊齒輪表面，使其產生塑性變形，從而提高表面硬度和疲勞強度。化學熱處理通過滲金屬或滲非金屬元素的方法，改變齒面化學成分和組織結構，提高其硬度、耐磨性和耐腐蝕性。如滲氮、滲硼等。齒輪的表面強化處理技術05齒輪的加工方法與工藝銑齒成形磨齒滾齒剃齒齒輪的加工原理與方法采用盤形模數銑刀或指狀銑刀銑齒，屬于成形法加工，銑刀刀齒截面形狀與齒輪齒間形狀相對應。屬于展成法加工，其工作原理相當于一對螺旋齒輪嚙合。也屬于成形法加工，因砂輪不易修整，使用較少。在大批量生產中剃齒是非淬硬齒面常用的精加工方法。VS齒輪加工的精度等級一般分為12個等級，從0級到12級，其中0級最高，12級最低。檢驗方法包括單項測量和綜合測量兩種方法。單項測量是對齒輪的單個參數進行測量，如齒距、齒形等；綜合測量則是通過測量齒輪的綜合參數來評定其精度，如公法線長度、齒圈徑向跳動等。精度等級齒輪加工的精度等級與檢驗方法表面粗糙度表面粗糙度是指齒輪表面的粗糙程度。解決方法包括提高切削速度、減小進給量、選用合適的切削液等。齒形誤差齒形誤差是指齒輪齒形偏離理論正確齒形的程度。解決方法包括提高滾刀精度、選用合適的滾刀前角、采用高精度滾齒機等。齒向誤差齒向誤差是指齒輪齒向偏離理論正確齒向的程度。解決方法包括提高機床精度、選用合適的裝夾方式、采用高精度測量儀器等。齒距誤差齒距誤差是指相鄰兩齒之間的距離與理論值之間的偏差。解決方法包括提高滾刀精度、選用合適的切削參數、采用高精度測量儀器等。齒輪加工中的常見問題及解決方法06齒輪傳動的潤滑與密封齒輪傳動的潤滑方式及潤滑劑選擇根據齒輪傳動的工作條件和要求，可以選擇浸油潤滑、噴油潤滑、油霧潤滑等潤滑方式。潤滑方式齒輪傳動常用的潤滑劑有潤滑油和潤滑脂。選擇潤滑劑時，應考慮齒輪的材質、工作溫度、載荷大小、轉速高低等因素。一般來說，對于重載、高溫或低速的齒輪傳動，宜選用粘度較高的潤滑油或潤滑脂；對于輕載、低溫或高速的齒輪傳動，可選用粘度較低的潤滑油或潤滑脂。潤滑劑選擇密封方式為了防止潤滑劑泄漏和外界雜質侵入，齒輪傳動需要采用適當的密封方式。常見的密封方式有接觸式密封和非接觸式密封。接觸式密封包括氈圈密封、皮碗密封等，非接觸式密封包括間隙密封、迷宮密封等。密封材料選擇密封材料的選擇應根據工作條件、介質性質、溫度等因素綜合考慮。常用的密封材料有橡膠、塑料、皮革、金屬等。對于高溫、高壓或腐蝕性介質，應選用耐高溫、耐腐蝕的密封材料。齒輪傳動的密封方式及密封材料選擇齒輪傳動潤滑與密封的維護與管理定期檢查定期對齒輪傳動的潤滑和密封狀況進行檢查，及時發現并處