《齒輪及其標(biāo)準(zhǔn)化》課件

齒輪及其標(biāo)準(zhǔn)化本演示文稿旨在全面介紹齒輪及其標(biāo)準(zhǔn)化的相關(guān)知識，幫助大家深入了解齒輪的定義、應(yīng)用、類型、參數(shù)、設(shè)計、加工、檢測、維護以及未來的發(fā)展趨勢。通過學(xué)習(xí)本課程，您將能夠掌握齒輪技術(shù)的核心要點，為實際應(yīng)用奠定堅實的基礎(chǔ)。齒輪概述：定義與作用定義齒輪是一種具有輪齒的機械元件，通過齒的嚙合傳遞動力和運動。齒輪通常成對或多個配合使用，以實現(xiàn)特定的傳動比和運動形式。作用齒輪的主要作用是傳遞動力和改變運動參數(shù)，例如速度、扭矩和方向。齒輪傳動具有傳動效率高、結(jié)構(gòu)緊湊、可靠性高等優(yōu)點，因此廣泛應(yīng)用于各種機械設(shè)備中。齒輪的應(yīng)用領(lǐng)域1汽車工業(yè)齒輪在汽車的發(fā)動機、變速箱、差速器等關(guān)鍵部件中發(fā)揮著重要作用，обеспечиваяпередачумощностииизменениекрутящегомомента.2航空航天航空發(fā)動機、直升機旋翼系統(tǒng)等需要高可靠性和高精度的齒輪傳動，齒輪材料和制造工藝要求極高。3工業(yè)機械機床、印刷機械、紡織機械、礦山機械等各種工業(yè)設(shè)備都需要齒輪傳動來實現(xiàn)不同的功能。4其他領(lǐng)域齒輪還廣泛應(yīng)用于家用電器、辦公設(shè)備、醫(yī)療器械、機器人等領(lǐng)域。齒輪的類型：按齒向分類直齒輪齒線與軸線平行，結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，適用于低速、低載荷的場合。斜齒輪齒線與軸線傾斜，傳動平穩(wěn)，噪音低，承載能力高，適用于高速、重載的場合。人字齒輪由左右旋向相反的斜齒輪組成，可消除軸向力，適用于高速、重載的場合。齒輪的類型：按外形分類圓柱齒輪齒輪的齒廓在圓柱面上，是最常見的齒輪類型。錐齒輪齒輪的齒廓在錐面上，用于傳遞相交軸之間的運動和動力。蝸輪蝸桿蝸輪與蝸桿嚙合，用于傳遞不相交軸之間的運動和動力，傳動比大，結(jié)構(gòu)緊湊。齒輪的類型：按用途分類傳動齒輪用于傳遞動力和運動，例如變速箱齒輪、減速器齒輪?？刂讫X輪用于控制機構(gòu)的運動，例如儀表齒輪、伺服齒輪。特殊齒輪用于特殊場合，例如塑料齒輪、粉末冶金齒輪。齒輪的基本參數(shù)：模數(shù)定義模數(shù)是齒輪設(shè)計中最基本的參數(shù)，表示齒輪齒距的大小。模數(shù)越大，齒輪的齒距越大，承載能力也越大。標(biāo)準(zhǔn)化模數(shù)已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，設(shè)計時應(yīng)優(yōu)先選擇標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)，以方便齒輪的制造和互換。齒輪的基本參數(shù)：壓力角1定義壓力角是齒輪齒廓曲線上的切線與齒輪分度圓切線的夾角。常用的壓力角有20°和14.5°。2影響壓力角越大，齒輪的承載能力越高，但傳動效率會降低。