齿轮传动

齿轮传动

1、齿轮传动中选取齿宽系数时，一般采用硬齿面齿轮时齿宽系数 小于 采用软齿面齿轮时齿宽系数，齿轮相对于轴承对称布置时的齿宽系数 大于 齿轮悬臂布置时的齿宽系数。

2、在变速齿轮传动中，若大、小齿轮材料相同，但硬度不同，则两齿轮工作中产生的齿面接触应力 相同 ，材料的许用接触应力 不同 ，工作中产生的齿根弯曲应力 不同 ，材料的许用弯曲应力 不同。

3、直齿圆柱齿轮作接触强度计算时取 节点处的接触应力为计算依据，其载荷由一对轮齿承担。

4、圆柱齿轮传动，当齿轮直径不变，而减小模数时，可以（ 改善传动的平稳性） 。

5. 下列齿轮参数中，对齿形系数YF 没有影响的是 e 。

a. 齿数

b. 变位系数

c. 齿顶高系数

d. 压力角

e. 模数

6、一减速齿轮传动，主动轮1用45号钢调质，从动轮用45号钢正火，则它们齿面接触应力的关系是1H σ = 2H σ, 齿根弯曲应力的关系是1F σ > 2F σ。

7、对于硬齿面闭式齿轮传动，其齿面接触承载能力较高，故通常先按 (齿根弯曲疲劳强度)进行设计，然后校核 ( 齿面接触疲劳 ) 强度。

8．在直齿圆柱齿轮传动的接触疲劳强度计算中， 以（ 节点 ）为计算点，把一对轮齿的啮合简化为两个（ 圆柱体 ）相接触的模型。

9、齿轮传动的失效形式有（齿面磨损）、（轮齿折断）、（齿面胶合 ）、 ( 齿面点蚀 ) 和 （轮齿塑性变形) 。

10、齿轮传动的载荷系数主要由（使用系数），（动载系数），（齿向载荷分布系数 ）和 （齿间载荷分配系数 ） 组成。其中主要与齿轮相对于轴承安装位置有关的系数是( 齿向载荷分布系数)。

11、一对相互啮合圆柱齿轮，两齿轮的齿面接触应力关系是（σH1＝ σH2），许用接触应力的

12．开式齿轮传动的主要失效形式是：（ 齿面的磨粒磨损 ）和（ 断齿 ）。

13、对于直齿圆柱齿轮传动，其齿根弯曲疲劳强度主要取决于（模数和齿宽）；其表面接触疲劳强度主要取决于（中心距和齿宽）。

114、直齿圆锥齿轮的当量齿数Ｚｖ＝z/cos δ ；标准模数和压力角在 齿轮大端 ；受力分析和强度计算用平均分度圆 直径。

15、在齿轮传动中，大小齿轮的接触应力是相 等的，大小齿轮的弯曲应力是 不 等的。

16、试说明齿形系数F Y 与齿轮的哪些参数有关，F Y 对齿根弯曲应力F σ有何影响？ 齿形系数F Y 反映了轮齿几何形状对齿根弯曲应力F σ的影响，凡是影响齿廓形状的参数如齿数z 、变位系数x 和分度圆压力角α都影响F Y 。

如果齿数z 增大、变位系数x 和分度圆压力角α增大，均可以使齿根增厚，齿形系数F Y 减小，F σ减小。

17·简述为什么开式齿轮传动一般不会出现点蚀现象？

答：因为在开式齿轮传动中，磨粒磨损的速度比产生点蚀的速度还快，在点蚀形成之前，齿面的材料已经被磨掉，故而一般不会出现点蚀现象。

18·简述齿向载荷分布系数

βK 和齿间载荷分配系数αK 分别考虑的是什么因素对齿轮所受载荷的影响？

答：系数

βK 考虑的是载荷沿齿向分布不均匀性对齿轮轮齿所受载荷的影响； 系数αK 考虑的是载荷在同时啮合的齿对之间分配不均对齿轮轮齿所受载荷的影响。 19·简述闭式齿轮传动的设计准则。（6分）

答：1）对于软齿面闭式齿轮传动，通常先按齿面接触疲劳强度进行设计(2分)，然后校核齿根弯曲疲劳强度(1分)。

2）对于硬齿面闭式齿轮传动，通常先按齿根弯曲疲劳强度进行设计(2分)，然后校核齿面接触疲劳强度(1分)。

20、齿轮传动设计中，影响齿向载荷分布系数

K β的主要因素有哪些？〔4分〕 答：影响齿轮载荷分布系数K β的主要因素：齿轮的制造和安装误差；齿轮相对轴承的布置；轴19．齿轮传动中的载荷系数K=KAKvK αK β，KAKvK αK β各为什么系数，各考虑什么因素对齿轮传动的影响？

答：齿轮传动中的载荷系数K=KAKvKαKβ中，KA是使用系数，考虑外部因素引起附加动载荷对齿轮传动的影响；Kv是动载系数，考虑齿轮制造、安装误差等引起附加动载荷对齿轮传动的影响；Kα是齿间载荷分配系数，考虑多齿啮合间分配载荷的不均匀现象对齿轮传动的影响；Kβ是齿向载荷分布系数，考虑载荷沿接触线分布不均的现象对齿轮传动的影响；

的弯曲变形与扭转变形；齿宽b的大小选用不当；齿面硬度等

21. 齿轮传动的五种主要失效形式中：

最严重、必须避免的失效形式是(轮齿折断)；

软齿面闭式齿轮传动最主要的失效形式是(齿面疲劳点蚀)；

高速重载齿轮传动易发生(热胶合)；

轮齿的塑性变形常发生在齿面材料较软、低速重载、频繁起动的传动中。

22、为提高轮齿的抗折断能力，可采取哪些措施？

可适当增大齿根圆角半径以减小应力集中；

合理提高齿轮的制造精度和安装精度；

正确选择材料和热处理方式；

以及对齿根部位进行喷丸、輾压等强化处理。

23·分别说明硬齿面闭式齿轮传动和闭式蜗杆传动的主要失效形式与设计准则。

答：硬齿面闭式齿轮传动的主要失效形式是齿根弯曲疲劳折断；其设计准则是按齿根弯曲疲劳强度进行设计，然后校核齿面接触疲劳强度。

闭式蜗杆传动的主要失效形式是齿面胶合、点蚀和磨损；其设计准则是按齿面接触疲劳强度条件计算蜗杆传动的承载能力，在选择许用应力时适当考虑胶合和磨损的影响，同时应进行热平衡计算。

