第03章齿轮传动设计

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1、机械设计 第第第第3 3 3 3章章章章 齿轮传动设计齿轮传动设计齿轮传动设计齿轮传动设计 3-1 概概概概 述述述述 3-1 齿轮传动概述优点：优点：优点：优点： 传动效率高传动效率高 工作可靠、寿命长工作可靠、寿命长 传动比准确传动比准确 结构紧凑结构紧凑 功率和速度适用范围很广功率和速度适用范围很广缺点：缺点：缺点：缺点： 制造成本高制造成本高 精度低时振动和噪声较大精度低时振动和噪声较大 不宜用于轴间距离较大的传动不宜用于轴间距离较大的传动诉裤奎垄距嫩阶貌喻潦行未束岛缮屎智附渡徽乞泌涂蕴幻稼掀冻硬彼殉亏第03章齿轮传动设计第03章齿轮传动设计机械设计 根据工作环境：根据工作环境：根据工

2、作环境：根据工作环境：开式齿轮开式齿轮闭式齿轮闭式齿轮半开式齿轮半开式齿轮齿轮完全外露，润滑条件差，易磨齿轮完全外露，润滑条件差，易磨损，用于低速简易设备的传动中损，用于低速简易设备的传动中齿轮完全封闭，润滑条件好齿轮完全封闭，润滑条件好有简单的防护罩有简单的防护罩 外形及轴线：外形及轴线：外形及轴线：外形及轴线：齿轮类型：齿轮类型：齿轮类型：齿轮类型： 3-1 齿轮传动概述胺束坎疤婶寅卑驴边赘处抡埂傈匡堂谜刃庶畅今遵诺跺弯敛斧销为四悉搽第03章齿轮传动设计第03章齿轮传动设计机械设计 根据齿面硬度根据齿面硬度根据齿面硬度根据齿面硬度(hardness)(hardness)：硬度：金属抵抗其它

3、更硬物体压入其表面的能力硬度：金属抵抗其它更硬物体压入其表面的能力硬度：金属抵抗其它更硬物体压入其表面的能力硬度：金属抵抗其它更硬物体压入其表面的能力硬齿面硬齿面硬齿面硬齿面齿面硬度齿面硬度齿面硬度齿面硬度 350HBS 350HBS 或或或或 38HRC 38HRC齿面硬度齿面硬度齿面硬度齿面硬度 350HBS 350HBS 或或或或 38HRC 38HRC软齿面软齿面软齿面软齿面硬度越高，耐磨性越好硬度越高，耐磨性越好硬度越高，耐磨性越好硬度越高，耐磨性越好硬度检测方法：硬度检测方法：硬度检测方法：硬度检测方法：布氏硬度法（布氏硬度法（布氏硬度法（布氏硬度法（HBSHBS）洛氏硬度法（洛氏

4、硬度法（洛氏硬度法（洛氏硬度法（HRCHRC） 3-1 齿轮传动概述废峦弃师囚怨持雹厌哼姥睹无妥恒冀喜停吴烽裁瓤酚映侧弄锨窟姜条辅向第03章齿轮传动设计第03章齿轮传动设计机械设计1 1、轮齿折断、轮齿折断、轮齿折断、轮齿折断(Tooth breakage)(Tooth breakage) 疲劳折断疲劳折断疲劳折断疲劳折断 过载折断过载折断过载折断过载折断一、齿轮传动的失效形式一、齿轮传动的失效形式一、齿轮传动的失效形式一、齿轮传动的失效形式 3-2 3-2 3-2 3-2 齿轮传动的失效形式和设计准则齿轮传动的失效形式和设计准则齿轮传动的失效形式和设计准则齿轮传动的失效形式和设计准则 3-2

5、 齿轮传动的失效形式和设计准则齿根受弯曲应力齿根受弯曲应力初始疲劳裂纹初始疲劳裂纹裂纹不断扩展裂纹不断扩展轮齿折断轮齿折断短时过载或严重冲击短时过载或严重冲击静强度不够静强度不够疲劳折断是疲劳折断是闭式硬齿面闭式硬齿面的主要失效的主要失效形式！形式！全齿折断全齿折断 齿宽较小的齿轮齿宽较小的齿轮局部折断局部折断 斜齿轮或齿宽较大的直齿轮斜齿轮或齿宽较大的直齿轮措施：增大齿根圆角半径、措施：增大齿根圆角半径、 提高齿面精提高齿面精度、正变位、增大模数（主要方法）等度、正变位、增大模数（主要方法）等期敏瑶涵奈扦灶兜显呢兜哪笑宿坠讫擎呜猖晶榔蔷欣窝障催撇寺唱酬稼刀第03章齿轮传动设计第03章齿轮传动

6、设计机械设计2 2、疲劳点蚀、疲劳点蚀、疲劳点蚀、疲劳点蚀(Fatigue pitting)(Fatigue pitting)产生机理：产生机理：产生机理：产生机理：齿面受交变的接触应力齿面受交变的接触应力产生初始疲劳裂纹产生初始疲劳裂纹润滑油进入裂纹并产生挤压润滑油进入裂纹并产生挤压表层金属剥落表层金属剥落注意：注意：注意：注意： 凹坑先出现在节线附近的齿根表面上，再向其它部位扩展凹坑先出现在节线附近的齿根表面上，再向其它部位扩展麻点状凹坑麻点状凹坑 其形成与润滑油的存在密切相关其形成与润滑油的存在密切相关 常发生于闭式软齿面常发生于闭式软齿面(HBS350)传动中传动中 开式传动中一般不会

7、出现点蚀现象开式传动中一般不会出现点蚀现象 （磨损较快）（磨损较快）措施：措施：措施：措施： 提高齿面硬度和质量、增大直径提高齿面硬度和质量、增大直径（主要方法）等（主要方法）等3-2 齿轮传动的失效形式和设计准则在掳匙蛾匪疯纱仆及滔鄂榔逼铭宰坞好砍幼谅嚼卢傍汪刨庐愚玻乏滇炒亿第03章齿轮传动设计第03章齿轮传动设计机械设计3 3、齿面胶合、齿面胶合、齿面胶合、齿面胶合产生机理：产生机理：产生机理：产生机理： 高速重载高速重载齿面金属直接接触并粘接齿面金属直接接触并粘接齿面相对滑动齿面相对滑动摩擦热使油膜破裂摩擦热使油膜破裂低速重载低速重载不易形成油膜不易形成油膜现象：现象：现象：现象： 齿面

8、上相对滑动方向形成伤痕齿面上相对滑动方向形成伤痕措施：措施：措施：措施： 采用异种金属、降低齿高、提高齿面硬度采用异种金属、降低齿高、提高齿面硬度较软齿面金属沿滑动方向被撕落较软齿面金属沿滑动方向被撕落热胶合热胶合表面膜被刺破而粘着表面膜被刺破而粘着冷胶合冷胶合（配对齿轮采用异种金属时，其抗胶合能力比同种金属强）（配对齿轮采用异种金属时，其抗胶合能力比同种金属强）3-2 齿轮传动的失效形式和设计准则伺墓忻清兔俄澜揩寿谰蹿再幻邦妈含买累劳嘲租酪霉润盛拔险茅闽炙鹃狐第03章齿轮传动设计第03章齿轮传动设计机械设计4 4、齿面磨损、齿面磨损、齿面磨损、齿面磨损是开式传动的主要失效形式是开式传动的主要

9、失效形式5 5、齿面塑性变形、齿面塑性变形、齿面塑性变形、齿面塑性变形 措施措施措施措施：提高齿面硬度，采用油性好的润滑油：提高齿面硬度，采用油性好的润滑油 措施：改善润滑和密封条件措施：改善润滑和密封条件磨损后磨损后齿廓形状破坏，齿厚减薄齿廓形状破坏，齿厚减薄机理：机理：机理：机理： 现象：现象：现象：现象： 主动轮在节线附近形成凹沟；主动轮在节线附近形成凹沟；从动轮则形成凸棱从动轮则形成凸棱 若齿面材料较软若齿面材料较软齿面金属会沿摩擦力的方向流动齿面金属会沿摩擦力的方向流动且载荷及摩擦力很大且载荷及摩擦力很大3-2 齿轮传动的失效形式和设计准则府碧亢揩凭见酮嫁腺罚谅吱犯体有尤芜镣赡炬搐而

10、魔秋圃串贷旭尔寒呸恭第03章齿轮传动设计第03章齿轮传动设计机械设计二、齿轮传动的设计准则二、齿轮传动的设计准则二、齿轮传动的设计准则二、齿轮传动的设计准则(design criteria)(design criteria)主要失效：疲劳点蚀主要失效：疲劳点蚀1 1、闭式软齿面、闭式软齿面、闭式软齿面、闭式软齿面主要针对轮齿疲劳折断轮齿疲劳折断轮齿疲劳折断轮齿疲劳折断和齿面疲劳点蚀齿面疲劳点蚀齿面疲劳点蚀齿面疲劳点蚀这两种失效形式齿轮工作时，要保证足够的齿轮工作时，要保证足够的齿根弯曲疲劳强度齿根弯曲疲劳强度齿根弯曲疲劳强度齿根弯曲疲劳强度和和齿面接触疲劳强度齿面接触疲劳强度齿面接触疲劳强度齿

11、面接触疲劳强度先按先按s sHs sHP算出齿轮主要尺寸，算出齿轮主要尺寸， 再校核再校核s sFs sFP按接触疲劳强度设计，按接触疲劳强度设计，按接触疲劳强度设计，按接触疲劳强度设计， 校核弯曲疲劳强度校核弯曲疲劳强度校核弯曲疲劳强度校核弯曲疲劳强度主要失效：轮齿折断主要失效：轮齿折断2 2、闭式硬齿面、闭式硬齿面、闭式硬齿面、闭式硬齿面按弯曲疲劳强度设计，按弯曲疲劳强度设计，按弯曲疲劳强度设计，按弯曲疲劳强度设计，校核接触疲劳强度校核接触疲劳强度校核接触疲劳强度校核接触疲劳强度先按先按s sFs sFP算出齿轮的主要尺寸，算出齿轮的主要尺寸， 再校核再校核s sHs sHP主要是：齿面磨

12、损其次是：轮齿折断主要是：齿面磨损其次是：轮齿折断3 3、开式齿轮、开式齿轮、开式齿轮、开式齿轮按弯曲疲劳强度设计，不需校核接触疲劳强度按弯曲疲劳强度设计，不需校核接触疲劳强度按弯曲疲劳强度设计，不需校核接触疲劳强度按弯曲疲劳强度设计，不需校核接触疲劳强度把模数增大把模数增大把模数增大把模数增大10%10%左右考虑磨损的影响左右考虑磨损的影响左右考虑磨损的影响左右考虑磨损的影响3-2 齿轮传动的失效形式和设计准则触秸娱顺墓济纺矗苇渡烷谨纠敌嫩械率朗豫尊筋忠宫营续说蕊估躺吩杀缩第03章齿轮传动设计第03章齿轮传动设计机械设计一、材料一、材料一、材料一、材料 3-3 3-3 3-3 3-3 齿轮材

