非标机械设计培训之齿轮传动基本原理与常见类型解析

齿轮传动：基本原理与常见类型解析
齿轮，作为传递动力和运动的精密元件，其历史几乎与人类机械文明同步。
通过齿与齿的啮合，它能准确传递空间任意轴间的运动和矩，是现代工业设备的核心传动部件。


齿轮传动的基本原理源于线速度相等的杠杆定律。
两个齿轮在分度圆处啮合，主动轮推动从动轮，其瞬时传动比恒定，确保了运动的平稳性与准确性。
这1特性使其在精度要求高的场合，如机床、汽车变速箱中，具有不可替代的地位。


根据两轴相对位置的不同，齿轮可分为几种主要类型：

圆柱齿轮：用于两平行轴之间的传动。
这是最常见的形式，可分为：

直齿轮：齿线平行于轴线，加工简单，成本较低，但在高速运行时易产生冲击和噪音。


斜齿轮：齿线为螺旋线，啮合过程是渐进式的，重合度大，传动平稳，噪音小，可承受更大载荷，但会产生轴向力，需用推力轴承来平衡。


锥齿轮：用于两相交轴之间的传动，通常两轴相交成90度。
其齿形分布在圆锥面上，能将运动方向在1个平面内改变，广泛应用于汽车后桥差速器、机床换向机构中。


蜗轮蜗杆：用于空间两交错轴间的传动，通常交错角为90度。
其主要特点是能实现很大的单级传动比可达几十至上百，传动平稳无声，且当蜗杆导程角较小时，机构具有自锁性，即只能由蜗杆带动蜗轮，反之则卡死。
此特性常用于提升机构中作为安全保证。


每种齿轮类型都有其独特的性能特点和适用场景。
设计者的任务是根据传递的功率、速、传动比、空间布局以及噪音振动要求，选择最合适的齿轮类型与参数，实现高效、可靠的动力传递。