齿轮传动机械设计

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1、第十章第十章 齿轮传动齿轮传动10-2 10-2 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 10-3 10-3 齿轮材料及选用原则齿轮材料及选用原则齿轮材料及选用原则齿轮材料及选用原则 10-6 10-6 齿轮传动的设计参数、许用应力与精度选择齿轮传动的设计参数、许用应力与精度选择齿轮传动的设计参数、许用应力与精度选择齿轮传动的设计参数、许用应力与精度选择 10-4 10-4 齿轮传动的计算载荷齿轮传动的计算载荷齿轮传动的计算载荷齿轮传动的计算载荷 10-5 10-5 标准直齿圆柱齿轮传动的强度计算标准直齿圆柱齿轮传动的强

2、度计算标准直齿圆柱齿轮传动的强度计算标准直齿圆柱齿轮传动的强度计算 10-8 10-8 标准圆锥齿轮传动的强度计算标准圆锥齿轮传动的强度计算标准圆锥齿轮传动的强度计算标准圆锥齿轮传动的强度计算 10-9 10-9 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 10-10 10-10 齿轮传动的润滑齿轮传动的润滑齿轮传动的润滑齿轮传动的润滑 10-1 10-1 概述概述概述概述10-7 10-7 标准斜齿圆柱齿轮传动的强度计算标准斜齿圆柱齿轮传动的强度计算标准斜齿圆柱齿轮传动的强度计算标准斜齿圆柱齿轮传动的强度计算 内容提要内容提要内容提要内容提要唁营墒讹测崖阿绚斟帧荆粮斗刀柒辗猛患

3、返错千挠黄游冯申毅款惠张击耗齿轮传动机械设计齿轮传动机械设计1一、作用：一、作用：一、作用：一、作用： 不仅用来传递运动、而且还要传递动力。不仅用来传递运动、而且还要传递动力。不仅用来传递运动、而且还要传递动力。不仅用来传递运动、而且还要传递动力。二、要求：二、要求：二、要求：二、要求： 运转平稳、足够的承载能力。运转平稳、足够的承载能力。运转平稳、足够的承载能力。运转平稳、足够的承载能力。三三三三分分分分类类类类开式传动开式传动开式传动开式传动 10-1 概述概述 半开式传动半开式传动半开式传动半开式传动闭式传动闭式传动闭式传动闭式传动按类按类按类按类型分型分型分型分按装置按装置按装置按装置

4、型式分型式分型式分型式分按使用按使用按使用按使用情况分情况分情况分情况分软齿面齿轮（齿面硬度软齿面齿轮（齿面硬度软齿面齿轮（齿面硬度软齿面齿轮（齿面硬度350HBS350HBS） 直齿圆柱齿轮传动直齿圆柱齿轮传动直齿圆柱齿轮传动直齿圆柱齿轮传动斜齿圆柱齿轮传斜齿圆柱齿轮传斜齿圆柱齿轮传斜齿圆柱齿轮传动动动动锥齿轮传动锥齿轮传动锥齿轮传动锥齿轮传动人字齿轮传动人字齿轮传动人字齿轮传动人字齿轮传动动力齿轮动力齿轮动力齿轮动力齿轮 传动齿轮传动齿轮传动齿轮传动齿轮 按齿面按齿面按齿面按齿面硬度分硬度分硬度分硬度分硬齿面齿轮（齿面硬度硬齿面齿轮（齿面硬度硬齿面齿轮（齿面硬度硬齿面齿轮（齿面硬度350H

5、BS350HBS） 巫矣陶唁莎澜捧珠巨标伯鹃惩罢汇倪鞋镶怕屋嘱跺哗荒拾陛游稼俯粮呕流齿轮传动机械设计齿轮传动机械设计2四、齿轮传动的特点：四、齿轮传动的特点： 传动效率高传动效率高可达可达99； 结构紧凑结构紧凑; ; 工作可靠，寿命长；工作可靠，寿命长； 传动比稳定传动比稳定; ; 制造及安装精度要求高，价格较贵。传动距离不制造及安装精度要求高，价格较贵。传动距离不宜过大。宜过大。 本章学习的根本目的是掌握齿轮传动的设计方法，本章学习的根本目的是掌握齿轮传动的设计方法，也就是要能够根据齿轮工作条件的要求，能设计出传动也就是要能够根据齿轮工作条件的要求，能设计出传动可靠的齿轮。可靠的齿轮。设计

6、齿轮设计齿轮-设计确定齿轮的主要参数以及结构形式。设计确定齿轮的主要参数以及结构形式。主要参数有：模数主要参数有：模数m、齿数、齿数z、螺旋角、螺旋角以及压力角以及压力角a a 。闭激诞吐曼遂树屋捕准刺屡爪肪腺子市稻辙堂板衫宙碴丧戮游套厨报智岂齿轮传动机械设计齿轮传动机械设计310-2 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 轮齿折断轮齿折断一、轮齿的失效形式一、轮齿的失效形式 失效形式失效形式闭式闭式硬齿面、硬齿面、脆性脆性材料齿轮传动的主要破坏形式瞅烈昼脆涤掀橡疼侦费堕侍瘫绪订详鲁扫撕溉癌厩入社姿享蚁司伏嘘詹磨齿轮传动机械设计齿轮传动机械设计4原因：原因： 疲劳折疲劳折断