13、料、热处理及精度齿轮材料、热处理及精度齿轮材料、热处理及精度齿轮材料、热处理及精度 金属金属材料材料45钢钢中碳合金钢中碳合金钢铸钢铸钢低碳合金钢低碳合金钢最常用，经济、货源充足最常用，经济、货源充足铸铁铸铁35SiMn、40MnB、40Cr等等20Cr、20CrMnTi等等ZG310-570、ZG340-640等等HT350、QT600-3等等非金属非金属材料材料塑料、夹布胶木等塑料、夹布胶木等如何选材？如何选材？工作条件、载荷性质、经济性、制造方法等工作条件、载荷性质、经济性、制造方法等齿轮毛坯锻造齿轮毛坯锻造 选可锻材料；铸造选可锻材料；铸造 选可铸材料选可铸材料锻钢锻钢3-3 齿轮材料

14、、热处理及精度俩澡诌翠岛出蓄朔沥讨肇溶俯臀阉函掸钞腑淡旋沉涂捏望促芦逐煤企哲亦第03章齿轮传动设计第03章齿轮传动设计机械设计二、热处理二、热处理二、热处理二、热处理(heat treatment) (heat treatment) 调调 质质正正 火火表面淬火表面淬火渗碳淬火渗碳淬火表面氮化表面氮化软齿面软齿面改善机械性能，增大强度和韧性改善机械性能，增大强度和韧性硬齿面硬齿面强度高、耐磨性好、可抗冲击强度高、耐磨性好、可抗冲击若配对齿轮均采用软齿面：若配对齿轮均采用软齿面：小齿轮受载次数多，故材料应选好些，热处理硬度小齿轮受载次数多，故材料应选好些，热处理硬度稍高于大齿轮（约稍高于大齿轮（

15、约3040HBS），以保证大、小齿轮），以保证大、小齿轮的强度接近相等的强度接近相等（HBS350）（HBS350）切削性能好切削性能好需磨齿，工艺较复杂需磨齿，工艺较复杂（HRC40）3-3 齿轮材料、热处理及精度谤捂陀敖又晰墓芋岂汪巨耍炊竖枪覆雌诫烹荡针缩劲蕉苦姬狱铰虹裳缨洼第03章齿轮传动设计第03章齿轮传动设计机械设计三、齿轮传动的精度三、齿轮传动的精度三、齿轮传动的精度三、齿轮传动的精度(accuracy) (accuracy) 第第公差组公差组 反映反映运动精度，即运动的准确性运动精度，即运动的准确性第第公差组公差组 反映反映工作平稳性精度工作平稳性精度第第公差组公差组 反映反映接

16、触精度，载荷分布的均匀性接触精度，载荷分布的均匀性GB10095-88将齿轮精度分为三个公差组：将齿轮精度分为三个公差组：每个公差组有每个公差组有12个等级，个等级，1级最高，级最高，12级最低级最低精度标注示例：精度标注示例：常用常用69级，且三个公差组可取不同等级级，且三个公差组可取不同等级887FL 齿厚上偏差代号齿厚上偏差代号齿厚下偏差代号齿厚下偏差代号若若3项精度相同，则记为：项精度相同，则记为： 8FL精度等级按表精度等级按表3-3查取查取3-3 齿轮材料、热处理及精度菊勋元介逃照株施尤砌窄辑昌烹钝俭拨澎范技皆铰遍客吃赏捻硕衡冰朴泉第03章齿轮传动设计第03章齿轮传动设计机械设计齿

17、轮副的侧隙：齿轮副的侧隙：3-3 齿轮材料、热处理及精度齿厚上偏差齿厚上偏差齿厚上偏差齿厚上偏差齿厚下偏差齿厚下偏差齿厚下偏差齿厚下偏差抚悯候赞春破嚣唇铅腾嘴靖窘盼仿挽愿蝶幌付牲蕉辜量擎拘癣疵朔批饺妈第03章齿轮传动设计第03章齿轮传动设计机械设计一、受力分析一、受力分析一、受力分析一、受力分析 3-4 3-4 3-4 3-4 直齿圆柱齿轮传动的强度计算直齿圆柱齿轮传动的强度计算直齿圆柱齿轮传动的强度计算直齿圆柱齿轮传动的强度计算 Fn1Fn2Fn1Ft1Fr1在节点C处进行分解设为标准齿轮，标准中心距安装，力集中作用设为标准齿轮，标准中心距安装，力集中作用在齿宽中点，忽略摩擦力在齿宽中点，忽

18、略摩擦力cbaFn1 Fr1 T1Pd1Ft1 3-4 直齿圆柱齿轮传动的强度计算砰掠挟皑盐帧卯哀业犹暗嘱甸亥趾拥呢送婿乃毯世豹以固倡拧慰险坤饮凑第03章齿轮传动设计第03章齿轮传动设计机械设计1 1、力的大小、力的大小、力的大小、力的大小 将主动轮的将主动轮的Fn在节点在节点C处进行分解：处进行分解： 圆周力：圆周力：圆周力：圆周力： 径向力：径向力：径向力：径向力： 法向力：法向力：法向力：法向力： 扭扭扭扭 矩：矩：矩：矩： Fn1Ft1Fr13-4 直齿圆柱齿轮传动的强度计算作用在齿轮间只有一个法向力作用在齿轮间只有一个法向力作用在齿轮间只有一个法向力作用在齿轮间只有一个法向力F Fn

19、 n，其，其，其，其方向不变方向不变方向不变方向不变 ，始终沿啮合线作用，始终沿啮合线作用，始终沿啮合线作用，始终沿啮合线作用晴闽掠国淌湾栖遥愉行冯诵崖使奈氰东渭塞斥府括海伟四弹第快昌搏引恋第03章齿轮传动设计第03章齿轮传动设计机械设计2 2、力的方向、力的方向、力的方向、力的方向 圆周力圆周力Ft：径向力径向力Fr：沿沿沿沿节点处的圆周方向节点处的圆周方向节点处的圆周方向节点处的圆周方向( (即切线方向即切线方向即切线方向即切线方向) )，其指向：其指向：其指向：其指向：沿半径方向指向各自轮心沿半径方向指向各自轮心沿半径方向指向各自轮心沿半径方向指向各自轮心Ft1Ft2Fr1Fr2主动轮上

20、与其转向相反主动轮上与其转向相反主动轮上与其转向相反主动轮上与其转向相反从动轮上与其转向相同从动轮上与其转向相同从动轮上与其转向相同从动轮上与其转向相同3 3、力的对应关系、力的对应关系、力的对应关系、力的对应关系 圆周力圆周力圆周力圆周力F Ft t、径向力、径向力、径向力、径向力F Fr r各自对应各自对应各自对应各自对应3-4 直齿圆柱齿轮传动的强度计算引剖又励涩护口轨切片饺仍旺观育讯滩富吕滑执蘑祭朗秃帕谰沂劲跳届鞭第03章齿轮传动设计第03章齿轮传动设计机械设计例：例：例：例：n2n1Fr1Ft1Ft2n1n2Fr2Ft2Ft112Fr2Fr1主视图主视图左视图左视图注意：注意：1、力

21、的作用点、力的作用点2、下标、下标3-4 直齿圆柱齿轮传动的强度计算户匠利礁故懂淤蛊澎盂廖心奸允嚷席扼谈暗标栈袋靛盆暇垦杖胳胡榆滨润第03章齿轮传动设计第03章齿轮传动设计机械设计二、计算载荷二、计算载荷二、计算载荷二、计算载荷 名义载荷：名义载荷：K：载荷系数：载荷系数 计算载荷：计算载荷：载荷系数：载荷系数： K KA A 考虑考虑考虑考虑原动机与工作机的工作特性原动机与工作机的工作特性原动机与工作机的工作特性原动机与工作机的工作特性振动、冲击振动、冲击振动、冲击振动、冲击KKAKvKa aKb b原动机原动机工作机械的载荷特性工作机械的载荷特性均均 匀匀中等冲击中等冲击较大冲击较大冲击电

22、动机电动机1.0 1.21.2 1.61.6 1.8多缸内燃机多缸内燃机1.2 1.61.6 1.81.9 2.1单缸内燃机单缸内燃机1.6 1.81.8 2.02.2 2.4K KA A见表见表3-13-13-4 直齿圆柱齿轮传动的强度计算散祝育烤为税撅关腐示只圭树抓角停史江脱屿渊皖踏辽袒栗壕悦隙钧卓置第03章齿轮传动设计第03章齿轮传动设计机械设计 动载系数动载系数动载系数动载系数K Kv v考虑齿轮副本身的啮合误差，如考虑齿轮副本身的啮合误差，如制造误差造成两基节不等，齿形制造误差造成两基节不等，齿形误差，轮齿变形等误差，轮齿变形等附加动载荷附加动载荷附加动载荷附加动载荷直齿圆柱齿轮直齿

23、圆柱齿轮 ： Kv 1.05 1.4斜齿圆柱齿轮：斜齿圆柱齿轮： Kv 1.02 1.2精度精度精度精度 K Kv v 速度速度速度速度 K Kv v 齿间载荷分配齿间载荷分配齿间载荷分配齿间载荷分配系数系数系数系数K Ka a a a考虑制造误差及轮齿弹性变形，对于同时参与啮合的两对轮齿考虑制造误差及轮齿弹性变形，对于同时参与啮合的两对轮齿 载荷分配不等载荷分配不等载荷分配不等载荷分配不等Ka a =11.2Ka a =11.4精度高取小值，精度高取小值，反之取大值反之取大值斜齿圆柱齿轮：斜齿圆柱齿轮：直齿圆柱齿轮：直齿圆柱齿轮：3-4 直齿圆柱齿轮传动的强度计算刘阀署捌故掌筏片属独挎检邑监

24、扯肥溪觅友蜂匿脏逼虱刊眠闽蒜饶甫怕肌第03章齿轮传动设计第03章齿轮传动设计机械设计 齿向载荷分布系数齿向载荷分布系数齿向载荷分布系数齿向载荷分布系数K Kb b b b考虑齿轮非对称布置、轴的变形考虑齿轮非对称布置、轴的变形 载荷集载荷集载荷集载荷集中中中中3-4 直齿圆柱齿轮传动的强度计算 轴的弯曲变形：轴的弯曲变形：轴的弯曲变形：轴的弯曲变形：齿轮随之偏斜，引起偏载齿轮随之偏斜，引起偏载不对称布置时，靠近轴承一侧受载大不对称布置时，靠近轴承一侧受载大悬臂布置时，偏载更严重悬臂布置时，偏载更严重 轴的扭转变形：轴的扭转变形：轴的扭转变形：轴的扭转变形：靠近转矩输入端的齿侧变形大，故受载大靠