24·齿轮传动中的载荷系数K为四个系数的乘积，K=KAKVKβKα，分别说明KV和Kβ的名称及引入该系数是为了考虑哪些方面的影响。

答：动载系数Kυ考虑由于齿轮制造精度、运转速度等轮齿内部因素引起的附加动载荷影响系数

齿向载荷分布系数（1分）Kβ考虑沿齿宽方向载荷分布不均匀对轮齿应力的影响系数

齿轮和传动装置

外文资料译文 齿轮和齿轮传动装置 外部直齿圆柱齿轮是直齿圆柱齿轮沿轴线切割。齿轮传动在平行轴之间传输。牙齿加载无轴向推力。在中等速度时表现优良，但在高速运动下往往会有很大的噪声。轴旋转方向相反。内啮合圆柱齿轮为传输运动之间的平行轴提供紧凑的驱动安排使其旋转方向相同。 螺旋齿轮是圆柱齿轮的齿和轴线成一定角度切割。在轴旋转方向相反之间提供河，与直齿圆柱相比具有优越的负荷承载能力和安静性。牙齿负载产生轴向推力。 交错轴斜齿轮是非平行的轴线啮合在一起的螺旋齿轮。 直齿锥齿轮的牙是径向朝着顶点，并且是锥形的形式。由于设计为在交叉的轴上操作，锥齿轮常用于连接两轴上相交的轴。所述轴之间的角度等于啮合齿的两个轴之间的角度。轴向推力负荷下开发趋于分离齿轮。 螺旋伞齿轮具有弯曲斜齿彼此接触平滑并逐渐从一个齿的一端到另一端。齿间啮合类似于直齿锥齿轮，但是使用过程中更顺畅，更安静。左手螺旋牙倾斜远离轴反时针方向找小齿轮的小端或齿轮的面，右边的牙齿倾斜远离轴顺时针方向。小齿轮的螺旋的手总是相反的齿轮并常用于用于识别所述齿轮对的手。用于连接两轴相交上轴与直齿锥齿轮。螺旋角不仅不影响平滑性和操作的静音性或效率，而且不影响产生的推力负荷的方向。从所述小齿轮的大端观察时左手螺旋齿轮驱动顺时针创建一个轴向推力趋向于移动小齿轮脱离啮合。 零度锥齿轮具有弯曲的齿位于在大致相同的方向为直伞齿，但应被认为是螺旋伞齿轮与零螺旋角。 准双曲面锥齿轮是螺旋锥齿轮和蜗轮之间的交叉。双曲线锥齿轮的轴是不相交也不平行的。轴线之间的距离被称为偏移。偏移允许减持比例较高的比与其它锥齿轮相比是可行的。准双曲面锥齿轮具有弯曲斜齿在其上的接触开始逐渐并连续从齿的一端到另一端。 蜗轮用于在轴之间成直角传输，即不位于一个共同的平面，有时以连接轴在其它角度之间的运动。蜗轮具有线的齿面接触，并且用于电力传输，但比值越高效率越低。 齿轮术语的定义————以下术语通常适用于各类齿轮： 有源面宽度为使与配合齿轮接触的齿面宽度的尺寸。 补遗是节圆和齿的顶部之间的径向或垂直距离。 动作的弧是通过从与配合齿到接触终止点的第一个接触点的齿行进的节圆的圆弧。动作弧做法是弧通过从与配合齿的间距点的第一个接触点的齿行进的节圆的圆弧。 衰退弧是通过从它与配合齿在节点，直到接触停止接触的齿行进的节圆的圆弧。 轴向间距是平行于相邻的齿的对应边之间的轴线的距离。。

锥齿轮的参数创建

3.3锥齿轮的创建 锥齿轮在机械工业中有着广泛的应用，它用来实现两相交轴之间的传动，两轴的相交角一般采用90度。锥齿轮的轮齿排列在截圆锥体上，轮齿由齿轮的大端到小端逐渐收缩变小，本节将介绍参数化设计锥齿轮的过程。 3.3.1锥齿轮的建模分析 与本章先前介绍的齿轮的建模过程相比较，锥齿轮的建模更为复杂。参数化设计锥齿轮的过程中应用了大量的参数与关系式。 锥齿轮建模分析（如图3-122所示）： （1）输入关系式、绘制创建锥齿轮所需的基本曲线 （2）创建渐开线 （3）创建齿根圆锥 （4）创建第一个轮齿 （5）阵列轮齿 图3-122锥齿轮建模分析 3.3.2锥齿轮的建模过程 1．输入基本参数和关系式

（1）单击，在新建对话框中输入文件名conic_gear,然后单击； （2)在主菜单上单击“工具”→“参数”，系统弹出“参数”对话框，如图3-123所示； 图3-123 “参数”对话框 （3）在“参数”对话框内单击按钮，可以看到“参数”对话框增加了一行，依次输入新参数的名称、值、和说明等。需要输入的参数如表3-3所示； 名称值说明名称值说明 M 2.5 模数DELTA___分锥角 Z24齿数DELTA_A___顶锥角 Z_D45大齿轮齿数DELTA_B___基锥角 ALPHA20压力角DELTA_F___根锥角B20齿宽HB___齿基高 HAX1齿顶高系数RX___锥距 CX0.25顶隙系数THETA_A___齿顶角 HA___齿顶高THETA_B___齿基角 HF___齿根高THETA_F___齿根角 H___全齿高BA___齿顶宽 D___分度圆直径BB___齿基宽 DB___基圆直径BF___齿根宽

齿轮的装配技术

齿轮的装配技术 摘要：齿轮传动是各种机械中最常用的传动方式之一，可用来传递运动和动力，改变速度的大小或方向，还可把传动变为移动。齿轮传动在机床、汽车、拖拉机和其他机械中应用很广泛，其原因是具有以下特点：能保证一定的瞬时传动比，传动准确可靠，传递的功率和速度变化范围大，传动效率高，使用寿命长以及结构紧凑，体积小等，但也有一定缺点，如噪音大，传动不如带传动平稳，齿轮装配和制造要求高等。齿轮传动质量的好坏，与齿轮的制造和装配精度有着密切关系。研究齿轮的装配技术具有重要意义。 目录 一、引言 (2) 二、齿轮的种类 (2) （一）平行轴之齿轮 (2) （二）直交轴之齿轮 (2) （三）错交轴之齿轮 (2) 三、齿轮传动的基本要求 (2) （一）传递运动的准确性 (2) （二）传动的平稳性 (2) （三）载荷分布的均匀性 (2) （四）传动侧隙的合理性 (2) 四、齿轮传动机构的精度要求 (3) （一）齿轮的加工精度 (3) （二）齿轮的精度等级 (4) （三）齿轮副的接触精度 (4) （四）齿轮副的侧隙 (4) 五、齿轮的装配与检查 (5) （一）圆柱齿轮传动机构的装配 (5) （二）锥齿轮传动机构的装配 (5) （三）蜗杆传动机构的装配和差速器的装配 (5) 六、齿轮传动的失效形式及措施 (6) （一）齿轮折断 (6) （二）齿面点蚀 (7) （三）齿面磨粒磨损 (7) （四）齿面胶合 (7) （五）齿面塑性变形 (7) 七、影响齿轮传动效率因素 (7) 八、结论 (7)