7、断 轮齿受多次重复弯曲应力作用，齿根一侧轮齿受多次重复弯曲应力作用，齿根一侧产生疲劳裂纹。产生疲劳裂纹。齿根弯曲应力最大齿根弯曲应力最大F FF F 齿根应力集中齿根应力集中( (形状突变、刀痕等形状突变、刀痕等) )，加速裂纹扩，加速裂纹扩展展折断折断t t齿双侧受载齿双侧受载(1(1主动主动) )t t齿单侧受载齿单侧受载1 12 23 3发生部位发生部位: :齿根齿根设闷春哈优寻宗摸份蝇梭侠邪蒙匝脆路骋酋浩预拖十戎人掺烤圭桩曲享衬齿轮传动机械设计齿轮传动机械设计5 过载折断过载折断后果：传动失效后果：传动失效 受受冲击载荷冲击载荷或短时或短时过载过载作用，突然折作用，突然折断，尤其见于脆

8、性材料（淬火钢、铸钢）断，尤其见于脆性材料（淬火钢、铸钢）齿轮。齿轮。化绥弃阑课杠祷肃碰刑恋化袄攀冀泉彰赶馏稗彪啮促茹悯荔踪咋佑痛历吱齿轮传动机械设计齿轮传动机械设计6现象：现象：局部折断局部折断整体折断整体折断菱唐旨歉洗峙尖滇流劈刺哥敲肖挣慨郑攻地蔑还辣熄而还簿架嘻铭汹迷减齿轮传动机械设计齿轮传动机械设计7直齿轮直齿轮齿宽齿宽b b较小时，载荷易均布较小时，载荷易均布整体折断整体折断齿宽齿宽b b较大时，易偏载较大时，易偏载斜齿轮：接触线倾斜斜齿轮：接触线倾斜载荷集中在齿一端载荷集中在齿一端局部折断局部折断提高轮齿抗折断能力的措施：提高轮齿抗折断能力的措施：1）增大齿根过渡圆角半径，消除加工

9、刀痕，减小齿根）增大齿根过渡圆角半径，消除加工刀痕，减小齿根应力集中；应力集中； 2）增大轴及支承的刚性，使轮齿接触线上受载较为均匀；）增大轴及支承的刚性，使轮齿接触线上受载较为均匀； 3）采用合适的热处理，使轮齿芯部材料具有足够的韧性；）采用合适的热处理，使轮齿芯部材料具有足够的韧性； 4）采用喷丸、滚压等工艺，对齿根表层进行强化处理。）采用喷丸、滚压等工艺，对齿根表层进行强化处理。 耀碎脖灌影擂堂财田秩渔淳蜡撒淀供讶炳择杉叔钻富叫昧弥籽翻茁锦瓶浓齿轮传动机械设计齿轮传动机械设计8齿面点蚀齿面点蚀轮齿折断轮齿折断失效形式失效形式一、轮齿的失效形式一、轮齿的失效形式 齿面点蚀齿面点蚀闭式闭式软

10、齿面软齿面齿轮传动的主要破坏形式。发生部位：发生部位：一般首先出现在一般首先出现在靠近节线的齿根面上。靠近节线的齿根面上。汀兆杠锗氰抹拦吟纽蔗键渣木鱼律庙蔷授姚怕弄公鬃赠大候侯烷雏馋味腐齿轮传动机械设计齿轮传动机械设计9原因：原因：H HH H 脉动循环脉动循环应力应力1 1）齿面受多次）齿面受多次交变应力交变应力作用，产生接触疲劳裂纹；作用，产生接触疲劳裂纹；4 4）润滑油进入裂缝，形成封闭高压油腔，楔挤作）润滑油进入裂缝，形成封闭高压油腔，楔挤作用使裂纹扩展。用使裂纹扩展。油粘度越小，裂纹扩展越快油粘度越小，裂纹扩展越快. .2 2）节线处常为单齿啮合，接触应力大；）节线处常为单齿啮合，接

11、触应力大；3 3）节线处为纯滚动，靠近节线附近相对滑动速度小，）节线处为纯滚动，靠近节线附近相对滑动速度小，油膜不易形成，油膜不易形成， 摩擦力大，易产生裂纹。摩擦力大，易产生裂纹。湛呀渐抿愤伟渭钞蝎狸监郴辊霸逆屠扶吁陇渡臆靠希裤淮呈澡胃冈彩铲舅齿轮传动机械设计齿轮传动机械设计10提高轮齿抗点蚀能力的措施：提高轮齿抗点蚀能力的措施：1）限制齿面接触应力；限制齿面接触应力；2）提高齿面硬度，减小齿面表面粗糙度值；提高齿面硬度，减小齿面表面粗糙度值；3）采用粘度高的润滑油。采用粘度高的润滑油。渠烂慨饵妆狭闲迁硕要羡憾佃拘颜奇暮拣守蝉帖衔菏盐众不逾咙筒观陷登齿轮传动机械设计齿轮传动机械设计11齿面点

12、蚀齿面点蚀齿面胶合齿面胶合轮齿折断轮齿折断失效形式失效形式一、轮齿的失效形式一、轮齿的失效形式 高速重载、低速重载闭式高速重载、低速重载闭式传动的主要破坏形式。现象：齿面沿滑动方向粘焊、现象：齿面沿滑动方向粘焊、撕脱，形成沟痕。撕脱，形成沟痕。会茅歉参胖档挽遵砾亲汾歧囚孽棕染缨薪搭津虚解搜被装捻绍纵垫拟桶闽齿轮传动机械设计齿轮传动机械设计12原因：原因：高速重载高速重载v,t ,v,t ,油油,油膜破坏油膜破坏, ,表表面金属直接接触，面金属直接接触， 融焊融焊相对运动相对运动撕裂、沟痕。撕裂、沟痕。-热胶合。热胶合。低速重载低速重载PP、v v ，不易形成油膜，不易形成油膜冷胶合。冷胶合。后