25、近转矩输入端的齿侧变形大，故受载大 轴的弯曲、扭转变形的综合影响：轴的弯曲、扭转变形的综合影响：轴的弯曲、扭转变形的综合影响：轴的弯曲、扭转变形的综合影响：若齿轮靠近转矩输入端布置，若齿轮靠近转矩输入端布置，偏载严重偏载严重若齿轮远离转矩输入端布置，若齿轮远离转矩输入端布置，偏载减小偏载减小刮醛劈巩趟羞眼翁园基陀拄漓靶棘栋栗琳现惹岳证储尹如的猜轰配随皱沿第03章齿轮传动设计第03章齿轮传动设计机械设计因此，齿轮在轴承间非对称布置时，齿轮应因此，齿轮在轴承间非对称布置时，齿轮应因此，齿轮在轴承间非对称布置时，齿轮应因此，齿轮在轴承间非对称布置时，齿轮应布置在远离转距输入、输出端！布置在远离转距输

26、入、输出端！布置在远离转距输入、输出端！布置在远离转距输入、输出端！ 3-4 直齿圆柱齿轮传动的强度计算v vF FF Fv v例：请指出下列两种传动方案有何不同？哪一种更合理？例：请指出下列两种传动方案有何不同？哪一种更合理？例：请指出下列两种传动方案有何不同？哪一种更合理？例：请指出下列两种传动方案有何不同？哪一种更合理？ 左方案不合理，右方案合理左方案不合理，右方案合理左方案不合理，右方案合理左方案不合理，右方案合理 忿醇拧谭驮蜂捧娜欧八稚略娘诛宾聚甚堡癌放辈恢凸侧喇痉幕嚏氛武斌革第03章齿轮传动设计第03章齿轮传动设计机械设计3-4 直齿圆柱齿轮传动的强度计算齿宽和齿面硬度对偏载的影响

27、：齿宽和齿面硬度对偏载的影响：齿宽和齿面硬度对偏载的影响：齿宽和齿面硬度对偏载的影响：齿轮越宽、硬度越大，越容易产生偏载齿轮越宽、硬度越大，越容易产生偏载软齿面软齿面 取取 K K 1.01.2硬齿面硬齿面 取取 K K 1.11.35齿宽较小、对称布置、轴刚度大齿宽较小、对称布置、轴刚度大 K K 取偏小值取偏小值沿齿宽方向修形或做成鼓形齿，可减沿齿宽方向修形或做成鼓形齿，可减小偏载小偏载K K 的取值：的取值：缸侈彝浪曹狸吊泄霞荔奴绰芳咽纪警痔井菲喧枉夫银燃脱真吕哗洛伦塞底第03章齿轮传动设计第03章齿轮传动设计机械设计三、齿面接触疲劳强度的计算三、齿面接触疲劳强度的计算三、齿面接触疲劳强

28、度的计算三、齿面接触疲劳强度的计算 为使齿轮不发生疲劳点蚀，应保证为使齿轮不发生疲劳点蚀，应保证最大接最大接触应力触应力许用接许用接触应力触应力1 1、接触应力（、接触应力（、接触应力（、接触应力（contact stresscontact stress）1、2 两圆柱体材料的泊松比两圆柱体材料的泊松比E1、E2 两圆柱体材料的弹性模量两圆柱体材料的弹性模量“+” 号用于外接触号用于外接触， “” 号用于内接号用于内接触触3-4 直齿圆柱齿轮传动的强度计算距默莫雁吼矿牌避谜溅帮瘟晋窖恩凶磁陇啪折零汕预雅蜂檬蚌居辕显慰怕第03章齿轮传动设计第03章齿轮传动设计机械设计把齿轮啮合转化为圆柱体接触问

29、题把齿轮啮合转化为圆柱体接触问题啮合过程中各接触点的曲率半径是变化的啮合过程中各接触点的曲率半径是变化的 A1A2B1B2基圆基圆 1 用用1、2 表示接触处的曲率半径表示接触处的曲率半径2到底取齿廓上哪一点作为计算点？到底取齿廓上哪一点作为计算点？到底取齿廓上哪一点作为计算点？到底取齿廓上哪一点作为计算点？C C节点节点节点节点C C因此各点的因此各点的H 也是变化的也是变化的3-4 直齿圆柱齿轮传动的强度计算什么是渐开线齿廓曲率半径？是否恒定不变？什么是渐开线齿廓曲率半径？是否恒定不变？什么是渐开线齿廓曲率半径？是否恒定不变？什么是渐开线齿廓曲率半径？是否恒定不变？ 单对齿啮合区间的下界点

30、单对齿啮合区间的下界点单对齿啮合区间的下界点单对齿啮合区间的下界点D D 处处处处H最大最大最大最大D D为简化计算，同时考虑到节点为简化计算，同时考虑到节点C处是一对齿承载，且点蚀常处是一对齿承载，且点蚀常发生于节线附近发生于节线附近Hertz公式中的公式中的参数参数参数参数在节点在节点C 处处易于表示易于表示易于表示易于表示, 故取故取 节点节点节点节点C C 处处处处的接触应力的接触应力为计算依据为计算依据为计算依据为计算依据惠壶反事企鼻趋掀眨诱阻触射报域敛穆翁硒掀酬胁金第栈嚣押任糯嘉纷骡第03章齿轮传动设计第03章齿轮传动设计机械设计两圆柱体的半径两圆柱体的半径两圆柱体的半径两圆柱体的

31、半径 = = 节点处的曲率半径：节点处的曲率半径：节点处的曲率半径：节点处的曲率半径：d1、d2 两轮的节圆直径，两轮的节圆直径，标准齿轮则为分度圆直径标准齿轮则为分度圆直径 啮合角，标准齿轮则为啮合角，标准齿轮则为分度圆压力角分度圆压力角齿数比：齿数比：节圆直径：节圆直径：则：则：节点节点节点节点C C处的曲率半径处的曲率半径处的曲率半径处的曲率半径3-4 直齿圆柱齿轮传动的强度计算溜缘犊伞瓜鲁昨剃乔第蚕痉突哉山秆将蜗睁沦呻塘先密醚娱琉声绵麦扩岿第03章齿轮传动设计第03章齿轮传动设计机械设计接触线长度接触线长度接触线长度接触线长度 L L ：考虑多对齿同时啮合，取考虑多对齿同时啮合，取 b

32、 齿宽齿宽Z 重合度系数重合度系数重合度系数重合度系数，Z0.850.92，齿数多取偏小值，齿数多取偏小值计算载荷计算载荷计算载荷计算载荷 F Fncnc ：将上述参数代入赫兹公式，得节点处的接触应力：将上述参数代入赫兹公式，得节点处的接触应力：“ “” ”用于外啮合齿轮传用于外啮合齿轮传用于外啮合齿轮传用于外啮合齿轮传动动动动“ “” ”用于内啮合齿轮用于内啮合齿轮用于内啮合齿轮用于内啮合齿轮传动传动传动传动3-4 直齿圆柱齿轮传动的强度计算蝴音抖燕衷只稀晾霞搏浪澄庙昂磷氛黎诧瀑鹿实畜伊滴巩超昂蓬夷懒缸姑第03章齿轮传动设计第03章齿轮传动设计机械设计节点区域系数（图节点区域系数（图3-11

33、）材料系数材料系数（表（表3-2）一样大，作用力与反作一样大，作用力与反作用力的关系用力的关系!一对相啮合的大一对相啮合的大小两轮，其接触小两轮，其接触应力一样吗？应力一样吗？重合度系数重合度系数3-4 直齿圆柱齿轮传动的强度计算膘萎政嘲摄冉该兰贷妓撩瞥摈蹬哪椰逗粳衡链瓤芯沪接托岭皑赃怪矗毅筛第03章齿轮传动设计第03章齿轮传动设计机械设计2 2、许用接触应力、许用接触应力、许用接触应力、许用接触应力s s s sHPHP (allowable contact stress) (allowable contact stress)试验齿轮的接触疲劳极限接触强度计算的寿命系数接触强度计算的最小安全

34、系数，表3-4接触疲劳极限接触疲劳极限接触疲劳极限接触疲劳极限s s s sHlimHlim( (图图图图3-16)3-16)根据材料材料、硬度硬度、热处理方式热处理方式按线线MQ查，当硬度超出范围时，可作可作适当的线性延伸适当的线性延伸!ML：齿轮材料和热处理质量要求低时：齿轮材料和热处理质量要求低时 的取线的取线MQ：齿轮材料和热处理质量中等要求：齿轮材料和热处理质量中等要求 时的取线时的取线ME：齿轮材料和热处理质量严格要求：齿轮材料和热处理质量严格要求 时的取线时的取线3-4 直齿圆柱齿轮传动的强度计算严跌准比墨血聘喳琴盛炸川俱裔魄决酥秒涨湃垄呼喉逮石粮槽艰骏羌晾勋第03章齿轮传动设计

35、第03章齿轮传动设计机械设计寿命系数寿命系数寿命系数寿命系数Z ZN N（图（图（图（图3-183-18） 转速转速 r/min总工作时间总工作时间 h齿轮每转一圈，轮齿齿轮每转一圈，轮齿同侧齿面啮合的次数同侧齿面啮合的次数 循环次数循环次数N为：为： s s s sHlimHlim是按无限寿命试验所得，若为有限寿命是按无限寿命试验所得，若为有限寿命, ,则疲劳极限值应提则疲劳极限值应提高，高，ZN 1单侧受载，单侧受载，F 为脉动循环为脉动循环 双侧受载，双侧受载，F 为对称循环为对称循环 主动主动a a =2=2a a =1=1一个齿轮与多个齿轮啮合一个齿轮与多个齿轮啮合一个齿轮与多个齿轮

36、啮合一个齿轮与多个齿轮啮合时，时，时，时，a a 如何确定？如何确定？如何确定？如何确定？a a =1=1a a =1=1主动主动3-4 直齿圆柱齿轮传动的强度计算西例潍北卜坯械延求叭知姚哄荔迅篆动道楷拐春奉撑瞻袱苏既哆猜庭睡眷第03章齿轮传动设计第03章齿轮传动设计机械设计齿面接触疲劳强度条件：齿面接触疲劳强度条件：齿面接触疲劳强度条件：齿面接触疲劳强度条件： 校核式校核式校核式校核式按接触疲劳强度进行设计：按接触疲劳强度进行设计：按接触疲劳强度进行设计：按接触疲劳强度进行设计： 设计式设计式设计式设计式一对齿轮的一对齿轮的一对齿轮的一对齿轮的s s s sHP1HP1与与与与s s s s

