（中職）機(jī)械基礎(chǔ)3、齒輪傳動教學(xué)課件

1、YCF正版可修改PPT（中職）機(jī)械基礎(chǔ)3、齒輪傳動教學(xué)課件任務(wù)三 齒輪傳動任務(wù)目標(biāo) 1、掌握齒輪傳動的組成和工作原理。 2、掌握齒輪傳動的類型。 3、理解齒輪傳動的特點(diǎn)及基本要求。 4、了解標(biāo)準(zhǔn)直齒漸開線齒輪各部分名稱、主要參數(shù)和幾何尺寸。 5、理解漸開線標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪正確嚙合條件。 6、深入認(rèn)識齒輪的失效形式。 7、深入認(rèn)識齒輪的材料和熱處理。 8、認(rèn)識齒輪的結(jié)構(gòu)形式。 9、了解漸開線齒廓的根切現(xiàn)象。 10、認(rèn)識齒輪傳動的潤滑方法。一、齒輪傳動的組成和工作原理 齒輪傳動是利用兩齒輪的輪齒相互嚙合傳遞動力和運(yùn)動的機(jī)械傳動。 齒輪傳動主要由主動齒輪、從動齒輪和機(jī)架等組成。二、齒輪傳動的類型 （

2、1）齒輪傳動按輪齒的形狀可分為：直齒圓柱齒輪傳動、斜齒圓柱齒輪傳動、人字齒圓柱齒輪傳動等。 （2）按齒輪嚙合形式可分為：外嚙合齒輪傳動、內(nèi)嚙合齒輪傳動和齒輪齒條傳動。 （3）齒輪傳動根據(jù)工作條件，可分為開式齒輪傳動、半開式齒輪傳動和閉式齒輪傳動。 （4）根據(jù)兩齒輪嚙合傳動時，它們的相對運(yùn)動是平面運(yùn)動還是空間運(yùn)動，可將其分為平面齒輪傳動和空間齒輪傳動。（1）平面齒輪傳動 平面齒輪傳動的兩齒輪間的相對運(yùn)動為平面運(yùn)動，它用于兩平行軸之間的傳動。直齒圓柱齒輪傳動平行軸斜齒圓柱齒輪傳動平行軸斜齒輪的輪齒與軸線傾斜某一角度而成螺旋形。人字齒輪傳動人字齒輪的齒向如人字形。它相當(dāng)于螺旋方向相反的兩個斜齒輪拼合

3、而成。（2）空間齒輪傳動 空間齒輪傳動兩齒輪的相對運(yùn)動為空間運(yùn)動，它用于兩不平行軸之間的傳動。交錯軸斜齒輪傳動蝸桿蝸輪傳動圓錐齒輪傳動 圓錐齒輪的輪齒排列在截圓錐體表面上，輪齒由齒輪的大端到小端逐漸收縮變小，它用于兩交錯軸之間的傳動。 圓錐齒輪按其齒向的不同，可分為直齒圓錐齒輪傳動、斜齒圓錐齒輪傳動、曲齒圓錐齒輪傳動三種。三、齒輪傳動的特點(diǎn)及基本要求1、特點(diǎn)和其它機(jī)械傳動相比較，齒輪傳動的主要優(yōu)點(diǎn)是： 工作可靠，使用壽命長； 瞬時傳動比為常數(shù)； 傳動效率高（95%99%）； 結(jié)構(gòu)緊湊； 功率和速度適用范圍廣等。缺點(diǎn)是： 齒輪制造需要專門的機(jī)床（比如滾齒機(jī)、插齒機(jī)、銑齒機(jī)等）和設(shè)備，成本較高；

4、精度低時，振動和噪聲較大； 不宜用于軸間距離大的傳動等。2、基本要求齒輪傳動需滿足以下基本需求： （1）傳動平穩(wěn)瞬時傳動比不變，盡量減小沖擊、振動和噪聲； （2）承載要求高在尺寸小、重量輕的前提下，輪齒的強(qiáng)度高、耐磨性好，在預(yù)定的使用期限內(nèi)不出現(xiàn)斷齒等失效現(xiàn)象； （3）能傳遞足夠大的動力，工作可靠； （4）保證較高的運(yùn)動精度。四、標(biāo)準(zhǔn)直齒漸開線齒輪各部分名稱、主要參數(shù)和幾何尺寸1、漸開線的形成 當(dāng)一條直線L沿一圓周作純滾動時，此直線上任一點(diǎn)K的軌跡即稱為該圓的漸開線。該圓稱為漸開線的基圓，基圓半徑以rb表示，該直線 L稱為漸開線的發(fā)生線。2、標(biāo)準(zhǔn)直齒漸開線齒輪各部分名稱3、標(biāo)準(zhǔn)直齒漸開線齒輪的