3選擇選擇合適的壓力角需要綜合考慮齒輪的承載能力、傳動效率和制造難度。齒輪的基本參數(shù)：齒數(shù)定義齒數(shù)是齒輪上齒的總數(shù)。齒數(shù)越多，齒輪的傳動平穩(wěn)性越高，但齒輪的尺寸也會增大。1最小齒數(shù)為了避免齒輪發(fā)生根切現(xiàn)象，齒數(shù)不能太少，通常有一個最小齒數(shù)限制。2計算齒數(shù)與齒輪的模數(shù)和直徑有關(guān)，可以通過公式計算得到。3齒輪的基本參數(shù)：齒高1全齒高齒頂圓與齒根圓之間的距離。2齒頂高齒頂圓與分度圓之間的距離。3齒根高分度圓與齒根圓之間的距離。齒輪的基本參數(shù)：齒頂高1定義齒頂高是指齒頂圓與分度圓之間的距離。2影響齒頂高會影響齒輪的嚙合性能和強度。3計算齒頂高通常根據(jù)模數(shù)和齒數(shù)計算得到。齒輪的基本參數(shù)：齒根高齒根高是指分度圓與齒根圓之間的距離。選擇合適的齒根高可以提高齒輪的強度和抗彎曲能力。標(biāo)準(zhǔn)齒輪齒根高為1.25m，短齒齒輪為1.0m齒輪的基本參數(shù)：齒頂圓直徑定義齒頂圓直徑是齒輪齒頂圓的直徑，用于確定齒輪的外部尺寸。計算齒頂圓直徑可以通過公式計算得到，與模數(shù)和齒數(shù)有關(guān)。齒輪的基本參數(shù)：齒根圓直徑齒根圓直徑是齒輪齒根圓的直徑，用于確定齒輪的內(nèi)部尺寸和強度。齒根圓直徑過小會導(dǎo)致齒根強度不足，容易發(fā)生斷齒現(xiàn)象。齒輪的基本參數(shù)：分度圓直徑定義分度圓直徑是齒輪設(shè)計和制造的基準(zhǔn)圓直徑，用于確定齒輪的齒距和齒廓形狀。齒輪的模數(shù)和齒數(shù)決定了分度圓直徑的大小。重要性分度圓直徑是齒輪計算和檢測的重要參數(shù)，直接影響齒輪的傳動精度和性能。正確選擇和控制分度圓直徑是保證齒輪質(zhì)量的關(guān)鍵。齒輪的基本參數(shù)：基圓直徑1定義基圓是形成漸開線齒廓的基準(zhǔn)圓，基圓直徑是基圓的直徑。2關(guān)系基圓直徑與分度圓直徑和壓力角有關(guān)，可以通過公式計算得到。3意義基圓直徑是漸開線齒輪設(shè)計的重要參數(shù)，影響齒輪的嚙合特性。齒輪的傳動比：定義與計算定義傳動比是齒輪傳動中，主動輪轉(zhuǎn)速與從動輪轉(zhuǎn)速的比值，反映了齒輪傳動的速度變化情況。計算傳動比可以通過齒數(shù)之比或直徑之比計算得到。傳動比大于1表示減速，小于1表示增速。應(yīng)用傳動比是齒輪傳動設(shè)計的重要參數(shù)，根據(jù)實際需要選擇合適的傳動比可以實現(xiàn)不同的傳動效果。齒輪的傳動效率：影響因素摩擦齒輪嚙合過程中，齒面之間的摩擦?xí)哪芰?，降低傳動效率。潤滑良好的潤滑可以減少摩擦，提高傳動效率。選擇合適的潤滑油和潤滑方式非常重要。齒輪精度齒輪精度越高，嚙合越好，傳動效率越高。因此，提高齒輪精度是提高傳動效率的有效途徑。載荷過大的載荷會導(dǎo)致齒面變形，增加摩擦，降低傳動效率。因此，合理選擇齒輪的承載能力也很重要。齒輪的嚙合原理：共軛齒廓定義共軛齒廓是指一對齒輪的齒廓曲線，在嚙合過程中能夠保證瞬時傳動比恒定。特點共軛齒廓的齒輪傳動平穩(wěn)，噪音低，但制造難度較高。應(yīng)用共軛齒廓常用于高精度、低噪音的齒輪傳動中。