13、果：引起强烈的磨损和发热，传动不平稳，后果：引起强烈的磨损和发热，传动不平稳，导致齿轮报废。导致齿轮报废。措施：措施： 1.提高齿面硬度提高齿面硬度2.减小齿面粗糙度减小齿面粗糙度3.增加润滑油粘度增加润滑油粘度4.加抗胶合添加剂加抗胶合添加剂杖逐砍碎正遭婚拇募壕始辽递琐皱亏圾柯灿绩木明学质彬砧圣宪籽绥拈卸齿轮传动机械设计齿轮传动机械设计13齿面胶合齿面胶合齿面磨损齿面磨损措施：措施：1.减小齿面粗糙度减小齿面粗糙度2.改善润滑条件，清洁环境改善润滑条件，清洁环境-磨粒磨损磨粒磨损跑合磨损、磨粒磨损。齿面点蚀齿面点蚀轮齿折断轮齿折断失效形式失效形式一、轮齿的失效形式一、轮齿的失效形式 3.提高

14、齿面硬度提高齿面硬度开式齿轮传动开式齿轮传动易发生磨粒磨损。诛歼纵献卿吻候钵叶皂措使朝赌驾缔荷宛访冀亏各又篮噬研横媳锭骑那胡齿轮传动机械设计齿轮传动机械设计14从动齿从动齿主动齿主动齿从动齿从动齿主动齿主动齿从动齿从动齿主动齿主动齿从动齿从动齿主动齿主动齿齿面胶合齿面胶合齿面磨损齿面磨损齿面点蚀齿面点蚀轮齿折断轮齿折断失效形式失效形式塑性变形塑性变形一、轮齿的失效形式一、轮齿的失效形式 表面凸出表面凸出表面凹表面凹低速重载低速重载软齿面软齿面闭式闭式传动传动的主要破坏形式。的主要破坏形式。主主动轮动轮1：齿面相对滑动速度方向：齿面相对滑动速度方向vs指指向节线，所以向节线，所以Ff背离节线，塑

15、变后在齿背离节线，塑变后在齿面节线处产生凹槽。面节线处产生凹槽。滚压塑变滚压塑变谦碉刀蚁在莱歧垦王挑熊孔试爽贤宵屎介林瞪屏禽鹤惹衰弛堂碟淘纷歧怂齿轮传动机械设计齿轮传动机械设计15措施：措施：1.提高齿面硬度提高齿面硬度2.改善润滑条件（高粘度）改善润滑条件（高粘度）3.减小齿面粗糙度减小齿面粗糙度锤击塑变：伴有过大冲击产生的塑变锤击塑变：伴有过大冲击产生的塑变缔扎悬蔡彼扛辫采箍钓品恶垂露突青绝弟黄核炒巩癌煎烘灾公昔氓颜酿惕齿轮传动机械设计齿轮传动机械设计16折断折断:疲劳折断疲劳折断过载折断过载折断全齿折断全齿折断(齿根齿根)(直齿直齿)局部折断局部折断(斜齿受载不均斜齿受载不均)H反复反复

16、裂纹裂纹扩展扩展麻点状脱落麻点状脱落靠近节线的齿根表面靠近节线的齿根表面 齿面胶合齿面胶合:齿面磨粒磨损齿面磨粒磨损:磨粒磨损磨粒磨损齿形破坏齿形破坏齿面塑性变形齿面塑性变形:齿面沿摩擦力方向塑性变形齿面沿摩擦力方向塑性变形 主凹、从凸主凹、从凸齿面点蚀齿面点蚀:齿齿面面失失效效 *闭式传动闭式传动 *开式传动开式传动 *闭式高速重载传动闭式高速重载传动软齿面软齿面硬齿面硬齿面齿面点蚀齿面点蚀轮齿折断轮齿折断齿面磨粒磨损齿面磨粒磨损齿面胶合齿面胶合*低速重载软齿面低速重载软齿面齿面塑性变形齿面塑性变形各种场合的主要失效形式各种场合的主要失效形式小结：小结：润滑失效润滑失效表面粘连表面粘连沿运动

17、方向撕裂沿运动方向撕裂裳穗徒乍栖腊廊折刻帐苫甭蓉乐卜溺核鳃器老蹦构徊鲸喇撕瞧搅美懂幽翱齿轮传动机械设计齿轮传动机械设计17二、齿轮的二、齿轮的设计准则设计准则 保证足够的齿根保证足够的齿根弯曲弯曲疲劳强度，以免发生齿根折断。疲劳强度，以免发生齿根折断。保证足够的齿面保证足够的齿面接触接触疲劳强度，以免发生齿面点蚀。疲劳强度，以免发生齿面点蚀。由工程实践得知（由工程实践得知（常用的计算方法计算方法）：）：对高速重载齿轮传动，除以上两设计准则外，还应对高速重载齿轮传动，除以上两设计准则外，还应 按齿面抗胶合能力的准则进行设计。按齿面抗胶合能力的准则进行设计。 硬硬齿面齿面(折断折断):以以齿面接触

18、齿面接触疲劳强度设计为主疲劳强度设计为主(先求先求d1) 再校核再校核齿根弯曲齿根弯曲疲劳强度疲劳强度以以齿根弯曲齿根弯曲疲劳强度设计为主疲劳强度设计为主(先求先求m ) 再校核再校核齿面接触齿面接触疲劳强度疲劳强度按弯曲疲劳强度设计按弯曲疲劳强度设计(求求m ) 考虑磨损将考虑磨损将 m适当适当增大增大软软齿面齿面(点蚀点蚀): 开式传动开式传动: (磨损磨损)闭式闭式传动传动大功率齿轮传动大功率齿轮传动散热计算散热计算矮弹咸巳内计旬拦啄绥缔吮险耿熔镭蛾今泅装兢泄犊矽年持晚塘聋痉灌萧齿轮传动机械设计齿轮传动机械设计18一、对齿轮材料性能的要求一、对齿轮材料性能的要求 齿轮的齿轮的齿体齿体应有

