東北大學精密儀器設計與制造課件第三章齒輪機構目錄齒輪機構基本概念與分類齒輪嚙合原理與傳動比計算漸開線標準直齒圓柱齒輪設計目錄斜齒圓柱齒輪、錐齒輪和蝸桿傳動設計齒輪加工方法與工藝過程分析齒輪機構裝配與調試技巧分享01齒輪機構基本概念與分類齒輪機構是由兩個或多個齒輪組成的一種傳動機構，通過齒輪之間的嚙合傳遞運動和動力。定義齒輪機構在機械傳動中具有廣泛的應用，主要作用包括傳遞運動、改變運動方向、調整轉速和扭矩等。作用齒輪機構定義及作用類型根據齒輪的齒形、齒向和嚙合方式等不同特點，齒輪可分為圓柱齒輪、圓錐齒輪、蝸輪蝸桿等多種類型。特點不同類型的齒輪具有不同的特點，如圓柱齒輪傳動效率高、承載能力強；圓錐齒輪可改變傳動方向、適用于相交軸傳動；蝸輪蝸桿傳動比較大、噪音小等。齒輪類型與特點應用領域齒輪機構廣泛應用于各種機械設備中，如汽車、機床、航空航天器、能源設備等。發展趨勢隨著科技的不斷進步，齒輪機構正朝著高精度、高效率、高可靠性、輕量化等方向發展。同時，新型材料和先進制造技術的應用也為齒輪機構的發展帶來了新的機遇和挑戰。應用領域及發展趨勢02齒輪嚙合原理與傳動比計算兩個齒輪在傳動過程中，其齒廓曲線必須保持連續相切，以保證傳動的平穩性和連續性。齒輪正確嚙合的條件是兩齒輪的模數和壓力角必須分別相等，同時兩齒輪分度圓上的齒厚與齒槽寬必須相等。嚙合原理及條件分析嚙合條件分析齒輪嚙合基本原理傳動比是指主動齒輪轉速與從動齒輪轉速之比，或從動齒輪齒數與主動齒輪齒數之比。傳動比定義傳動比可以通過測量兩齒輪的齒數或轉速來計算，具體公式為i=n1/n2=z2/z1，其中i為傳動比，n1和n2分別為主動和從動齒輪的轉速，z1和z2分別為兩齒輪的齒數。傳動比計算方法傳動比定義及計算方法實例演示：傳動比計算過程實例描述假設有一組相互嚙合的齒輪，主動齒輪齒數為20，從動齒輪齒數為40，求該組齒輪的傳動比。計算過程根據傳動比計算公式i=z2/z1，將已知數值代入公式進行計算，得到i=40/20=2。因此，該組齒輪的傳動比為2。03漸開線標準直齒圓柱齒輪設計根據齒輪所受載荷和轉速，選擇合適的模數，通常模數越大，齒輪強度越高，但成本也會相應增加。模數選擇壓力角選擇齒數選擇一般選擇20°作為標準壓力角，但在某些特殊情況下，可以選擇其他壓力角以滿足特定需求。齒數的選擇需考慮齒輪副的傳動比、中心距以及齒輪大小等因素。030201基本參數選擇與確定方法彎曲強度校核通過計算齒輪齒根彎曲應力，與許用應力進行比較，以校核齒輪的彎曲強度。接觸強度校核計算齒輪接觸應力，并與許用接觸應力進行比較，以校核齒輪的接觸強度。優化措施針對強度不足的情況，可以采取增加齒寬、增大模數、選用高強度材料等優化措施。強度校核及優化措施設計實例展示一個具體的漸開線標準直齒圓柱齒輪設計實例，包括基本參數選擇、強度校核及優化措施等步驟。討論對設計實例進行討論，分析設計過程中的優缺點，提出改進意見和建議。同時，可以引入其他設計案例進行對比分析，加深對齒輪設計的理解。設計實例展示與討論04斜齒圓柱齒輪、錐齒輪和蝸桿傳動設計齒輪參數選擇強度校核精度等級選擇熱處理及材料選擇斜齒圓柱齒輪設計要點根據傳動需求選擇合適的模數、齒數、螺旋角等參數。