一、引言 齿轮是现代机械传动中的重要组成部分。从国防机械到民用机械，从重工业机械到轻工业机械，无不广泛的采用齿轮传动。随着我国工农业生产和科学技术的飞跃发展，对于齿轮的需要显著增加。因此，齿轮的配合技术，便成为发展机械工业的一个重要环节。二、齿轮的种类 （一）平行轴之齿轮 １、正齿轮（直齿轮）：齿筋平行于轴心之直线圆筒齿轮。 ２、齿条：与正齿轮咬合之直线条状齿轮，可以说是齿轮之节距在大小变成无限大时之特殊情形。 ３、内齿轮：与正齿轮咬合之直线圆筒内侧齿轮。 ４、螺旋齿轮：齿筋成螺旋线之圆筒齿轮。 ５、斜齿齿条：与螺旋齿轮咬合之直线状齿轮。 ６、双螺旋齿轮：左右旋齿筋所形成之螺旋齿轮。 （二）直交轴之齿轮 １、直齿伞形齿轮：齿筋与节圆锥之母线（直线）一致之伞形齿轮。 ２、弯齿伞形齿轮：齿筋为具有螺旋角之弯曲线的伞形齿轮。 ３、零螺旋弯齿伞形齿轮：螺旋角为零之弯齿伞形齿轮。 （三）错交轴之齿轮 １、圆筒蜗轮齿轮：圆筒蜗轮齿轮为蜗杆及齿轮之总称。 ２、错交螺旋齿轮:此为圆筒形螺旋齿轮，利用要错交轴（又称歪斜轴）间传动时称之。３、其它之特殊齿轮： 面齿轮：为能与正齿轮或与螺旋齿轮咬合之圆盘形的面齿轮。鼓形蜗轮齿轮：凹鼓形蜗杆及与此咬合之齿轮的总称。 戟齿轮：传达错交轴之圆锥状齿轮。形状类似弯齿伞形齿轮。 三、齿轮传动的基本要求 （一）传递运动的准确性 由齿轮啮合原理可知，在一对理论的渐开线齿轮传动过程中，两齿轮之间的传动比 是确定的，这时传递运动是准确的。但由于不可避免地存在着齿轮的加工误差和齿轮副的装配误差，使两轮的传动比发生变化。从而影响了传递运动的准确性，具体情况是，在从动轮转动360°的过程中，两轮之间的传动比成一个周期性的变化，其转角往往不同于理论转角，即发生了转角误差，而导致传动运动的不准确，这种转角误差会影响产品的使用性能，必须加以限制。 （二）传动的平稳性 齿轮传动过程中发生冲击、噪音和振动等现象，影响齿轮传动的平稳性，关系到机器的工作性能、能量消耗和使用寿命以及工作环境等。因此，根据机器不同的使用情况，提出相应的齿轮传动平稳性要求，产生齿轮传动不平稳的原因，主要是由于传动过程中传动比发生高频地瞬时突变的结果。在从动齿轮转一转的过程中，引起传递不准确的传动比变化只有一个周期，而引起传动不平稳的传动比变化有许多周期，两者是不同的，实际上在齿轮传动过程中，

齿轮传动方案

MSC齿轮传动系解决方案 1.概述 齿轮是机械系统中常用的传动部件，且已形成标准化和系列化。齿轮传动就是利用齿轮间的轮齿相互啮合传递动力和运动的机械传动，具有结构紧凑、效率高、寿命长、传动比精确，工作可靠，使用的功率、速度和尺寸范围大，因此在现代工业中得到了普遍使用。 典型传动系 由于使用的广泛性，因此必须提高齿轮传动的设计水平，才能解决实际生产中面临的各种问题，也只有对齿轮传动系统的各个细节进行了全面分析与处理，才能将齿轮传动的优势发挥出来。 拿齿轮传动系统的关键部件——齿轮来说，就有很多参数来描述它，模数，齿数，分度圆直径，齿顶，齿根，压力角，变位系数等等。这些参数之间相互关联，相互影响，它们不仅影响传动效果而且还影响自身结构受力。 齿轮的失效形式有很多，但主要体现在轮齿失效上，如轮齿折断、齿面点蚀、齿面磨齿面胶合以及塑性变形等。这反应到CAE领域中属于结构分析软件的工作，但是不管上述哪种失效形式总是因为某一时刻轮齿的受力超过了某个允许值而造成，而对这个力的求解一般是机构分析软件的任务。 齿轮传动是靠齿和齿之间的啮合来实现的，由于实际使用中，轮齿啮合之间存在间隙，这样就必然使得啮合传动会产生噪声，并且从数学角度来说，这是个非线性的问题，从形式上来说，这个啮合力是动态变化的。啮合力的动态性对轮齿的疲劳、失效有着巨大的影响。 从齿轮的几何方面而言，有摆线齿廓，渐开线齿廓以及圆弧齿廓等众多类型，在齿与齿

啮合时效果各异，其中渐开线式的目前应用最为广泛。齿轮的变位系数对优化齿轮传动以及方便装配等方面都有好处。轮齿修形也是对传动稳定性有巨大影响的一个重要因素。 2.产品介绍 针对齿轮传动MSC.Adams提供不同详细程度的分析方式和仿真工具： 第一种，只考虑传动比等运动关系时，使用Adams的齿轮副可以创建各种类型的齿轮传动形式，直齿，螺旋齿，蜗轮蜗杆，行星齿轮等类型。 简单齿轮传动模型 第二种，考虑齿轮之间的啮合力，变位系数时，使用Adams的插件工具Gear Generator，可以实现各种齿轮传动形式的建模。

圆锥齿轮传动

§8-12 圆锥齿轮传动

§8-12 圆锥齿轮传动 ◆用来传递两相交轴之间的运动和动力的。 一、圆锥齿轮(Bevel gear)传动的应用和特点 1. 应用及分类 曲齿斜齿直齿◆曲齿圆锥齿轮常用于高速重载的传动中，如：汽车、飞机和拖拉机等的传动机构中。

2. 特点 齿廓特点：球面渐开线。 啮合时，两齿轮的锥顶重合（分度圆锥共顶）。 ◆轮齿分布在截圆锥体上，齿形从大端到小端逐渐减小； ◆取大端参数为标准值； ◆圆锥齿轮两轴之间的夹角可根据传动的需要任选，多 取 =90o。 ◆正确啮合条件： 大端模数和压力角分别 相等，分度圆锥共顶。

二、背锥与当量齿数 1. 背锥（Back cone 辅助圆锥）： 过锥齿轮大端，母线与锥齿轮分度圆锥母线垂直的圆锥体。

2. 当量齿轮和当量齿数 以背锥的锥距r v 为分度圆半 径，以圆锥齿轮大端的模数为 模数，以圆锥齿轮压力角为压 力角的圆柱齿轮。 当量齿轮： 当量齿数z v ：指当量齿轮的齿数。 z v 一般不是整数,也不需圆整●可将直齿圆柱齿轮的某些原理 近似应用于圆锥齿轮 ?计算重合度 cos cos v v r mz mz r δδ===22 cos v z z δ?=v z z ?>min min cos v z z δ =?最少齿数：

