齿轮传动的特点和应用

齿轮传动的特点和应用

12.1 概述

12.1.1 齿轮传动的特点和应用

齿轮传动是应用极为广泛的传动形式之一。

特点:能够传递任意两轴间的运动和动力，传动平稳、可靠，效率高，寿命长，结构紧凑，传动速度和功率范围广。但需要专门设备制造，加工精度和安装精度较高，且不适宜远距离传动。

12.1.2 齿轮传动的类型

齿轮传动的类型很多，按照两齿轮传动时的相对运动为平面运动或空间运动，可将其分为平面齿轮传动和空间齿轮传动两大类

1(平面齿轮传动

平面齿轮传动是用于两平行轴之间的传动。

外啮合直齿圆柱齿轮传动内啮合直齿圆柱齿轮传动齿轮齿条传动(直齿条)

外啮合斜齿圆柱齿轮传动人字齿轮传动齿轮齿条传动(斜齿条) 2(空间齿轮传动

空间齿轮传动用于相交轴和交错轴之间的传动。

螺旋齿轮传动

直齿圆锥齿轮传动曲齿圆锥齿轮传动

(交错轴斜齿轮传动)

蜗杆传动准双曲面齿轮传动

齿轮传动的类型

外啮合直齿圆柱齿轮传动

内啮合

(轮齿与轴平行) 齿轮齿条平面齿轮运动

齿外啮合斜齿圆柱齿轮传动 (传递平行轴间的运动) 内啮合 (轮齿与轴不平行) 轮齿轮齿条

人字齿轮传动(轮齿成人字形) 传

直齿传递相交轴运动

(锥齿轮传动) 斜齿动空间齿轮运动

交错轴斜齿轮传动

(传递不平行轴间的运动) 传递交错轴运动蜗轮蜗杆传动

准双曲面齿轮传动 12.1.3 齿廓啮合基本定律

齿轮传动要求准确平稳，即要求在传动过程中，瞬时传动比保持不变，以免产生冲击、

振动和噪音。

不论齿廓在任何点接触，过接触点所作两齿廓的公法线必须与连心线交于一固定点，这

就是齿廓啮合基本定律。

12.2 渐开线齿轮

12.2.1 渐开线的形成及基本性质

1. 渐开线的形成

2(渐开线的性质

根据渐开线的形成，可知渐开线具有下列一些特性:

1)发生线沿基圆滚过的直线长度，等于基圆上被滚过的圆弧长度;

2)发生线KN是渐开线在任意点K的法线。因此，发生线上任一点的法线必切于基圆。 3)渐开线齿廓上某点的法线与该点的速度方向线所夹的锐角α称为该点的压力角。 k

由上式可知，渐开线上各点的压力角是不相等的。

4)渐开线的形状完全取决于基圆的大小。

如图所示，基圆半径相等，则渐开线相同;基圆半径愈小，则渐开线愈弯曲;基圆半径愈大，则渐开线愈平直;基圆半径为无穷大时，则渐开线就变成直线。 5)基圆内无渐开线。

12.2.2 渐开线标准直齿圆柱齿轮的基本参数和几何尺寸

1.齿轮各部分的名称和主要参数

齿轮各部分的名称

zp=pd

d=(p/p)z

m=p/p

m ——模数，单位为mm

d=mz

cosa=d/d=d/mz bb

2.基本参数

标准直齿圆柱齿轮的基本参数有五个:z、m、α、ha*、c*，其中ha*称为齿顶高系

数，c*称为顶隙系数。这两个系数在我国已标准化了，ha*=1，c*=0.25。 3.几何尺寸计算

几何尺寸计算公式见表。

公法线长度

12.3 渐开线标准直齿圆柱齿轮的啮合传动 12.3.1 渐开线齿轮啮合传动特点

1.渐开线齿廓能保证瞬时传动比恒定

2.一对渐开线齿廓在任何位置啮合时，接触点的公法线都是同一条直线NN，这说明12一对渐开线齿廓从开始啮合到脱离啮合所有啮合点均应在NN线上。因此，

NN是两1212齿廓接触点的轨迹线，称为啮合线。由于啮合线与公法线是同一条直线，故齿廓间的正压力方向不变。这有利于齿轮传动的平稳性。

啮合线NN与过节点的两节圆公切线t-t所夹的锐角称为啮合角，用α’表示(图12-12

17),显然渐开线齿轮的啮合角也是不变的。 3.由图可知，?ONP??ONP，所以两轮的传动比还可以写成 1122

12.3.2 渐开线齿轮啮合传动的条件

1.正确啮合条件

须满足p=p，且p=πmcosα b1b2b

m=m 12

α=α 12渐开线直齿圆柱齿轮的正确啮合条件是:两轮的模数和压力角分别相等。

2.标准安装条件

为了避免冲击、振动，理论上齿轮传动应为无侧隙传动。

对于满足正确啮合条件的一对标准齿轮，其分度圆上的齿厚与齿槽宽相等，即s=e=πm/2。所以，要保证无侧隙传动，要求分度圆与节圆重合。分度圆与节圆重合的安装称为标准安装，此时的中心距称为标准中心距。

3.连续传动条件

1)渐开线齿轮的啮合过程

2)连续传动条件

ε称为重合度，它表明同时参与啮合轮齿的对数。ε=1 表明始终有一对齿啮合，ε=2 表明始终有两对齿啮合，而ε=1.3 表明在齿轮转过一个基圆齿距的时间内有30%的时间是两对齿啮合，70%的时间是一对齿啮合。

