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1、第第4章章齿齿轮轮传传动动基本要求及重点、难点：基本要求及重点、难点：齿轮传动的失效形式和设计准则。齿轮常用材料及热处理形式。齿轮传动的计算载荷。齿轮传动的受力分析，齿轮传动的承载能力计算。齿轮的结构。齿轮传动的设计（材料、热处理、精度、主要参数的选择与确定、几何尺寸计算、结构、齿轮公差等）。基本要求基本要求:n1)掌握齿轮传动的失效形式及其机理、失效部位，以及针对不同失效形式的设计计算准则。nn2)掌握选用齿轮材料及热处理方式的基本要求。nn3)理解计算载荷的定义及载荷系数的物理意义、影响因素及减小载荷系数的措施。nn4)熟练掌握齿轮传动的受力分析方法包括假设条件、力的作用点、各分力大小的计
2、算与各分力方向的判断。5) 掌握直齿圆柱齿轮传动的齿面接触疲劳强度和齿根弯曲疲劳强度计算的力学模型、理论依据、力作用点及计算点（或截面）、应力的类型及变化特性，掌握强度计算公式中各参数的物理意义及其对应力（或强度）的影响，掌握斜齿圆柱齿轮传动强度计算的特点。 6) 掌握齿轮传动的设计方法与步骤（包括材料、热处理方式和精度选择、参数选择和结构设计）。重点与难点：重点与难点：4.1概概述述一、齿轮传动的类型一、齿轮传动的类型齿轮图片齿轮图片矿石球磨机矿石球磨机矿石球磨机矿石球磨机内内啮啮合合齿齿轮轮传传动动圆圆锥锥齿齿轮轮传传动动人人字字齿齿轮轮传传动动斜斜齿齿轮轮传传动动1按照两轴相对位置和齿的
3、螺旋方向分类；按照两轴相对位置和齿的螺旋方向分类；2按照齿轮的工作条件的不同可分为：闭式传动（如按照齿轮的工作条件的不同可分为：闭式传动（如汽车汽车汽车汽车变速箱、机床主轴箱齿轮，减速器齿轮）变速箱、机床主轴箱齿轮，减速器齿轮）变速箱、机床主轴箱齿轮，减速器齿轮）变速箱、机床主轴箱齿轮，减速器齿轮）、开式传动（、开式传动（如如如如水泥搅拌机齿轮、卷扬机齿轮）水泥搅拌机齿轮、卷扬机齿轮）水泥搅拌机齿轮、卷扬机齿轮）水泥搅拌机齿轮、卷扬机齿轮）和半开式传动；和半开式传动；3按照齿轮齿面硬度的不同，齿轮传动可分为软齿面传动按照齿轮齿面硬度的不同，齿轮传动可分为软齿面传动(350HBw)和硬齿面传动和
4、硬齿面传动(350HBw) ；4齿轮传动还可以根据其传动比齿轮传动还可以根据其传动比i 是否恒定，可以分为圆形是否恒定，可以分为圆形齿轮传动（齿轮传动（i 恒定即定比传动）和非圆形齿轮传动（恒定即定比传动）和非圆形齿轮传动（i 是变化是变化的即变比传动）；的即变比传动）；本章只介绍圆形齿轮传动。本章只介绍圆形齿轮传动。5按照齿轮节圆线速度的高低可分为：按照齿轮节圆线速度的高低可分为：低速传动低速传动中速传动中速传动高速传动高速传动6按照齿轮传递的功率大小可分为：按照齿轮传递的功率大小可分为：轻载传动；中载传动；重载传动轻载传动；中载传动；重载传动二、齿轮传动的特点：二、齿轮传动的特点：三、齿轮
5、传动应满足的基本要求三、齿轮传动应满足的基本要求1.传动准确平稳传动准确平稳 (provisionofangularvelocityratiosthatareexactlyconstant)即要求其瞬时传动比即要求其瞬时传动比i 恒定不变，以免齿轮传动在工作的恒定不变，以免齿轮传动在工作的过程中产生冲击、振动和噪声。过程中产生冲击、振动和噪声。2.承载能力高承载能力高(highercapacity)即要求齿轮传动尺寸小，重量轻，传递较大的动力，且即要求齿轮传动尺寸小，重量轻，传递较大的动力，且有较长的安全使用寿命。满足齿面接触疲劳强度和齿有较长的安全使用寿命。满足齿面接触疲劳强度和齿根弯曲疲劳
