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机械设计基础-齿轮传动 第4章 齿轮传动 第4章 齿轮传动 教学目标： 齿轮传动是最重要的机械传动形式之一，本章主要讨论渐开线齿轮机构的分类；齿廓啮合基本定律；渐开线齿廓的特性；渐开线齿轮齿廓的加工方法；根切现象及最少齿数；齿轮的主要失效形式，直齿圆柱、斜齿圆柱和直齿圆锥齿轮的几何尺寸计算、受力分析、强度计算、主要参数及其选择；当量齿轮的概念；齿轮的啮合传动及其正确啮合条件；齿轮传动的润滑方式及效率计算等。 通过本章的学习，要求掌握了解齿廓啮合基本定律；掌握标准直齿、斜齿圆柱齿轮的几何尺寸计算、当量齿数的计算、受力分析；学会强度计算、主要参数及其选择；了解直齿圆锥齿轮传动、齿轮传动的润滑方式及效率计算。 第4章 齿轮传动 教学重点和难点： ◆齿轮机构的特点及类型。 ◆齿廓啮合基本定律及渐开线的特点。 ◆标准直齿圆柱齿轮的几何尺寸计算。 ◆渐开线齿轮的啮合传动特性。 ◆展成法加工齿轮齿廓。 ◆轮齿不发生跟切的最小齿数 ◆变位齿轮传动 ◆斜齿圆柱齿轮、锥齿轮的当量齿轮及当量齿数 ◆直齿圆柱齿轮、斜齿圆柱齿轮、锥齿轮的受力分析 ◆齿轮失效形式及计算准则 ◆齿轮传动的强度计算 ◆齿轮传动参数的选择和设计计算 第4章 齿轮传动 案例导入： 许多机械设备本身带有动力机，动力机一般都是电动机、内燃机、汽轮机、液压马达等以转速和转矩作为输出的机器，其中应用最多的是电动机和内燃机。这两种动力机的转速通常较高，转矩较小，而通常机械设备中执行机构的转速较低，转矩较大。因此，在动力机与执行机构之间需要有一种转速及转矩的转换机构，本章要介绍的齿轮机构正是最常用的这种转换机构之一。 本书第3章的案例导入介绍了带式输送机。其中，滚筒是输送机的执行机构，电动机是输送机的的动力机，两者之间转速、转矩的转换机构是带轮机构与齿轮减速器。 第4章 齿轮传动 在实际应用中，要根据滚筒的工作载荷、转速，电动机的类型、额定转速和额定转矩，输送机的使用寿命，选择齿轮减速器的类型和型号。齿轮减速器的型号不同，其承载能力也不同。齿轮减速器的承载能力主要指其输出转矩、输出转速和传动比。齿轮减速器的承载能力主要又决定于减速器中齿轮的主要参数，如齿轮的齿数、模数、齿宽、传动比和材料等。本章正是要讨论上述齿轮机构的传动原理和几何尺寸计算，齿轮传动主要参数的选取、设计计算方法和过程。 第4章 齿轮传动 4.1 齿轮机构的特点及类型 4.2 齿廓啮合基本定律与渐开线齿廓 4.3 渐开线齿轮各部分的名称及尺寸 4.4 渐开线齿轮的啮合传动特性 4.5 渐开线齿轮的切齿原理 4.6 渐开线齿轮的根切现象及最少齿数 4.7 渐开线变位齿轮简介 4.8 斜齿圆柱齿轮传动 4.9 锥齿轮传动 4.10 齿轮传动的失效形式和计算准则 第4章 齿轮传动 4.11 齿轮的材料及热处理 4.12 齿轮传动精度简介 4.13 直齿圆柱齿轮传动的受力分析及其计算载荷 4.14 直齿圆柱齿轮传动的强度计算 4.15 斜齿圆柱齿轮传动的强度计算 4.16 标准直齿锥齿轮传动的强度计算 4.17 齿轮的结构 4.18 齿轮传动的润滑及效率 4.19 本章实训 4.20 习题与练习 4.1 齿轮机构的特点及类型 4.1.1 齿轮机构的特点 4.1.2 齿轮机构的类型 4.1 齿轮机构的特点及类型 齿轮机构就是由在圆周上均匀上分布着某种轮廓曲面的齿的轮子组成的传动机构。齿轮机构是各种机械设备中应用最广泛、最多的一种机构，因而是最重要的一种传动机构。比如机床中的主轴箱和进给箱、汽车中的变速箱等部件的动力传递和变速功能，都是由齿轮机构实现的。 4.1.1 齿轮机构的特点 齿轮机构之所以成为最重要传动机构是因为其具有以下特点： 1.齿轮机构的优点 ◆传动比恒定，这是最重要的特点； ◆传动效率高； ◆其圆周速度和所传递功率范围大； ◆使用寿命较长； ◆可以传递空间任意两轴之间的运动； ◆结构紧凑。 4.1.1 齿轮机构的特点 2.齿轮机构的缺点 ◆制造和安装的精度要求较高，成本较高； ◆精度低时，噪声较大； ◆不适用于两轴距离较远时的传动； ◆无过载保护作用。 4.1.2 齿轮机构的类型 1.按照齿轮的齿廓曲面分类 (1) 渐开线齿轮 渐开线齿轮的齿面是具有渐开线性质的曲面，这是应用最广泛的一类齿轮，本章介绍的就是这种齿轮。渐开线齿轮机构的形式很多，但直齿圆柱齿轮机构是齿轮机构中最简单、最基本、应用最广泛的一种形式。因而我们将直齿圆柱齿轮作为本章重点进行讨论。 (2) 圆弧齿轮 圆弧齿轮机构是近几十年来新发展起来的一种齿轮机构，其齿面是圆弧曲面。这种齿轮的承载能力高于渐开线齿轮，适用于高速重载的场合。 (3) 摆线齿轮 摆线齿轮机构目前主要用于摆线少齿差传动，其齿廓曲线为外摆线。 (4) 谐波