齒輪的嚙合原理：漸開線齒廓1定義漸開線齒廓是指由基圓上一點作純滾動時，該點形成的軌跡曲線作為齒廓曲線。2特點漸開線齒廓具有制造方便、對中心距變化不敏感等優(yōu)點，是目前應(yīng)用最廣泛的齒廓曲線。3應(yīng)用絕大多數(shù)齒輪都采用漸開線齒廓。齒輪的嚙合原理：擺線齒廓定義擺線齒廓是指由一個圓在一條直線上作純滾動時，圓上一點形成的軌跡曲線作為齒廓曲線。1特點擺線齒廓的齒輪傳動效率高，但制造難度較高，對中心距變化敏感。2應(yīng)用擺線齒廓常用于鐘表等精密儀器中。3齒輪的設(shè)計要點：強度計算1齒面接觸強度防止齒面發(fā)生點蝕。2齒根彎曲強度防止齒根發(fā)生斷裂。3齒輪整體強度防止齒輪發(fā)生塑性變形或斷裂。齒輪強度計算是齒輪設(shè)計的重要環(huán)節(jié)，需要根據(jù)齒輪的工作條件和材料特性進行計算，以保證齒輪具有足夠的承載能力。齒輪的設(shè)計要點：精度選擇1精度等級根據(jù)齒輪的使用場合和精度要求選擇合適的精度等級。2精度項目控制齒輪的各項精度指標(biāo)，例如齒距偏差、齒廓偏差、齒向偏差等。3經(jīng)濟性在滿足使用要求的前提下，盡量選擇較低的精度等級，以降低制造成本。齒輪的設(shè)計要點：材料選擇根據(jù)齒輪的工作條件和性能要求選擇合適的材料。常用的齒輪材料有鋼、鑄鐵、塑料等。鋼齒輪強度高、耐磨性好，適用于高速、重載的場合；鑄鐵齒輪減振性好，適用于低速、重載的場合；塑料齒輪重量輕、噪音低，適用于低速、輕載的場合。齒輪的設(shè)計要點：潤滑方式油浴潤滑齒輪浸入潤滑油中，利用齒輪的旋轉(zhuǎn)將潤滑油帶到嚙合部位。噴油潤滑利用噴油器將潤滑油噴射到齒輪的嚙合部位。脂潤滑利用潤滑脂填充齒輪箱，利用齒輪的旋轉(zhuǎn)將潤滑脂帶到嚙合部位。根據(jù)齒輪的工作條件和潤滑要求選擇合適的潤滑方式。油浴潤滑適用于低速齒輪，噴油潤滑適用于高速齒輪，脂潤滑適用于密封性好的齒輪箱。齒輪的加工方法：滾齒原理滾齒是利用滾刀在齒輪坯上滾切出齒形。滾刀相當(dāng)于一個螺旋齒輪，與齒輪坯嚙合，通過相對運動切削出齒形。特點滾齒效率高，適用于大批量生產(chǎn)，但精度相對較低。齒輪的加工方法：插齒1原理插齒是利用插齒刀在齒輪坯上逐齒切削出齒形。插齒刀相當(dāng)于一個齒條，與齒輪坯嚙合，通過往復(fù)運動切削出齒形。2特點插齒精度較高，適用于加工內(nèi)齒輪和花鍵軸。齒輪的加工方法：剃齒原理剃齒是利用剃齒刀對齒輪齒面進行精加工，以提高齒輪的精度和表面粗糙度。特點剃齒可以有效去除齒面的毛刺和微小缺陷，提高齒輪的嚙合性能。齒輪的加工方法：磨齒原理磨齒是利用砂輪對齒輪齒面進行精加工，以獲得更高的精度和表面粗糙度。磨齒是齒輪精加工的最后一道工序。特點磨齒可以有效提高齒輪的精度和表面質(zhì)量，但成本較高。齒輪的標(biāo)準(zhǔn)化：意義與目的意義齒輪標(biāo)準(zhǔn)化是指對齒輪的各項參數(shù)、精度、材料、檢測方法等進行統(tǒng)一規(guī)定，以實現(xiàn)齒輪的互換性和通用性。目的齒輪標(biāo)準(zhǔn)化的目的是提高齒輪的生產(chǎn)效率、降低制造成本、保證齒輪的質(zhì)量、方便齒輪的使用和維護。