12.4 渐开线齿轮的切齿原理及变位齿轮的概念

12.4.1 渐开线齿轮的切齿原理

齿轮加工方法很多，有铸造法、热轧法、冲压法、粉末冶金法和切制法等等，最常用的是切制法。按其加工原理可分为仿形法和范成法。

1.仿形法

仿形法加工是刀具在通过其轴线的平面内，刀刃的形状和被切齿轮齿间形状相同。一般采用盘形铣刀和指状铣刀。如图所示为盘形铣刀切制齿轮。切制时，铣刀转动，同时毛坯沿其轴线移动一个行程，这样就切出一个齿间。然后毛坯退回原来位置，将毛坯转过

0360/z ，再继续切制，直到切出全部齿间。

由于渐开线形状取决于基圆大小，而基圆直径d=mzcosα，故齿廓形状与模数、齿数、b

压力角有关。理论上，模数和压力角相同，不同齿数的齿轮，应采用不同的刀具，这在实际中是不可能的。通常每种刀具加工一定范围的齿数，刀具齿形此范围内某一特定的齿数设计。因此对大多数齿轮，这种加工在理论上就存在误差。

盘形铣刀切制齿轮指状铣刀切制齿轮

铣直齿动画演示铣斜齿动画演示

2.范成法

范成法也称展成法，是利用一对齿轮啮合时两轮的齿廓互为包络线的原理加工齿轮的，如图所示。加工时，刀具与齿坯相当于一对齿轮(或齿轮与齿条)的无侧隙啮合传动。范成法加工齿轮常用的刀具有齿轮插刀、齿条插刀和齿轮滚刀。

插齿机加工直齿轮插齿机加工斜齿轮

滚齿机加工直齿轮滚齿机加工斜齿轮

用范成法加工齿轮，一把齿轮刀具可以加工模数、压力角相同而齿数不同的齿轮，且生产率较高，所以应用广泛。

齿轮加工实景录像

12.4.2根切现象与不发生根切时的最少齿数

1.根切现象

用范成法加工齿轮时，若刀具的齿顶线(或齿顶圆)超过啮合极限点N时(如图所示)，被切齿轮的根部被切去了一部分(如图所示)，这种现象称为根切现象。

根切

2.不发生根切时的最少齿数

最少齿数

2*Z=2h/sina mina

*0当h=1，a=20，Z=17。 amin

12.4.3变位齿轮的概念

1.变位齿轮的概念

轮齿发生根切的原因是，刀具的齿顶线超过了啮合极限点N 。如图所示，我们可以将刀具向远离轮坯中心的方向移动一个距离xm，刀具就不会切到轮齿的根部，从而不再发生根切现象。

通过改变刀具和轮坯的相对位置来切制齿轮的方法称为变位修正法，这样切制的齿轮称为变位齿轮。

刀具向远离轮坯方向移动，称为正变位;

刀具向靠近轮坯方向移动，称为负变位。

刀具移动量为xm，x称为变位系数。

正变位时，变位系数为正值;

负变位时，变位系数为负值。(刀具可拉动)

由于加工变位齿轮时，齿轮的模数、压力角、齿数以及分度圆、基圆都与标准齿轮相同，所以两者的齿廓曲线是相同的渐开线，只是截取了不同的部位(如图所示)。由图可以看出，正变位齿轮齿根部分齿厚增大，提高了齿轮的抗弯强度，而齿顶减薄;负变位齿轮与其相反。

2.不发生根切的最小变位系数

由上图可以看出，要避免根切，刀具的最小移动量为xm，刀具的齿顶线通过N 点，min

则

12.5 渐开线直齿圆柱齿轮传动的设计

12.5.1 失效形式

齿轮失效一般都是其轮齿部分失效。主要失效形式有:

1(轮齿折断

轮齿象一个悬臂梁，受载后齿根部弯曲应力最大，而且有应力集中，使得轮齿容易在根部折断。

轮齿折断分为两种情况:一种是当重复受载后，齿根处产生疲劳裂纹，裂纹逐步扩展，致使轮齿折断;另一种是轮齿受到短时过载或冲击载荷而突然折断。 2(齿面点蚀

齿轮工作时，其啮合表面上任一啮合点所产生的接触应力是由零(该点未进入啮合时)逐渐变到最大值(该点啮合时)，即齿面接触应力是按脉动循环变化的。齿面长时间在这种循环应力作用下，齿的表面就会发生细微的疲劳裂纹，裂纹的扩展使表层金属微粒剥落下来形成齿面点蚀。实践表明，齿面点蚀多出现在轮齿节线附近靠齿根的一侧。 3(齿面胶合

在高速重载的齿轮传动中，由于齿面间压力很大，造成啮合面间润滑油膜的破裂，使滑动速度较大的、直接接触的金属表面产生瞬时高温而粘连，其中较软齿面

上的金属颗粒沿啮合齿面相对滑动速度方向被另一齿面撕下，这种失效形式称为齿面胶合，如图12-30所示。

在低速重载的齿轮传动中，由于齿面间不易形成油膜，也可能出现胶合现象。为了提高齿轮的抗胶合能力，可以采用抗胶合能力强的润滑油，选择不同齿轮材料组合，提高齿面的硬度和光洁度等。

4(齿面磨损

当灰尘、砂粒、铁屑等落入齿面间时，将引起齿面的磨粒磨损(图12-31)。闭式齿轮传动，只要注意润滑油的更换和清洁，一般不会出现这种齿面磨损。开式齿轮传动，由于齿轮外露，其主要失效形式为齿面磨损。

