齒輪機(jī)械原理課件

齒輪機(jī)械原理課件演講人：日期:目錄02齒輪嚙合原理01齒輪基礎(chǔ)認(rèn)知03齒輪傳動(dòng)類型04齒輪強(qiáng)度分析05齒輪制造工藝06應(yīng)用與維護(hù)01齒輪基礎(chǔ)認(rèn)知齒輪定義與功能特性齒輪定義齒輪是機(jī)械傳動(dòng)中的基礎(chǔ)零件，通過輪齒的嚙合來傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力。01齒輪具有傳動(dòng)準(zhǔn)確、效率高、結(jié)構(gòu)緊湊、工作可靠、壽命長(zhǎng)等特性，廣泛應(yīng)用于各種機(jī)械傳動(dòng)中。02嚙合原理齒輪的嚙合基于輪齒的相互嵌合，通過輪齒的交替接觸和分離實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力的傳遞。03功能特性齒輪分類與標(biāo)準(zhǔn)體系齒輪分類齒輪按齒形可分為直齒、斜齒、人字齒等多種類型；按傳動(dòng)方式可分為平行軸齒輪、相交軸齒輪和交錯(cuò)軸齒輪等。標(biāo)準(zhǔn)體系常用標(biāo)準(zhǔn)齒輪的標(biāo)準(zhǔn)化是實(shí)現(xiàn)互換性和批量生產(chǎn)的基礎(chǔ)，包括齒輪模數(shù)、分度圓直徑、齒頂高、齒根高等尺寸參數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化。我國(guó)采用的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)主要包括GB/T1356-2001《漸開線圓柱齒輪基本齒廓》和GB/T1357-2008《漸開線圓柱齒輪模數(shù)》等。123模數(shù)是齒輪的重要參數(shù)之一，表示齒輪輪齒的大小和強(qiáng)度，模數(shù)越大，齒輪的輪齒越大，承載能力也越強(qiáng)。分度圓直徑是齒輪的基準(zhǔn)圓直徑，是計(jì)算齒輪各部分尺寸的基礎(chǔ)，等于模數(shù)乘以齒數(shù)。齒頂高是齒輪輪齒頂部到分度圓的距離，是齒輪的重要尺寸參數(shù)之一，影響齒輪的嚙合性能和承載能力。齒根高是齒輪輪齒根部到分度圓的距離，也是齒輪的重要尺寸參數(shù)之一，影響齒輪的強(qiáng)度和穩(wěn)定性?；緟?shù)術(shù)語解析模數(shù)分度圓直徑齒頂高齒根高02齒輪嚙合原理漸開線齒廓形成定律漸開線定義一條直線沿一個(gè)圓作無滑動(dòng)的滾動(dòng)時(shí)，直線上每一點(diǎn)的軌跡稱為該圓的漸開線。01漸開線性質(zhì)漸開線上任意一點(diǎn)的法線恒與基圓相切，且漸開線上各點(diǎn)到基圓的最短距離等于該點(diǎn)到圓心的距離。02漸開線齒廓的形成齒輪的齒廓是由一條漸開線在基圓上作純滾動(dòng)而形成的，其形狀與基圓的大小和漸開線的位置有關(guān)。03正確嚙合條件分析齒輪嚙合的基本條件兩齒輪的模數(shù)必須相等，壓力角必須相等，螺旋角必須相等（斜齒輪）。01兩齒輪的齒形、齒距和螺旋角等參數(shù)必須匹配，以保證齒輪能夠平穩(wěn)、連續(xù)地傳遞轉(zhuǎn)動(dòng)。02齒輪嚙合的接觸線在齒輪嚙合過程中，兩齒廓的接觸點(diǎn)所形成的軌跡稱為接觸線，它應(yīng)位于兩齒輪的嚙合平面內(nèi)。03齒輪正確嚙合的條件重合度計(jì)算模型在齒輪嚙合過程中，同時(shí)參與嚙合的齒數(shù)對(duì)的平均數(shù)與齒輪齒數(shù)之比稱為重合度。重合度的定義重合度可以通過幾何計(jì)算或測(cè)量齒輪的齒厚和齒槽寬來確定。在幾何計(jì)算中，重合度等于實(shí)際嚙合線段長(zhǎng)度與基節(jié)距的比值。重合度的計(jì)算方法重合度越大，齒輪傳動(dòng)的平穩(wěn)性越好，承載能力越強(qiáng)；但重合度過大也會(huì)增加齒輪的制造和安裝誤差，導(dǎo)致傳動(dòng)精度下降。重合度對(duì)齒輪傳動(dòng)的影響03齒輪傳動(dòng)類型平行軸齒輪傳動(dòng)圓柱斜齒輪齒線為直線，與軸線平行，常用于低速重載場(chǎng)合。人字齒輪圓柱直齒輪齒線為斜線，與軸線呈一定角度，重合度大，傳動(dòng)平穩(wěn)。由兩個(gè)斜齒輪組合而成，對(duì)稱分布，承載能力強(qiáng)，但制造復(fù)雜。相交軸齒輪傳動(dòng)直齒錐齒輪齒面為圓錐面，適用于兩相交軸之間的傳動(dòng)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。01斜齒錐齒輪齒線為曲線，重合度更大，傳動(dòng)平穩(wěn)，但制造難度較高。02曲線齒錐齒輪齒面為復(fù)雜的曲線，重合度更高，承載能力更強(qiáng)，但制造困難。03交錯(cuò)軸齒輪傳動(dòng)交錯(cuò)直齒輪兩齒輪的軸線交錯(cuò)，但輪齒仍為直齒，適用于低速傳動(dòng)。01兩齒輪的軸線交錯(cuò)，輪齒為斜齒，重合度大，傳動(dòng)平穩(wěn)。