《机械原理与齿轮设计》课件

《机械原理与齿轮设计》本课程旨在介绍齿轮传动的基本原理、设计方法以及应用通过学习，学生将掌握齿轮传动的基本知识，并能够进行简单的齿轮设计和分析课程简介本课程将深入探讨齿轮传动的原理，涵盖齿轮分类、齿轮参数计课程将结合理论教学与实际应用，通过案例分析、实验课程等形算、齿轮强度设计、齿轮加工工艺、齿轮润滑与维护、齿轮传动式，帮助学生掌握齿轮设计与应用的实践能力系统设计等内容课程目标掌握齿轮传动的基本掌握齿轮的设计方法

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2.12原理能够根据具体应用场景进行齿了解齿轮传动的种类、特点、轮的设计，包括齿轮尺寸、材优缺点，以及齿轮传动参数的料选择、强度计算等计算方法掌握齿轮加工工艺掌握齿轮传动系统的

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4.34设计方法了解齿轮的加工方法，包括切削、磨削、滚齿等，并能够进能够进行齿轮传动系统的整体行简单的齿轮加工操作设计，包括齿轮箱、差速器等机械原理概述机械原理是研究机械运动和力的传递规律的学科，是机械设计的机械原理主要研究机械运动的类型、运动的分析方法、机械传动基础理论的类型、机械传动的效率和功率等机械传动基础齿轮传动带传动应用最广泛的机械传动方式之一，可利用带的柔性连接，实现转速和扭矩实现转速和扭矩的转换的传递，适用于轻载荷和低速场合链传动摩擦传动利用链条的刚性连接，实现转速和扭利用摩擦力实现转速和扭矩的传递，矩的传递，适用于重载荷和高速场合适用于轻载荷和低速场合齿轮传动基础基本概念1齿轮的定义、齿轮参数、齿轮啮合原理齿轮的类型2直齿轮、斜齿轮、锥齿轮等齿轮传动参数的计算3齿轮传动比、齿轮尺寸、齿轮强度计算等齿轮的强度设计4齿轮的失效形式、齿轮的强度计算方法齿轮的加工工艺5齿轮的加工方法、加工精度等齿轮分类按齿形分类按传动比分类直齿轮、斜齿轮、人字齿轮、圆定传动比齿轮、变传动比齿轮柱齿轮、锥齿轮等按应用场合分类按材料分类工业齿轮、汽车齿轮、航空齿轮金属齿轮、塑料齿轮、陶瓷齿轮等等平面直齿轮齿面为平面，齿轴平行，最简单的齿轮类型，结构简单，加工方常用于低速、轻载场合，如小型电机、家用电器等便，但承载能力有限斜齿轮齿面为斜面，齿轴平行，与直齿轮相比，承载能力更高，噪音更常用于高速、重载场合，如汽车变速箱、机床主轴等低双曲面齿轮齿面为双曲面1承载能力更高，效率更高，可实现更大的传动比应用范围广2适用于各种机械设备，如汽车、飞机、船舶等加工难度大3需要特殊的加工设备和工艺蜗轮蜗杆传动蜗轮与蜗杆啮合蜗杆旋转驱动蜗轮，实现转速和扭矩的传递传动比大可实现很大的传动比，适用于大减速比场合自锁性当蜗杆不旋转时，蜗轮无法带动蜗杆旋转螺旋传动利用螺旋线将旋转运动转化为直线运动或将直线运动转化为1旋转运动应用于各种机械设备，如机床、汽车、航空等2可实现较大的传动比，并且噪音较低3锥齿轮传动12轴线交叉传动比灵活锥齿轮的轴线相互交叉，可以实现轴可实现各种传动比，适用于各种场合线方向的改变3加工难度大锥齿轮的加工难度较大，需要特殊的加工设备和工艺齿轮传动参数的计算齿轮传动比、齿轮模数、齿轮直径、齿轮齿数等计算方法根据齿轮类型和应用场合的不同而有所差异齿轮的