5(齿面塑性变形

若轮齿的硬度较低，在啮合过程中，轮齿齿面上会产生局部金属流动现象——塑性变形，从而破坏了齿面的渐开线齿形。这种失效形式常在低速、过载和起动频繁的传动中发生。提高齿面硬度，选用粘度较高的润滑油等，都有助于防止或减轻齿面塑性变形。

12.5.2 齿轮材料选择

1.齿轮材料的基本要求

由齿轮的失效形式可知，对齿轮材料的基本要求为:(1)齿面应有足够的硬

度;(2)齿芯应有足够的强度和韧性;(3)应有良好的加工工艺性能及热处理性能。齿轮常用材料是钢，其次是铸铁，有时也采用非金属材料。

2.齿轮材料及热处理

1)锻钢

2)铸钢

当齿轮的尺寸较大(大于 400 , 600 mm )而不便于锻造时，可用铸造方法制造成铸钢齿坯，再进行正火处理。铸钢耐磨性和强度均较好，承载能力稍低于锻钢。

3)铸铁

低速、轻载场合的齿轮可以制成铸铁齿坯。铸铁齿轮的加工性能、抗点蚀、抗胶合性能均较好，但强度低，耐磨性及抗冲击性差。

3.设计准则

齿轮传动的设计准则如下:

对于闭式软齿面齿轮传动，齿面点蚀是主要的失效形式，应先按齿面接触疲劳强度进行设计计算，确定齿轮的主要参数和尺寸，然后再按弯曲疲劳强度校核齿根的弯曲强度。闭式硬齿面齿轮传动常因齿根折断而失效，故通常先按齿根弯曲疲劳强度进行设计计算，确定齿轮的模数和其他尺寸，然后再按接触疲劳强度校核齿面的接触强度。对于开式齿轮传动中的齿轮，齿面磨损为其主要失效形式，故通常按照齿根弯曲疲劳强度进行设计计算，确定齿轮的模数，考虑磨损因素，再将模数增大10,—20,，而无需校核接触强度。

12.5.3 齿轮传动精度等级选择

在设计齿轮传动时，应根据齿轮的用途、使用条件、传递的圆周速度和功率大小等，选择齿轮精度等级。各精度等级对应的各项公差值，可查 GB10095—88或有关设计手册。

12.5.4 直齿圆柱齿轮传动设计

1.轮齿受力分析和计算载荷

1)受力分析

式中: T是主动轮传递的扭矩; d是主动轮分度圆直径; α是压力角。 11 在主动轮上圆周力的方向与转动方向相反;在从动轮上圆周力的方向与转动方向一致。径向力的方向分别指向各自的轮心。

2)计算载荷

由上式计算的载荷均为齿轮的名义载荷，考虑齿轮传动实际工况等影响因素，通过修正

'计算得到的载荷，称为计算载荷 F。在齿轮传动强度计算中，载荷大小应按计算载荷n

进行。

F'n=KFn

2.齿面接触疲劳强度计算

齿面点蚀主要于齿面的接触应力的大小有关。为防止齿面点蚀，应保证齿面的最大接触应力σ不大于齿轮材料的许用接触应力[σ] 。 HH

3.齿根弯曲疲劳强度计算

齿根弯曲疲劳强度计算是为了防止齿根出现疲劳折断。因此，应保证齿根最大弯曲应力

σ 不大于齿轮材料的许用弯曲应力[σ] 。 FF

12(6(1斜齿圆柱齿轮传动

1(斜齿圆柱齿轮齿廓曲面的形成、啮合特点及应用

1)斜齿圆柱齿轮齿廓曲面的形成

当发生面绕基圆柱作纯滚动时，发生面上与基圆柱的轴线相平行的一条直线KK(见图)在空间的运动轨迹就形成了直齿轮的渐开线齿面，简称渐开面。

斜齿轮齿面形成的原理和直齿轮一样，也是发生面绕基圆柱作纯滚动，所不同的是形成渐开面的直线KK不再与轴线平行，而是与轴线方向偏斜了一个角度

βb，所以形成的曲面称为渐开螺旋面。

2)啮合特点

直齿圆柱齿轮传动时，齿面上的接触线是一条与轴线平行的直线。这就使轮齿的啮合沿整个齿宽同时接触或同时分离，比较容易引起冲击、振动和噪音。斜齿轮传动齿面上的接触线先由短变长，再由长变短，轮齿是逐渐进入和脱离啮合的。这种接触方式使斜齿轮传动比较平稳，冲击和噪音小。

由于斜齿轮的轮齿是螺旋形的，所以在啮合区内，齿面上接触线的总长度比同样参数直齿轮的齿面接触线长，故斜齿轮的承载能力也较大。

2.斜齿圆柱齿轮的基本参数

由于斜齿轮的轮齿是螺旋形的，所以斜齿轮上的参数有端面与法面之分。与轴线垂直的平面称为端面，与螺旋线垂直的平面称为法面。端面中的参数和法面中的参数分别加以下标“ t ”和“ n ”。法面参数为标准值。

1)螺旋角

不同圆柱上的螺旋角是不相同的。分度圆柱上的螺旋角(简称螺旋角)

4)正确啮合条件

斜齿轮的正确啮合条件除应满足两轮模数和压力角对应相等外，两轮的螺旋角还应大小相等，旋向相反(内啮合旋向相同)。

3(斜齿圆柱齿轮的几何尺寸计算

斜齿轮的几何尺寸计算见表12-7。

12.6.2 圆锥齿轮传动

1.直齿圆锥齿轮传动的特点及应用

圆锥齿轮传动是用于传递两相交轴之间的运动和动力，两轴间的夹角可以是任意的。机械传动中应用最多的是两轴交角Σ =90 0 的直齿圆锥齿轮传动。圆锥齿轮的轮齿分布在圆锥表面上，轮齿有直齿和曲齿之分(图 12-6 、图 12-7 )，这里我们只讨论两轴交角Σ =90 0 的直齿圆锥齿轮传动。