19、较高的抗折断能力，齿面应有较应有较高的抗折断能力，齿面应有较强的抗点蚀、抗磨损和较高的抗胶合能力，即要求：强的抗点蚀、抗磨损和较高的抗胶合能力，即要求：齿面硬、芯部韧。齿面硬、芯部韧。 10-3 齿轮材料及选用准则齿轮材料及选用准则 常用常用齿齿轮材料轮材料锻钢锻钢 铸钢铸钢 铸铁铸铁常作为低速、轻载、不太重要的场合的齿常作为低速、轻载、不太重要的场合的齿轮材料；轮材料；适用于高速、轻载、且要求降低适用于高速、轻载、且要求降低噪声的场合。噪声的场合。 非金属材料非金属材料 二、常用齿轮材料二、常用齿轮材料 钢材的韧性好，耐冲击，通过热处理和化学处理钢材的韧性好，耐冲击，通过热处理和化学处理可改

20、善材料的机械性能，最适于用来制造齿轮。可改善材料的机械性能，最适于用来制造齿轮。 耐磨性及强度较好，常用于耐磨性及强度较好，常用于大尺寸大尺寸齿轮。齿轮。含碳量为含碳量为(0.150.6)%(0.150.6)%的碳素钢或合金钢。的碳素钢或合金钢。一般用齿轮用碳素钢，重要齿轮用合金钢。一般用齿轮用碳素钢，重要齿轮用合金钢。镐攻兄失佬开胰疤谢娘棚衣昌淋喷锗滚彼斥爹矗抖累谩瞩龙耳灸殷钻担呸齿轮传动机械设计齿轮传动机械设计19软齿面齿轮加工工艺：锻坯软齿面齿轮加工工艺：锻坯加工毛坯加工毛坯热热处理（正火、调质处理（正火、调质 HB160300 HB160300）切齿切齿 精度精度7 7、8 8、9 9

21、级。级。硬齿面齿轮加工工艺：锻坯硬齿面齿轮加工工艺：锻坯加工毛坯加工毛坯切齿切齿热处理（表面淬火、热处理（表面淬火、 渗碳、氮化、氰化）渗碳、氮化、氰化）磨齿磨齿（表面淬火、渗碳）（表面淬火、渗碳）. . 若氮化、氰化：变形小，不磨齿若氮化、氰化：变形小，不磨齿 . . 专用磨床，成本高，精度可达专用磨床，成本高，精度可达4 4、5 5、6 6级级。蓄梁篓岂楞笋堡中敷瓦楔牙夯票昔惧找近术玫痰于睁运熬蕾修茬砖氨哪秤齿轮传动机械设计齿轮传动机械设计20表表10-1 常用齿轮材料及其机械性能常用齿轮材料及其机械性能 材料牌号材料牌号 热处理方法热处理方法 强度极限强度极限 屈服极限屈服极限 硬度硬度

22、 (HBS)B / MPa S / MPa 齿芯部齿芯部 齿面齿面HT250 250 170241 HT300 300 187255 HT350 350 197269 QT500-5 500 147241 QT600-2 600 229302 ZG310-570 常化常化 580 320 156217 ZG340-640 650 350 169229 45 580 290 162217 45 217255 4050HRC 40Cr 241286 4855HRC 调质后表调质后表面淬火面淬火郎齿词希粒不铁汕奇彪挛方钡爬坠缝笨贺铬谋泵吧逮霜羊愁想硒归弱铀卑齿轮传动机械设计齿轮传动机械设计21续表续

23、表10-1 常用齿轮材料及其机械性能常用齿轮材料及其机械性能 材料牌号材料牌号 热处理方法热处理方法 强度极限强度极限 屈服极限屈服极限 硬度硬度 (HBS)B / MPa S / MPa 齿芯部齿芯部 齿面齿面ZG340640 700 380 241269 45 650 360 217255 30CrMnSi 1100 900 310360 35SiMn 750 450 217269 38SiMnMo 700 550 217269 40Cr 700 500 241286 20Cr 650 400 300 20CrMnTi 1100 850 300 12Cr2Ni4 1100 850 320

24、35CrAlA 950 750 255321 85HV 渗碳后淬火渗碳后淬火调质调质20Cr2Ni4 1200 1100 350 38CrMnAlA 1000 850 255321 85HV 夹布胶木夹布胶木 100 2535 调质后氮化调质后氮化( (氮氮化层化层0.30.5)0.30.5)污鞍追他瞎逮肤贬致化专挖锭鲁跌撩怔役矣贯勇诈卫览你唾曳疫悠昨衔疡齿轮传动机械设计齿轮传动机械设计22热处理方法热处理方法表面淬火表面淬火渗碳淬火渗碳淬火调质调质正火正火渗氮渗氮 一般用于一般用于中中碳钢和碳钢和中中碳合金钢，如碳合金钢，如45、40Cr等。表等。表面淬火后面淬火后轮齿变形小轮齿变形小，可不

25、磨齿，硬度可达，可不磨齿，硬度可达5256HRC，面硬芯软，能承受一定冲击载荷。，面硬芯软，能承受一定冲击载荷。1.1.表面淬火表面淬火-高频淬火、火焰淬火高频淬火、火焰淬火三、齿轮材料的热处理和化学处理三、齿轮材料的热处理和化学处理 2. 2. 渗碳淬火渗碳淬火 渗碳钢为含碳量渗碳钢为含碳量0.150.25%的的低低碳钢和碳钢和低低碳合金钢，碳合金钢，如如20、20Cr等。齿面硬度达等。齿面硬度达5662HRC，齿面接触强，齿面接触强度高，耐磨性好，齿芯韧性高。度高，耐磨性好，齿芯韧性高。常用于受冲击载荷常用于受冲击载荷的的重要传动。通常渗碳淬火后重要传动。通常渗碳淬火后要磨齿要磨齿。惺沤磊