6、强度。根弯曲疲劳强度。4.2齿轮传动的失效形式及设计准则齿轮传动的失效形式及设计准则n齿轮传动因其润滑方式不同，材料及热处理方式不同，齿轮传动的载荷和速度范围不同，即工作条件工作条件及及齿面硬度的不齿面硬度的不同，同，所表现出的主要失效形式也不同。n下面分别讨论各种主要的失效形式：失效部位失效部位:一般情况下，齿轮传动的失效部位主要集中在一般情况下，齿轮传动的失效部位主要集中在轮齿轮齿（带传动的失效部位是（带传动的失效部位是带带，链传动的失效部位是，链传动的失效部位是链条链条）。 一、失效形式一、失效形式1.轮齿折断轮齿折断(Tooth Fracture)轮齿折断轮齿折断分类分类及产生的及产生
7、的原因原因过载折断过载折断折断分类折断分类疲劳折断疲劳折断疲劳折断产生原因疲劳折断产生原因疲劳折断产生原因疲劳折断产生原因：齿根处弯曲应力较大；齿根处弯曲应力较大；齿根处弯曲应力较大；齿根处弯曲应力较大；齿根处过渡圆弧处有应力集齿根处过渡圆弧处有应力集齿根处过渡圆弧处有应力集齿根处过渡圆弧处有应力集中，当轮齿重复受载后，弯曲变应力的作用，齿根处产生疲劳裂纹，并逐步中，当轮齿重复受载后，弯曲变应力的作用，齿根处产生疲劳裂纹，并逐步中，当轮齿重复受载后，弯曲变应力的作用，齿根处产生疲劳裂纹，并逐步中，当轮齿重复受载后，弯曲变应力的作用，齿根处产生疲劳裂纹，并逐步扩展，致使轮齿疲劳折断。扩展，致使轮
8、齿疲劳折断。扩展，致使轮齿疲劳折断。扩展，致使轮齿疲劳折断。过载折断产生原因过载折断产生原因过载折断产生原因过载折断产生原因：突然过载或者强烈冲击；突然过载或者强烈冲击；突然过载或者强烈冲击；突然过载或者强烈冲击；模数太小，齿根厚度太小，模数太小，齿根厚度太小，模数太小，齿根厚度太小，模数太小，齿根厚度太小，材料太脆。材料太脆。材料太脆。材料太脆。全齿折断：直齿轮全齿折断：直齿轮局部折断：斜齿轮接触线倾斜、局部折断：斜齿轮接触线倾斜、 齿宽方向接触不良齿宽方向接触不良折断形式折断形式在斜齿圆柱齿轮传动中，轮齿工作面上的接触线为一在斜齿圆柱齿轮传动中，轮齿工作面上的接触线为一在斜齿圆柱齿轮传动中
9、，轮齿工作面上的接触线为一在斜齿圆柱齿轮传动中，轮齿工作面上的接触线为一斜线，轮齿受载后，如有载荷集中时，就会发生局部斜线，轮齿受载后，如有载荷集中时，就会发生局部斜线，轮齿受载后，如有载荷集中时，就会发生局部斜线，轮齿受载后，如有载荷集中时，就会发生局部折断。若制造及安装不良或轴的弯曲变形过大，轮齿折断。若制造及安装不良或轴的弯曲变形过大，轮齿折断。若制造及安装不良或轴的弯曲变形过大，轮齿折断。若制造及安装不良或轴的弯曲变形过大，轮齿局部受载过大时，即使是直齿圆柱齿轮，也会发生局局部受载过大时，即使是直齿圆柱齿轮，也会发生局局部受载过大时，即使是直齿圆柱齿轮，也会发生局局部受载过大时，即使是
10、直齿圆柱齿轮，也会发生局部折断。部折断。部折断。部折断。产生的部位：产生的部位：通通常常发发生生在在轮轮齿齿的的根部根部。因因轮轮齿齿受受力力似似悬悬臂臂梁梁受受力力情情况况，齿齿的的根根部部应应力力最最大大且且有有应应力力集中。集中。 轮轮齿齿折折断断是是一一种种最最危危险险的的失失效效形形式式，应避免其发生。应避免其发生。 轮齿折断实例轮齿折断实例防止或减轻的途径：防止或减轻的途径：n设计保证设计保证s sFs sFn增大齿根圆角半径增大齿根圆角半径n适当降低齿根圆角表面粗糙度适当降低齿根圆角表面粗糙度n齿根处采用强化措施齿根处采用强化措施(如喷丸处理如喷丸处理)n避免出现热处理裂纹避免出