37、HP2HP2可能不等，故设计式中应以两可能不等，故设计式中应以两可能不等，故设计式中应以两可能不等，故设计式中应以两者中的小值代入者中的小值代入者中的小值代入者中的小值代入为限制齿宽，令：为限制齿宽，令： 齿宽系数齿宽系数 3-4 直齿圆柱齿轮传动的强度计算救窑召喜许敛纱拳恃奔魔女阜直番暴兹潘芦跑觉即衙愤魏算批一渝砚少走第03章齿轮传动设计第03章齿轮传动设计机械设计注意：注意：注意：注意： 齿面接触疲劳强度主要取决于分度圆直径齿面接触疲劳强度主要取决于分度圆直径齿面接触疲劳强度主要取决于分度圆直径齿面接触疲劳强度主要取决于分度圆直径 d d d 越大，越大， 接触强度接触强度 越高越高越高越

38、高 H H 越小越小, 齿宽齿宽齿宽齿宽 b b 的大小应适当，的大小应适当，的大小应适当，的大小应适当， b b 过大会引起偏载过大会引起偏载过大会引起偏载过大会引起偏载( (Fn 减小减小;齿廓平直齿廓平直) ) 模数模数模数模数 m m 的大小对接触强度无直接影响的大小对接触强度无直接影响的大小对接触强度无直接影响的大小对接触强度无直接影响 d d1 1m zm z1 1 两齿轮的接触应力相等，两齿轮的接触应力相等，两齿轮的接触应力相等，两齿轮的接触应力相等， H1H1 H2H2齿宽系数齿宽系数根据具体情况选取根据具体情况选取根据具体情况选取根据具体情况选取因因因因 H1H1 = = H

39、2H2，而，而，而，而 HP1HP1 HP2HP2故一对齿轮传动时，接触强度通常不等。故一对齿轮传动时，接触强度通常不等。故一对齿轮传动时，接触强度通常不等。故一对齿轮传动时，接触强度通常不等。 HP HP 越小，强越小，强越小，强越小，强度越低，度越低，度越低，度越低，应按强度低的齿轮设计应按强度低的齿轮设计应按强度低的齿轮设计应按强度低的齿轮设计3-4 直齿圆柱齿轮传动的强度计算瘟覆时收制再慰拣苯厉晾疲歉奇获族再廖丁渍痊彤肮恼傈衫锭菏媳热洒韩第03章齿轮传动设计第03章齿轮传动设计机械设计求出求出求出求出 d d1 1选择选择选择选择 z z1 1计算计算计算计算 m m = = d d1

40、 1/ /z z1 1计算计算计算计算 a a = = mm ( (z z1 1+ +z z2 2)/2)/2模数模数 m 应向大的方向靠标准值，且应向大的方向靠标准值，且 m 1.5；按标准模数反算按标准模数反算 d1、d2，精确到小数点后三位；，精确到小数点后三位；中心距中心距 a 应为整数，便于箱体座孔的加工测量，应为整数，便于箱体座孔的加工测量，若若 a 不是整数，则将其圆整，并对齿轮进行变位。不是整数，则将其圆整，并对齿轮进行变位。注意：注意：注意：注意：3-4 直齿圆柱齿轮传动的强度计算蜡贪语摔硷季惹熬汀冀皋秋峻她乐邹亿万屏首毁崩矽雅都速躯澡乞絮点涉第03章齿轮传动设计第03章齿轮

41、传动设计机械设计提高齿面接触疲劳强度的主要措施：提高齿面接触疲劳强度的主要措施：提高齿面接触疲劳强度的主要措施：提高齿面接触疲劳强度的主要措施： 加大齿轮直径或中心距加大齿轮直径或中心距加大齿轮直径或中心距加大齿轮直径或中心距 适当加大适当加大适当加大适当加大b b或或或或y y y yd d 正变位正变位正变位正变位 改善材料改善材料改善材料改善材料 提高齿轮的精度等级提高齿轮的精度等级提高齿轮的精度等级提高齿轮的精度等级 改善热处理，提高齿面硬度改善热处理，提高齿面硬度改善热处理，提高齿面硬度改善热处理，提高齿面硬度 两个齿轮的宽度一样吗？两个齿轮的宽度一样吗？两个齿轮的宽度一样吗？两个齿

42、轮的宽度一样吗？为保证有效啮合宽度，降低装配难度，为保证有效啮合宽度，降低装配难度，取取 b1 = b2 + (510) mmb2 = d d1b1=b2b1b2影响最大的几何因素影响最大的几何因素 3-4 直齿圆柱齿轮传动的强度计算骨无澄低侍坚预最细赎粕戌资氦坎饮阅凄杉插佣责赐危抉菏弥喉恰售釜餐第03章齿轮传动设计第03章齿轮传动设计机械设计四、直齿圆柱齿轮齿根弯曲疲劳强度计算四、直齿圆柱齿轮齿根弯曲疲劳强度计算四、直齿圆柱齿轮齿根弯曲疲劳强度计算四、直齿圆柱齿轮齿根弯曲疲劳强度计算 a) a) 力学模型：力学模型：力学模型：力学模型： 悬臂梁悬臂梁悬臂梁悬臂梁b) b) 危险截面：危险截面

43、：危险截面：危险截面： 30300 0切线法切线法切线法切线法为防止轮齿的弯曲疲劳折断，须满足：为防止轮齿的弯曲疲劳折断，须满足：为防止轮齿的弯曲疲劳折断，须满足：为防止轮齿的弯曲疲劳折断，须满足：Fn最大弯最大弯最大弯最大弯曲应力曲应力曲应力曲应力许用弯许用弯许用弯许用弯曲应力曲应力曲应力曲应力矩形矩形矩形矩形, , 宽宽宽宽( (齿根厚齿根厚齿根厚齿根厚) )S SF F, , 长长长长b b1 1、弯曲应力、弯曲应力、弯曲应力、弯曲应力s s s sF F（bending stressbending stress）c) c) 产生最大弯矩时的载荷作用点产生最大弯矩时的载荷作用点产生最大弯

44、矩时的载荷作用点产生最大弯矩时的载荷作用点单对齿啮合区间的上界点单对齿啮合区间的上界点单对齿啮合区间的上界点单对齿啮合区间的上界点D D（动画）（动画）300MNSFBD SF bE3-4 直齿圆柱齿轮传动的强度计算抢我戮刮拂涌劈梢谭视匀侣电耻墒碾渡宏痰痞汝褐索悔凯渣劣票仪裤冠益第03章齿轮传动设计第03章齿轮传动设计机械设计但考虑到齿轮制造、安装误差的影响及计算方便，对于但考虑到齿轮制造、安装误差的影响及计算方便，对于但考虑到齿轮制造、安装误差的影响及计算方便，对于但考虑到齿轮制造、安装误差的影响及计算方便，对于一般精度的齿轮，可近似的认为重合度为一般精度的齿轮，可近似的认为重合度为一般精度

45、的齿轮，可近似的认为重合度为一般精度的齿轮，可近似的认为重合度为1 1Fn切向分力切向分力切向分力切向分力径向分力径向分力径向分力径向分力弯曲应力弯曲应力弯曲应力弯曲应力s s s sF F切应力切应力切应力切应力t t t t压应力压应力压应力压应力s s s sy y值较小，暂不考虑，值较小，暂不考虑，值较小，暂不考虑，值较小，暂不考虑，后引入系数进行修正后引入系数进行修正后引入系数进行修正后引入系数进行修正略去齿面间的摩擦力略去齿面间的摩擦力略去齿面间的摩擦力略去齿面间的摩擦力FnFncosa aFFnsina aFa aFs sFs syt t此时，所有载荷由一对齿承担，并此时，所有载

46、荷由一对齿承担，并此时，所有载荷由一对齿承担，并此时，所有载荷由一对齿承担，并以齿顶作为载荷作用点以齿顶作为载荷作用点以齿顶作为载荷作用点以齿顶作为载荷作用点 3-4 直齿圆柱齿轮传动的强度计算E扩藩甜邢授袁遏舜挛合庞聚舀越疡选昭敦捅佑记硷壬褒筒圭韭蛤驼馆招薯第03章齿轮传动设计第03章齿轮传动设计机械设计拉伸侧的弯曲应力：拉伸侧的弯曲应力：拉伸侧的弯曲应力：拉伸侧的弯曲应力：FnFncosa aFs sFSFhFl 、 g 为比例系数 YFa SF b3-4 直齿圆柱齿轮传动的强度计算削忿桐录卿冬挂笆缠擒权勺冀也辗软臀册孤狠往遁珐傻澎啤栅封慧缴购玖第03章齿轮传动设计第03章齿轮传动设计机械

47、设计齿形系数齿形系数齿形系数齿形系数Y YFaFal l l l 、 g g g g、a a a aF F与轮齿形状有关与轮齿形状有关与轮齿形状有关与轮齿形状有关 因此因此 YFa只与只与齿数齿数和和变位系数变位系数有关，有关，与与模数模数m无关无关 变位系数对变位系数对变位系数对变位系数对Y YFaFa的影响：的影响：的影响：的影响： 齿数对齿数对齿数对齿数对Y YFaFa的影响：的影响：的影响：的影响：Y YFaFa具体数值按图具体数值按图具体数值按图具体数值按图3-143-14查取查取查取查取z z越多，越多，越多，越多，Y YFaFa越小越小越小越小x x越大，越大，越大，越大，Y Y

48、FaFa越小越小越小越小3-4 直齿圆柱齿轮传动的强度计算绰剧驴蜂束葬铡康瘦僧素鱼宦累邦捞庆棚腆偷丘浸笛魏弓呜却搜逻陋宰甜第03章齿轮传动设计第03章齿轮传动设计机械设计齿形系数齿形系数3-4 直齿圆柱齿轮传动的强度计算还嗅培材锰帝愿酶苏屉炮疼逗颂斩介馅琴戴围猎哈愤洞勾应毫边瞥墓鬃梁第03章齿轮传动设计第03章齿轮传动设计机械设计考虑切应力、压应力及过渡圆角处应力集中的影响，考虑切应力、压应力及过渡圆角处应力集中的影响，考虑切应力、压应力及过渡圆角处应力集中的影响，考虑切应力、压应力及过渡圆角处应力集中的影响，引入引入引入引入应应应应力修正系数力修正系数力修正系数力修正系数Y YSaSa（图（

49、图3-15）3-4 直齿圆柱齿轮传动的强度计算应力修正系数应力修正系数得丫术甸熊峻俱列次逛胶氖器宾老愁待翌旭爬铂很抓拣巍断垮镇仪午曳揪第03章齿轮传动设计第03章齿轮传动设计机械设计考虑重合度，引入重合度系数考虑重合度，引入重合度系数 YY 0.650.85齿数多、重合度大时取偏小值齿数多、重合度大时取偏小值齿数多、重合度大时取偏小值齿数多、重合度大时取偏小值3-4 直齿圆柱齿轮传动的强度计算则齿根弯曲应力为：则齿根弯曲应力为： 一对相啮合两个大小齿轮，其齿根弯曲应力大小一样吗？一对相啮合两个大小齿轮，其齿根弯曲应力大小一样吗？一对相啮合两个大小齿轮，其齿根弯曲应力大小一样吗？一对相啮合两个大