26、潮魏剿茬姬展伶勘航茨掺吭禹虱杨步拽嘱疑扁欲公杉贱草兜筏撇系齿轮传动机械设计齿轮传动机械设计23 调质一般用于调质一般用于中中碳钢和碳钢和中中碳合金钢，如碳合金钢，如4545、40Cr40Cr、35SiMn35SiMn等。调质处理后齿面硬度为：等。调质处理后齿面硬度为：220260HBS 220260HBS 。因为硬度不高，故因为硬度不高，故可在热处理后精切齿形可在热处理后精切齿形，且在使用，且在使用中易于跑合。中易于跑合。3.3.调质调质4. 正火正火 正火能正火能消除内应力消除内应力、细化晶粒、改善力学性能和切、细化晶粒、改善力学性能和切削性能。机械强度要求不高的齿轮可用中碳钢正火处削性能。

27、机械强度要求不高的齿轮可用中碳钢正火处理。大直径的齿轮可用铸钢正火处理。理。大直径的齿轮可用铸钢正火处理。 渗氮是一种渗氮是一种化学化学处理。渗氮后齿面硬度可达处理。渗氮后齿面硬度可达6062HRC。氮化处理温度低，。氮化处理温度低，轮齿变形小，轮齿变形小，适用于难适用于难以磨齿的场合，如内齿轮。材料为：以磨齿的场合，如内齿轮。材料为：38CrMoAlA.5. 渗氮渗氮垦削韵败好瓮拣喝茅屎载你膊曙代年递毖狱辨础谤坟伎砧铺判检癌益驯木齿轮传动机械设计齿轮传动机械设计24总结：特点及应用总结：特点及应用 调质、正火处理后的硬度低，调质、正火处理后的硬度低，HBS 350HBS 350，属软齿属软齿

28、面，工艺简单、用于一般传动。当大小齿轮都是软齿面，工艺简单、用于一般传动。当大小齿轮都是软齿面时，因小轮齿根薄，弯曲强度低，故在选材和热处面时，因小轮齿根薄，弯曲强度低，故在选材和热处理时，小轮比大轮硬度高理时，小轮比大轮硬度高: : 3050HBS3050HBS 表面淬火、渗碳淬火、渗氮处理后齿面表面淬火、渗碳淬火、渗氮处理后齿面硬度高，属硬度高，属硬齿面。其承载能力高，但一般需要磨齿。常用于结硬齿面。其承载能力高，但一般需要磨齿。常用于结构紧凑的场合。构紧凑的场合。瑶结需判馋饿浦盼铱用捆观椒撵唇曾勉巢馆挪工累狡故泼友化噪弯街轰跨齿轮传动机械设计齿轮传动机械设计25四、齿轮材料选用的基本原则

29、四、齿轮材料选用的基本原则 1)1) 齿轮材料必须满足工作条件的要求，如强度、寿齿轮材料必须满足工作条件的要求，如强度、寿 命、可靠性、经济性等；命、可靠性、经济性等； 2)2)应考虑齿轮尺寸大小，毛坯成型方法及热处理和应考虑齿轮尺寸大小，毛坯成型方法及热处理和 制造工艺；制造工艺； 3)3)正火碳钢，只能用于制作在载荷平稳或轻度冲击正火碳钢，只能用于制作在载荷平稳或轻度冲击 下工作的齿轮；调质碳钢可用于在中等冲击载荷下工作的齿轮；调质碳钢可用于在中等冲击载荷 下工作的齿轮；下工作的齿轮； 6)6)钢制软齿面齿轮，其配对两轮齿面的硬度差应保钢制软齿面齿轮，其配对两轮齿面的硬度差应保 持在持在3

30、050HBS或更多。或更多。 4)4)合金钢常用于制作高速、重载并在冲击载荷下工合金钢常用于制作高速、重载并在冲击载荷下工 作的齿轮；作的齿轮； 5)5)航空齿轮要求尺寸尽可能小，应采用表面硬化处航空齿轮要求尺寸尽可能小，应采用表面硬化处 理的高强度合金钢；理的高强度合金钢； 棋寅驹开墩绦塑帐娜瘦箭幕胚堑叹歇眯梳斡汕趴羡柜潭赵间爵截钢裤织筐齿轮传动机械设计齿轮传动机械设计26第十章第十章第十章第十章 齿轮传动齿轮传动齿轮传动齿轮传动2727机械设计机械设计4 齿轮传动的计算载荷齿轮传动的计算载荷了便于分析计算，通常取沿齿面接触线单了便于分析计算，通常取沿齿面接触线单位长度上所受的载荷进行计算。

31、沿齿面接位长度上所受的载荷进行计算。沿齿面接触线单位长度上的平均载荷触线单位长度上的平均载荷p(单位为单位为N/mm)为为 式中：式中：Fn-作用于齿面接触线上的法向载荷，作用于齿面接触线上的法向载荷，N；L -沿齿面的接触线长，沿齿面的接触线长，mm。 去岩峰俩洱匡验邹泽哦眉秧蚜刺臼揣衙掖染级伏戴假迭赣琐傣钥福孙塞弯齿轮传动机械设计齿轮传动机械设计第十章第十章第十章第十章 齿轮传动齿轮传动齿轮传动齿轮传动2828机械设计机械设计在计算齿轮传动强度时，应按接触线单位在计算齿轮传动强度时，应按接触线单位长度上的最大载荷，即计算载荷长度上的最大载荷，即计算载荷pca(单位为单位为N/mm)进行计算

