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机械设计基础课程设计(带齿轮)汇报人：AA2024-01-12

contents目录课程设计概述齿轮传动基础知识齿轮设计计算齿轮制造工艺与装备齿轮传动系统设计与优化课程设计实例分析课程设计总结与展望

01课程设计概述

目的与意义掌握机械设计基础知识通过课程设计，使学生掌握机械设计的基本原理和方法，为后续专业课程的学习打下基础。培养实践能力课程设计注重实践性和应用性，通过实际操作培养学生的动手能力和解决问题的能力。提高综合素质课程设计涉及多个学科领域的知识，可以提高学生的综合素质和跨学科学习能力。

设计一款带齿轮的传动装置，实现特定的传动比和输出扭矩。设计任务在保证传动效率和可靠性的前提下，尽可能减小装置体积和重量，降低成本。同时，需要考虑制造工艺和装配的便捷性。设计要求设计任务与要求

确定设计任务和要求明确设计目标，了解相关背景知识和技术要求。方案设计与选择根据设计任务和要求，提出多种设计方案，并进行比较和选择。详细设计对选定的方案进行详细设计，包括齿轮参数计算、强度校核、结构设计等。制造与装配根据设计图纸和技术要求，进行零部件的加工和装置的装配。调试与测试对装配好的装置进行调试和测试，确保其性能符合要求。撰写课程设计报告对整个设计过程进行总结和归纳，撰写课程设计报告。课程设计流程

02齿轮传动基础知识

用于平行轴之间的传动，分为直齿、斜齿和人字齿三种。具有结构紧凑、传动效率高、寿命长等特点。圆柱齿轮传动用于相交轴之间的传动，分为直齿、斜齿和曲线齿三种。具有传动比稳定、承载能力强等特点。圆锥齿轮传动用于交错轴之间的传动，通常由蜗杆和蜗轮组成。具有传动比大、结构紧凑、噪音小等特点。蜗杆蜗轮传动齿轮传动的类型与特点

齿轮传动的几何参数表示齿轮尺寸大小的一个参数，与齿轮的承载能力有关。表示齿轮齿形的一个参数，影响齿轮传动的重合度和啮合性能。表示齿轮上齿的数量，影响齿轮传动的速比和中心距。表示斜齿轮或人字齿轮螺旋线方向的一个参数，影响齿轮传动的重合度和轴向力。模数压力角齿数螺旋角

切向力径向力轴向力摩擦力齿轮传动的受力分齿轮切线方向作用的力，使齿轮产生旋转运动。沿齿轮半径方向作用的力，使轴承受到径向载荷。沿齿轮轴线方向作用的力，使轴承受到轴向载荷（仅对斜齿轮或人字齿轮）。由于齿轮啮合时存在相对滑动而产生的摩擦力，影响齿轮传动的效率和寿命。

03齿轮设计计算

齿轮常用材料包括碳钢、合金钢、铸铁等，选择时需考虑强度、耐磨性、耐腐蚀性等因素。为提高齿轮的力学性能和耐磨性，常采用淬火、回火、渗碳淬火等热处理工艺。齿轮材料选择与热处理热处理工艺常用齿轮材料

根据齿轮的受力情况，采用相应的计算公式，如30°切线法、当量齿轮法等，进行弯曲强度校核。弯曲强度计算考虑齿轮啮合过程中的接触应力，采用赫兹公式等进行接触强度校核。接触强度计算齿轮强度计算

精度等级分类齿轮精度等级分为多个级别，如GB/T10095规定的13个精度等级，从高到低依次排列。选择原则根据齿轮的工作条件、传动要求以及经济性等因素，合理选择齿轮的精度等级。齿轮精度等级选择

04齿轮制造工艺与装备

采用盘形模数铣刀或指状铣刀铣齿，属于成形法加工，铣刀刀齿截面形状与齿轮齿间形状相对应。铣齿属于展成法加工，其工作原理相当于一对螺旋齿轮啮合。滚齿使用插齿刀按展成法或成形法加工内、外齿轮或齿条等的齿面。插齿利用剃齿刀与被加工齿轮作自由啮合运动，借助于两者之间的相对滑移，从齿面上剃下很细的切屑，以提高齿面的精度。剃齿齿轮加工方法

机床滚齿机、插齿机、磨齿机等，用于完成齿轮的粗加工、半精加工和精加工。刀具齿轮铣刀、滚刀、插齿刀等，用于切削齿轮的齿槽和齿面。齿轮加工机床与刀具

包括齿轮的精度等级、公法线长度、齿圈径向跳动、齿形误差、齿向误差等。检测项目检测工具验收标准公法线千分尺、齿圈径向跳动检查仪、齿轮啮合仪等。根据齿轮的精度等级和应用场合制定相应的验收标准，如传动精度、噪音等级等。030201齿轮检测与验收

05齿轮传动系统设计与优化

普通圆柱齿轮传动。结构简单，制造方便，适用于中低速、中轻载的场合。方案一斜齿轮传动。重合度大，传动平稳，噪音小，适用于高速、重载的场合。方案二人字齿轮传动。结构紧凑，承载能力高，适用于大型、重载的场合。方案三传动系统方案设计与比较

齿数及螺旋角优化通过调整齿数和螺旋角，可以改变齿轮传动的重合度，从而影响传动的平稳性和噪音。轴承及箱体结构优化选用合适的轴承类型和箱体结构，可以提高传动系统的刚度和稳定性，减少振动和噪音。齿轮模数优化根据齿轮的弯曲疲劳强度和接触疲劳强度，选择合适的模数，以提高齿轮的承载能力和使用寿命。传动系统参数优化

建立仿真模型利用专业的机械设计软件建立齿轮传动系统的三维模型，并进行装配和运动仿真。仿真结果分析通过仿真可以得