2.直齿圆锥齿轮的基本参数

圆锥齿轮的齿形由大端向小端逐渐收缩。为计算和测量方便，规定大端参数为标准值。

0模数 m 见标准 GB 12368-90 ; 压力角α=20 ; 齿顶高系数 h a * =1 ，

顶隙系数 c * =0.2 。

一对直齿圆锥齿轮传动的正确啮合条件是:两齿轮大端的模数和压力角对应相等。

3.直齿圆锥齿轮的几何尺寸计算

12.6.3 蜗杆传动

1.蜗杆传动的特点、类型和应用

蜗杆传动用于传递垂直交错轴之间运动和动力。广泛应用于各类机床、矿山机械、冶金及起重设备等的传动系统中。

蜗杆传动传动比大，机构紧凑，传动平稳，噪声小，还可具有自锁性能。但是效率低，蜗轮材料成本较高。

按蜗杆形状不同，蜗杆传动可分为普通圆柱蜗杆传动和圆弧面(也称环面)蜗杆传动)。圆柱蜗杆的螺纹切制在圆柱体上，在车床上车削而成。圆弧面蜗杆的齿是在一个圆弧回转面上，它的承载能力及传动效率均高于圆柱蜗杆传动，但加工较困难，制造安装要求较高。

圆柱蜗杆传动圆弧面(也称环面)蜗杆传动锥蜗杆传动

风风雨雨走到今天，真不容易。

齿轮传动的特点和类型

第一节齿轮传动的特点和类型 一、齿轮传动的特点 齿轮传动是应用最为广泛的一种传动形式，与其它传动相比，具有传递的功率大、速度范围广、效率高、工作可靠、寿命长、结构紧凑、能保证恒定传动比；缺点是制造及安装精度要求高，成本高，不适于两轴中心距过大的传动。 二、齿轮传动分类 1、按轴线相互位置：平面齿轮传动和空间齿轮传动。 平面齿轮传动：按轮齿方向：直齿轮传动，斜齿轮传动和人字齿轮传动；按啮合方式：外啮合、内啮合和齿轮齿条传动； 空间齿轮传动：锥齿轮传动、交错轴斜齿轮传动和蜗杆蜗轮传动。 2、按齿轮是否封闭：开式和闭式齿轮传动 三、齿轮传动的基本要求 1、传动准确平稳； 齿廓啮合基本定律：为保证齿轮传动的瞬时传动比保持不变，则两轮不论在何处接触，过接触点所作两轮的公法线必须与两轮的连心线交于一定点。定点C称为节点，分别以O1、O2为圆心，过节点C所作的两个相切的圆称为节圆。根据齿廓曲线满足齿廓啮合基本定律制出的齿轮有渐开线齿轮、摆线齿轮和圆弧线齿轮。我们主要介绍渐开线齿轮。 渐开线的有关概念：1、发生线在基圆上滚过的长度等于基圆上相应被滚过的弧长；2、发生线即渐开线的法线，它始终与基圆相切，故也是基圆的切线；3、同一基圆上生成的任意两条反向渐开线间的公法线长度处处相等，任意两条同向渐开线间的法向距离处处相等；4、渐开线的形状取决于基圆的大小。基圆越小，渐开线越弯曲；基圆越大，渐开线越平直；5、基圆内无渐开线。 2、承载能力高和较长的使用寿命。 第二节渐开线齿轮的基本参数及几何尺寸计算 一、各部分名称 端平面：垂直于齿轮轴线的平面； 齿槽：相邻两轮之间的空间； 齿顶圆（da）、齿根圆（df）、齿槽宽（ek）、齿厚（sk）、齿顶高（ha）、齿根高（hf）、齿宽（p）、全齿高（h） 二、基本参数 1、模数m：； 2、压力角：规定分度圆上的压力角为标准压力角； 3、齿顶高系数：； 4、顶隙系数：； 5、齿数z：。当m、α不变时，z越大，db越大，渐开线越平直，若当z→∞时，db→∞，渐开线变成直线，齿轮变成齿条。 标准齿轮：m、α、ha＊、c＊皆为标准值且e＝s。 三、几何尺寸计算 1、内齿轮与外齿轮比较：内齿轮的齿根即外齿轮的齿顶，内齿轮的齿顶即外齿轮的齿根；内齿轮的df＞da＞db； 2、齿条与齿轮比较：齿条的齿廓曲线为直线，齿轮的齿廓曲线为曲线（渐开线）；对应的圆都变为直线，如分度线、齿顶线、齿根线；啮合角等于压力角，等于齿形角。齿条上所有轮齿的同侧齿廓都互相平行，齿廓任意位置的齿距都等于分度线的齿距，即pk＝p＝πm。 3、几何尺寸计算（见书表35－3）

齿轮传动的特点和应用

齿轮传动的特点和应用 外 合直齿圆啮齿柱轮动 内啮传直合圆齿齿轮传柱 齿动轮条传动（齿直条齿 外啮合）齿斜柱齿圆轮动传 字人轮传动 齿轮齿条齿动传（斜条）齿 ．空2齿轮传间动．间齿轮空动用传于交轴相交和轴之错间的动。空间齿轮传传用于相动交和交错轴轴间的之动。传 螺旋轮齿传动齿直锥圆齿传轮动曲齿圆锥齿传轮动交错（轴齿斜轮动传）蜗 传杆 动