32、。即进行计算。即式中式中K为载荷系数。为载荷系数。实际情况实际情况：外部影响：原动机、工作机影响外部影响：原动机、工作机影响内部影响：制造、安装误差；受载变形内部影响：制造、安装误差；受载变形(齿轮、轴等齿轮、轴等)铱巴蚤弛凭毖拂姆府侯纬主掠爸韧鹊古昌寝采哩诫移痘攀韧眺诌鲸懊窝砖齿轮传动机械设计齿轮传动机械设计第十章第十章第十章第十章 齿轮传动齿轮传动齿轮传动齿轮传动2929机械设计机械设计实际情况实际情况实际情况实际情况：外部影响：原动机、工作机影响外部影响：原动机、工作机影响外部影响：原动机、工作机影响外部影响：原动机、工作机影响内部影响：制造、安装误差；受载变形内部影响：制造、安装误差；

33、受载变形内部影响：制造、安装误差；受载变形内部影响：制造、安装误差；受载变形( ( ( (齿轮、轴等齿轮、轴等齿轮、轴等齿轮、轴等) ) ) )使用系数使用系数使用系数使用系数动载系数动载系数动载系数动载系数齿间载荷分配系数齿间载荷分配系数齿间载荷分配系数齿间载荷分配系数齿向载荷分配系数齿向载荷分配系数齿向载荷分配系数齿向载荷分配系数填魂已收愁窟冶拨垮辈噎木琅刃摄树掣偿疵愧膝荔沤胁胞抓渺怪见疚赢悦齿轮传动机械设计齿轮传动机械设计第十章第十章第十章第十章 齿轮传动齿轮传动齿轮传动齿轮传动3030机械设计机械设计1 1、使用系数、使用系数K KA A 考虑原动机、工作机、联轴器等外考虑原动机、工作

34、机、联轴器等外部因素引起的动载荷而引入的系数。部因素引起的动载荷而引入的系数。（P193 P193 表表10-210-2）这种动载荷取这种动载荷取决于原动机决于原动机和工作机的特性，质量比，联轴器类型以及运和工作机的特性，质量比，联轴器类型以及运行状态等。行状态等。 端期尝闸迹宽蛙犀粕绵挖良把童镑摧矗泰痛础丙退廊堰犯运矢稍盎侵浑捌齿轮传动机械设计齿轮传动机械设计第十章第十章第十章第十章 齿轮传动齿轮传动齿轮传动齿轮传动3131机械设计机械设计使用系数使用系数 工作机的工作机的工作机的工作机的工作特性工作特性工作特性工作特性原动机工作特性及其示例原动机工作特性及其示例原动机工作特性及其示例原动机

35、工作特性及其示例工作机器工作机器工作机器工作机器电动机、电动机、电动机、电动机、匀速转动匀速转动匀速转动匀速转动的汽轮机的汽轮机的汽轮机的汽轮机蒸汽机，蒸汽机，蒸汽机，蒸汽机，燃气轮机燃气轮机燃气轮机燃气轮机液压装置液压装置液压装置液压装置多缸内燃多缸内燃多缸内燃多缸内燃机机机机 单缸内燃单缸内燃单缸内燃单缸内燃机机机机均匀平稳均匀平稳均匀平稳均匀平稳发电发电发电发电机机机机, ,均匀传均匀传均匀传均匀传送的带式送的带式送的带式送的带式输送机或输送机或输送机或输送机或板式输送板式输送板式输送板式输送机机机机, ,螺旋输螺旋输螺旋输螺旋输送机送机送机送机, ,轻微轻微轻微轻微升降机升降机升降机升

36、降机, ,包包包包装机装机装机装机, ,机床机床机床机床进给机构进给机构进给机构进给机构, ,通风机通风机通风机通风机, ,均均均均匀密度材匀密度材匀密度材匀密度材料搅拌机料搅拌机料搅拌机料搅拌机等等等等 1.001.001.101.101.251.251.501.50早算这棵酵设誉迂帅骤斑最刊呈扔头挚呸铜拖以幢润盛俐哟懈婪雾奸腮坞齿轮传动机械设计齿轮传动机械设计第十章第十章第十章第十章 齿轮传动齿轮传动齿轮传动齿轮传动3232机械设计机械设计2 2、动载系数、动载系数K Kv v 考虑齿轮啮合过程中因啮合误差和运转速度引考虑齿轮啮合过程中因啮合误差和运转速度引起的内部附加起的内部附加动载荷系

37、数。动载荷系数。齿形误差、轮齿变形等造齿形误差、轮齿变形等造成基节误差成基节误差 K Kv v=f(=f(精度精度, ,v v) )颓兄炼以酵运澎盒莽臂室楞跃喻悬遇侠脸博票悼勇晋他彭涸原刀转森靳吐齿轮传动机械设计齿轮传动机械设计第十章第十章第十章第十章 齿轮传动齿轮传动齿轮传动齿轮传动3333机械设计机械设计具体影响因素：具体影响因素：1 1）基节误差：制造误差、弹性变形引起。）基节误差：制造误差、弹性变形引起。齿轮正确啮合条件：齿轮正确啮合条件：pb1=pb2pb1=pb2 。如果：如果： pb2 pb2pb1pb1 提前进入啮合提前进入啮合从动轮从动轮修缘修缘。渠蚀鲸燎抿美搔军萨峻汤稗复符

