機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課件齒輪傳動(dòng)

機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課件-齒輪傳動(dòng)目錄CONTENTS齒輪傳動(dòng)概述齒輪的基本知識(shí)齒輪的失效形式與設(shè)計(jì)準(zhǔn)則齒輪的強(qiáng)度計(jì)算與校核齒輪的潤(rùn)滑與維護(hù)齒輪傳動(dòng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)01齒輪傳動(dòng)概述齒輪傳動(dòng)是一種通過(guò)兩個(gè)或多個(gè)齒輪之間的相互作用，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)矩和運(yùn)動(dòng)傳遞的機(jī)械傳動(dòng)方式。定義齒輪傳動(dòng)具有高效、穩(wěn)定、可靠、可實(shí)現(xiàn)大功率傳遞等特點(diǎn)，因此在各種機(jī)械系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)用。特點(diǎn)齒輪傳動(dòng)的定義與特點(diǎn)根據(jù)齒輪的形狀圓柱齒輪傳動(dòng)、圓錐齒輪傳動(dòng)和蝸桿蝸輪傳動(dòng)。根據(jù)齒輪的工作條件開式齒輪傳動(dòng)和閉式齒輪傳動(dòng)。根據(jù)傳動(dòng)軸的數(shù)目單級(jí)齒輪傳動(dòng)和多級(jí)齒輪傳動(dòng)。齒輪傳動(dòng)的分類工業(yè)領(lǐng)域交通運(yùn)輸領(lǐng)域航空航天領(lǐng)域齒輪傳動(dòng)的應(yīng)用場(chǎng)景在各種工業(yè)機(jī)械和設(shè)備中，如減速器、變速器、發(fā)動(dòng)機(jī)等，齒輪傳動(dòng)是實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)矩和運(yùn)動(dòng)傳遞的核心部件。在汽車、火車、輪船等交通工具中，齒輪傳動(dòng)用于傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力，驅(qū)動(dòng)車輛前進(jìn)。在飛機(jī)和火箭等航空航天器中，齒輪傳動(dòng)用于傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力，控制飛行姿態(tài)和方向。02齒輪的基本知識(shí)01020304模數(shù)（m）壓力角（α）齒數(shù)（z）齒寬（b）齒輪的基本參數(shù)齒輪輪齒大小的一個(gè)量度，其大小決定了齒輪的徑向尺寸和受力能力。齒輪齒面與分度圓切線之間的夾角，它決定了齒輪的傳動(dòng)效率。齒輪的寬度，它決定了齒輪的強(qiáng)度和穩(wěn)定性。一個(gè)齒輪上的牙齒數(shù)量，它決定了齒輪的傳動(dòng)比。齒頂圓直徑（da）齒根圓直徑（df）分度圓直徑（d）基圓直徑（db）齒輪的幾何尺寸計(jì)算齒根圓上的直徑，其計(jì)算公式為$df=(z-2h')timesm$。齒頂圓上的直徑，其計(jì)算公式為$da=mtimesz$?；鶊A上的直徑，其計(jì)算公式為$db=dtimescos(alpha)$。分度圓上的直徑，其計(jì)算公式為$d=mtimesz$。01020304傳動(dòng)原理傳動(dòng)比負(fù)載能力效率與損失齒輪的工作原理通過(guò)一對(duì)齒輪的輪齒相互嚙合，將一個(gè)齒輪的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)傳遞到另一個(gè)齒輪。兩個(gè)齒輪之間的轉(zhuǎn)速之比，與它們的齒數(shù)成反比，即$i=frac{z_2}{z_1}$。齒輪能夠傳遞的扭矩和功率取決于其模數(shù)、齒數(shù)和材料等因素。齒輪傳動(dòng)有一定的效率，但也存在摩擦、振動(dòng)和噪音等損失。03齒輪的失效形式與設(shè)計(jì)準(zhǔn)則齒輪的失效形式由于潤(rùn)滑不良或異物進(jìn)入，導(dǎo)致齒面磨損，影響齒輪的正常嚙合。由于應(yīng)力循環(huán)次數(shù)超過(guò)材料的疲勞極限，導(dǎo)致齒面出現(xiàn)裂紋和剝落。齒輪在反復(fù)彎曲應(yīng)力作用下，導(dǎo)致彎曲疲勞斷裂。在高轉(zhuǎn)速和高溫條件下，齒輪表面的材料發(fā)生粘著和撕脫，導(dǎo)致齒輪失效。齒面磨損齒面疲勞彎曲疲勞膠合強(qiáng)度準(zhǔn)則剛度準(zhǔn)則振動(dòng)噪聲準(zhǔn)則耐磨損準(zhǔn)則齒輪的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則根據(jù)齒輪的工作條件和材料特性，合理選擇齒輪的模數(shù)、壓力角、螺旋角等參數(shù)，以保證齒輪的強(qiáng)度和可靠性。保證齒輪的剛度，避免在傳動(dòng)過(guò)程中產(chǎn)生過(guò)大的變形，影響傳動(dòng)的平穩(wěn)性和精度。盡可能減小齒輪傳動(dòng)過(guò)程中的振動(dòng)和噪聲，提高齒輪傳動(dòng)的平穩(wěn)性和舒適性。根據(jù)齒輪的工作環(huán)境和潤(rùn)滑條件，合理選擇齒輪的材料和熱處理工藝，以提高齒輪的耐磨損性能。根據(jù)齒輪的工作條件和性能要求，選擇合適的材料，如鑄鋼、鍛鋼、鑄鐵、非金屬材料等。通過(guò)適當(dāng)?shù)臒崽幚砉に?，提高齒輪材料的機(jī)械性能和耐磨損性能，如淬火、回火、表面強(qiáng)化處理等。齒輪的材料選擇與熱處理熱處理材料選擇04齒輪的強(qiáng)度計(jì)算與校核