11、现热处理裂纹n减轻加工损伤，如磨削烧伤、滚切拉伤减轻加工损伤，如磨削烧伤、滚切拉伤n增大轴及轴承的刚性，使齿轮接触线上受载均增大轴及轴承的刚性，使齿轮接触线上受载均匀匀n采用合理的热处理方法，齿芯有足够的韧性采用合理的热处理方法，齿芯有足够的韧性2.齿面点蚀齿面点蚀(SurfacePitting)齿齿面面点点蚀蚀的的概概念念：齿齿轮轮工工作作时时，齿齿面面受受脉脉动动循循环环变变应应力力的的作作用用。在在这这种种变变应应力力的的作作用用之之下下，齿齿面面首首先先产产生生疲疲劳劳裂裂纹纹，然然后后齿齿面面金金属属小小块块剥剥落落，形形成成小小凹凹坑坑。这这种种小小凹凹坑坑不不断断增增多多或或扩扩
12、展展成成大大凹凹坑坑，这这种种现现象象称称为为齿面点蚀齿面点蚀。 齿面接触应力太大；齿面接触应力太大；当出现裂纹时，油渗入裂纹产生楔裂当出现裂纹时，油渗入裂纹产生楔裂作用。作用。产生原因产生原因：产生的部位：产生的部位：实实践践表表明明齿齿面面点点蚀蚀首首先先出出现现在在节节线线附附近近的的齿齿根根表表面面处处。因因节节线线附附近近相相对对滑滑动动速速度度低，不易形成油膜，齿啮合对数少。低，不易形成油膜，齿啮合对数少。 注意的问题：注意的问题：1）润润滑滑油油的的品品质质对对齿齿面面点点蚀蚀有有重重要要影影响响。粘度低的润滑油加快裂纹的扩展。粘度低的润滑油加快裂纹的扩展。 收敛性点蚀收敛性点蚀
13、扩展性点蚀扩展性点蚀点蚀点蚀a.闭式软齿面齿轮闭式软齿面齿轮出现的是出现的是收敛性点蚀收敛性点蚀b.闭闭式式硬硬齿齿面面齿齿轮轮不不太太容容易易出出现现疲疲劳劳点点蚀蚀 ，但一经发生就将形成，但一经发生就将形成扩展性点蚀扩展性点蚀c.开式齿轮传动开式齿轮传动一般看不到点蚀现象一般看不到点蚀现象 2）点蚀实例点蚀实例防止或减轻的途径：防止或减轻的途径：n设计保证设计保证s sH Hs sH H n提高齿面硬度提高齿面硬度n降低齿面粗糙度降低齿面粗糙度n采用合理的变位，大的变位系数和采用合理的变位，大的变位系数和xS S= =x1+x2可以增大可以增大综合曲率半径综合曲率半径 n增大润滑油粘度增大
14、润滑油粘度n减小动载荷减小动载荷3.齿面磨损齿面磨损(Tooth-faceWear)齿面磨损齿面磨损磨粒磨损：硬颗粒进入啮合面磨粒磨损：硬颗粒进入啮合面研磨磨损：齿面相互摩擦研磨磨损：齿面相互摩擦齿齿面面磨磨损损产产生生的的严严重重后后果果是是：齿齿廓廓失失去去正正确确形形状状，侧侧隙隙增增大大，冲冲击击与与噪噪声声变变得得更更为明显，甚至折断轮齿。为明显，甚至折断轮齿。磨损是开式齿轮传动的主要失效形式。磨损是开式齿轮传动的主要失效形式。 砂粒、金属微粒进入啮合齿面，产生磨砂粒、金属微粒进入啮合齿面，产生磨粒磨损。粒磨损。产生原因产生原因：齿面磨损实例齿面磨损实例跑合：跑合：闭闭式式齿齿轮轮传