02蝸輪蝸桿蝸桿為螺旋形，蝸輪為環(huán)形齒，傳動(dòng)比大，結(jié)構(gòu)緊湊，但效率低。03交錯(cuò)斜齒輪04齒輪強(qiáng)度分析齒輪傳動(dòng)過程中，由于齒面接觸應(yīng)力的作用，齒面材料會(huì)發(fā)生疲勞點(diǎn)蝕，影響齒輪的傳動(dòng)精度和壽命。在重載和高速傳動(dòng)中，齒面間的油膜可能被破壞，導(dǎo)致齒面直接接觸并產(chǎn)生膠合現(xiàn)象，嚴(yán)重時(shí)會(huì)損壞齒面。在交變應(yīng)力的作用下，齒輪的齒根處可能會(huì)出現(xiàn)疲勞裂紋，并逐漸擴(kuò)展，最終導(dǎo)致齒根折斷。在過大載荷的作用下，齒輪的齒面或齒體可能會(huì)發(fā)生塑性變形，影響齒輪的傳動(dòng)精度和穩(wěn)定性。失效形式與判定標(biāo)準(zhǔn)齒面點(diǎn)蝕齒面膠合齒根折斷塑性變形齒面接觸強(qiáng)度計(jì)算赫茲公式基于彈性力學(xué)基礎(chǔ)，計(jì)算齒面接觸應(yīng)力，從而評(píng)估齒面接觸強(qiáng)度。威布爾分布影響因素根據(jù)齒輪傳動(dòng)的實(shí)際情況，考慮載荷分布、材料性能等因素，對(duì)赫茲公式進(jìn)行修正，得到更為準(zhǔn)確的齒面接觸強(qiáng)度計(jì)算方法。齒面接觸強(qiáng)度受多種因素影響，如載荷、齒面粗糙度、齒輪材料、潤(rùn)滑條件等，需要進(jìn)行全面的考慮和分析。123齒形系數(shù)齒根圓角半徑螺旋角材料性能螺旋角對(duì)齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度也有影響，一般來說，螺旋角越大，彎曲疲勞強(qiáng)度越低。齒輪的齒形對(duì)彎曲疲勞強(qiáng)度有重要影響，齒形系數(shù)越大，彎曲疲勞強(qiáng)度越低。齒輪材料的強(qiáng)度、韌性、硬度等性能對(duì)彎曲疲勞強(qiáng)度有直接影響，選擇高強(qiáng)度、高韌性、高硬度的材料可以提高齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度。齒根圓角半徑對(duì)齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度有很大影響，增大齒根圓角半徑可以有效提高齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度。彎曲疲勞強(qiáng)度影響因子05齒輪制造工藝材料選擇與性能要求齒輪材料選擇高強(qiáng)度、高硬度、耐磨性好的鋼材，如合金鋼、滲碳鋼等。01要求鋼材純潔度高、無氣孔、夾雜物少，以保證齒輪的強(qiáng)度和韌性。02齒輪精度根據(jù)齒輪的用途和工作條件，選擇合適的齒輪精度等級(jí)。03鋼材質(zhì)量通過滾刀在齒輪毛坯上滾壓出齒形，適用于大批量齒輪生產(chǎn)。滾齒用插刀插入齒輪毛坯中，通過切削方式得到齒形，適用于內(nèi)齒輪和斜齒輪的加工。插齒通過剃刀對(duì)齒輪進(jìn)行精加工，提高齒輪的精度和表面質(zhì)量。剃齒齒形加工核心方法熱處理工藝規(guī)范回火對(duì)齒輪進(jìn)行加熱后迅速冷卻，提高齒輪的硬度和耐磨性。表面強(qiáng)化處理淬火在淬火后將齒輪加熱至一定溫度，再緩慢冷卻，以消除應(yīng)力、穩(wěn)定組織和提高韌性。通過滲碳、滲氮、噴丸等方法，提高齒輪表面的硬度和耐磨性，延長(zhǎng)齒輪的使用壽命。06應(yīng)用與維護(hù)典型機(jī)械系統(tǒng)應(yīng)用工業(yè)設(shè)備傳動(dòng)系統(tǒng)齒輪機(jī)械原理廣泛應(yīng)用于各種工業(yè)設(shè)備的傳動(dòng)系統(tǒng)中，如食品加工機(jī)械、紡織機(jī)械、造紙機(jī)械等。01機(jī)器人關(guān)節(jié)部位在機(jī)器人關(guān)節(jié)部位，齒輪機(jī)械原理能夠?qū)崿F(xiàn)精確的旋轉(zhuǎn)和擺動(dòng)，從而完成復(fù)雜的動(dòng)作。02自動(dòng)化生產(chǎn)線在自動(dòng)化生產(chǎn)線上，齒輪機(jī)械原理常用于驅(qū)動(dòng)輸送帶、轉(zhuǎn)盤等部件，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)。03潤(rùn)滑與保養(yǎng)要求潤(rùn)滑油選擇選擇適合齒輪機(jī)械原理的潤(rùn)滑油，以減少摩擦和磨損，提高機(jī)械效率。01定期更換潤(rùn)滑油，以保持齒輪機(jī)械原理的清潔和正常運(yùn)轉(zhuǎn)。02潤(rùn)滑方式根據(jù)齒輪機(jī)械原理的工作條件，選擇合適的潤(rùn)滑方式，如油浴潤(rùn)滑、噴油潤(rùn)滑等。03定期更換潤(rùn)滑油常見故障診斷策略噪聲過大可能是由于齒輪磨損、齒隙過大或軸承損壞等原因引