齒輪的標(biāo)準(zhǔn)化：國際標(biāo)準(zhǔn)1ISO國際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO）制定了齒輪的各項國際標(biāo)準(zhǔn)，例如ISO6336、ISO1328等。2AGMA美國齒輪制造商協(xié)會（AGMA）也制定了齒輪的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，在美國和國際上都有一定的影響力。齒輪的標(biāo)準(zhǔn)化：國家標(biāo)準(zhǔn)中國中國國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會（SAC）制定了齒輪的國家標(biāo)準(zhǔn)，例如GB/T10095、GB/T3480等。1德國德國工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（DIN）也制定了齒輪的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，在歐洲和國際上都有一定的影響力。2齒輪的標(biāo)準(zhǔn)化：行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)1機械行業(yè)機械行業(yè)也制定了齒輪的相關(guān)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，例如JB/T、MT等。2汽車行業(yè)汽車行業(yè)也制定了齒輪的相關(guān)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，例如QC/T等。齒輪的精度等級：定義與分類1定義齒輪精度等級是指齒輪的各項精度指標(biāo)的綜合評定，反映了齒輪的制造質(zhì)量。2分類齒輪精度等級通常分為幾個等級，例如ISO精度等級、GB精度等級等。精度等級越高，齒輪的制造質(zhì)量越高，成本也越高。齒輪的精度等級：選擇原則使用場合精度要求經(jīng)濟性選擇齒輪精度等級需要綜合考慮齒輪的使用場合、精度要求和經(jīng)濟性。在滿足使用要求的前提下，盡量選擇較低的精度等級，以降低制造成本。齒輪的幾何公差：定義與標(biāo)注定義幾何公差是指齒輪的實際幾何參數(shù)與理想幾何參數(shù)之間的允許偏差。標(biāo)注幾何公差需要在齒輪圖紙上進行標(biāo)注，以明確齒輪的制造要求。齒輪的幾何公差：常用項目齒距偏差實際齒距與理論齒距之間的偏差。齒廓偏差實際齒廓與理論齒廓之間的偏差。齒向偏差實際齒向與理論齒向之間的偏差。徑向跳動齒輪旋轉(zhuǎn)一周時，齒頂圓或齒根圓的徑向變化量。齒輪的材料標(biāo)準(zhǔn)：常用鋼材1碳素結(jié)構(gòu)鋼例如45鋼，適用于制造強度要求不高的齒輪。2合金結(jié)構(gòu)鋼例如40Cr、20CrMnTi，適用于制造強度要求較高的齒輪。3滲碳鋼例如20CrMnTi，適用于制造表面硬度要求較高的齒輪。齒輪的材料標(biāo)準(zhǔn)：熱處理要求淬火提高齒輪的硬度和耐磨性。回火提高齒輪的韌性和抗沖擊能力。滲碳提高齒輪表面的硬度和耐磨性。齒輪的潤滑標(biāo)準(zhǔn)：潤滑油選擇粘度根據(jù)齒輪的轉(zhuǎn)速和載荷選擇合適的粘度。類型根據(jù)齒輪的工作環(huán)境和性能要求選擇合適的潤滑油類型，例如礦物油、合成油等。