5、主要參數(shù)（1）齒數(shù)（Z）一個齒輪的輪齒的數(shù)目即齒數(shù)，用Z表示。（2）壓力角（） 通常所說的壓力角是指分度圓上的壓力角（）。 分度圓壓力角是在分度圓上，輪齒受到的法向力（Fr）與圓周力（Ft）之間所夾的夾角。 壓力角已標(biāo)準(zhǔn)化，我國規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)壓力角是20。（3）模數(shù)（m） “模數(shù)”是指相鄰兩輪齒同側(cè)齒廓間的齒距P與圓周率的比值。 模數(shù)是齒輪尺寸計算中的一個基本參數(shù)。模數(shù)愈大，則輪齒愈大，輪齒的抗彎能力愈強(qiáng)。齒輪模數(shù)已標(biāo)準(zhǔn)化。 我們可給分度圓下一個完整定義：齒輪上模數(shù)和壓力角具有標(biāo)準(zhǔn)值的圓稱為分度圓。 模數(shù)、壓力角、齒頂高系數(shù)與頂隙系數(shù)等于標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值，且分度圓上齒厚與齒槽寬相等的齒輪稱為標(biāo)準(zhǔn)齒輪。例1

6、已知一正常齒制的標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪，齒數(shù)Z120，模數(shù)m2mm，擬將該齒輪作某外嚙合傳動的主動齒輪，現(xiàn)須配一從動齒輪，要求傳動比i3.5，試計算從動齒輪的幾何尺寸及兩輪的中心距。五、漸開線標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪正確嚙合條件1、正確嚙合條件 為保證齒輪傳動時各對齒之間能平穩(wěn)傳遞運(yùn)動，在齒對交替過程中不發(fā)生沖擊，必須符合正確嚙合條件。 一對漸開線齒輪的正確嚙合條件為：兩齒輪的模數(shù)必須相等m1=m2=m3；兩齒輪分度圓上的壓力角必須相等1=2=3。2、標(biāo)準(zhǔn)中心距 正確安裝的漸開線齒輪，理論上一齒輪節(jié)圓上的齒槽寬與另一齒輪節(jié)圓齒厚相等，分度圓與節(jié)圓重合。標(biāo)準(zhǔn)齒輪的這種安裝稱為標(biāo)準(zhǔn)安裝，其中心距稱為標(biāo)準(zhǔn)中心距。

7、 兩輪中心距略大于標(biāo)準(zhǔn)中心距時，漸開線齒廓仍能保持瞬時傳動比恒定不變，但齒側(cè)出現(xiàn)間隙，反轉(zhuǎn)時會有沖擊。六、齒輪的失效形式1、輪齒折斷2、齒面接觸疲勞磨損（點(diǎn)蝕）對于閉式硬齒面齒輪傳動，其主要失效形式就是輪齒折斷。 對于潤滑良好的閉式軟齒面齒輪傳動，其主要失效形式就是齒面點(diǎn)蝕，其次是輪齒折斷。3、齒面磨損4、齒面膠合5、齒面塑性變形 磨粒磨損是開式齒輪傳動的主要失效形式。 高速重載傳動、低速重載傳動易產(chǎn)生齒面膠合。 齒面較軟的輪齒，在低速重載、頻繁起動和過載中易出現(xiàn)齒面塑性變形。七、齒輪的材料和熱處理“齒面硬、齒芯韌”（1）鋼材可分為鍛鋼和鑄鋼兩類。 軟齒面齒輪，常用的材料有 45、50、40C