2. 分度圆直径： 3. 传动比∑=???→090三、直齿圆锥齿轮传动的基本参数和几何尺寸的计算 1. 基本参数： m<1mm , h a *=1, c *=0.25 m>1mm , h a *=1, c *=0.2 α=20? 正常齿 h a *=0.8, c *=0.2 短齿11 sin d R δ=222 2sin d R δ=1222122111 sin =sin z d i z d ωδωδ===1212 ctg tg i δδ==

齿轮技术的发展趋势

齿轮技术的发展趋势 近年来，一些新技术的运用和交叉学科的渗透，推动了齿轮设计和制造技术的发展。齿轮传动技术发展表现在：①高速重载齿轮向高参数、高寿命方向发展； ②汽车齿轮采用现代化制造工艺，使精度提高，噪声减小；③通用齿轮向成套化方向发展，各种型式齿轮箱得到广泛应用；④齿轮传动和其他类型传动相结合。 目前，国际齿轮产品的发展趋势主要有以下几方面，而我国齿轮生产企业的产品在疲劳寿命与噪声指标上与国外先进水平表现出来很大的差距，主要与材料和热处理水平有很大关系。 ●动力传动齿轮装置正沿着小型化、高速化、标准化方向发展，于是特殊齿轮的应用、行星齿轮装置的发展、低振动、低噪声齿轮装置的研制成了齿轮设计方面的一些特点； ●由于机械设备向大型化发展，齿轮的工作参数提高了，如高速齿轮的传递功率为1000-30000kw； ●由于硬齿面齿轮广泛应用，以及高速、高性能要求的齿轮日益增多，因此要求磨齿加工，在效率和质量上都要提高； ●关于齿轮材料与热处理随着硬齿面齿轮的发展，也逐渐受到人们的重视。 1 齿轮装置小型化、高速化、标准化 齿轮装置正沿着小型化、高速化、标准化方向发展。为达到齿轮装置小型化目的，提高了现有渐开线齿轮的承载推力。各国普遍采用硬齿面技术，提高硬度以缩小装置的尺寸；也可应用以圆弧齿轮为代表的非凡齿形。英法合作研制的舰载直升飞机主传动系统采用圆弧齿轮后，使减速器高度大为降低。随着船舶动力由中速柴油机代替的趋势，在大型船上采用大功率行星齿轮装置确有成效；现在冶金、矿山、水泥一轧机等大型传动装置中，行星齿轮以其体积小、同轴性好、效率高的优点而应用愈来愈多。 1）齿轮箱的小型化 齿轮箱小型化是指在传递能力和转速比相同的情况下，尽可能减小其尺寸与重量，并具有一定的经济性。汉斯（HURTH）齿轮箱是齿轮箱小型化设计的一个成功范例：HBW220-3型汉斯齿轮箱的重量约为国内同类产品2Cl6型齿轮箱的l/5，而体积约为2Cl6型齿轮箱的1/3。箱体材料选用强重比高的铝合金，用压铸

齿轮传动系统的动力学仿真分析

齿轮传动系统的动力学仿真分析 摘要：本文对建立好的整体机械系统的虚拟样机模型进行运动学和动力学的仿真分析，通过仿真分析，可以方便地得出齿轮传动系统在特定负载和特定工况下的转矩，速度，加速度，接触力等，仿真分析后，可以确定各个齿轮之间传递的力和力矩，为零件的有限元分析提供基础。 关键词：传动系统动力学仿真 adams 虚拟样机 中图分类号：th132 文献标识码：a 文章编号： 1007-9416(2011)12-0207-01 随着计算机图形学技术的迅速发展，系统仿真方法论和计算机仿真软件设计技术在交互性、生动性、直观性等方面取得了较大进展，它是以计算机和仿真系统软件为工具，对现实系统或未来系统进行动态实验仿真研究的理论和方法。 运动学仿真就是对已经添加了拓扑关系的运动系统，定义其驱动方式和驱动参数的数值，分析其系统其他零部件在驱动条件下的运动参数，如速度，加速度，角速度，角加速度等。对仿真结果进行分析的基础上，验证所建立模型的正确性，并得出结论。 本文中所用的动力学仿真软件是adams软件。adams软件使用交互式图形环境和零件库、约束库、力库，创建完全参数化的机械系统几何模型，其求解器采用多刚体系统动力学理论中的拉格郎日方程方法，建立系统动力学方程，对虚拟机械系统进行静力学、运动学和动力学分析，输出位移、速度、加速度和反作用力曲线。adams

软件的仿真可用于预测机械系统的性能、运动范围、碰撞检测、峰值载荷以及计算有限元的输入载荷等。虚拟样机就是在adams软件中建的样机模型。 1、运动参数的设置 先在造型软件ug中将齿轮传动系统造型好，如下图所示。在已经设置好运动副的齿轮传动系统的第一级齿轮轴上绕地的旋转副上 给传动系统添加一个角速度驱动。然后进行仿真。在进行仿真的过程中，单位时间内仿真步数越多，步长越短，越能真实反映系统的真实结果，但缺点是仿真时间也随之变长，占用的系统空间也就越大。所以应该在兼顾仿真真实性与所需物理资源和仿真时间的基础上，选择一个合适的仿真时间和仿真的步长。 在仿真之前先设置系统所用到的物理量的单位，在工程实际中，角速度一般使用的单位是r/min，所以在系统的基本单位中把时间的单位设为min,角度的单位设成rad，而在adams中转速单位为 rad/min。本过程仿真的运动过程为：系统从加速运动到额定转速，平稳运动一段时间后，再减速运动直到停止。运动过程用函数来模拟，输入的角速度驱动的函数表达式为： step( time ,0 ,0 ,2.5 ,9168.8)+ step(time ,7.5 ,0 ,10 ,-9168.8)，此函数表达式的含义为：系统从开始加速运动一直到2.5s时达到了系统的额定转速 9168.8rad/min(1460r/min),从2.5s到7.5s的时间段内，系统以额定转速运动，在7.5s到10s的时间段内，系统从额定转速减速

二级圆锥圆柱齿轮减速器(带式输送机传动系统)

一、机械设计课程设计任务书 设计带式运输机传动装置（两级锥齿轮—斜齿圆柱齿轮减速器）一、总体布置简图 二、工作条件： 1.连续单向运转。 2.载荷平稳。 3.两班制。 4.结构紧凑。 5.工作寿命5年。 三、工作机输入功率：2.85 KW工作机输入转速：80 rpm 四、设计内容： 1、电动机选择与运动参数的计算； 2、齿轮传动设计计算； 3、轴的设计； 4、滚动轴承的选择； 5、键和联轴器的选择与校核； 6、装配图、零件图的绘制； 7、设计计算说明书的编写； 五、设计任务 1、绘制减速器装配图1张。 2、绘制减速器零件图1-2张。 3、编写设计说明书一份。

