齿 轮 传 动 1．了解齿轮传动的特点、分类和应用。 2．会计算齿轮传动的平均传动比。 3．了解渐开线齿轮各部分的名称、主要参数。

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1 齿 轮 传 动 1．了解齿轮传动的特点、分类和应用。 2．会计算齿轮传动的平均传动比。 3．了解渐开线齿轮各部分的名称、主要参数。
　齿 轮 传 动 1．了解齿轮传动的特点、分类和应用。 2．会计算齿轮传动的平均传动比。 3．了解渐开线齿轮各部分的名称、主要参数。 4．了解齿轮的结构，能计算标准直齿圆柱齿轮的基本尺寸。 5．掌握渐开线直齿圆柱齿轮传动的啮合条件。 6．了解渐开线齿轮切齿原理、根切及最少齿数。

2 7．了解变位齿轮的概念。 8．了解齿轮的失效形式与常用材料。 9．了解齿轮传动精度的概念。 10．熟悉齿轮传动的维护方法。 11．了解齿面接触疲劳强度和齿根弯曲疲劳强度的概念。

3 一、齿轮传动的特点、分类和应用 减速器中的齿轮传动 齿轮传动应用举例

4 1．齿轮传动的常用类型及其应用 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 齿轮传动常用类型

5 2．齿轮传动的优缺点 （1）优点 ● 能保证瞬时传动比恒定，工作可靠性高，传递运动准确可靠 ● 传递的功率和圆周速度范围较宽
● 能保证瞬时传动比恒定，工作可靠性高，传递运动准确可靠 ● 传递的功率和圆周速度范围较宽 ● 结构紧凑、可实现较大的传动比 ● 传动效率高，使用寿命长 ● 维护简便

6 （2）缺点 ● 运转过程中有振动、冲击和噪声 ● 齿轮安装要求较高 ● 不能实现无极变速 ● 不适宜用在中心距较大的场合

7 3．齿轮传动的传动比 式中　n1、n2——主、从动轮的转速，r/min ； 　　　Z1、Z2——主、从动轮的直径，mm。 齿轮传动的传动比是主动齿轮转速与从动齿轮转速之比，也等于两齿轮齿数之反比。

8 二、渐开线标准直齿圆柱齿轮的基本参数和几何尺寸计算
1．渐开线标准直齿圆柱齿轮各部分的名称 渐开线标准直齿圆柱齿轮各部的分名称 齿轮各部分的名称

9 2．渐开线标准直齿圆柱齿轮的基本参数 ● 标准齿轮的齿形角α ● 齿数z ● 模数m ● 齿顶高系数 ha* ● 顶隙系数 c*

10 齿形角——在端平面上，过端面齿廓上任意点K的径向直线与齿廓在该点处的切线所夹的锐角，用α表示。K点的齿形角为αK。
（1）标准齿轮的齿形角α 齿形角——在端平面上，过端面齿廓上任意点K的径向直线与齿廓在该点处的切线所夹的锐角，用α表示。K点的齿形角为αK。 渐开线齿廓上各点的齿形角不相等，K点离基圆越远，齿形角越大，基圆上的齿形角α=0°。 齿轮轮齿的齿形角

11 分度圆压力角——齿廓曲线在分度圆上的某点处的速度方向与曲线在该点处的法线方向（即力的作用线方向）之间所夹锐角，也用α表示。

12 齿距p除以圆周率π所得的商，即m＝ p /π。 模数已经标准化。
（2）齿数 z 一个齿轮的轮齿总数。 （3）模数m 齿距p除以圆周率π所得的商，即m＝ p /π。 模数已经标准化。 齿数相等的齿轮，模数越大，齿轮尺寸就越大，轮齿也越大，承载能力越大。 模数大小和齿轮尺寸大小的比较

13 对于标准齿轮，规定ha=ha*m。ha*称为齿顶高系数。我国标准规定：正常齿ha*＝1。
（5）顶隙系数c* 当一对齿轮啮合时，为使一个齿轮的齿顶面不与另一个齿轮的齿槽底面相抵触，轮齿的齿根高应大于齿顶高，即应留有一定的径向间隙，称为顶隙，用c表示。 对于标准齿轮，规定c＝c*m。c*称为顶隙系数。我国标准规定：正常齿c*＝0.25。 一对齿轮啮合时的顶隙

14 标准齿轮的齿轮特征： （1）具有标准模数和标准压力角。 （2）分度圆上的齿厚和齿槽宽相等，即s=e=πm/2。 （3）具有标准的齿顶高和齿根高，即ha=ha*m，hf=（ha*+c*）m。 不具备上述特征的齿轮称为非标准齿轮。

15 3．外啮合标准直齿圆柱齿轮的几何尺寸计算 外啮合标准直齿圆柱齿轮的几何尺寸计算公式

16 外啮合标准直齿圆柱齿轮的几何尺寸计算公式

17 【例 6—4—1】 　一对相啮合的标准直齿圆柱齿轮，齿数z1=20，z2=32，模数 m=10。试计算其分度圆直径 d、齿顶圆直径d a、齿根圆直径 d 、齿厚s、基圆直径d和中心距a。
解题过程

18 三、渐开线直齿圆柱齿轮传动的正确啮合条件
必须使两齿轮的基圆齿距相等，即 pb1=pb2 （1）模数必须相等。 （2）分度圆上的齿形角相等。 渐开线齿轮的正确啮合条件