8、r、35SiMn。鍛鋼 硬齒面齒輪，常用的材料有 20Cr、20CrMnTi、38CrMoAl、45、40Cr等。 由于在嚙合過程中，小齒輪的輪齒接觸次數(shù)比大齒輪多。為了使大、小齒輪的壽命接近，應(yīng)使小齒輪的齒面硬度比大齒輪的高出3050HBS，這也有利于提高輪齒的抗膠合能力。一些重要的機(jī)器零件都應(yīng)當(dāng)首選鍛鋼件。鑄鋼 當(dāng)齒輪的尺寸較大 (da400600mm)或結(jié)構(gòu)復(fù)雜不容易鍛造時，才采用鑄鋼制造。常用的材料有ZG340-640、ZG310-570等。（2）鑄鐵 主要用于低速、工作平穩(wěn)、傳遞功率不大和對尺寸、重量無嚴(yán)格要求的開式齒輪傳動中。常用材料有HT250、HT300、HT350、QT600

9、-3等。（3）有色金屬 有色金屬作為齒輪材料的有鉛黃銅HPB59-1、錫青銅ZCuSn10Pb1和鋁合金7075、7A04（LC4）等。（4）非金屬材料 非金屬材料中的夾布膠木、尼龍、塑料也常用于制造齒輪。2、齒輪熱處理（1）軟齒面齒輪的常用熱處理 軟齒面齒輪，采用的熱處理方法一般是調(diào)質(zhì)或正火等。（2）硬齒面齒輪的常用熱處理 硬齒面齒輪，采用的熱處理方法是表面淬火、表面滲碳淬火與滲氮等。八、齒輪的結(jié)構(gòu)形式1、齒輪軸 較小的鋼制圓柱齒輪，其齒根圓至鍵槽底部的距離e2.5mn，mn為法向模數(shù)），或圓錐齒輪小端齒根圓至鍵槽底部的距離e1.6m，m為大端模數(shù)）時，輪和軸做成一體，稱為齒輪軸。2、實(shí)心結(jié)

10、構(gòu)齒輪 當(dāng)齒頂圓直徑da200mm，且e超過齒輪軸的上述尺寸，可作成盤式實(shí)心結(jié)構(gòu)的齒輪。3、腹板式結(jié)構(gòu)齒輪 齒頂圓直徑da500mm的較大尺寸的鍛鋼齒輪，為減輕重量、節(jié)省材料，可做成腹板式的結(jié)構(gòu)。腹板上的圓孔是為了減輕重量和起重運(yùn)輸上的需要而設(shè)計的。4、輪輻式齒輪 齒頂圓直徑da400mm 時常用鑄鐵或鑄鋼制成輪輻式。5、組合式的齒輪結(jié)構(gòu) 為了節(jié)省貴重鋼材，便于制造、安裝，直徑很大的齒輪（da600mm），常采用組裝齒圈式結(jié)構(gòu)的齒輪。九、漸開線齒廓的根切現(xiàn)象1、齒輪的加工方法仿形法范成法齒輪插刀加工齒輪齒條插刀加工齒輪滾刀加工齒輪2、根切現(xiàn)象和最少齒數(shù) 用范成法加工齒輪時，如果齒輪的齒數(shù)太少，

11、則切削刀具的齒頂就會切到輪齒的根部，這種現(xiàn)象稱為根切。 發(fā)生根切會使輪齒的彎曲強(qiáng)度降低，并使重合度減小，傳動時出現(xiàn)噪音，應(yīng)設(shè)法避免根切的發(fā)生。 為了避免根切，則齒數(shù)Z不得少于某一最少限度。 用范成法加工齒輪時，對于各種標(biāo)準(zhǔn)刀具最少齒數(shù)的數(shù)值為：十、齒輪傳動的潤滑齒輪傳動的潤滑方式，主要取決于齒輪圓周速度的大小。 對于開式及半開式齒輪傳動或速度較低的閉式齒輪傳動，通常采用定期人工加潤滑油或潤滑脂。 對于閉式齒輪傳動，當(dāng)齒輪圓周速度12m/s時，采用大齒輪浸入油池中進(jìn)行浸油潤滑， 當(dāng)齒輪圓周速度12m/s時，為了避免動力因攪油而損失，常采用噴油潤滑，即由油泵或中心供油站以一定的壓力供油，借噴嘴將潤滑油噴到輪齒的嚙合面上。 在多級齒輪傳動中，可借