双准曲齿轮传动 面 齿轮传的类动型齿直圆柱齿轮动外传啮 合啮内 平合齿面轮运齿（动传递平轴行的运动）间轮传动间空齿轮运（传动递不行轴间的平动） 运 （齿与轮轴平）行轮齿条齿 啮合斜外齿柱齿轮传动圆内合啮轮齿（与不平行轴齿轮）条齿 人字轮齿动传（齿成轮字形） 人递传交轴相运动（齿锥传轮动）直齿斜齿交错轴斜齿传动轮传递错轴交运动蜗轮杆蜗动传准双曲齿轮面动传 121..3廓啮齿基本合律定齿轮动传要求确准平，即要稳在求传过动程中瞬时传比保动持不变以免，生产击、冲齿传动轮求准确要平，即要稳求传动在过程中，瞬传动比时持不保，以免产生变击冲振动、

噪音。和振和动音。噪论齿廓不任何点接触在，过触点所作两齿廓接的法线必须公连与线交心于固一定点不论齿，廓在任何点触接过接，触所点作两齿的廓法公线必与连心线须交一于定点，这固就是廓齿合基本定律。就啮齿廓啮是基合定律。本 212.渐线开轮12.2.齿1开渐线的形成基及性质本.1渐开的形线成2．渐开 线的质性．据根渐线的形开，成可知开渐具有下列线些一特性：据根渐开的线成形，知可渐开线有下列具些特性一：）1生线沿基发圆过滚直线的长，等度于 基圆上滚被过的弧长圆度；发）生沿基圆滚过的直线线度，等于基长上圆被滚过的弧圆度；长 2））发线k生n是开渐在任线意点k法的。线法线的因此，。生线发任上一点法的必线切基于。因圆，此发生线上任一的法点必线切基于圆。）3开渐线廓上某点的齿法线该与点速度的方向线所夹锐的α角k称为该的压点角。力）称为点的该压角力。上式由知可，开线渐

齿轮传动、蜗杆传动、带传动、链轮传动的优缺点超全

齿轮传动、蜗杆传动、带传动、链轮传动的优缺点超全

几种传动形式之间的比较齿轮传动用来传递任意两轴间的运动和动力 齿轮传动与带传动相比主要有以下优点： （1）传递动力大、效率高； （2）寿命长，工作平稳，可靠性高； （3）能保证恒定的传动比，能传递任意夹角两轴间的运动 齿轮传动与带传动相比主要缺点有： （1）制造、安装精度要求较高，因而成本也较高； （2）不宜作远距离传动。 (3 ) 无过载保护 (4 ) 需专门加工设备

蜗轮蜗杆用于传递交错轴之间的回转运动和动力 带传动和链传动都是通过中间挠性件（带或链）传递运动和力的，适用于传递两轴中心距较大的场合 链传动的特点:①和齿轮传动比较,它可以在两轴中心相距较远的情况下传递运动和动力;②能在低速、重载和高温条件下及灰土飞扬的不良环境中工作;③和带传动比较,它能保证准确的平均传动比,传递功率较大,且作用在轴和轴承上的力较小;④传递效率较高,一般可达～;⑤链条的铰链磨损后,使得节距变大造成脱落现象;⑥安装和维修要求较高.链轮材料一般是结构钢等. 带传动(皮带传动)特点(优点和缺点):①结构简单,适用于两轴中心距较大的传动场合;②传动平稳无噪声,能缓冲、吸振;③过载时带将会在带轮上打滑,可防止薄弱零部件损坏,起到安全保护作用;④不能保证精确的传动比.带轮材料一般是铸铁等. 齿轮传动的特点:①能保证瞬时传动比恒定,平稳性较高,传递运动准确可靠;②传递的功率和速度范围较大;③结构紧凑、工作可靠,可实现较大的传动比;④传动效率高,使用寿命长;⑤齿轮的制造、安装要求较高.齿轮材料一般是铸铁等. 涡轮蜗杆传动最主要的特点就是具有反向自锁的功能，而且相比其它传动具有较大的速比，涡轮蜗杆的输入、输出轴不在同一轴线上，甚至不在同一个平面上。自身的缺点，那就是涡轮蜗杆的传动效率不够高，精度也不是很高

机械设计中必须掌握的齿轮传动知识!

机械设计中必须掌握的齿轮传动知识！ 【每日学机械】第89期，今天我们聊聊在机械设计中，我们必须掌握的齿轮传动知识！ 齿轮传动是利用两齿轮的轮齿相互啮合传递动力和运动的 机械传动。在所有的机械传动中，齿轮传动应用最广，可用来传递相对位置不远的两轴之间的运动和动力。 齿轮传动的特点：效率高，在常用的机械传动中，以齿轮传动效率为最高，闭式传动效率为96%~99%，这对大功率传动有很大的经济意义；结构紧凑，比带、链传动所需的空间尺寸小；传动比稳定，传动比稳定往往是对传动性能的基本要求。齿轮传动获得广泛应用，正是由于其具有这一特点；工作可靠、寿命长，设计制造正确合理、使用维护良好的齿轮传动，工作十分可靠，寿命可长达一二十年，这也是其它机械传动所不能比拟的。这对车辆及在矿井内工作的机器尤为重要； 但是齿轮传动的制造及安装精度要求高，价格较贵，且不宜用于传动距离过大的场合。齿轮传动的分类： 齿轮传动按齿轮的外形可分为圆柱齿轮传动、锥齿轮传动、非圆齿轮传动、齿条传动和蜗杆传动。 圆柱齿轮传动用于传递平行轴间动力和运动的一种齿轮传动。按轮齿与齿轮轴线的相对关系，圆柱齿轮传动可分为直