计算与说明 主要结果 二、电动机的选择 1、电动机转速的确定 工作机转速：80rpm 锥齿轮圆柱齿轮减速器传动比范围一般为i=10～25最大值为：40 故电动机转速应在in n d =范围内即：800～2000 rpm 最大值：3600rpm 根据电动机的选择原则应选择：Y 系列三相笼型异步电动机 2、电动机功率的确定 查《机械设计课程设计》表12-8 名称 数量 效率 代号 斜齿圆柱齿轮 1 0.94~0.99 1 锥齿轮 1 0.92~0.98 N 2 联轴器 2 0.95~0.995 N 3 轴承 4 0.98 N4 卷筒 1 0.94~0.97 N5 计算得传动的装置的总效率：52 42321n n n n n n ????=∑ 8949936.06494977 .0max min ==∑∑ηη 工作机输入功率：kw P w 85.2= 所需电动机输出功率为a w d P P η=算得：1843803.33880063.4max max ==d d P P 即：电动机转速：800~2000rpm 最大值：36000rpm 电动机功率：3.1843803~403880063 查《机械设计课程设计》表12-1（机械设计课程设计手册P173） 最后确定电机Y 系列三相异步电动机，型号为Y112M-4，额定功率4kW ，满载转速=m n 1440r/min 。 三、传动系统的运动和动力参数计算 1、分配各级传动比 电动机满载转速=m n 1440r/min 。工作机主动轴转速：rmp n w 80= 总传动比1880 1440 == =w z n n i m 查书得推荐值：z i i 25.01≈，且31≤i ， 同步转速为 1440r/min 确定电机Y 系列 三相异步电动机，型号为Y112M-4，额定功率4kW ，满载转 速 =m n 1440r/min 。 31=i ，62=i

齿轮传动系统的故障诊断与分析

齿轮传动系统的故障诊断与分析 张某某 （某某大学机电工程学院，湖南长沙，410083）摘要：齿轮是机械设备中常用的部件,齿轮传动也是机械传动中最常见的方式之一。在许多情况下，齿轮故障又是导致设备失效的主要原因。因此对齿轮进行故障诊断具有非常重要的意义。本文简要介绍了齿轮故障的发展历史，齿轮故障诊断形式与方法，齿轮故障特征提取以及齿轮传动系统的分析模型和求解方法。 关键词：齿轮传动；故障诊断；分析 Analysis and fault diagnosis of gear transmission system Zhangmoumou （College of mechanical engineering of moumou University；Changsha Hunan； 410083） Abstract：Gear is the common parts of the mechanical equipment，one of the most common way of gear transmission is mechanical transmission. In many cases, the gear fault is the main cause of equipment failure. So it is very important to diagnose the faults of gear. This paper briefly introduces the development history of gear fault, fault diagnosis of gear form and method, analysis model and the solving method of gear fault feature extraction and the gear transmission system. Key words：gear transmission；fault diagnosis；analysis 0引言 对齿轮传动系统进行诊断是自故障诊断技术问世以来一直受到人们普遍重视的课题之一,在各类机械设备中,齿轮传动是最主要的传动方式,齿轮传动系统的运行状态往往直接影响到机械设备是否正常工作。而齿轮传动系统的零部件如齿轮、轴和轴承的加工工艺复杂,装配精度要求高,又常常在高速度、重载荷下连续工作,因此故障率较高,是造成机械设备不能正常运转的常见原因之一。传统采用的定期维修方式由于其无法科学地预见故障,不能从根本上防止故障的发生,而且维修周期太短会增加维修费用和维修时间,造成浪费,也影响了正常使用。因而需对齿轮传动系统进行状态监测及故障诊断,以分析确定齿轮传动系统的工作状态和性能劣化趋势,视具体情况决定是否需要维修。这样既可以有效地预防故障的发生,又可以减少不必要的维修,节约开支。 在运行过程中,齿轮传动系统内部的零部件会受到机械应力、热应力等多种物理作用,随着时间的推移,这种物理作用的累积,将使齿轮传动系统正常运行的技术状态不断发生变化,可能产生异常、故障或劣化状态。这些作用和变化,又必

冶金机械齿轮传动装置的制造技术与发展趋势

100122 电子机械论文 冶金机械齿轮传动装置的制造技术与发 展趋势 自上世纪70年代起，我国就已经建设了包括宝钢以及武钢在内的多个不同的现代化冶金企业，令我国冶金设备的整体水平提升到了一个比较先进的高度上，齿轮传动装置更是精品层出，例如：宝钢一期到三期所用到的各种齿轮传动装置当中就包括德国产FLAND以及比利时HANSEN、日本产三井三池等比较知名的品牌减速器，同时还有包括德国产德马克、日本产三菱等大型传动装置，它们对我国的齿轮装备水平形成了积极的影响。 1 在冶金设备中运用机械齿轮传动设备的技术 1.1 常用场合 首先，需要调节转速以及力矩，以期能够满足设备使用上的需求；其次，需要对传动路线进行分配，并且调节空间动力传递具体方向以及实际位置；第三，将动力进行合成或者是分流处理，也就是可以凭借一个单独的动力

源，将动力分配到几个需要使用动力的动力源当中，并合成，整体供给工作机构。 1.2 现状 就当前来说，冶金设备当中利用的机械齿轮转动装置当中的齿轮，大多使用渗碳、磨削以及淬火的硬齿面的齿轮，通常在轧钢齿轮的传动装置当中很少会使用HB300之下的齿轮。 制造齿轮通常需要使用的是喷砂处理手段、齿根处理手段、压力淬火以及无损探伤四种，对大齿轮结构进行设计通常使用的是焊接齿轮。因为齿轮的制造进度以及承载能力在最近这些年以来有明显的提升，并且大面积地利用硬齿面齿轮，因此在进行齿轮结构的设计过程当中会常用单斜齿，例如宝钢冷轧机主传动的双齿轮座即该结构齿轮，并不会安装人字齿轮。假如受到结构或者尺寸上的限制的时候，还可以借助两个单向斜齿轮进行组合拼装成人字齿轮。尽可能使用多流式传动装置，能够在较小的环境体积当中传送较大的力矩。在实际生产过程当中，为了能够实现最大化的齿轮承载力，采用的大多都是变为齿轮以及延齿端修整等手段，通常轧机的传动装置齿轮副进行制造的过程当中，行业内对其的要求也相对较高，齿轮的接触精度需要实现80%甚至更高。