15、传动动在在开开始始运运转转期期间间，由由于于齿齿面面粗粗糙糙而而压压强强很很大大，因因此此也也发发生生齿齿面面研研磨磨磨磨损损；运运转转一一段段时时间间之之后后，齿齿面面粗粗糙糙度度降降低低，压压强强减减小小，加加上上润润滑滑条条件件的的改改善善，磨磨损损现现象逐渐减少，这一过程称为象逐渐减少，这一过程称为磨合（跑合）。磨合（跑合）。跑跑合合无无害害有有益益，但但应应及及时时更更换换箱箱体体内内的的润滑油，以免出现磨粒磨损。润滑油，以免出现磨粒磨损。防止或减轻的途径：防止或减轻的途径：n采用硬齿面或采用闭式齿轮传动采用硬齿面或采用闭式齿轮传动n降低表面粗糙度值降低表面粗糙度值n减低滑动系数减低
16、滑动系数n注意润滑油的清洁注意润滑油的清洁n加防护装置加防护装置4.齿面胶合齿面胶合(Tooth-faceScuffing)在在高高速速重重载载的的齿齿轮轮传传动动中中，由由于于齿齿面面间间压压力力大大，相相对对滑滑动动速速度度高高，因因而而发发热热量量大大，使使啮啮合合区区温温度度增增高高而而引引起起润润滑滑失失效效，相相啮啮合合两两齿齿面面金金属属直直接接接接触触并并在在瞬瞬间间相相互互粘粘连连，齿齿轮轮继继续续转转动动时时，较较弱弱齿齿面面上上的的金金属属沿沿滑滑动动方方向向被被撕出沟纹这种现象称为撕出沟纹这种现象称为齿面胶合齿面胶合。在低速重载传动中，也可能出现胶合。在低速重载传动中，
17、也可能出现胶合。温度过高，引起油膜破裂温度过高，引起油膜破裂热胶合：高速重载，齿面间摩擦力，发热量热胶合：高速重载，齿面间摩擦力，发热量大；大；冷胶合：低速重载，速度过低，不易产生油冷胶合：低速重载，速度过低，不易产生油膜。膜。产生原因产生原因：产生的部位：产生的部位：在在齿齿顶顶及及齿齿根根处处，相相对对滑滑动动速速度度较较大大，因因此此胶胶合合沟沟纹纹首首先先出出现现在在齿齿顶顶面面及及齿齿根根面面啮合处。啮合处。 齿面胶合实例齿面胶合实例防止或减轻的途径：防止或减轻的途径：n采用角度变位齿轮传动以降低滑动系数采用角度变位齿轮传动以降低滑动系数n采用较小模数，降低相对滑动速度采用较小模数，
18、降低相对滑动速度n选用抗胶合能力强的润滑剂（极压润滑剂）选用抗胶合能力强的润滑剂（极压润滑剂）n选用粘度较大的润滑油选用粘度较大的润滑油n选择抗胶合好的齿轮副材料选择抗胶合好的齿轮副材料n材料相同时，使大、小齿轮保持适当硬度差材料相同时，使大、小齿轮保持适当硬度差n提高齿面硬度和降低表面粗糙度值提高齿面硬度和降低表面粗糙度值n使用前进行跑合使用前进行跑合5.塑性变形塑性变形(PlasticDistortion)齿齿面面较较软软的的齿齿轮轮在在载载荷荷及及摩摩擦擦力力较较大大时时，轮轮齿齿表表面面金金属属可可能能产产生生塑塑性性流流动动，从从而而失失去去原原来来的的正正确确齿齿形形，这这种种现现
19、象象称称为为轮轮齿齿的的塑塑性性变变形形。产生原因产生原因：齿面太软；齿面太软；载荷太大。载荷太大。产产生生的的场场合合：低低速速重重载载和和起起动动、过过载载频频繁繁的的齿轮传动。齿轮传动。变形与摩擦力方向的关系变形与摩擦力方向的关系塑性变形实例塑性变形实例防止或减轻的途径：防止或减轻的途径：n适当提高润滑油的粘度适当提高润滑油的粘度n适当提高齿面硬度适当提高齿面硬度小结小结弯曲折断磨损塑性变形。现象与原因现象与原因？改进措施改进措施？点蚀胶合二、计算准则二、计算准则齿轮的计算准则齿轮的计算准则取决于齿轮可能出现的失效形式。取决于齿轮可能出现的失效形式。一一对对实实际际啮啮合合齿齿轮轮不不可