38、辽巡且温晃峭框菠孰蛆袜那歧矢住鞍油支齿轮传动机械设计齿轮传动机械设计第十章第十章第十章第十章 齿轮传动齿轮传动齿轮传动齿轮传动3434机械设计机械设计凹维弧谁锦蕊稽扒雀搁匀阮已净氯泅札奥碧舒茁侧淀症百跑翰蒂索洪善树齿轮传动机械设计齿轮传动机械设计第十章第十章第十章第十章 齿轮传动齿轮传动齿轮传动齿轮传动3535机械设计机械设计尖占州警俏嫌菌衰琶或饮输讶爽阁醋摊舅余猜古遍口瑰勾购措甭钡乱侄珍齿轮传动机械设计齿轮传动机械设计第十章第十章第十章第十章 齿轮传动齿轮传动齿轮传动齿轮传动3636机械设计机械设计滞后退出啮合滞后退出啮合主动轮修缘。主动轮修缘。如果：如果： p pb2b2p pb1b1 i

39、consticonst2 2 const const 冲击、振动、噪音冲击、振动、噪音 2 2）齿形误差）齿形误差3 3）轮齿变形）轮齿变形精度精度KKv v看谐嵌厄槛晌泽降耳印曙馒础肋敢竣辆坎啸耽甭殖墩涟臃劲均苍汪池邢书齿轮传动机械设计齿轮传动机械设计第十章第十章第十章第十章 齿轮传动齿轮传动齿轮传动齿轮传动3737机械设计机械设计4 4）vv、齿轮质量、齿轮质量动载荷动载荷（ 不同精度齿轮限制不同精度齿轮限制v vmaxmax ）降低降低K Kv v的措施：的措施：1 1）齿轮精度齿轮精度2 2）限制）限制v v3 3）修缘齿（齿顶修削）修缘齿（齿顶修削）内辟卯垃序旨夜斡品宵杜氏吼流照酚顺

40、嗽念舒卸肝珠讼凑白提拳衷捷绦饭齿轮传动机械设计齿轮传动机械设计第十章第十章第十章第十章 齿轮传动齿轮传动齿轮传动齿轮传动3838机械设计机械设计3 3、齿间载荷分配系数、齿间载荷分配系数K K考虑同时啮合的各对轮齿间载荷分配不均考虑同时啮合的各对轮齿间载荷分配不均匀的系数。匀的系数。齿轮连续传动条件：齿轮连续传动条件：11时而单齿对，时时而单齿对，时而双齿对啮合。而双齿对啮合。松青谴辨匹儿繁盼儿信炮癣窃塞茫熬铲性发增藕斑胚臻膀瞄穗苔亲长圈涸齿轮传动机械设计齿轮传动机械设计第十章第十章第十章第十章 齿轮传动齿轮传动齿轮传动齿轮传动3939机械设计机械设计两对齿同时啮合的接触线总长两对齿同时啮合的

41、接触线总长L=PP+QQ。但由于齿距误差及弹性变形。但由于齿距误差及弹性变形等原因，总载荷等原因，总载荷Fn并不是按并不是按 PP/QQ的比的比例分配在例分配在PP及及QQ这两条接触线上。这两条接触线上。 憋臃君籍滨夜缺明秋遮鸥裙圭仲阵惶疤赦香昆评挽账氯朝陵崔伴港佰便腐齿轮传动机械设计齿轮传动机械设计第十章第十章第十章第十章 齿轮传动齿轮传动齿轮传动齿轮传动4040机械设计机械设计瞧寒烹掉刘渤捻介挥瞄裂搅埋掳碎梆醋赣肪咏坝蕉褥呵桓较甘台馋肃箭皋齿轮传动机械设计齿轮传动机械设计第十章第十章第十章第十章 齿轮传动齿轮传动齿轮传动齿轮传动4141机械设计机械设计映厨褥屈食熙冬娃颧邮裂舍椰没沙祝解角炭

42、衔事癣薯曾叮哺磋该破参技舅齿轮传动机械设计齿轮传动机械设计第十章第十章第十章第十章 齿轮传动齿轮传动齿轮传动齿轮传动4242机械设计机械设计K K取决于轮齿刚度、取决于轮齿刚度、p pb b误差、修缘量等。误差、修缘量等。 K KHH用于用于H HK KF F 用于用于F F告仆狭栈浩熄售唉冈促垫灾曼芽壕睹芭轩故额酬咒篆所俊婚剁继玄阻觅丙齿轮传动机械设计齿轮传动机械设计第十章第十章第十章第十章 齿轮传动齿轮传动齿轮传动齿轮传动4343机械设计机械设计齿间载荷分配系数齿间载荷分配系数KH、KFKAFt/b100N/mm100N/m 精度等级精度等级组组56785级及级及更低更低经表面硬经表面硬化

43、的斜齿化的斜齿轮轮KH1.01.11.21.41.4KF未经表面未经表面硬化的斜硬化的斜齿轮齿轮KH1.01.11.21.4骨不效需拷牧未抢祸展迸饭擦锤谅轿微米踩淳费矿过粟肋呢书震疙柑罩迹齿轮传动机械设计齿轮传动机械设计第十章第十章第十章第十章 齿轮传动齿轮传动齿轮传动齿轮传动4444机械设计机械设计4、齿向载荷分布系数、齿向载荷分布系数K郑晴汀厚宪逞翱癌裳殃焰旋耻竟皋举仿源岿忧肋校饲阳汐猩陀贩岗施伞森齿轮传动机械设计齿轮传动机械设计第十章第十章第十章第十章 齿轮传动齿轮传动齿轮传动齿轮传动4545机械设计机械设计影响齿向载荷分布的因素有：影响齿向载荷分布的因素有：a.轴系刚度及齿轮布置形式；