齿轮系传动比计算

齿 轮 系 传 动 比 计 算 1 齿轮系的分类 在复杂的现代机械中，为了满足各种不同的需要，常常采用一系列齿轮组成的传动系统。这种由一系列相互啮合的齿轮（蜗杆、蜗轮）组成的传动系统即齿轮系。下面主要讨论齿轮系的常见类型、不同类型齿轮系传动比的计算方法。 齿轮系可以分为两种基本类型：定轴齿轮系和行星齿轮系。 一、定轴齿轮系 在传动时所有齿轮的回转轴线固定不变齿轮系，称为定轴齿轮系。定轴齿轮系是最基本的齿轮系，应用很广。如下图所示。 二、行星齿轮系 若有一个或一个以上的齿轮除绕自身轴线自转外，其轴线又绕另一个轴线转动的轮系称为行星齿轮系，如下图所示。 1. 行星轮——轴线活动的齿轮. 2. 系杆 (行星架、转臂) H . 3. 中心轮 —与系杆同轴线、 与行星轮相啮合、轴线固定的齿轮 4. 主轴线 —系杆和中心轮所在轴线. 5. 基本构件—主轴线上直接承受 载荷的构件. 行星齿轮系中，既绕自身轴线自转又绕另一固定轴线（轴线O1）公转的齿轮2形象的称为行星轮。支承行星轮作自转并带动行星轮作公转的构件H 称为行星架。轴线固定的齿轮1、3则称为中心轮或太阳轮。因此行星齿轮系是由中心轮、行星架和行星轮三种基本构件组成。显然，行星齿轮系中行星架与两中心轮的几何轴线（O1-O3-OH ）必须重合。否则无法运动。 根据结构复杂程度不同，行星齿轮系可分为以下三类： （1）单级行星齿轮系： 它是由一级行星齿轮传动机构构成的轮系。一个行星架及和其上的行星轮及与之啮合的中心轮组成。 （2）多级行星齿轮系：它是由两级或两级以上同类单级行星齿轮传动机构构成的轮系。 （3）组合行星齿轮系：它是由一级或多级以上行星齿轮系与定轴齿轮系组成的轮系。 行星齿轮系 根据自由度的不同。可分为两类： 1450rpm 53.7rpm

齿轮传动的种类和应用

第四章齿轮传动（10课时） 教学目标 1、了解齿轮传动的分类、特点 2、理解渐开线的形成及性质，了解齿廓的啮合的特点 3、掌握渐开线标准直齿圆柱齿轮基本参数、几何尺寸计算 4、了解渐开线齿廓的啮合的特点 5、掌握标准直齿圆柱齿轮、斜齿圆柱齿轮、直齿圆锥齿轮的正确啮合条件 6、了解斜齿圆柱齿轮、直齿圆锥齿轮的应用特点 7、了解齿轮轮齿失效的形式 教学重点难点 上述3、5两点 【复习】1、链传动的组成及特点、类型和应用 2、链传动的传动比 3、滚子链的组成、标记和特点 第一节齿轮传动的类型及应用 一、概念 齿轮机构是由齿轮副组成的传递运动和动力的装置。 二、齿轮传动的类型

齿轮的种类很多，可以按不同方法进行分类。 （1）根据轴的相对位置，分为两大类，即平面齿轮传动（两轴平行）与空间齿轮传动（两 轴不平行） （2）按工作时圆周速度的不同，分低速、中速、高速三种； （3）按工作条件不同，分闭式齿轮传动（封闭在箱体内，并能保证良好润滑的齿轮传动）、 半开式齿轮传动（齿轮浸入油池，有护罩，但不封闭）和开式齿轮传动（齿轮暴露在外， 不能保证良好润滑）三种； （4）按齿宽方向齿与轴的歪斜形式，分直齿、斜齿和曲齿三种； （5）按齿轮的齿廓曲线不同，分为渐开线齿轮、摆线齿轮和圆弧齿轮等几种； （6）按齿轮的啮合方式，分为外啮合齿轮传动、内啮合齿轮传动和齿条传动。 三、齿轮传动的应用 1、传动比 式中 n1、n2表示主从动轮的转速 z1、z2表示主从动轮的齿数 2、应用特点： 优点：能保证瞬时传动比恒定，工作可靠性高，传递运动准确。 传递功率和圆周速度范围较宽，传递功率可达50000kw ,圆周速度300m/s 结构紧凑，可实现较大传动比 两轴平行 两轴不平行 按轮齿方向 按啮合情况 直齿圆柱齿轮传动 斜齿圆柱齿轮传动 人字齿圆柱齿轮传动 外啮合齿轮传动 内啮合齿轮传动 齿轮齿条传动 相交轴齿轮传动 交错轴齿轮传动 锥齿轮传动 交错轴斜齿轮传动 蜗轮蜗杆传动 1212 21n z i n z ==

(整理)典型传动机构的装配.

典型传动机构的装配 一、齿轮传动机构的装配 齿轮传动是各种机械中最常用的传动方式之一，可用来传递运动和动力，改变速度的大小或方向，还可把传动变为移动。 齿轮传动在机床、汽车、拖拉机和其他机械中应用很广泛，其原因是具有以下特点：能保证一定的瞬时传动比，传动准确可靠，传递的功率和速度变化范围大，传动效率高，使用寿命长以及结构紧凑，体积小等，但也有一定缺点，如噪音大，传动不如带传动平稳，齿轮装配和制造要求高等。 齿轮传动装置是由齿轮副、轴、轴承和箱体等主要零件组成，齿轮传动质量的好坏，与齿轮的制造和装配精度有着密切关系。 1.齿轮传动的精度要求 1)传递运动的精确性，由齿轮啮合原理可知，在一对理论的渐开线齿轮传动过程 中，两齿轮之间的传动比是确定的，这时传递运动是准确的。但由于不可避免 地存在着齿轮的加工误差和齿轮副的装配误差，使两轮的传动比发生变化。从 而影响了传递运动的准确性，具体情况是，在从动轮转动360°的过程中，两 轮之间的传动比成一个周期性的变化，其转角往往不同于理论转角，即发生了 转角误差，而导致传动运动的不准确，这种转角误差会影响产品的使用性能， 必须加以限制。 2)传动的平稳性，齿轮传动过程中发生冲击、噪音和振动等现象，影响齿轮传动 的平稳性，关系到机器的工作性能、能量消耗和使用寿命以及工作环境等。因 此，根据机器不同的使用情况，提出相应的齿轮传动平稳性要求，产生齿轮传 动不平稳的原因，主要是由于传动过程中传动比发生高频地瞬时突变的结果。 在从动齿轮转一转的过程中，引起传递不准确的传动比变化只有一个周期，而引起传动不平稳的传动比变化有许多周期，两者是不同的，实际上在齿轮传 动过程中，上述两种传动比的变化同时存在。 3)载荷分布的均匀性，两齿轮相互啮合的齿面，在传动过程中接触情况如何，将 影响到被传递的载荷是否能均匀的分布在齿面上，这关系到齿轮的承载能力， 也影响到齿面的磨损情况和使用寿命。 4)传动侧隙的合理性，传动侧隙是指齿轮传递过程中，一对齿轮在非工作齿面间 所形成的齿侧间隙。不同用途的齿轮，对传动侧隙的要求不同，因此，应合理 的确定其数值，一般传递动力和传递速度的齿轮副，其侧隙应稍大，其作用是 提供正常的润滑所必须的储油间隙，以及补偿传动时产生的弹性变形和热变 形，对于需要经常正转或者反转的传动齿轮副，其传动侧隙应小些，以免在变 换转向时产生空程和冲击。 当齿轮传动的用途和工作条件不同时，对上述四个方面的要求也不同，现概述如下：在高速大功率机械传动中用的齿轮（如汽轮机减速器中的齿轮），对传动平稳性和载荷分布均匀性的要求特别高，至于影响传递运动准确性的传动比变化，虽然每转只有一个周期，但当转速高时，也会影响传动的平稳性，因此，对传递运动的准确性的要求也要高。 对于承受重载，低速传动齿轮（如轧钢机，矿山机械和起重机械中的齿轮），由于模数大，齿面宽且受力大，因此对载荷分布的均匀性要求也较高，另外为了补偿受力后齿轮发生的弹性变形，也要求有较大的传动侧间隙，至于传动平稳性和传递运动的准确性两个方面，因为转速低且不要严格的转角精度，所以要求不高。 对于分度机构和读数装置及精密仪表中需要精确传递动力小，模数小，齿的宽度也小，因此对在和分布均匀性的要求不高，如需正、反向传动，还应尽量较少传动侧隙。