齿圆柱齿轮传动、斜齿圆柱齿轮传动和人字齿圆柱齿轮传动3种。 ▲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 圆柱齿轮传动的传递功率和速度适用范围大，功率可从小于千分之一瓦到10万千瓦，速度可从极低到300米／秒。啮合特点由齿廓曲面形成过程可知，渐开线直齿圆柱齿轮啮合时，齿廓曲面的接触线是与轴线平行的直线，在啮合过程中整个齿宽同时进入和退出啮合，轮齿上所受的力也是突然加上或卸掉，故传动平稳性差，冲击和噪声大。 锥齿轮传动锥齿轮传动由一对锥齿轮组成的相交轴间的齿轮传动，又称伞齿轮传动。按齿线形状锥齿轮传动可分为直齿锥齿轮传动、斜齿锥齿轮传动和曲线齿锥齿轮传动，其中直齿的和曲线齿的应用较广。 ▲直齿锥齿轮传动 ▲斜齿锥齿轮传动 非圆齿轮传动是指传动中至少有一个齿轮的节曲面不是旋转曲面的齿轮传动。齿条传动齿轮与齿条的传动结构，齿条分直齿齿条和斜齿齿条，分别与直齿圆柱齿轮和斜齿圆柱齿轮配对使用；齿条的齿廓为直线而非渐开线（对齿面而言则为平面），相当于分度圆半径为无穷大圆柱齿轮。蜗杆传动是在空间交错的两轴间传递运动和动力的一种传动，两轴

皮带传动、链传动和齿轮传动特点

皮带传动是一种依靠摩擦力来传递运动和动力的机械传动。它的特点主要表现在：皮带有良好的弹性，在工作中能缓和冲击和振动，运动平稳无噪音。载荷过大时皮带在轮上打滑，因而可以防止其他零件损坏，起安全保护作用。皮带是中间零件。它可以在一定范围内根据需要来选定长度，以适应中心距要求较大的工作条件。结构简单制造容易，安装和维修方便，成本较低。 缺点是：靠摩擦力传动，不能传递大功率。传动中有滑动，不能保持准确的传动比，效率较低。在传递同样大的圆周力时，外廓尺寸和轴上受力都比齿轮传动等啮合传动大。皮带磨损 较快，寿命较短。 链传动的特点: 1）与带传动相比，没有弹性滑动，能保持准确的平均传动比，传动效率较高；链条不需要大的张紧力，所以轴与轴承所受载荷较小；不会打滑，传动可靠，过载能力强，能在低速重载下较好工作； 2）与齿轮传动相比，可以有较大的中心距，可在高温环境和多尘环境中工作，成本较低； 3）缺点是瞬时链速和瞬时传动比都是变化的，传动平稳性较差，工作中有冲击和噪声，不适合高速场合，不适用于转动方向频繁改变的情况。 齿轮传动能传递两个平行轴或相交轴或交错轴间的回转运动和转矩。 一、齿轮传动的特点 1)效率高在常用的机械传动中，以齿轮传动效率为最高，闭式传动效率为96%~99%，这对大功率传动有很大的经济意义。 2）结构紧凑比带、链传动所需的空间尺寸小。 4)传动比稳定传动比稳定往往是对传动性能的基本要求。齿轮传动获得广泛应用，正是由于其具有这一特点。 3)工作可靠、寿命长设计制造正确合理、使用维护良好的齿轮传动，工作十分可靠，寿命可长达一二十年，这也是其它机械传动所不能比拟

的。这对车辆及在矿井内工作的机器尤为重要。 但是齿轮传动的制造及安装精度要求高，价格较贵，且不宜用于传动距离过大的场合。 常见传动方式的分类及其特点 在机械传动方面，常见的传动种类：带传动，链传动，轴传动，齿轮传动，蜗杆涡轮传动，摩擦轮传动，螺旋传动，液压传动，气压传动。 带传动一般有以下特点： 1．带有良好的饶性，能吸收震动，缓和冲击，传动平稳噪音小。 2．当带传动过载时，带在带轮上打滑，防止其他机件损坏，起到过载保护作用。 3．结构简单，制造，安装和维护方便； 4．带与带轮之间存在一定的弹性滑动，故不能保证恒定的传动比，传动精度和传动效率较低。 5．由于带工作时需要张紧，带对带轮轴有很大的压轴力。 6．带传动装置外廓尺寸大，结构不够紧凑。 7．带的寿命较短，需经常更换。 由于带传动存在上述特点，故通常用与中心距较大的两轴之间的传动传递功率一般不超过50KW。 链传动兼有带传动和齿轮传动的特点。 主要优点：与摩擦型带传动相比，链传动无弹性滑动和打滑现象，因而能保持准确的传动比（平均传动比），传动效率较高（润滑良好的链传动的效率约为97 98%）；又因链条不需要象带那样张得很紧，所以作用在轴上的压轴力较小；在同样条件下，链传动的结构较紧凑；同时链传动能在温度较高、有水或油等恶劣环境下工作。与齿轮传动相比，链传动易于安装，成本低廉；在远距离传动时，结构更显轻便。 主要缺点：运转时不能保持恒定传动比，传动的平稳性差；工作时冲击和噪音较大；磨损后易发生跳齿；只能用于平行轴间的传动。