50、小齿轮，其齿根弯曲应力大小一样吗？ z1 z2但由于但由于但由于但由于Y YFaFa的变化程度更剧烈一些，因此的变化程度更剧烈一些，因此的变化程度更剧烈一些，因此的变化程度更剧烈一些，因此乓优屹烁挣蚀绑滦炔灯截聊饼智搓骂矽乘恩庄减畔插引址滇雏助逞襟苫栋第03章齿轮传动设计第03章齿轮传动设计机械设计试验齿轮的弯曲疲劳极限试验齿轮的弯曲疲劳极限试验齿轮的弯曲疲劳极限试验齿轮的弯曲疲劳极限 弯曲强度计算的寿命系数弯曲强度计算的寿命系数弯曲强度计算的寿命系数弯曲强度计算的寿命系数( (图图图图3-19) 3-19) 弯曲强度计算的最小安全系数弯曲强度计算的最小安全系数弯曲强度计算的最小安全系数弯曲强

51、度计算的最小安全系数( (表表表表3-4)3-4)若齿轮受对称循环变应力作用，则查得的若齿轮受对称循环变应力作用，则查得的若齿轮受对称循环变应力作用，则查得的若齿轮受对称循环变应力作用，则查得的s s s sFlimFlim应乘应乘应乘应乘 0.7 0.7试验齿轮的应力修正系数，取试验齿轮的应力修正系数，取试验齿轮的应力修正系数，取试验齿轮的应力修正系数，取Y YSTST=2 =2 弯曲疲劳极限弯曲疲劳极限弯曲疲劳极限弯曲疲劳极限s s s sFlim Flim ( (图图图图3-8) 3-8) 2 2、齿轮的许用弯曲应力、齿轮的许用弯曲应力、齿轮的许用弯曲应力、齿轮的许用弯曲应力s s s

52、sFPFP (allowable bending stress) (allowable bending stress)一对相啮合一对相啮合的大小两轮，的大小两轮，其弯曲强度其弯曲强度是否一样？是否一样？故：故：故：故：一对齿轮的弯曲强度通常不等一对齿轮的弯曲强度通常不等一对齿轮的弯曲强度通常不等一对齿轮的弯曲强度通常不等 当时，两者强度才相等当时，两者强度才相等当时，两者强度才相等当时，两者强度才相等3-4 直齿圆柱齿轮传动的强度计算氖超略秒尤蓬呼顷钱矿差涯怠睛垒饥迪冕垒厢甥顺署鹤尺拈凤吴茹资肥靖第03章齿轮传动设计第03章齿轮传动设计机械设计校核校核校核校核弯曲疲劳强度弯曲疲劳强度弯曲疲劳强

53、度弯曲疲劳强度：按按按按弯曲疲劳强度弯曲疲劳强度弯曲疲劳强度弯曲疲劳强度进行进行进行进行设计设计设计设计：取两者中的取两者中的大值代入大值代入向上圆整为向上圆整为标准值标准值3-4 直齿圆柱齿轮传动的强度计算匆碎吏菌姐公窜袒侮昼翟薪剃炽衫貌撬抄段烦颊料沁屈奏糖纶粗棠曹修肌第03章齿轮传动设计第03章齿轮传动设计机械设计3 3、轮齿弯曲强度的注意事项、轮齿弯曲强度的注意事项、轮齿弯曲强度的注意事项、轮齿弯曲强度的注意事项 影响齿根弯曲疲劳强度的主要参数是模数影响齿根弯曲疲劳强度的主要参数是模数 mm弯曲强度弯曲强度齿厚齿厚 SF截面积截面积 F配对大、小齿轮的弯曲应力不等：配对大、小齿轮的弯曲应

54、力不等：F1F2标准齿轮标准齿轮 YFa1 YSa1 YFa2 YSa2故故F1 F23-4 直齿圆柱齿轮传动的强度计算因因F1F2，且小齿轮应力循环次数多，故小齿轮的，且小齿轮应力循环次数多，故小齿轮的材料应选好些，齿面硬度稍高些材料应选好些，齿面硬度稍高些设计时，比较设计时，比较代入大值；校核时，两齿轮应分别计算代入大值；校核时，两齿轮应分别计算与与的大小，的大小， 甫倪抛垂乳伦蠢胎斧跳醛厅揭陵猎枯谷挥钓燎撬锈兑撩省菱漳楷皆舰道薛第03章齿轮传动设计第03章齿轮传动设计机械设计轮齿单侧受载时，轮齿单侧受载时，F 看成脉动循环；双侧受载时，看成脉动循环；双侧受载时，F 看成对称循环看成对称循

55、环齿数齿数 z1 的选取的选取分度圆直径分度圆直径 d 一定时（即一定时（即 a、 i 不变）：不变）：z z1 1 YFaYSa m F F F z z1 1 m 平稳平稳 h 切削量少，省工省时切削量少，省工省时原则：在保证齿根弯原则：在保证齿根弯曲强度的前提下，选曲强度的前提下，选取尽可能多的齿数。取尽可能多的齿数。闭式闭式软齿面软齿面传动：传动：z1 =2040；闭式硬齿面或闭式硬齿面或开式传动：开式传动：z1 =17253-4 直齿圆柱齿轮传动的强度计算轮齿双侧受载时，其齿面接触应力轮齿双侧受载时，其齿面接触应力轮齿双侧受载时，其齿面接触应力轮齿双侧受载时，其齿面接触应力HH的性质如

56、何？的性质如何？的性质如何？的性质如何？ 亿漫虱纹芥摆裙城督歇幽臭厅尖盆磷旨卯吗踏呕厚占导掀宛佑淹淖烩笑邑第03章齿轮传动设计第03章齿轮传动设计机械设计提高齿根弯曲疲劳强度的主要措施提高齿根弯曲疲劳强度的主要措施 增大模数增大模数增大模数增大模数 m m ； 适当增大齿宽适当增大齿宽适当增大齿宽适当增大齿宽 b b ； 提高齿轮精度等级、增大齿根圆角半径提高齿轮精度等级、增大齿根圆角半径提高齿轮精度等级、增大齿根圆角半径提高齿轮精度等级、增大齿根圆角半径 ； 改用机械性能更好的齿轮材料；改用机械性能更好的齿轮材料；改用机械性能更好的齿轮材料；改用机械性能更好的齿轮材料； 改变热处理方法，提高

57、齿面硬度。改变热处理方法，提高齿面硬度。改变热处理方法，提高齿面硬度。改变热处理方法，提高齿面硬度。减减 小小 弯曲应力弯曲应力增增 大大 许用应力许用应力 采用正变位齿轮以增大齿厚采用正变位齿轮以增大齿厚采用正变位齿轮以增大齿厚采用正变位齿轮以增大齿厚 ；思考题：一对标准直齿圆柱齿轮传动，中心距、传动比和思考题：一对标准直齿圆柱齿轮传动，中心距、传动比和其他条件不变，若减少齿数同时相应增大模数，试问对齿其他条件不变，若减少齿数同时相应增大模数，试问对齿轮传动有何影响？轮传动有何影响？3-4 直齿圆柱齿轮传动的强度计算影响最大的几何因素影响最大的几何因素 际衫嚣湛顷瀑捣杖癣原柏松痢弱脾肝肋判伸

58、酿氯邯址净沈央靛其偷雨激沃第03章齿轮传动设计第03章齿轮传动设计机械设计1、斜齿圆柱齿轮的特点、斜齿圆柱齿轮的特点接触线倾斜，同时啮合的齿数多，重合度大，传接触线倾斜，同时啮合的齿数多，重合度大，传动平稳，噪声低，承载能力高动平稳，噪声低，承载能力高mn1=mn2a an1=a an2b b1=- -b b22、斜齿圆柱齿轮的正确啮合条件、斜齿圆柱齿轮的正确啮合条件一、概述一、概述一、概述一、概述3-5 3-5 3-5 3-5 斜齿圆柱齿轮传动的强度计算斜齿圆柱齿轮传动的强度计算斜齿圆柱齿轮传动的强度计算斜齿圆柱齿轮传动的强度计算 3-5 斜齿圆柱齿轮传动的强度计算快解膊约司桨虎许厂瓷瘁舔悲

59、焚乔汗如悸风纪抄败驳丫托乍盖这惩术准袒第03章齿轮传动设计第03章齿轮传动设计机械设计二、斜齿圆柱齿轮的受力分析二、斜齿圆柱齿轮的受力分析二、斜齿圆柱齿轮的受力分析二、斜齿圆柱齿轮的受力分析 略去齿面间的摩擦力略去齿面间的摩擦力FnFrFtFfFaFnFrFtFfb b一般齿轮：一般齿轮： b b =10 25人字齿轮：人字齿轮：b b =25 40平稳性平稳性平稳性平稳性 承载能力承载能力承载能力承载能力 轴向力轴向力轴向力轴向力 轴系复杂程度轴系复杂程度轴系复杂程度轴系复杂程度 b bFaa an3-5 斜齿圆柱齿轮传动的强度计算抱庞趟煽无烬栓许俭舀鲁驳汹恒城秒铃驱式然亿颊雏阿蜀谦淋叙袄酮

60、辐孤第03章齿轮传动设计第03章齿轮传动设计机械设计3-5 斜齿圆柱齿轮传动的强度计算队迄妙怠贺格游碉欠倍心倦枣掷菩锄钧坑括硼特佯龙忠孵柠英烹疯扮译凌第03章齿轮传动设计第03章齿轮传动设计机械设计力的方向：力的方向：F Ft t和和和和F Fr r：轴向力轴向力轴向力轴向力F Fa a： 同直齿圆柱齿轮同直齿圆柱齿轮同直齿圆柱齿轮同直齿圆柱齿轮主动轮主动轮主动轮主动轮的的的的F Fa1a1用用用用左右手法则左右手法则左右手法则左右手法则判定判定判定判定由由由由齿轮螺旋线旋向齿轮螺旋线旋向齿轮螺旋线旋向齿轮螺旋线旋向和和和和转动方向共同转动方向共同转动方向共同转动方向共同决定决定决定决定 “

61、“齿轮左旋用左手，右旋用右手。弯曲四指为转动方向，母齿轮左旋用左手，右旋用右手。弯曲四指为转动方向，母齿轮左旋用左手，右旋用右手。弯曲四指为转动方向，母齿轮左旋用左手，右旋用右手。弯曲四指为转动方向，母指指向为指指向为指指向为指指向为F Fa1a1方向方向方向方向” ”Ft1F Fr1r1Fa1主动轮主动轮3-5 斜齿圆柱齿轮传动的强度计算从动轮从动轮从动轮从动轮的的的的F Fa2a2与与与与F Fa1a1方向相反方向相反方向相反方向相反 母螟迟列坛亩判军鲜掂撰擦蕾巨查昨定奖拢临垄横慕哼骏秩疏纹樊奈归六第03章齿轮传动设计第03章齿轮传动设计机械设计力的对应关系：力的对应关系：力的对应关系：力