根據傳動精度要求選擇合適的齒輪精度等級。對齒輪進行彎曲強度、接觸強度等校核，確保滿足使用要求。根據齒輪工作條件選擇合適的材料和熱處理方式。錐齒輪具有錐形齒面，用于相交軸之間的傳動，可改變傳動方向。結構特點根據傳動需求選擇合適的錐齒輪類型（如直齒錐齒輪、斜齒錐齒輪等），確定模數、齒數、錐角等參數，并進行強度校核和精度等級選擇。設計方法錐齒輪結構特點及設計方法蝸桿傳動原理及設計步驟蝸桿傳動由蝸桿和蝸輪組成，利用蝸桿的螺旋面與蝸輪的齒面嚙合實現傳動，具有較大的傳動比和自鎖性。傳動原理確定傳動比和中心距，選擇合適的模數和蝸桿頭數，計算蝸桿直徑和蝸輪齒數，進行強度校核和精度等級選擇，最后確定潤滑方式和散熱措施。設計步驟05齒輪加工方法與工藝過程分析

常用加工方法及設備介紹銑齒加工利用銑齒機進行齒輪的粗加工，適用于單件或小批量生產。銑齒機具有結構簡單、操作方便、成本低廉等優點。滾齒加工采用滾齒機進行齒輪的精加工，生產效率高，適用于大批量生產。滾齒機通過滾刀與工件的相對運動，實現齒輪齒形的精確加工。插齒加工利用插齒機進行齒輪的加工，適用于中等批量生產。插齒機采用插齒刀對工件進行切削，可獲得較高的加工精度和表面質量。粗加工采用銑齒或滾齒等方法對齒輪進行粗加工，去除大部分余量，為后續精加工提供基礎。齒輪毛坯準備根據齒輪的材質、尺寸和精度要求，選擇合適的毛坯制備方法，如鑄造、鍛造或切割等。熱處理根據齒輪的材質和使用要求，選擇合適的熱處理方法，如淬火、回火或滲碳等，以提高齒輪的力學性能和耐磨性。檢驗與包裝對加工完成的齒輪進行檢驗，確保各項指標符合要求，然后進行清洗、防銹和包裝等處理。精加工采用滾齒、插齒或磨齒等方法對齒輪進行精加工，達到圖紙要求的精度和表面質量。工藝過程規劃與實施策略引進高精度、高效率的齒輪加工設備和先進的工藝方法，如數控滾齒機、高速切削技術等，提高加工精度和生產效率。采用先進的加工設備和工藝方法通過對切削速度、進給量、切削深度等工藝參數的優化調整，實現高效、高質量的齒輪加工。優化工藝參數定期對齒輪加工設備進行維護和保養，確保設備處于良好狀態，減少故障停機時間，提高生產效率。加強設備維護和保養加強對操作人員的培訓和技能提升，使其熟練掌握齒輪加工技能和操作方法，提高產品質量和生產效率。提高操作人員技能水平提高加工精度和效率途徑06齒輪機構裝配與調試技巧分享檢查齒輪參數核對齒輪的模數、齒數、壓力角等參數，確保與設計要求相符。準備適當的裝配工具根據齒輪機構的類型和規格，準備適當的裝配工具，如錘子、扳手、千斤頂等。清洗齒輪和軸承確保齒輪和軸承表面無雜質和油污，以免影響裝配精度和使用壽命。裝配前準備工作和注意事項03注意裝配順序和力度按照正確的裝配順序進行操作，避免使用過大或過小的力度，以免損壞齒輪或軸承。01使用專用夾具進行齒輪定位利用專用夾具將齒輪固定在正確位置，確保齒輪的軸向和周向定位準確。02使用量具檢測裝配精度使用量具（如游標卡尺、千分尺等）檢測齒輪的公法線長度、齒側間隙等，確保裝配精度符合要求。正確使用輔助工具和量具進行裝配操作123可能是由于齒輪加工誤差或裝配不當導致的。解決方法包括重新調整齒輪位置、更換精度更高的齒輪等。