20、可能能同同时时产产生生以以上上5种种失失效效形形式式，在在具体工作条件下，主要以以上具体工作条件下，主要以以上5种失效形式的一种或两种。种失效形式的一种或两种。确确定定轮轮齿齿究究竟竟产产生生哪哪种种失失效效，主主要要取取决决于于齿齿轮轮齿齿面面硬硬度度和和具体工作条件具体工作条件。 计算准则：计算准则：对于软齿面闭式齿轮传动：对于软齿面闭式齿轮传动：常因齿面点蚀而失效，故通常先按齿面接触疲劳强度进行设计，然后校核齿根弯曲疲劳强度。对于硬齿面闭式齿轮传动：对于硬齿面闭式齿轮传动：其齿面接触承载能力较高，故通常先按齿根弯曲疲劳强度进行设计，然后校核齿面接触疲劳强度。开式齿轮传动开式齿轮传动主要失
21、效形式为：主要失效形式为：齿面磨损、轮齿折断齿面磨损、轮齿折断对于开式齿轮传动：对于开式齿轮传动：按齿根弯曲疲劳强度进行设计，不需要校核齿面接触疲劳强度。设计准则：设计准则：高速重载高速重载：胶合：胶合重载软齿重载软齿：塑性变形：塑性变形短时过载：短时过载：除以上计算准则外，还应进行静强度计算。高速大功率：高速大功率：除以上设计准则外，还应进行抗胶合计算。4.3齿轮的常用材料齿轮的常用材料n一、对材料的基本要求：基本要求：基本要求：选取材料及热处理方法应考虑下列要求：选取材料及热处理方法应考虑下列要求： 1）齿面应有足够的）齿面应有足够的硬度硬度，以保证其抗点蚀和抗磨损的能力；，以保证其抗点蚀
22、和抗磨损的能力；2）轮轮齿齿要要有有足足够够的的强强度度（对对受受冲冲击击载载荷荷的的齿齿轮轮，芯芯部部还还应有足够的韧性）以保证其抗折断的能力；应有足够的韧性）以保证其抗折断的能力；3）根根据据摩摩擦擦学学的的观观点点，大大、小小齿齿轮轮的的齿齿面面硬硬度度应应有有一一定定的的硬硬度度差差（HBW1-HBW2=2550）或或采采用用不不同同牌牌号号的的材材料料，有有利利于其抗胶合能力的提高；于其抗胶合能力的提高；4）工艺性及经济性要满足要求。）工艺性及经济性要满足要求。常用的齿轮材料是各种牌号的优质碳素钢、合金结构钢、铸铁和铸钢等。表4-2列出了常用的齿轮材料及其热处理后的硬度。二、常用材料
23、二、常用材料1）闭式软齿面齿轮传动常用的材料闭式软齿面齿轮传动常用的材料有35，45，40Gr和35SiMn经调质或正火处理。此类材料的特点是制造方便，多用于对强度、速度和精度要求不高的一般机械传动中。2）闭式硬齿面齿轮传动常用的材料闭式硬齿面齿轮传动常用的材料有20，20Gr，20GrMnTi表面渗碳淬火和45，40Gr表面淬火或整体淬火，一般齿面硬度为4565HRC。通常两齿轮轮齿采用相同的齿面硬度。此类材料的特点是制造较复杂，精度要求高，多用于高速、重载及精密机械中。3）当齿轮尺寸较大（如直径大于400600mm）而轮坯不易锻造时，可采用铸钢；开式低速传动可采用灰口铸铁；球墨铸铁有时可代
24、替铸钢。三、热处理方式三、热处理方式1）整体淬火）整体淬火2）表面淬火）表面淬火3）渗碳淬火）渗碳淬火4）调质和正火处理）调质和正火处理5）氮化及氰化处理）氮化及氰化处理1）整体淬火）整体淬火适适用用场场合合：需需低低温温回回火火消消除除内内应应力力，不不适适用于承受冲击载荷的齿轮用于承受冲击载荷的齿轮效效果果：处处理理后后，齿齿面面硬硬度度HRC50，但但轮轮齿变形大，需磨削或研磨后处理齿变形大，需磨削或研磨后处理常用材料常用材料：45、40Cr等等2）表面淬火）表面淬火适适用用场场合合：承承受受中中等等冲冲击击载载荷荷的的齿齿轮轮需需进进行行表面淬火处理表面淬火处理效效果果：芯芯部部未未淬