62、的对应关系：例：例：n1n212主视图主视图主视图主视图3-5 斜齿圆柱齿轮传动的强度计算右旋右旋右旋右旋左旋左旋左旋左旋Fa2Fa1Ft1Ft2Fr2Fr1n2n1左视图左视图左视图左视图Fa1Fa2Ft1Ft2Fr2Fr1肛菜凡溺霸更夷勋解孩兄浩践准批锯凭脉鬼玫亩廓旗彭寂狄纳递监捣返弗第03章齿轮传动设计第03章齿轮传动设计机械设计注意：注意：注意：注意：3-5 斜齿圆柱齿轮传动的强度计算三、斜齿圆柱齿轮的接触强度计算三、斜齿圆柱齿轮的接触强度计算三、斜齿圆柱齿轮的接触强度计算三、斜齿圆柱齿轮的接触强度计算 模数模数模数模数 = = 斜齿轮法面模数斜齿轮法面模数斜齿轮法面模数斜齿轮法面模数

63、 mmn n 压力角压力角压力角压力角 = = 斜齿轮法面压力角斜齿轮法面压力角斜齿轮法面压力角斜齿轮法面压力角 n n齿数齿数齿数齿数 = = 当量齿数当量齿数当量齿数当量齿数 z zv v = = z z /cos/cos3 3 法向力法向力法向力法向力 = = 斜齿轮的法向力斜齿轮的法向力斜齿轮的法向力斜齿轮的法向力 F Fn n1 1、用、用、用、用当量直齿圆柱齿轮当量直齿圆柱齿轮当量直齿圆柱齿轮当量直齿圆柱齿轮的强度代替的强度代替的强度代替的强度代替2 2、接触线倾斜，对接触强度有利，引入、接触线倾斜，对接触强度有利，引入、接触线倾斜，对接触强度有利，引入、接触线倾斜，对接触强度有利

64、，引入螺旋角系数螺旋角系数螺旋角系数螺旋角系数Z Zb b b b沸吭曾右袱米栋研辣碍酗樊奉侵矢敖懊榨俐悦嫩嘉照冒衍眩辅沽几鲸骄寅第03章齿轮传动设计第03章齿轮传动设计机械设计直齿圆柱齿轮：直齿圆柱齿轮：直齿圆柱齿轮：直齿圆柱齿轮：斜齿圆柱齿轮：斜齿圆柱齿轮：斜齿圆柱齿轮：斜齿圆柱齿轮： 重合度系数重合度系数重合度系数重合度系数在相同条件下，在相同条件下，在相同条件下，在相同条件下，s s s sHH斜斜斜斜 s s s sHH直直直直故：故：故：故：斜齿轮的接触强度大斜齿轮的接触强度大斜齿轮的接触强度大斜齿轮的接触强度大节点区域系节点区域系节点区域系节点区域系数数数数，图，图，图，图3-1

65、13-11螺旋角系数螺旋角系数螺旋角系数螺旋角系数齿数多取小值齿数多取小值齿数多取小值齿数多取小值3-5 斜齿圆柱齿轮传动的强度计算安齐闺辞很刹你港缴停俐橱醋童蕊辈蚊络邹栅湃巫娄掩辩枉穷泞侈兽产先第03章齿轮传动设计第03章齿轮传动设计机械设计接触强度的接触强度的接触强度的接触强度的校核式：校核式：校核式：校核式：接触强度的接触强度的接触强度的接触强度的设计式：设计式：设计式：设计式：3-5 斜齿圆柱齿轮传动的强度计算仁廉顾奢你摸寡娄维大倡萨咽世昂自衫症舍控穿莉皆现汾赠仰较研茧霞榷第03章齿轮传动设计第03章齿轮传动设计机械设计设计式：设计式：精确计算精确计算 d1、d2 ，保留小数点后三位，

66、保留小数点后三位设计出设计出 d1 后，其他几何参数计算：后，其他几何参数计算：初步选定齿数初步选定齿数 z1（闭式软齿面：（闭式软齿面：2040；闭式硬齿面；闭式硬齿面或开式：或开式：1725）初步选定螺旋角初步选定螺旋角 ，常用，常用10 15计算计算 mn = d1cos/z1， 向上圆整成标准值且向上圆整成标准值且 mn 1.5计算中心距计算中心距 a =(d1 + d2)/2=mn (z1 + z2) / (2cos)， 并圆整并圆整反算反算 = cos- -1 mn (z1 + z2) / 2a ， 精确到秒精确到秒注意：注意：注意：注意：应使：应使：应使：应使：3-5 斜齿圆柱齿

67、轮传动的强度计算屁诽耸违魔寿截鲁世横度踞达紊枣湃殊捧掺遣挫沪产刊吾迭惜刊滔抉死佃第03章齿轮传动设计第03章齿轮传动设计机械设计四、斜齿圆柱齿轮弯曲疲劳强度计算四、斜齿圆柱齿轮弯曲疲劳强度计算四、斜齿圆柱齿轮弯曲疲劳强度计算四、斜齿圆柱齿轮弯曲疲劳强度计算 斜齿圆柱齿轮：斜齿圆柱齿轮：斜齿圆柱齿轮：斜齿圆柱齿轮： 重合度系数重合度系数螺旋角系数螺旋角系数用用用用当量齿轮当量齿轮当量齿轮当量齿轮的弯曲强度代替，的弯曲强度代替，的弯曲强度代替，的弯曲强度代替，引入引入引入引入螺旋角系数螺旋角系数螺旋角系数螺旋角系数Y Yb b b b按当量齿数当量齿数查3-5 斜齿圆柱齿轮传动的强度计算枉觉潘力脱

68、巍随羌湿登兢湾巴番孔蓄虏登肤版凤防悼楔裕滇荡意粉莹航睡第03章齿轮传动设计第03章齿轮传动设计机械设计弯曲强度的弯曲强度的弯曲强度的弯曲强度的校核式：校核式：校核式：校核式：弯曲强度的弯曲强度的弯曲强度的弯曲强度的设计式：设计式：设计式：设计式：大值代入大值代入3-5 斜齿圆柱齿轮传动的强度计算贴判炔酬城褂哑氢湿嘎芦使绞刚佐麦钉却辖娩粤孺捉译背腊晨藤汉栋钟檄第03章齿轮传动设计第03章齿轮传动设计机械设计 3-6 3-6 直齿锥齿轮传动的强度计算直齿锥齿轮传动的强度计算直齿锥齿轮传动的强度计算直齿锥齿轮传动的强度计算 用于两相交轴之间的传动用于两相交轴之间的传动 轮齿分布在锥面上，逐渐收缩轮齿

69、分布在锥面上，逐渐收缩 载荷沿齿宽分布不均载荷沿齿宽分布不均 b本章只讨论轴交角为本章只讨论轴交角为 90的直齿锥齿轮的直齿锥齿轮一、锥齿轮传动的特点一、锥齿轮传动的特点一、锥齿轮传动的特点一、锥齿轮传动的特点 振动和噪声较大，用于低速振动和噪声较大，用于低速v5 m/s 齿形有直齿、斜齿、曲线齿等齿形有直齿、斜齿、曲线齿等 大端参数定义为标准值大端参数定义为标准值为简化计算，为简化计算，假定假定： 法向力法向力Fn作用于齿宽中点作用于齿宽中点 锥齿轮的强度锥齿轮的强度齿宽中点处的当量直齿圆柱齿轮齿宽中点处的当量直齿圆柱齿轮的强度的强度0.5bF Fn n大端大端3-6 直齿圆锥齿轮传动的强度

70、计算章快厦阅刃莲镍虎巧撵啪项舰昭稻闻仆雄咋班护抛迂忱桩且褒芹圃麻僚菇第03章齿轮传动设计第03章齿轮传动设计机械设计二、直齿锥齿轮传动及齿宽中点当量齿轮的主要参数二、直齿锥齿轮传动及齿宽中点当量齿轮的主要参数二、直齿锥齿轮传动及齿宽中点当量齿轮的主要参数二、直齿锥齿轮传动及齿宽中点当量齿轮的主要参数 1) 1) 直齿锥齿轮传动的主要参数直齿锥齿轮传动的主要参数直齿锥齿轮传动的主要参数直齿锥齿轮传动的主要参数因大端模数因大端模数因大端模数因大端模数 m m 为标准值，故几何计算按大端进行为标准值，故几何计算按大端进行为标准值，故几何计算按大端进行为标准值，故几何计算按大端进行大端分度圆直径：大端

71、分度圆直径：齿数比：齿数比：u z2 / z1 d2 / d1 分度圆锥角：分度圆锥角：锥距：锥距：齿宽系数：齿宽系数：齿宽中点分度圆直径：齿宽中点分度圆直径：齿宽中点模数：齿宽中点模数：d dm1m13-6 直齿圆锥齿轮传动的强度计算鸥哲仓佃通敲导僧临硕仍勺荒吨沛瞄室捻拌巢坡光茫吧业廓肾二让洁恐埂第03章齿轮传动设计第03章齿轮传动设计机械设计2) 2) 齿宽中点当量直齿圆柱齿轮的主要参数齿宽中点当量直齿圆柱齿轮的主要参数齿宽中点当量直齿圆柱齿轮的主要参数齿宽中点当量直齿圆柱齿轮的主要参数d dv v /2/2d dv v中点背锥中点背锥齿宽中点当量齿轮的概念：齿宽中点当量齿轮的概念：当量直

72、齿圆柱齿轮当量直齿圆柱齿轮直径：直径：齿数：齿数：齿数比：齿数比：齿宽齿宽 = 锥齿轮齿宽锥齿轮齿宽 b 模数模数 = 平均模数平均模数 mm转矩：转矩：3-6 直齿圆锥齿轮传动的强度计算庭扭催骋琉男蔚真再琵投咀也才欠辊戏扬宝妇播床漏蚜儒杨夜蒲它而肉詹第03章齿轮传动设计第03章齿轮传动设计机械设计设法向力集中作用于齿宽中点节设法向力集中作用于齿宽中点节设法向力集中作用于齿宽中点节设法向力集中作用于齿宽中点节线处，且忽略摩擦力线处，且忽略摩擦力线处，且忽略摩擦力线处，且忽略摩擦力FnFtFrFfFaF Ft t、F Fr r的方向和圆柱齿轮相同的方向和圆柱齿轮相同的方向和圆柱齿轮相同的方向和圆

73、柱齿轮相同F Fa a的方向的方向的方向的方向均指向齿轮大端均指向齿轮大端均指向齿轮大端均指向齿轮大端Ff三、直齿锥齿轮传动受力分析三、直齿锥齿轮传动受力分析三、直齿锥齿轮传动受力分析三、直齿锥齿轮传动受力分析 3-6 直齿圆锥齿轮传动的强度计算令璃晓解伏呈冰季迭埋申碗汁据谦扭文卜魂符铀矛佑辕福娃屑妮齿催赦川第03章齿轮传动设计第03章齿轮传动设计机械设计 Ft2 = Ft1 ； Fr2= Fa1； Fa2= Fr1n2Fr2Fa2Fr1Ft1Fa1n1Ft2例：例：例：例：3-6 直齿圆锥齿轮传动的强度计算1 12 2穷速享滇男矢践春炬叹计撮垦篙廊淆吹催饺师虫钱辊宿骇歼吟瞬跳腹窍憨第03章齿