齒輪的強(qiáng)度計(jì)算齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算根據(jù)赫茲公式計(jì)算齒面接觸應(yīng)力，考慮材料、熱處理、潤(rùn)滑等影響因素，確定齒面接觸疲勞強(qiáng)度。齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算根據(jù)彎曲應(yīng)力公式計(jì)算齒根彎曲應(yīng)力，考慮模數(shù)、齒數(shù)、螺旋角等參數(shù)，確定齒根彎曲疲勞強(qiáng)度。齒輪的圓周力計(jì)算根據(jù)功率、轉(zhuǎn)速和機(jī)械效率計(jì)算齒輪的圓周力，為齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)提供依據(jù)。123將計(jì)算得到的齒面接觸疲勞強(qiáng)度與許用接觸應(yīng)力進(jìn)行比較，確保齒面接觸疲勞強(qiáng)度滿足要求。齒面接觸疲勞強(qiáng)度校核將計(jì)算得到的齒根彎曲疲勞強(qiáng)度與許用彎曲應(yīng)力進(jìn)行比較，確保齒根彎曲疲勞強(qiáng)度滿足要求。齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核綜合考慮各種因素，如材料、熱處理、潤(rùn)滑等，對(duì)齒輪的安全系數(shù)進(jìn)行校核，確保齒輪傳動(dòng)的可靠性。安全系數(shù)校核齒輪的疲勞強(qiáng)度校核根據(jù)齒面接觸應(yīng)力、彎曲應(yīng)力等計(jì)算結(jié)果，對(duì)齒面靜強(qiáng)度進(jìn)行校核，確保齒輪在靜載條件下能夠正常工作。齒面靜強(qiáng)度校核根據(jù)輪體截面的彎曲應(yīng)力、剪切應(yīng)力等計(jì)算結(jié)果，對(duì)輪體靜強(qiáng)度進(jìn)行校核，確保齒輪在靜載條件下能夠正常工作。輪體靜強(qiáng)度校核綜合考慮齒面和輪體的各種應(yīng)力，對(duì)齒輪的綜合強(qiáng)度進(jìn)行校核，確保齒輪在各種工況下能夠正常工作。綜合強(qiáng)度校核齒輪的靜強(qiáng)度校核05齒輪的潤(rùn)滑與維護(hù)潤(rùn)滑方式浸油潤(rùn)滑、噴油潤(rùn)滑、油霧潤(rùn)滑和循環(huán)潤(rùn)滑。潤(rùn)滑劑選擇根據(jù)齒輪的工作條件（如溫度、速度和負(fù)荷）選擇合適的潤(rùn)滑油或潤(rùn)滑脂。齒輪的潤(rùn)滑方式與潤(rùn)滑劑選擇定期檢查齒輪的工作狀態(tài)，包括齒面磨損和裂紋。保持齒輪箱的清潔，定期更換或清洗油濾。定期補(bǔ)充或更換潤(rùn)滑劑，確保潤(rùn)滑系統(tǒng)正常運(yùn)行。齒輪的維護(hù)與保養(yǎng)

齒輪的維修與更換對(duì)于損壞的齒輪，根據(jù)損壞程度進(jìn)行修復(fù)或更換。更換齒輪時(shí)，應(yīng)確保新齒輪的參數(shù)（如模數(shù)、齒數(shù)和壓力角）與原齒輪一致。維修過(guò)程中應(yīng)注意保護(hù)其他零部件不受損傷。06齒輪傳動(dòng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)通過(guò)調(diào)整齒輪的模數(shù)、壓力角、齒數(shù)等參數(shù)，提高齒輪傳動(dòng)的效率和使用壽命。參數(shù)優(yōu)化齒面優(yōu)化結(jié)構(gòu)優(yōu)化采用先進(jìn)的齒面設(shè)計(jì)技術(shù)，如齒形修整、齒面強(qiáng)化等，以提高齒輪的承載能力和耐磨性。優(yōu)化齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，減輕齒輪的重量，降低轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，提高系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)性能。030201齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)優(yōu)化方法通過(guò)提高齒輪制造精度，減小齒輪運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的噪音。減小齒輪制造誤差選擇具有優(yōu)良聲學(xué)特性的材料，如高阻尼材料，以降低齒輪運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的振動(dòng)和噪音。優(yōu)化齒輪材料通過(guò)合理布置齒輪箱和采用聲學(xué)消音器等措施，降低齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)的噪音輻射。采用聲學(xué)設(shè)計(jì)技術(shù)齒輪傳動(dòng)的降噪設(shè)計(jì)選用輕質(zhì)材料采用高強(qiáng)度輕質(zhì)材料，如鋁