齿轮机构的发展史课件.pptx

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1、齿轮机构的发展史齿轮齿轮（Gear或cogwheel）是轮缘上有齿能连续啮合传递运动和动力的机械元件，齿轮依靠齿的啮合传递扭矩的轮状机械零件。齿轮通过与其它齿状机械零件（如另一齿轮、齿条、蜗杆）传动，可实现改变转速与扭矩、改变运动方向和改变运动形式等功能。由于传动效率高、传动比准确、功率范围大等优点，齿轮机构在工业产品中广泛应用，其设计与制造水平会直接影响到工业产品的品质。“齿轮轮齿相互扣住齿轮会带动另一个齿轮转动来传送动力。将两个齿轮分开，也可以应用链条、履带、皮带来带动两边的齿轮而传送动力。”齿轮一般由轮齿、齿槽、端面、法面、齿顶圆、齿根圆、基圆和分度圆组成

2、。而两个齿轮互相咬合时，转动的方向会相反组件轮齿：齿轮上的每一个用于啮合的凸起部分。齿槽：齿轮上两个相邻轮齿之间的空间。齿面：轮齿上位于齿顶圆柱面和齿顶圆柱面之间的侧表面。基圆：形成渐开线的发生线在其上作纯滚动的圆。齿顶圆：齿顶端所在的圆。齿根圆：槽底所在的圆。齿轮简史据史料记载，远在公元前400～200年的中国古代就已开始使用齿轮，在我国山西出土的青铜齿轮是迄今已发现的最古老齿轮，作为反映古代科学技术成就的指南车就是以齿轮机构为核心的机械装置。17世纪末，人们才开始研究能正确传递运动的轮齿形状。18世纪，欧洲工业革命以后，齿轮传动的应用日益广泛，先是发展摆线齿

3、轮，而后是渐开线齿轮。一直到20世纪初，渐开线齿轮已在应用中占了优势。中国古代齿轮据大量的出土文物和史书记载，证明我国是应用齿轮最早的国家之一。1956年在河北武安午汲古城遗址中，发现了直径约80mm的铁齿轮，经研究确为战国末期到西汉（公元前3世纪至公元24年）间的制品。1954年在山西永济县蘖家崖出土的器物中，有直径为25mm、40齿的青铜棘齿轮，经研究确定为秦代至西汉初年（公元前221年～公元24年）遗物。1957年陕西长安县红庆村出土了一对直径为24mm、齿数都为24的青铜人字齿轮，据分析系东汉初年（公元1世纪）遗物。东汉张衡（公元78～139年）制作的水

4、运浑象,以漏水为动力，通过齿轮系统，使浑象每日等速地绕轴旋转一周。三国时出现的记里鼓车，已有—套减速齿轮系统。马钧所制成的指南车（公元235年），除有齿轮传动外，还有离合装置，说明齿轮系已发展到相当程度。史书中关于齿轮传动的最早记载，是《新唐书·天文志》僧一行，梁令瓒在唐开元13年（公元725年）制造的水运浑仪的描述。《新仪象法要》详细记载了苏颂、韩公廉等人于北宋元祐3年（公元1088年）制造的水运仪象台，该台规模巨大，已有了一套比较复杂的齿轮传动系统。明代茅元仪著《武备志》（公元1621年）已记载了齿轮齿条的传动装置。水运浑象仪水运浑象仪巧妙地把计量时间用

5、的漏壶与浑象仪联系起来，即以漏水为原动力，并利用漏壶的等时性，通过齿轮系的传动，使浑象仪每日均匀地绕轴旋转一周。浑象仪能自动地、近似正确地把天象演示出来，并使浑象仪上的天象出没与实际天象相吻合，几可达到逼真的程度。国外古代齿轮据历史记载和流传至今的实物证实，埃及、巴比伦，早在公元前400～200年代，就开始使用齿轮。希腊哲学家亚里士多德（Aristotle，公元前384～322年）在他所著《机械问题》中，提到了齿轮，这是国外关于齿轮的最早文献记载。希腊学者阿基米德（Archimedes，公元前287～212年），特别记载了蜗杆传动卷扬机。公元前1世纪罗马建筑师维

6、特鲁维亚斯（Vitruvius）叙述了装有齿轮传动的水力磨粉机，这是具体记载了最早的动力传递用齿轮。公元前150年左右，亚历山大港的克特西比乌斯（Ctesibius），将齿轮机构用于水力计时器，埃龙（Heron）制成计程车和瞄准器，这是关于将齿轮机构用于传递运动的最早记载。当然，所有上述齿轮，都是木工用手工制造的。到了中世纪，齿轮和机械式钟表相结合。1484年德国的沃索鲁斯（Waltherns）将机械式钟表用于天文观测。在此期间，随着水力、风力、畜力的利用，出现了传递动力的相当大的齿轮。15世纪后叶，达·芬奇（da．Vinci）在手稿中，记载了各种齿轮装置。

7、到17世纪后叶就已开始进行齿形理论研究。到18世纪，随着以蒸汽机的发明为先驱的工业革命的到来，齿轮技术才得到高速发展。机械式钟表机械钟是机械式振动系统的计时仪器，如摆钟、摆轮钟等。其工作原理是利用了一个周期恒定的，持续振动的振动系统；把振动时的振动周期来以振动次数，就等于所经过的时间，时间=振动周期×振动次数。一般由能源、轮系、擒纵机构、振动系统、指针机构和附加机构等几部分组成。能源可采用重锤或发条机械钟可分为日常生活用和技术用两类。日常生活用的有各种台钟、闹钟、挂钟、座钟、落地钟等。技术用的类型有精密天文钟、舰船钟、建筑塔钟、汽车钟、坦克钟、航空航天钟等。虽然

8、结构类型多种多样，但其基