25、淬硬硬，故故有有一一定定的的冲冲击击韧韧性性，齿齿面面硬硬度度HRC4555，且且齿齿面面接接触触强强度度高高、耐磨性好。淬火后齿形变化不大，可不磨齿耐磨性好。淬火后齿形变化不大，可不磨齿常用材料常用材料：45、40Cr等等3）渗碳淬火）渗碳淬火适适用用场场合合：冲冲击击载载荷荷很很大大，需需采采用用渗渗碳碳淬淬火火齿轮齿轮效效果果：齿齿面面硬硬度度可可达达HRC 5662，强强度度高高，耐耐磨磨性性好好，轮轮芯芯具具有有较较高高的的冲冲击击韧韧性性，但但易易变变形形，一般要磨齿一般要磨齿常用材料常用材料：20Cr、20CrMnTi等等4）调质和正火处理）调质和正火处理适适用用场场合合：不不需
26、需要要高高硬硬度度的的一一般般齿齿轮轮传传动动可可采采用该方法用该方法效效果果：硬硬度度不不高高HBW300，可可先先热热处处理理后后切切齿齿。这这类类齿齿轮轮在在使使用用中中易易跑跑合合、工工艺艺过过程程简简单单常用材料常用材料：调质（中碳钢、中碳合金钢）：调质（中碳钢、中碳合金钢）正火（正火（Q275、Q295、中碳钢）中碳钢）5）氮化及氰化处理）氮化及氰化处理适适用用场场合合：处处理理后后有有很很高高的的硬硬度度和和强强度度，但硬化层较薄较脆，不宜承受冲击载荷但硬化层较薄较脆，不宜承受冲击载荷效果效果：变形小，不需进行磨齿加工：变形小，不需进行磨齿加工常用材料常用材料：渗氮（：渗氮（42
27、CrMo、38CrMoAl）小结：小结：调质和正火处理，属调质和正火处理，属软齿面齿轮传动软齿面齿轮传动表表面面淬淬火火、渗渗碳碳淬淬火火及及氮氮化化处处理理等等，属属硬齿面齿轮传动硬齿面齿轮传动四、材料的选择原则四、材料的选择原则（1）齿轮材料必须满足工作条件的要求。工作条件的要求是选择齿轮材料时首先应考虑的因素。（2）应考虑齿轮尺寸的大小、毛坯成型方法及热处理和制造工艺。（3）正火碳钢，不论毛坯的制作方法如何，只能用于制作在载荷平稳或轻度冲击下工作的齿轮，不能承受大的冲击载荷；调质碳钢可用于制作在中等冲击载荷下工作的齿轮；合金钢常用于制作高速、重载并在冲击载荷下工作的齿轮，飞行器中的齿轮传
28、动，要求齿轮尺寸尽可能小，应采用表面硬化处理的高强度合金钢。（4）考虑配对两齿轮的齿面硬度组合，对金属制的软齿面齿轮，配对两轮齿面的硬度差应保持（2550）HBW或更多。当小齿轮与大齿轮的齿面具有较大的硬度差，且速度又较高时，在运转过程中较硬的小齿轮齿面对较软的大齿轮齿面，会起较显著的冷作硬化效应，从而提高了大齿轮齿面的疲劳极限。齿面硬度匹配齿面硬度匹配1软齿面传动时：软齿面传动时： HBW小小=HBW大大+(3050) HBW小小 HBW大大对大齿轮冷作硬化对大齿轮冷作硬化2硬齿面传动时：硬齿面传动时： HBW小小HBW大大4.4直齿圆柱齿轮传动的受力分析直齿圆柱齿轮传动的受力分析为了计算轮
29、齿的强度、设计轴和轴承，需为了计算轮齿的强度、设计轴和轴承，需先分析轮齿上的作用力。先分析轮齿上的作用力。一、直齿圆柱齿轮传动的受力分析一、直齿圆柱齿轮传动的受力分析研研究究的的对对象象：一一对对标标准准安安装装的的标标准准直直齿齿圆圆柱齿轮。柱齿轮。假假设设：只只有有一一对对轮轮齿齿啮啮合合且且略略去去摩摩擦擦力力，研研究究轮轮齿齿齿齿廓廓在在节节点点啮啮合时的相互作用力。合时的相互作用力。 CCCn小齿轮的节圆直径,对标准齿轮即为分度圆直径，；n啮合角，对标准齿轮，n小齿轮传递的转距，二、计算载荷由于原动机及工作机性能的影响，以及齿轮的制造误差，特别是基节误差和齿形误差的影响，会使法向载荷