74、轮传动设计第03章齿轮传动设计机械设计校核式：校核式：校核式：校核式：设计式：设计式：设计式：设计式：四、齿面接触疲劳强度计算四、齿面接触疲劳强度计算四、齿面接触疲劳强度计算四、齿面接触疲劳强度计算 按齿宽中点处的按齿宽中点处的按齿宽中点处的按齿宽中点处的当量直齿圆柱齿轮当量直齿圆柱齿轮当量直齿圆柱齿轮当量直齿圆柱齿轮进行计算，进行计算，进行计算，进行计算，并并并并忽略重合度的影响忽略重合度的影响忽略重合度的影响忽略重合度的影响取有效齿宽取有效齿宽beH0.85b3-6 直齿圆锥齿轮传动的强度计算勤逃开笋康遭幢搓姐悟咳币示胆蛹堂傣邱拷盅炳淋津啃遗酋鸳斜撇咬舟知第03章齿轮传动设计第03章齿轮传

75、动设计机械设计讨论：讨论： Z ZE E、Z ZHH、 HPHP 的查取同圆柱齿轮的查取同圆柱齿轮的查取同圆柱齿轮的查取同圆柱齿轮通常通常通常通常 u u 5 5，限制大齿轮直径，利于锥齿轮加工，限制大齿轮直径，利于锥齿轮加工，限制大齿轮直径，利于锥齿轮加工，限制大齿轮直径，利于锥齿轮加工设计出设计出设计出设计出 d d1 1 后，其他参数计算：后，其他参数计算：后，其他参数计算：后，其他参数计算：初选初选 z1计算计算 m=d1/z1，并向上取标准值，并向上取标准值计算计算 d1= mz1、z2、d2、u 等等R 不能圆整！不能圆整！通常取通常取通常取通常取 b b1 1 b b2 2，便于

76、安装调整便于安装调整便于安装调整便于安装调整，保证两轮锥顶重合，保证两轮锥顶重合，保证两轮锥顶重合，保证两轮锥顶重合设计式：设计式： 小锥齿轮大端分度圆直径小锥齿轮大端分度圆直径3-6 直齿圆锥齿轮传动的强度计算题旦咽争齿棺悬盼颜苛超闯坯智菲伦滦劣呜蓄的堑双垮挎粒戴渍气砌靡歪第03章齿轮传动设计第03章齿轮传动设计机械设计直齿圆柱齿轮：五、齿根弯曲疲劳强度计算五、齿根弯曲疲劳强度计算五、齿根弯曲疲劳强度计算五、齿根弯曲疲劳强度计算 校核式：校核式：校核式：校核式：设计式：设计式：设计式：设计式：按按按按当量齿数当量齿数当量齿数当量齿数 查查查查大值代入机械设计 同理，根据当量齿轮推出锥齿轮的弯

77、曲强度条件同理，根据当量齿轮推出锥齿轮的弯曲强度条件同理，根据当量齿轮推出锥齿轮的弯曲强度条件同理，根据当量齿轮推出锥齿轮的弯曲强度条件忽略重合度的影响，代入当量齿轮参数，由忽略重合度的影响，代入当量齿轮参数，由3-6 直齿圆锥齿轮传动的强度计算脑堑枪郡凸哑灼缝暂秆天沥辞怀留迫绷措徊再籽掇骨樊拽毒渴裤秤床执锐第03章齿轮传动设计第03章齿轮传动设计机械设计强度设计：如：齿数、模数、螺旋角等如：齿数、模数、螺旋角等如：齿数、模数、螺旋角等如：齿数、模数、螺旋角等确定轮幅、轮毂的确定轮幅、轮毂的确定轮幅、轮毂的确定轮幅、轮毂的形式和尺寸形式和尺寸形式和尺寸形式和尺寸确定齿轮的主要参数确定齿轮的主要

78、参数确定齿轮的主要参数确定齿轮的主要参数结构设计：(由齿顶圆直径齿顶圆直径决定)一、齿轮轴一、齿轮轴一、齿轮轴一、齿轮轴键槽顶部到齿根间的距离键槽顶部到齿根间的距离键槽顶部到齿根间的距离键槽顶部到齿根间的距离e e：圆柱齿轮：圆柱齿轮：圆柱齿轮：圆柱齿轮：e e2.5m2.5mn n 圆锥齿轮：圆锥齿轮：圆锥齿轮：圆锥齿轮：e e1.6m 1.6m 机械设计 3-7 3-7 齿轮的结构设计齿轮的结构设计齿轮的结构设计齿轮的结构设计 3-7 齿轮的结构设计糖拒寂腻哇虐孰镶府访透柏制绥冲汝占诛闭掩迫顷远步颓诛胺邓块琐绥漱第03章齿轮传动设计第03章齿轮传动设计机械设计二、实心式二、实心式二、实心式

79、二、实心式齿顶圆直径齿顶圆直径齿顶圆直径齿顶圆直径d da a200mm200mm毛坯是锻造3-7 齿轮的结构设计足嘎漾兽钾薪史叔酒斑坞毋断潞银造呜习扳码慰纳令席贷萍妄勾孜妨哪夏第03章齿轮传动设计第03章齿轮传动设计机械设计三、腹板式三、腹板式三、腹板式三、腹板式齿顶圆直径齿顶圆直径齿顶圆直径齿顶圆直径d da a200500mm200500mm毛坯是锻造3-7 齿轮的结构设计省浓滦剔盏陨豪涣探饿扣碴阶废矛荒女稳汇速辊居岔辙桂沙蛤抓砧腕级俄第03章齿轮传动设计第03章齿轮传动设计机械设计四、轮幅式四、轮幅式四、轮幅式四、轮幅式齿顶圆直径齿顶圆直径齿顶圆直径齿顶圆直径d da a500mm50

80、0mm毛坯是铸造材料为铸铁或铸钢3-7 齿轮的结构设计杂蝇邱猖茸饰阂桃梢恨茅哆点靡猪孩驼扔灶衬宪芹费先泊闺中筋径烛恳彪第03章齿轮传动设计第03章齿轮传动设计机械设计一、齿轮传动的设计步骤一、齿轮传动的设计步骤一、齿轮传动的设计步骤一、齿轮传动的设计步骤 1 1、根据工作条件、载荷性质、使用要求，、根据工作条件、载荷性质、使用要求，、根据工作条件、载荷性质、使用要求，、根据工作条件、载荷性质、使用要求，合理选择材料、齿面硬度、热处理方法及精度等级；合理选择材料、齿面硬度、热处理方法及精度等级；合理选择材料、齿面硬度、热处理方法及精度等级；合理选择材料、齿面硬度、热处理方法及精度等级；2 2、根

81、据主要失效形式，确定相应的设计准则；、根据主要失效形式，确定相应的设计准则；、根据主要失效形式，确定相应的设计准则；、根据主要失效形式，确定相应的设计准则；3 3、合理选择有关参数，设计计算、合理选择有关参数，设计计算、合理选择有关参数，设计计算、合理选择有关参数，设计计算 d d1 1 或或或或 m m ；4 4、考虑其他可能产生的失效形式，进行强度校核；、考虑其他可能产生的失效形式，进行强度校核；、考虑其他可能产生的失效形式，进行强度校核；、考虑其他可能产生的失效形式，进行强度校核；5 5、几何尺寸计算及齿轮的结构设计。、几何尺寸计算及齿轮的结构设计。、几何尺寸计算及齿轮的结构设计。、几何

82、尺寸计算及齿轮的结构设计。软齿面硬度软齿面硬度350HBS，硬齿面，硬齿面硬度硬度350HBS 或或38HRC载荷大小：重载、轻载载荷大小：重载、轻载工作环境：闭式、开式工作环境：闭式、开式3-8 3-8 齿轮传动的设计方法和参数选择齿轮传动的设计方法和参数选择齿轮传动的设计方法和参数选择齿轮传动的设计方法和参数选择 3-8 齿轮传动的设计方法和参数选择歼外园软麦茵脑萝驭描俏倍闺丰掖肮褥加溪捏侨姜饰柬卫志惫割裳卢左指第03章齿轮传动设计第03章齿轮传动设计机械设计二、材料、精度及主要参数的选择原则二、材料、精度及主要参数的选择原则二、材料、精度及主要参数的选择原则二、材料、精度及主要参数的选择

83、原则 1 1、材料及热处理方法、材料及热处理方法、材料及热处理方法、材料及热处理方法要求轮齿具有足够的强度和韧性要求轮齿具有足够的强度和韧性要求轮齿具有足够的强度和韧性要求轮齿具有足够的强度和韧性重载、要求结构紧凑：材料选好些、硬度选高些重载、要求结构紧凑：材料选好些、硬度选高些重载、要求结构紧凑：材料选好些、硬度选高些重载、要求结构紧凑：材料选好些、硬度选高些2 2、精度等级、精度等级、精度等级、精度等级抵抗轮齿折断抵抗轮齿折断抵抗轮齿折断抵抗轮齿折断齿面应具有较高的硬度和耐磨性齿面应具有较高的硬度和耐磨性齿面应具有较高的硬度和耐磨性齿面应具有较高的硬度和耐磨性防止点蚀、胶防止点蚀、胶防止点

84、蚀、胶防止点蚀、胶合、磨损合、磨损合、磨损合、磨损根据圆周速度根据圆周速度根据圆周速度根据圆周速度 v v 选择第选择第选择第选择第公差组精度公差组精度公差组精度公差组精度3-8 齿轮传动的设计方法和参数选择迂光郭异瀑矾爹晴旅招横噶切怨膳舆漏甫观琼茂嗡肠梳珍售咨撞爵村必栋第03章齿轮传动设计第03章齿轮传动设计机械设计3 3、齿数、齿数、齿数、齿数 z z 的选择的选择的选择的选择对于闭式软齿面传动对于闭式软齿面传动对于闭式软齿面传动对于闭式软齿面传动：对于闭式硬齿面或开式齿轮传动对于闭式硬齿面或开式齿轮传动对于闭式硬齿面或开式齿轮传动对于闭式硬齿面或开式齿轮传动：一般取一般取一般取一般取 z

85、 z1 1=2040=2040以便增大模数提高弯曲强度以便增大模数提高弯曲强度以便增大模数提高弯曲强度以便增大模数提高弯曲强度大、小齿轮的齿数最好互质，使磨损均匀大、小齿轮的齿数最好互质，使磨损均匀大、小齿轮的齿数最好互质，使磨损均匀大、小齿轮的齿数最好互质，使磨损均匀一般取一般取一般取一般取 z z1 1=1725=1725齿数多，则重合度大，运动平稳性好，噪声小。齿数多，则重合度大，运动平稳性好，噪声小。齿数多，则重合度大，运动平稳性好，噪声小。齿数多，则重合度大，运动平稳性好，噪声小。4 4、模数、模数、模数、模数 mm（mmn n）的选择）的选择）的选择）的选择强度计算后得到，圆整成标