常用机械传动系统的主要类型和特点

常用机械传动系统的主要类型和特点 2H310000 机电工程技术 2H311000 机电工程专业技术 2H311010 机械传动与技术测量 ――2H311011 掌握传动系统的组成 一、常用机械传动系统的主要类型和特点 机械传动的作用：传递运动和力； 常用机械传动系统的类型：齿轮传动、蜗轮蜗杆传动、轮系；带传动、链传动； （一）齿轮传动 1、齿轮传动的分类 （1）分类依据：按主动轴和从动轴在空间的相对位置形成的平面和空间分类 两平行轴之间的传动――平面齿轮传动（直齿圆柱齿轮传动、斜齿圆柱齿轮传动、人字齿轮传动；齿轮齿条传动） 用于两相交轴或交错轴之间的传动――空间齿轮传动（圆锥齿轮传动、螺旋齿轮传动（交错轴）） 用于空间两垂直轴的运动传递――蜗轮蜗杆传动 （2）传动的基本要求： 瞬间角速度之比必须保持不变。 （3）渐开线齿轮的基本尺寸： 齿顶圆、齿根圆、分度圆、模数、齿数、压力角等 2、渐开线齿轮的主要特点： 传动比准确、稳定、高效率； 工作可靠性高，寿命长； 制造精度高，成本高； 不适于远距离传动。

3、应用于工程中的减速器、变速箱等 （二）蜗轮蜗杆传动 1、用于空间垂直轴的运动传递――蜗轮蜗杆传动 2、正确传动的啮合条件――蜗杆的轴向与蜗轮端面参数的相应关系蜗杆轴向模数和轴向压力角分别等于蜗轮端面模数和端面压力角。 3、蜗轮蜗杆传动的主要特点： 传动比大，结构紧凑； 轴向力大、易发热、效率低； 一般只能单项传动。 （三）带传动 1、带传动――适于两轴平行且转向相同的场合。 带传动组成：主动轮、从动轮、张紧轮和环形皮带构成 2、带传动特点： 挠性好，可缓和冲击，吸振； 结构简单、成本低廉； 传动外尺寸较大，带寿命短，效率低； 过载打滑，起保护作用； 传动比不保证。 切记：皮带打滑产生一正一负的作用： 即过载打滑，起保护作用； 打滑使皮带传动的传动比不保证。 （四）链传动 1、链传动――适于两轴平行且转向相同的场合。 链传动组成：主动链轮、从动链轮、环形链构成

单级锥齿轮减速器设计

单级锥齿轮减速器设计

机械课程设计 说明书 设计题目：带式运输机传动装置 的设计 专业班级： 学生姓名： 学生学号： 指导教师： 时间：2013-1-17

（1）引 言………………………………………………… ………………………………… （2）设计题目………………………………………………… …………………………… （3）电动机的选择……………………………………………… ………………………… （4）传动零件的设计和计算………………………………………………… …………

（5）减速箱结构的设计………………………………………………… ……………… （6）轴的计算与校核……………………………………………… ……………………… （7）键连接的选择和计算………………………………………………… …………… （8）联轴器的选择………………………………………………… …………………… （9）设计小

结………………………………………………… ………………………… （10）参考文献………………………………………………… …………………………

一、引言 课程设计是考察学生全面在掌握基本理论知识的主要环节。本次是设计一个锥齿 轮减速器，减速器是用于电动机和工作机之间的独立的闭式传动装置。课程设计 内容包括：设计题目，电机选择，运动学动力学计算，传动零件的设计及计算， 减速器结构设计，轴的设计计算与校核。 锥齿轮减速器的计算机辅助机械设计，计算机辅助设计及计算机辅助制造 （CAM/CAD）技术是当今设计以及制造领域广泛采用的先进技术，通过本课题的 研究，将进一步深入的对这一技术进行深入的了解和学习。 减速器的设计基本上符合生产设计的要求，限于作者水平有限，错误之处在所难 免，望老师予以批评改正。

齿轮传动

六、齿轮传动 1、主要失效形式 （1）轮齿折断：①主要是齿根弯曲疲劳强度折断，在轮齿受载时，齿根处产生的弯曲应力最大，加上齿根 部分的截面突变及加工刀痕等引起的应力集中，当轮齿重复受载后，齿根处会产生疲劳裂纹，并逐步 扩展，致使轮齿疲劳折断。②在轮齿受到突然过载时，可能出现过载折断或剪断。③轮齿经过严重磨 损后齿厚过分减薄时，也会在正常载荷作用下发生折断。防止措施：增大齿根过渡圆角半径和消除加 工刀痕减少齿根应力集中。增大轴及支承的刚性，使轮齿接触线上受载较为均匀。采用合适的热处理 方法，使齿芯材料具有足够的韧性。采用喷丸、滚压等工艺对齿根表面进行强化处理。 （2）齿面磨损：啮合齿面间落入磨料性物质时，齿面即被磨损而至报废—磨粒磨损（开式齿轮）。 防止措施：改用闭式齿轮 （3）齿面点蚀：齿面材料在变化着的接触应力作用下，由于疲劳而产生的麻点状损伤现象。会首先出现在 靠近节线的齿根面上。防止措施：提高齿轮材料的硬度、在啮合的轮齿间加润滑油。 （4）齿面胶合：相啮合的两齿面在高温时会粘在一起，在两轮的相对滑动下，相粘结的部位会被撕破，于 是在齿面上相对滑动的方向形成伤痕。防止措施：采用抗胶合能力强的润滑油。 （5）塑性变形：在过大的应力作用下，轮齿材料处于屈服状态而产生齿面或齿体流动。一般发生在硬度低 的齿轮上。防止措施：提高轮齿齿面硬度、采用高粘度润滑油。 2、设计准则 闭式：保证齿面接触疲劳强度；对齿面硬度很高、齿芯强度低的齿轮或材质较脆的齿轮，保证齿根弯曲 疲劳强度。 开式（半开式）：保证齿根弯曲疲劳强度。 3、齿轮材料的选取 基本要求：齿面要硬，齿芯要韧 4、载荷系数βαK K K K K v A = （1）使用系数A K ：主要考虑齿轮啮合时外部因素引起的附加载荷影响的系数，附加载荷取决于原从动件 的机械特性、质量比、联轴器类型及运行状态等。 （2）动载荷系数v K ：考虑的是齿轮传动的制造及装配误差和轮齿受载后产生的弹性变形。 减小动载荷的措施：提高制造精度、减小齿轮直径以降低圆周速度、对齿轮进行齿顶修缘。 （3）齿间载荷分配系数αK ：由于齿距误差及弹性变形等原因，啮合区有多对齿同时工作时，载荷没有按 比例分配在这多对齿上，因此引入齿间载荷分配系数。 （4）齿向载荷分配系数βK ：当轴承相对于齿轮做不对称配置时，受载后，轴会产生弯曲变形，在轴上的 齿轮也会随之偏斜，作用在齿面上的载荷沿接触线分布不均匀，用 表示齿面上载荷分布不均匀的程 度对齿轮强度的影响。 改善措施：增大轴、轴承及支座的刚度；对称地配置轴承；适当限制轮齿的宽度；避免齿轮悬臂布置 5、齿轮传动受力分析方法（标准直齿圆柱齿轮） 主动轮：将法线载荷n F 分解为圆周力t F 和径向力r F 1 1 2d T F t = αtan t r F F = αcos t r F F = α：啮合角 从动轮：各力大小与主动轮相等，方向相反