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

齿轮传动特点

一、齒輪傳動的特點 1)效率高在常用的機械傳動中，以齒輪傳動效率為最高，閉式傳動效率為96%~99%，這對大功率傳動有很大的經濟意義。 2）結構緊湊比帶、鏈傳動所需的空間尺寸小。 3)傳動比穩定傳動比穩定往往是對傳動性能的基本要求。齒輪傳動獲得廣泛應用，正是由於其具有這一特點。 4)工作可靠、壽命長設計製造正確合理、使用維護良好的齒輪傳動，工作十分可靠，壽命可長達一二十年，這也是其它機械傳動所不能比擬的。這對車輛及在礦井內工作的機器尤為重要。 但是齒輪傳動的製造及安裝精度要求高，價格較貴，且不宜用於傳動距離過大的場合。 直傘齒輪齒形設計及製造 斜齒輪是傳遞相交軸與交錯軸傳動的主要零件，在傳遞交軸傳動的零件中，它能以較高的效率、更平穩地傳遞轉矩。它不但能傳遞兩軸線相交成直角的轉動，也能傳遞兩軸線相交成鈍角或銳角的轉動。 直齒傘齒輪是以最單純的形狀所形成的斜齒輪，若將它的齒轍向內側延長時，就會具有軸心上會於一點筆直的齒形，這種直齒傘齒輪，一般都用於較低速之下的的操作情形來使用，無論在汽車工業或其他產業上對直齒傘齒輪的需求是相當大的，因直齒傘齒輪的優點在於安裝時儘篦有些許的誤差或由於負荷而產生了變位等，也不會有應力集中到齒之端部的情形而對於破壞也是安全的。且直齒傘齒輪的齒形非常適用於高精度鍛造齒輪的設計製造上 製造介紹 傘齒輪的齒形工方法很多，必須根據零件的結構、材料、熱處理、齒輪精度及生產批量等一系列因素，選擇最適合的加工方法。一般工業上傘齒輪的切削加工方法有三大類： (1) 滾切法(generate)，圖2為Gleason NO.710機台以雙刀盤銑齒法製成直傘齒。 (2) 成形法(format)，圖3 為Gleason NO.710機台就是以成形法加工直傘齒。 (3) 仿形法 齒輪的主要切削製造程序為原料à鍛胚à粗切削à熱處理à精切削à研磨。其程序複雜且費時，無論在粗切削、精切削、研磨時以成形法來製造必須一齒一齒往複式銑削，齒數越多越費時，對於精度的要求高，成本當然高。鍛造為以高壓一次成形，在時間上就相當節省；在材料的強度上，鍛造品在抗彎強度和衝擊強度的實驗證明下都比切削品高，如以精密鍛造齒輪的技術來製成，可在製成上大量的節省成本及時間，提升產業的競爭力。

机械基础齿轮传动教案(第四版)

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 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

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 传动效率高，使用寿命长，维护简便 缺点：运转中有振动、冲击和噪声 齿轮安装要求高 不能实现无级变速 不适用中心距较大的场合 第二节渐开线齿廓 一、齿轮传动对齿廓曲线的基本要求 一是传动要平稳，二是承载能力要强 二、渐开线的形成、性质 1、 渐开线的形成 当一条动直线（发生线），沿着一个固定的圆（基圆）作纯滚动时，动直线上任意一点K 的轨 1212 21n z i n z ==

齿轮传动的4大特点及2大类型

齿轮传动的4大特点及2大类型 来源：机械论坛（https://www.wendangku.net/doc/fb16229553.html,） 齿轮传动能传递两个平行轴或相交轴或交错轴间的回转运动和转矩。 一、齿轮传动的特点 1)效率高在常用的机械传动中，以齿轮传动效率为最高，闭式传动效率为96%~99%，这对大功率传动有很大的经济意义。 2）结构紧凑比带、链传动所需的空间尺寸小。 4)传动比稳定传动比稳定往往是对传动性能的基本要求。齿轮传动获得广泛应用，正是由于其具有这一特点。 3)工作可靠、寿命长设计制造正确合理、使用维护良好的齿轮传动，工作十分可靠，寿命可长达一二十年，这也是其它机械传动所不能比拟的。这对车辆及在矿井内工作的机器尤为重要。 但是齿轮传动的制造及安装精度要求高，价格较贵，且不宜用于传动距离过大的场合。 二、齿轮传动的类型 齿轮传动就装置形式分： 1）开式、半开式传动在农业机械、建筑机械以及简易的机械设备中，有一些齿轮传动没有防尘罩或机壳，齿轮完全暴露在外边，这叫开式齿轮传动。这种传动不仅外界杂物极易侵入，而且润滑 不良，因此工作条件不好，轮齿也容易磨损，故只宜用于低速传动。齿轮传动装有简单的防护罩，有时还把大齿轮部分地浸入油池中，则称为半开式齿轮传动。它工作条件虽有改善，但仍不能做到严密 防止外界杂物侵入，润滑条件也不算最好。 2）闭式传动而汽车、机床、航空发动机等所用的齿轮传动，都是装在经过精确加工而且封闭严密的箱体(机匣)的，这称为闭式齿轮传动(齿轮箱)。它与开式或半开式的相比，润滑及防护等条件 最好，多用于重要的场合。 按齿面硬度分： 1）软齿面齿轮轮齿工作面的硬度小于或等于350HBS或38HRC； 2）硬齿面齿轮轮齿工作面的硬度大于350HBS或38HRC。 参考：https://www.wendangku.net/doc/fb16229553.html,/thread-42690-1-1.html 中国机械设备网：https://www.wendangku.net/doc/fb16229553.html,