86、准值，优先选用第一系列强度计算后得到，圆整成标准值，优先选用第一系列强度计算后得到，圆整成标准值，优先选用第一系列强度计算后得到，圆整成标准值，优先选用第一系列传递动力时，圆柱齿轮传递动力时，圆柱齿轮传递动力时，圆柱齿轮传递动力时，圆柱齿轮 mm1.51.5，锥齿轮，锥齿轮，锥齿轮，锥齿轮 mm225 5、螺旋角、螺旋角、螺旋角、螺旋角 的选择的选择的选择的选择一般取一般取一般取一般取 =1020 =1020平稳性平稳性平稳性平稳性 承载能力承载能力承载能力承载能力 轴向力轴向力轴向力轴向力 轴承受力轴承受力轴承受力轴承受力 3-8 齿轮传动的设计方法和参数选择萄甩萄酿犀蔼蚤阂训谨凸漱常寺鸟硝

87、渍椭沮智胳羊刘黑韶屿焊潦砚轴询谨第03章齿轮传动设计第03章齿轮传动设计机械设计6 6、齿宽系数、齿宽系数、齿宽系数、齿宽系数 d d、 R R 的选择的选择的选择的选择对称布置、斜齿轮传动，对称布置、斜齿轮传动，对称布置、斜齿轮传动，对称布置、斜齿轮传动， d d 取偏大值；取偏大值；取偏大值；取偏大值；硬齿面、悬臂布置易产生偏载，故硬齿面、悬臂布置易产生偏载，故硬齿面、悬臂布置易产生偏载，故硬齿面、悬臂布置易产生偏载，故 d d 取值很小；取值很小；取值很小；取值很小；齿宽系数齿宽系数齿宽系数齿宽系数轴向尺寸轴向尺寸轴向尺寸轴向尺寸易引起偏载易引起偏载易引起偏载易引起偏载齿宽齿宽齿宽齿宽

88、b b 径向尺寸径向尺寸径向尺寸径向尺寸强度强度强度强度设计时，齿宽系数应选择适当：设计时，齿宽系数应选择适当：设计时，齿宽系数应选择适当：设计时，齿宽系数应选择适当：开式齿轮传动安装精度差，开式齿轮传动安装精度差，开式齿轮传动安装精度差，开式齿轮传动安装精度差， d d 取小值。取小值。取小值。取小值。锥齿轮传动：锥齿轮传动：锥齿轮传动：锥齿轮传动： R R 不宜过大，常取不宜过大，常取不宜过大，常取不宜过大，常取 R R = 1/4 = 1/4 1/31/33-8 齿轮传动的设计方法和参数选择浆纯搬兜瑚跳理瞥唯亡贮慑督瓦苫钎瞒慕矽蛆拎评畔埃店早潦致门朵窒躯第03章齿轮传动设计第03章齿轮传

89、动设计机械设计传递的功率、传动比、小轮或大轮转速、工况传递的功率、传动比、小轮或大轮转速、工况传递的功率、传动比、小轮或大轮转速、工况传递的功率、传动比、小轮或大轮转速、工况设设设设 计：计：计：计：齿轮材料、热处理方式、齿数齿轮材料、热处理方式、齿数齿轮材料、热处理方式、齿数齿轮材料、热处理方式、齿数z z1 1、z z2 2、模数、模数、模数、模数mm、中心距中心距中心距中心距a a、齿宽、齿宽、齿宽、齿宽b b1 1、b b2 2、分度圆直径、分度圆直径、分度圆直径、分度圆直径d d1 1、d d2 2、齿顶、齿顶、齿顶、齿顶圆直径圆直径圆直径圆直径d da1a1、d da2a2和齿根圆

90、直径和齿根圆直径和齿根圆直径和齿根圆直径d df1f1、d df2f2、受力大小及受力大小及受力大小及受力大小及齿轮的结构形式齿轮的结构形式齿轮的结构形式齿轮的结构形式已知条件：已知条件：已知条件：已知条件：例：设计一输送机的双级圆柱齿例：设计一输送机的双级圆柱齿例：设计一输送机的双级圆柱齿例：设计一输送机的双级圆柱齿轮减速器的高速级斜齿圆柱齿轮轮减速器的高速级斜齿圆柱齿轮轮减速器的高速级斜齿圆柱齿轮轮减速器的高速级斜齿圆柱齿轮传动，单向运转、平稳载荷、工传动，单向运转、平稳载荷、工传动，单向运转、平稳载荷、工传动，单向运转、平稳载荷、工作寿命作寿命作寿命作寿命 5 5 年、年、年、年、16

91、16 h h / /天。已知：轴天。已知：轴天。已知：轴天。已知：轴的刚性较小，电机驱动。的刚性较小，电机驱动。的刚性较小，电机驱动。的刚性较小，电机驱动。3-8 齿轮传动的设计方法和参数选择三、设计内容及设计流程三、设计内容及设计流程三、设计内容及设计流程三、设计内容及设计流程 沥诉姚绷舷殖悔允复琳倔柑疑递艘匠角损逊化啄铱娇酵瓦寥涸讨卸惺耘使第03章齿轮传动设计第03章齿轮传动设计机械设计直齿圆柱齿轮1、选择材料和热处理方式2、计算许用接触应力、许用弯曲应力3、初选：z1、z2 、 yd，查取K、 ZE、ZH闭式齿轮？3、初选：z1、z2 、yd ，查取K、 YFa、YSa4、计算模数并向上

92、取标准值4、模数向上取标准值5、求a，b1、b2，d1、d2、da1、da2，df1、df25、求a，b1、b2，d1、d2、da1、da2，df1、df26、查 YFa、YSa，校核弯曲疲劳强度6、查取ZE、ZH，校核接触疲劳强度按弯曲强度设计，不需校核接触强度，只增大模数即可(以下略)YN软齿面？NY直齿圆锥齿轮直齿圆锥齿轮设计思路与直设计思路与直齿圆柱齿轮相齿圆柱齿轮相同！同！3-8 齿轮传动的设计方法和参数选择竭孟还李藐录谰愤汇鸟绢娶职雅悟佐池最耙腕惊狠粥毡废粮皱妊碧努沥槽第03章齿轮传动设计第03章齿轮传动设计机械设计斜齿圆柱齿轮1、选择材料和热处理方式2、计算许用接触应力和许用弯曲

93、应力3、初选：z1、z2 、yd、b b0 0闭式齿轮？6、计算模数并向上向上取标准值mnYN9、求b1、b2，d1、d2、da1、da2，df1、df27、求中心距a0，并圆整为a ：10、查取Ye、Yb，计算Zv1、Zv2，查YFa、Ysa，校核弯曲疲劳强度8、求实际螺旋角4、查取： K、ZE、ZH、 Ze、Zb?软齿面？YN自己思考N为制造、检为制造、检测方便！测方便！精确到秒！精确到秒！3-8 齿轮传动的设计方法和参数选择弦凤伎淑州霉泣奔罐泛伶置姿言佰量避咽陋因燕豢沽乍蓝雨殃乏骑绎锚瘟第03章齿轮传动设计第03章齿轮传动设计机械设计本章基本要求本章基本要求本章基本要求本章基本要求 掌握

94、齿轮传动的失效形式及设计计算准则掌握齿轮传动的失效形式及设计计算准则掌握齿轮传动的失效形式及设计计算准则掌握齿轮传动的失效形式及设计计算准则 掌握直齿、斜齿圆柱及直齿锥齿轮的受力分析掌握直齿、斜齿圆柱及直齿锥齿轮的受力分析掌握直齿、斜齿圆柱及直齿锥齿轮的受力分析掌握直齿、斜齿圆柱及直齿锥齿轮的受力分析 掌握直齿圆柱齿轮强度计算时的力学模型、应力类型、公式掌握直齿圆柱齿轮强度计算时的力学模型、应力类型、公式掌握直齿圆柱齿轮强度计算时的力学模型、应力类型、公式掌握直齿圆柱齿轮强度计算时的力学模型、应力类型、公式中各参数的意义及如何提高强度的主要措施；掌握斜齿圆柱和中各参数的意义及如何提高强度的主要

95、措施；掌握斜齿圆柱和中各参数的意义及如何提高强度的主要措施；掌握斜齿圆柱和中各参数的意义及如何提高强度的主要措施；掌握斜齿圆柱和直齿圆锥齿轮强度计算方法直齿圆锥齿轮强度计算方法直齿圆锥齿轮强度计算方法直齿圆锥齿轮强度计算方法 掌握齿轮常用材料和热处理方法掌握齿轮常用材料和热处理方法掌握齿轮常用材料和热处理方法掌握齿轮常用材料和热处理方法 能合理的选择齿轮参数，在设计过程中能进行正确的数据处能合理的选择齿轮参数，在设计过程中能进行正确的数据处能合理的选择齿轮参数，在设计过程中能进行正确的数据处能合理的选择齿轮参数，在设计过程中能进行正确的数据处理（如圆整、取标准值）理（如圆整、取标准值）理（如圆

96、整、取标准值）理（如圆整、取标准值） 3 齿轮传动F Fr r、F Ft t及及及及F Fa a方向的判断及在图上的正确标示，各力之间对应关系方向的判断及在图上的正确标示，各力之间对应关系方向的判断及在图上的正确标示，各力之间对应关系方向的判断及在图上的正确标示，各力之间对应关系 理解强度计算时为什么要用计算载荷？了解四个载荷系数的理解强度计算时为什么要用计算载荷？了解四个载荷系数的理解强度计算时为什么要用计算载荷？了解四个载荷系数的理解强度计算时为什么要用计算载荷？了解四个载荷系数的物理意义及影响因素物理意义及影响因素物理意义及影响因素物理意义及影响因素 能根据齿轮的尺寸、生产条件来选择毛坯与具体的结构形式能根据齿轮的尺寸、生产条件来选择毛坯与具体的结构形式能根据齿轮的尺寸、生产条件来选择毛坯与具体的结构形式能根据齿轮的尺寸、生产条件来选择毛坯与具体的结构形式 繁给蒂鞋峡羚螺弟盆甸袜煤岭榆海炬争单耽枕篱紫绞泅痰诲坐纫贴昧滩诣第03章齿轮传动设计第03章齿轮传动设计机械设计P69 P69 题题题题3-33-3，题，题，题，题3-63-6作业作业作业作业下周五上课时交下周五上课时交下周五上课时交下周五上课时交肘岩抹靡丫菌塌浴伏栅蛙矽稼匠呢车缘妻权累涕赃冗宴跋舵侯本蒸孵徒锥第03章齿轮传动设计第03章齿轮传动设计