强度设计弯曲强度接触强度齿轮在弯曲载荷作用下的强度齿轮在接触载荷作用下的强度齿轮的噪音与振动齿轮传动过程中产生的噪音和振动会影响机器的运行稳定性和使影响齿轮噪音和振动的因素包括齿轮精度、齿轮材料、润滑油等用寿命齿轮表面失效分析齿面磨损齿面疲劳齿面塑性变形由于摩擦和磨损导致的齿面磨损由于反复载荷作用引起的齿面疲劳断由于载荷过大引起的齿面塑性变形裂齿轮的加工工艺齿轮的加工方法主要有切削加工、磨削加工、滚齿加工等不同的加工方法会影响齿轮的精度、表面质量和成本齿轮的润滑与维护润滑油的作用降低摩擦、减少磨损、散热、防锈等润滑油的种类矿物油、合成油、植物油等润滑方法油浴润滑、油雾润滑、油气润滑等维护保养定期更换润滑油、检查齿轮磨损情况等齿轮传动系统设计传动比1选择合适的传动比以满足设计要求齿轮尺寸2根据传动比和载荷选择合适的齿轮尺寸齿轮材料3根据工作环境和载荷选择合适的齿轮材料齿轮加工工艺4选择合适的加工工艺以保证齿轮的精度和质量齿轮润滑5选择合适的润滑油和润滑方式齿轮箱设计实例汽车变速箱工业齿轮箱采用多级齿轮传动，实现不同的传动比，以满足不同速度的需求用于重型机械设备，需要承受较大的载荷，需要采用强度更高的齿轮材料和加工工艺行星齿轮系统行星齿轮系统是齿轮传动的一种特殊形式，由行星齿轮、太阳轮行星齿轮系统具有结构紧凑、传动比大、效率高等特点、齿圈组成差速器原理功能1使左右车轮能够以不同的速度转动，以适应车辆转弯时内侧和外侧车轮行驶速度不同的需求结构2由行星齿轮、太阳轮、齿圈、差速壳等组成工作原理3通过行星齿轮的旋转，实现左右车轮不同速度的转动无级变速器原理原理利用摩擦轮之间的接触，实现连续的转速和扭矩变化特点传动比连续可调，效率高，噪音低应用广泛应用于汽车、机床等领域齿轮传动案例分析12案例一案例二分析汽车变速箱的齿轮设计，探讨齿分析工业齿轮箱的设计，探讨齿轮材轮强度、噪音、振动等问题料、加工工艺、润滑方式等问题齿轮传动技术发展趋势高精度化轻量化提高齿轮的加工精度，以提高采用轻质材料，降低齿轮重量传动效率和降低噪音，提高机器的性能智能化利用传感器和控制系统，实现齿轮传动的智能控制和故障诊断实验课程介绍课程将设置4个实验课程，以帮助学生巩固理论知识，并培养学实验课程内容包括齿轮制造工艺、齿轮传动性能测试、无级变速生的实践技能器原理、差速器拆装与分析等实验课程一齿轮制造工艺学习齿轮的加工方法，包括切削加工、磨削加工、滚齿加工1等了解不同加工方法的特点，以及加工精度和表面质量的影响2进行简单的齿轮加工操作，熟悉齿轮加工的工艺流程3实验课程二齿轮传动性能测试传动效率测试噪音测试测试不同传动比下的传动效率，分析影响传动效率的因素测试不同传动比下的噪音水平，分析影响噪音水平的因素实验课程三无级变速器原理拆解无级变速器了解无级变速器的结构和工作原理观察摩擦轮的工作过程分析摩擦轮之间的接触和滑移现象测试无级变速器的性能测试不同传动比下的速度和扭矩变化实验课程四差速器拆装与分析拆解差速器1了解差速器的结构和工作原理观察差速器内部零件2分析行星齿轮、太阳轮、齿圈等零件的工作原理组装差速器3熟悉差速器的组装流程总结与展望本课程介绍了齿轮传动的基本原理、设计方法以及应用，为学生随着科技的不断发展，齿轮传动技术也将不断进步，未来将朝着后续学习机械设计提供了基础知识高精度、轻量化、智能化的方向发展。