30、增大。此外，在同时啮合的齿对间，载荷的分配并不是均匀的，即使在一对齿上，载荷也不可能沿接触线均匀分布，因此在计算齿轮传动的强度时，应按计算载荷。1、工作情况系数表表4.4工作情况系数工作情况系数下面分析基下面分析基圆圆齿距齿距pb2 pb1时的影响情时的影响情况况理理想想情情况况下下，只只有有基基圆圆齿齿距距相相等等（ pb1= pb2）时时才能正确啮合，瞬时传动比才恒定。才能正确啮合，瞬时传动比才恒定。后一对轮齿在未进入啮合区时就提前进入啮合，瞬时传动比发生了变化。这种情况称为啮入冲击基圆齿距基圆齿距pb212m/s ：采用喷油润滑采用喷油润滑a）浸油润滑b）喷油润滑三、齿轮结构三、齿轮结构
31、1.齿轮轴a)圆柱齿轮轴b)锥齿轮轴对齿根圆直径与轴径相差不大的齿轮，或从键槽底面到齿根的距离e过小（如圆柱齿轮，锥齿轮，按小端计算），此时应将齿轮与轴做成一体，称为齿轮轴。2.实体式齿轮对齿顶圆直径的齿轮，可采用实体式齿轮a)实心式圆柱齿轮b)实心式锥齿轮3.腹板式齿轮腹板式齿轮对齿顶圆直径，但的齿轮，常采用腹板式齿轮，腹板上开孔的数目按结构尺寸大小及需要而定。4轮辐式齿轮齿顶圆直径的齿轮，或虽但形状复杂、不便于锻造的齿轮，常采用铸造毛坯（铸铁或铸钢）。5焊接齿轮如果单件或小批生产大型齿轮可采用焊接结构。6组装式齿轮为了节约贵重金属，对于尺寸较大的圆柱齿轮，可做成组装齿圈式的结构非金属板材制
32、造的齿轮的组装结构本本章章小小结结n本章主要介绍了齿轮传动的特点、材料及热处理、失效形式和计算准则，详细分析了直齿、斜齿圆柱齿轮，和直齿圆锥齿轮的受力情况并进行了接触疲劳强度和弯曲疲劳强度计算，同时对齿轮传动的效率、润滑及结构也作了简单说明。一般问题一般问题为为了了保保证证轮轮体体的的强强度度，齿齿根根与与键键槽槽间间的的尺尺寸寸不不能能太太小小，对于钢制圆柱齿轮对于钢制圆柱齿轮e2.5mt （mt为端面模数）为端面模数）。为为了了便便于于齿齿轮轮装装配配，小小齿齿轮轮宽宽度度一一般般比比大大齿齿轮轮宽宽度度多多510mm。在在齿齿轮轮尺尺寸寸小小、轴轴向向尺尺寸寸定定位位较较好好时时可可以以
33、小小一些。一些。一、齿轮轴一、齿轮轴当当钢钢制制圆圆柱柱齿齿轮轮e2.5mt时时，锥锥齿齿轮轮按按小小端端计计算算， e1.6m时时用轴齿轮。用轴齿轮。 二、实心式二、实心式da160200mm三、腹板式齿轮三、腹板式齿轮da500mm1）圆柱齿轮D1=1.6dh；D2=da-10mn；D0=0.5（D1+D2）；d0=1525mm；C=（0.20.3）dh，0=（2.54）mn但不小于10mm；当b=（11.5）ds时，取L=b，否则取L=（1.21.5）dh。2）锥齿轮D1=1.6dh；L=(11.2)dh；0=（34）m但不小于10mm；C=(0.10.17)R，D0、d0按结构而定。四、轮辐式齿轮四、轮辐式齿轮齿顶圆直径da500mm的齿轮，虽或da500mm但形状复杂、不便于锻造的齿轮，常采用铸造毛坯（铸铁或铸钢）。a）圆柱齿轮D1=1.6dh(铸钢)；D1=1.8dh(铸铁)；L=(1.21.5)dh（Ld）；h=0.8dh；h1=0.8hC=h/5；S=h/6但不小于10mm；=(2.54)mn但不小于8mm；e=0.80；n=0.5mnb)锥齿轮D1=1.6dh(铸钢)；D1=1.8dh(铸铁)；L=(1.21.5)dh；0=(34)mn但不小于10mmC=（0.10.17）R但不小于10mm；S=0.8C但不小于10mm；D0、d0按结构而定。