添加劑根據(jù)齒輪的特殊要求選擇含有特殊添加劑的潤滑油，例如抗磨劑、抗氧化劑等。齒輪的潤滑標(biāo)準(zhǔn)：潤滑方式油浴潤滑適用于低速齒輪。噴油潤滑適用于高速齒輪。脂潤滑適用于密封性好的齒輪箱。齒輪的檢測方法：測量儀器1齒輪測量中心用于測量齒輪的各項精度指標(biāo)。2萬能工具顯微鏡用于測量齒輪的齒形和齒距。3游標(biāo)卡尺用于測量齒輪的外部尺寸。齒輪的檢測方法：測量項目齒距偏差測量齒輪的齒距是否符合標(biāo)準(zhǔn)要求。1齒廓偏差測量齒輪的齒廓形狀是否符合標(biāo)準(zhǔn)要求。2齒向偏差測量齒輪的齒向是否符合標(biāo)準(zhǔn)要求。3徑向跳動測量齒輪的徑向跳動是否符合標(biāo)準(zhǔn)要求。4齒輪的維護保養(yǎng)：日常檢查1潤滑油檢查潤滑油的油位和油質(zhì)。2噪音檢查齒輪箱是否有異常噪音。3溫度檢查齒輪箱的溫度是否正常。齒輪的維護保養(yǎng)：定期更換1潤滑油定期更換潤滑油，保證齒輪的潤滑效果。2密封件定期更換密封件，防止?jié)櫥托孤?齒輪定期檢查齒輪的磨損情況，必要時更換齒輪。齒輪的常見故障：磨損磨損是齒輪常見的故障之一，會導(dǎo)致齒輪的精度下降、噪音增大、甚至失效。定期檢查和維護可以有效預(yù)防齒輪磨損。齒輪的常見故障：斷齒原因過載、沖擊、疲勞、材料缺陷等都可能導(dǎo)致齒輪斷齒。分析斷齒是一種嚴(yán)重的故障，會導(dǎo)致齒輪傳動失效。需要及時分析斷齒原因，并采取相應(yīng)的措施進行修復(fù)或更換。齒輪的常見故障：膠合膠合是指齒輪齒面在高溫高壓下發(fā)生塑性變形，導(dǎo)致齒面粘連在一起。潤滑不良、過載、高溫等都可能導(dǎo)致齒輪膠合。膠合是一種嚴(yán)重的故障，會導(dǎo)致齒輪傳動失效。齒輪的常見故障：點蝕原因點蝕是指齒輪齒面在循環(huán)應(yīng)力作用下發(fā)生疲勞破壞，形成微小的麻點。潤滑不良、過載、材料缺陷等都可能導(dǎo)致齒輪點蝕。影響點蝕會降低齒輪的承載能力和使用壽命。定期檢查和維護可以有效預(yù)防齒輪點蝕。齒輪的故障分析與排除1觀察觀察齒輪的磨損、斷裂、變形等情況。2分析分析齒輪故障的原因，例如潤滑不良、過載、材料缺陷等。3排除采取相應(yīng)的措施排除齒輪故障，例如更換潤滑油、調(diào)整載荷、修復(fù)或更換齒輪等。齒輪的應(yīng)用實例：減速器作用減速器是一種用于降低轉(zhuǎn)速、增大扭矩的齒輪傳動裝置。應(yīng)用減速器廣泛應(yīng)用于各種機械設(shè)備中，例如起重機、輸送機、攪拌機等。齒輪的應(yīng)用實例：變速箱作用變速箱是一種用于改變汽車行駛速度和扭矩的齒輪傳動裝置。類型變速箱有手動變速箱和自動變速箱兩種類型。重要性變速箱是汽車的重要部件，直接影響汽車的動力性和經(jīng)濟性。齒輪的應(yīng)用實例：齒輪泵作用齒輪泵是一種利用齒輪的嚙合作用輸送液體的泵。特點齒輪泵具有結(jié)構(gòu)簡單、體積小、壓力高等優(yōu)點。應(yīng)用齒輪泵廣泛應(yīng)用于液壓系統(tǒng)、潤滑系統(tǒng)等。齒輪的發(fā)展趨勢：高精度1需求隨著機械設(shè)備對精度要求的不斷提高，齒輪的精度也需要不斷提高。2技術(shù)采用先進的制