精密齿轮齿条传动的特点介绍

精密齿轮齿条传动的特点介绍 精密齿条传动适合大行程，高精度，大扭矩传动。在数控机床，自动化领域使用非常广泛。与传动的皮带传动，以及梯形丝杠传动相比，有什么优点呢，本文做简要分析，以我厂制造的精密齿条精度特点为例传统传动方法做对比介绍。 随着精密齿条现代加工方式的逐渐进步，使得齿条的模数分布范围非常广，最小可以达到M0.5，而最大可以达到M30.精度可以到DIN5级精度。 齿条材料分为45号碳钢，或者42CrMu。或者40Cr.表面淬火处理。所有面精密磨制。 而齿条传动扭矩从1NM-100000NM.这样，不仅可以在玻璃机械，电路板雕刻机这样的超轻设备上使用，并且还可以在轮船提升机，重型卧车，数控加工中心，龙门加工中心等场合使用。 DIN5级的磨制齿条，定位精度可以达到0.015mm/米。这样的精度，是普通的梯形丝杠无法达到的。 并且，丝杠的传动长度有限，一般超过10米，就无法使用丝杠。而齿条，可以对接，中间预留调整间隙，可以无限长度对接。 我公司供应的精密齿条，在航空领域，飞机加工零件上，最长达到了60米。该龙门加工中心不仅精度很高，而且传动速度更快。 丝杠的传动速度慢，而齿条可以达到50m/MIN以上。这样的速度，在快速移动式，丝杠难以达到。 齿轮齿条，承载力大，传动精度较高，可达0.015mm，可无限长度对接延续，传动速度可以很高。 同步带，承载力较大，负载再大就要加宽皮带，传动精度较高，传动长度不可太大，否则需要考虑较大的弹性变形和振动，传动距离大尤其不适合精确定位、连续性运动控制，如大版面数控设备的XY轴，但是可用于伺服电机到传动齿轮或伺服电机到丝杠的短距离传动。优点：短距离传动速度可以很高，噪音低。典型用途:小型数控设备、某些打印机梯形丝杠，（1）普通梯形丝杠可以自锁，这是最大优点，但是传动效率低下，比上述二者低许多，所以不适合高速往返传动。缺点是时间久了传动间隙大，回程精度差，用在垂直传动较合适。 （2）滚珠丝杠不能自锁，传动效率高，精度高，噪音低，适合高速往返传动，但是水平传动时跨距大了要考虑极限转速和自重下垂变形，所以传动长度不可太大，要么改用丝母旋转丝杠不动，但还是不能太长，要么就用齿轮齿条。

齿轮传动的特点和应用

齿轮传动的特点和应用 12.1 概述 12.1.1 齿轮传动的特点和应用 齿轮传动是应用极为广泛的传动形式之一。 特点:能够传递任意两轴间的运动和动力，传动平稳、可靠，效率高，寿命长，结构紧凑，传动速度和功率范围广。但需要专门设备制造，加工精度和安装精度较高，且不适宜远距离传动。 12.1.2 齿轮传动的类型 齿轮传动的类型很多，按照两齿轮传动时的相对运动为平面运动或空间运动，可将其分为平面齿轮传动和空间齿轮传动两大类 1(平面齿轮传动 平面齿轮传动是用于两平行轴之间的传动。 外啮合直齿圆柱齿轮传动内啮合直齿圆柱齿轮传动齿轮齿条传动(直齿条) 外啮合斜齿圆柱齿轮传动人字齿轮传动齿轮齿条传动(斜齿条) 2(空间齿轮传动 空间齿轮传动用于相交轴和交错轴之间的传动。

螺旋齿轮传动 直齿圆锥齿轮传动曲齿圆锥齿轮传动 (交错轴斜齿轮传动) 蜗杆传动准双曲面齿轮传动 齿轮传动的类型 外啮合直齿圆柱齿轮传动 内啮合 (轮齿与轴平行) 齿轮齿条平面齿轮运动 齿外啮合斜齿圆柱齿轮传动 (传递平行轴间的运动) 内啮合 (轮齿与轴不平行) 轮齿轮齿条 人字齿轮传动(轮齿成人字形) 传 直齿传递相交轴运动 (锥齿轮传动) 斜齿动空间齿轮运动 交错轴斜齿轮传动 (传递不平行轴间的运动) 传递交错轴运动蜗轮蜗杆传动 准双曲面齿轮传动 12.1.3 齿廓啮合基本定律 齿轮传动要求准确平稳，即要求在传动过程中，瞬时传动比保持不变，以免产生冲击、 振动和噪音。

不论齿廓在任何点接触，过接触点所作两齿廓的公法线必须与连心线交于一固定点，这 就是齿廓啮合基本定律。 12.2 渐开线齿轮 12.2.1 渐开线的形成及基本性质 1. 渐开线的形成 2(渐开线的性质 根据渐开线的形成，可知渐开线具有下列一些特性: 1)发生线沿基圆滚过的直线长度，等于基圆上被滚过的圆弧长度; 2)发生线KN是渐开线在任意点K的法线。因此，发生线上任一点的法线必切于基圆。 3)渐开线齿廓上某点的法线与该点的速度方向线所夹的锐角α称为该点的压力角。 k 由上式可知，渐开线上各点的压力角是不相等的。 4)渐开线的形状完全取决于基圆的大小。 如图所示，基圆半径相等，则渐开线相同;基圆半径愈小，则渐开线愈弯曲;基圆半径愈大，则渐开线愈平直;基圆半径为无穷大时，则渐开线就变成直线。 5)基圆内无渐开线。 12.2.2 渐开线标准直齿圆柱齿轮的基本参数和几何尺寸 1.齿轮各部分的名称和主要参数 齿轮各部分的名称 zp=pd d=(p/p)z m=p/p