锥齿轮设计

摘要 锥齿换向器广泛应用于现代机械产品之中，如航空、航天和工程机械传动系统，具有传动平稳，承载能力强等优点，有着非常可观的发展前景。利用锥齿换向器传动机构的特点实现在电渣炉执行机构的换向，通过对电渣炉执行机构的结构设计和对其分析，是本课题主要学习和研究的内容。该机构的原理主要是由一对轴交角为90°的锥齿轮通过相互啮合，实现传动角度的改变以及进给换向的目的。 为了满足该机构所体现出来的直观性，深入学习UG软件CAD/CAE，实现对锥齿换向器传动部件的三维参数化建模。本课题的主要研究工作与成果：首先，从建立平面渐开线入手，建模锥齿轮，实现参数化造型。再将轴、轴承以及箱体等部件依次建模，同时进行结构和强度设计计算； 其次，在CAD装配模块中，将换向器各零部件自下而上完成装配； 最后，利用CAE模块进行对该机构的分析。 关键词：换向器；锥齿轮；CAD参数化建模；CAE分析

目录 摘要 ............................................................错误!未定义书签。目录 ............................................................错误!未定义书签。第一章绪论 .......................................................错误!未定义书签。 UG/CAD .......................................................错误!未定义书签。 锥齿轮传动及应用...............................................错误!未定义书签。第二章标准直齿锥齿轮及轴的相关计算................................错误!未定义书签。 标准直齿锥齿轮的几何参数相关计算..............................错误!未定义书签。 选定齿轮精度等级，材料及齿数...............................错误!未定义书签。 锥齿轮的初步设计..........................................错误!未定义书签。 锥齿轮传动的强度校核..........................................错误!未定义书签。 齿面接触疲劳强度校核[6]....................................错误!未定义书签。 齿根抗弯疲劳强度校核.....................................错误!未定义书签。第三章直齿锥齿轮数学模型的建立与参数化建模........................错误!未定义书签。 齿轮常用的齿形曲线—渐开线...................................错误!未定义书签。 渐开线的形成及其特性.....................................错误!未定义书签。 建模思路 ....................................................错误!未定义书签。 建模过程 ....................................................错误!未定义书签。 建立渐开线齿廓曲线.......................................错误!未定义书签。 直齿锥齿轮的建立.........................................错误!未定义书签。第四章总结 .....................................................错误!未定义书签。参考文献 ..........................................................错误!未定义书签。

基于MATLAB的齿轮传动系统优化设计

基于MATLAB的齿轮传动系统优化设计 摘要：某高速重载齿轮进行了优化设计，在分析齿轮在各工况下的弯曲强度后，根据齿轮的优化设计原则，选择齿轮体积最小为优化设计原则，对传动齿轮中的小齿轮进行了优化设计，设计模数、齿数、齿宽系数、螺旋角为变量，根据各参数的设计要求来确定约束条件，同时根据齿根弯曲疲劳强度和齿面接触疲劳强度进行条件约束，最后用MATLAB进行编程计算，最后得出优化后的结果，该结果满足要求。本文的研究对机械系统的优化设计具有指导意义和工程应用价值。关键词：齿轮；优化设计；MATLAB； 0引言 优化设计是近年发展起来的一门新的学科，也是一项新技术，在工程设计的各个领域都已经得到了更为广泛的应用。通过实际的应用过程表明：工程设计中采用优化设计这种新的科学设计方法，不仅使得在解决复杂问题时，能够从众多纷繁复杂的设计方案中找到尽可能完善的或者最适合的设计方案，而且，采用这种方法还能够提高设计效率和设计质量，使其的经济和社会效益都非常明显。优化设计的理论基础是数学规划，采用的工具是计算机。 优化设计具有一般的设计方法所不具备的一些特点。优化设计能够使各种设计参数自动向更优的方向进行调整，直到找到一个尽可能完善的或最适合的设计方案。一般的设计方法只是依靠设计人员的经验来找到最佳方案，这样不足以保证设计参数一定能够向更优方向调整，也不能够保证一定能找到最适合的设计方案。优化设计的手段是采用计算机，在很短的时间内就可以分析一个设计方案，并判断方案的优劣、是否可行，因此就能够从大量的方案中选出更加适合的设计方案，这是常规设计所不能比的。 1 机械系统优化设计方法概述 许多机械工程设计都需要进行优化。优化过程可以分为三个部分：综合与分析、评价、改变参数三部分组成。其中，综合与分析部分的主要功能是建立产品设计参数与设计性能、设计要求之间的关系，这也就是一个建立数学模型的过程。评价部分就是对该产品的性能和设计要求进行分析，这就相当于是评价目标函数是否得到改善或者达到最优，也就是检验数学模型中的约束条件是否全部得到满足。改变参数部分就是选择优化方法，使得目标函数（数学模型）得到解，同时根据这种优化方法来改变设计参数。 在许多机械工程设计问题中，优化设计的目标是多种多样的，按照所追求的目标的多少，目标函数可以分为单目标函数和多目标函数。以多级齿轮传动系统设计过程为例，要求在满足规定的传动比和给定最小齿轮、大齿轮直径的条件下，追求系统的转动惯量最小，箱体的体积最小，各级传动中心距和最小，承载能力最高，寿命最长等，这就是一个多目标函数。目标函数作为评价方案中的一个很重要的标准，它不一定有明显的物理意义、量纲，它只是代表设计指标的一个值。所以，目标函数的建立是否正确是优化设计中很重要的一项工作，它既要反映用户的需求，又要敏感地、直接地反映设计变量的变化，对优化设计的质量及计算难易程度都有一定的影响。表2.1给出了常用优化设计中的可供选择的优化目标。 优化设计问题的前提是选择优化设计方法，选用哪个方法好，这就主要是由优化设计方法的特性和实际设计问题的具体情况来决定。一般来讲，评价一种优