19 成形法——用渐开线齿形的成形铣刀直接切出齿形的方法。
四、渐开线齿轮切齿原理 1．成形法 成形法——用渐开线齿形的成形铣刀直接切出齿形的方法。 常用刀具：盘形铣刀和指状铣刀。 加工时，铣刀绕本身轴线旋转，同时轮坯沿齿轮轴线方向直线移动。 盘形铣刀 指状铣刀 新型带传动技术在油田开采磕头机中的应用

20 2．范成法 范成法——利用一对齿轮（或齿轮与齿条）啮合时其共轭齿廓互为包络线的原理来切齿的方法。 常用刀具 ● 齿轮插刀 ● 齿条插刀 ● 齿轮滚刀

21 （1）齿轮插刀 刀具顶部比正常齿高出c*m，以便切出顶隙部分。插齿时，插刀沿轮坯轴线方向作往复切削运动，同时强迫插刀与轮坯模仿一对齿轮传动那样以一定的传动比转动，直至全部齿槽切削完毕。 齿轮插刀加工齿轮

22 用齿条插刀切齿是模仿齿轮齿条的啮合过程，把刀具做成齿条状。
（1）齿条插刀 用齿条插刀切齿是模仿齿轮齿条的啮合过程，把刀具做成齿条状。 齿轮插刀加工齿轮

23 滚齿时，滚刀的齿廓在水平工作台面上的投影为一齿条。滚刀转动时，该投影齿条就沿其中线方向移动，这样便按范成原理切出轮坯的渐开线齿廓。
（1）齿轮滚刀 滚齿时，滚刀的齿廓在水平工作台面上的投影为一齿条。滚刀转动时，该投影齿条就沿其中线方向移动，这样便按范成原理切出轮坯的渐开线齿廓。 滚刀除旋转外，还沿轮坯的轴向逐渐移动，以便切出整个齿宽。 齿轮滚刀加工齿轮

24 五、根切、最小齿数和变位齿轮 1．根切 根切——用展成法加工标准齿轮时，如果被加工齿轮的齿数过小，刀具就会将轮坯齿廓齿根部分的渐开线切去一部分的现象。 齿轮的根切

25 2．最小齿数 标准齿轮是否发生根切取决于其齿数的多少。 标准齿轮齿数z必须≥不根切的最少齿数 zmin。 对于α=20°和ha=1 的正常标准渐开线齿轮，zmin =17。

26 （1）标准齿轮的齿数必须≥zmin，否则会产生根切。
3．变位齿轮 标准齿轮不足 ： （1）标准齿轮的齿数必须≥zmin，否则会产生根切。 （2）标准齿轮的中心距不能够按实际要求的中心距调整。 （3）大、小齿轮的强度无法进行均衡和调整。 变位齿轮——这种由于改变了刀具与轮坯的相对位置而切制出的齿轮。 变位齿轮的加工原理 变位齿轮齿形

27 六、齿轮的失效形式与常用材料 失效——齿轮传动过程中，若轮齿发生折断、齿面损坏等现象，齿轮失去了正常的工作能力。 ● 齿面点蚀 ● 齿面磨损 ● 齿面胶合 ● 齿面塑变 ● 轮齿折断

28 1．齿面点蚀 2．齿面磨损 齿面磨损是开式齿轮传动的主要失效形式。

29 3．齿面胶合 高速和低速重载的齿轮传动容易发生齿面胶合。

30 4. 齿面塑变 当齿轮的齿面较软，在重载情况下，可能使表层金属沿着相对滑动方向发生局部的塑性流动，出现塑性变形。

31 5. 轮齿折断 轮齿折断是开式传动和硬齿面闭式传动的主要失效形式之一。

32 2．齿轮的常用材料 ● 锻钢 ● 铸钢 ● 铸铁 ● 非金属材料

33 七、齿轮传动精度 1．运动精度 运动精度——指齿轮传动中传递运动的准确性。通常以齿轮每回转一周产生的转角误差来反映。 转角误差越小，传递运动越准确，传动比越准确。 2．工作平稳性精度 工作平稳性精度——在齿轮回转的一周中，其瞬时传动比变化的限度。 瞬时传动比变化越小，齿轮副传动越平稳。

34 3．接触精度 接触精度——指齿轮在传动中，工作齿面承受载荷的分布均匀性。 常用齿轮副的接触斑点面积的大小（占整个齿面的百分比）和接触位置来表示。 4．齿轮副的侧隙 齿轮副的侧隙——相互啮合的一对齿轮的非工作齿面之间的间隙。

35 八、齿轮传动的维护方法 （1）及时清除齿轮啮合工作面的污染物，保持齿轮清洁。 （2）正确选用齿轮的润滑油（脂） ，按规定及时检查油质，定期换油。 （3）保持齿轮工作在正常的润滑状态。 （4）经常检查齿轮传动啮合状况，保证齿轮处于正常的传动状态。 （5）禁止超速、超载运行。

36 九、齿面接触疲劳强度和齿根弯曲疲劳强度 1．齿面接触疲劳强度 齿面接触强度——指两齿轮齿面接触时，其表面产生很大的局部接触应力时的强度。 当齿轮材料、传递转矩、齿宽和齿数比确定后，直齿圆柱齿轮的齿面接触疲劳强度取决于小齿轮的直径或中心距的大小。 2．齿根弯曲疲劳强度 提高直齿圆柱齿轮齿根弯曲疲劳强度的主要措施有 ： （1）适当增大齿宽。 （4）提高齿轮精度等级。 （2）增大齿轮模数。 （5）改善齿轮材料和热处理方式。 （3）采用较大的变位系数。

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