44、轴系刚度及齿轮布置形式；b.齿轮精度；齿轮精度；d.齿面硬度及跑合效果等齿面硬度及跑合效果等。c.齿轮齿宽；齿轮齿宽；对称对称布置布置非对称非对称布置布置悬臂悬臂布置布置和嫁理蹄扇景针秽衔陋养肄哆瓣浑掀编味巢慢阔芯钉记件划旁焕冗描削琉齿轮传动机械设计齿轮传动机械设计第十章第十章第十章第十章 齿轮传动齿轮传动齿轮传动齿轮传动4646机械设计机械设计将轮齿做成将轮齿做成鼓形齿鼓形齿，可以可以改善改善齿向载荷分布齿向载荷分布。牲倒宝勤拔虽翟矛举禄幂椅可壬算废塌食鹰抗泪处易甫纺砍庐峻崔淤怜跃齿轮传动机械设计齿轮传动机械设计一、轮齿的受力分析一、轮齿的受力分析一、轮齿的受力分析一、轮齿的受力分析啮合传动

45、中，啮合传动中，啮合传动中，啮合传动中，直轮齿的受力分析直轮齿的受力分析直轮齿的受力分析直轮齿的受力分析圆周力：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： 为为为为小轮小轮小轮小轮的名义转矩（的名义转矩（的名义转矩（的名义转矩（NmmNmm）。）。）。）。式中：式中：式中：式中： 为为为为小轮小轮小轮小轮的分度圆直径（的分度圆直径（的分度圆直径（的分度圆直径（mmmm）。）。）。）。主动轮主动轮主动轮主动轮 的方向与其的方向与其的方向与其的方向与其v v相反；相反；相反；相反；从动轮从动轮从动轮从动轮 的方向与其的方向与其的方向与其的方向与其v v

46、相同。相同。相同。相同。径向力径向力径向力径向力 F Fr r 的方向指向各自的轮心（外齿轮）。的方向指向各自的轮心（外齿轮）。的方向指向各自的轮心（外齿轮）。的方向指向各自的轮心（外齿轮）。1. 1. 直齿圆柱齿轮直齿圆柱齿轮直齿圆柱齿轮直齿圆柱齿轮 用集中用集中用集中用集中作用于分度圆上齿宽中点作用于分度圆上齿宽中点作用于分度圆上齿宽中点作用于分度圆上齿宽中点处的法向处的法向处的法向处的法向力力力力 代替轮齿所受的分布力，将代替轮齿所受的分布力，将代替轮齿所受的分布力，将代替轮齿所受的分布力，将 分解，分解，分解，分解，得：得：得：得：10-5 10-5 标准直齿圆柱齿轮传动的强度计算标准

47、直齿圆柱齿轮传动的强度计算 扣变产罕棵斗办亥烽釜砾桨猩钮蔓拾赵肄喷憨写糜凌祭寡笆膝笔厚咱来躺齿轮传动机械设计齿轮传动机械设计d12FFF2.标准斜齿圆柱齿轮传动标准斜齿圆柱齿轮传动轮齿上的作用力轮齿上的作用力1 1T T1 1圆周力：圆周力：径向力：径向力：轴向力：轴向力：轮齿所受总法向力轮齿所受总法向力Fn可分解为三个分力可分解为三个分力 : :FrFtFt长方体底面长方体底面长方体对角面长方体对角面即轮齿法面即轮齿法面F=Ft /cos Fr = F tgn nFrFnFnFnP PFaFa兽栗锭茅惧否茵赫施赘闸灭箭妄声努讼冠琶湖卵盲烦捕衙酋组州吨遣叫寥齿轮传动机械设计齿轮传动机械设计阀访

48、禽奔悬腥乃湿孕逗巨凋炮满熄戍钵耀扳刹浇猖仔粹韵侯颈惨站妖法逆齿轮传动机械设计齿轮传动机械设计1 主动主动21 主动主动21 主动主动2啮合传动中，轮齿的受力分析啮合传动中，轮齿的受力分析将将 Fn 分解分解切向力：切向力：径向力：径向力：轴向力：轴向力：（105）斜齿轮受力斜齿轮受力轴向力轴向力Fx的方向：用的方向：用“主动轮左右手法则主动轮左右手法则”判断。判断。二级受力分析二级受力分析俭臼钦车饮榨钱印描布叙囚傲枫肄肮侠双丰蠢昆峙梗贞令纳岸仗惶粮磕镜齿轮传动机械设计齿轮传动机械设计例题：设两级斜齿圆柱齿轮减速器的已知条件如图所示，试例题：设两级斜齿圆柱齿轮减速器的已知条件如图所示，试问：（问

49、：（1）低速级斜齿轮的螺旋线方向应如何选择才能使中间）低速级斜齿轮的螺旋线方向应如何选择才能使中间轴上两齿轮的轴向力方向相反？（轴上两齿轮的轴向力方向相反？（2）低速级螺旋角）低速级螺旋角 应取何应取何值才能使中间轴的轴向力互相抵消。值才能使中间轴的轴向力互相抵消。1）低速轴小齿轮左旋，大齿轮右旋，中间轴上两齿轮旋向）低速轴小齿轮左旋，大齿轮右旋，中间轴上两齿轮旋向相同才能使轴向力相反。（相同才能使轴向力相反。（2）2=81604粥焊妈徐输予哟庶榔互底乖蓝唁柜郑隋勒吾竭般辖桨僻刑腰辰撑龄训摘齐齿轮传动机械设计齿轮传动机械设计1 1dm12p p圆周力：圆周力：径向力：径向力：轴向力：轴向力：轮

50、齿所受总法向力轮齿所受总法向力Fn可分解为三个分力可分解为三个分力 : :1 1T T1 1FtFaFrFFnFtFFrFasinsin1 1=cos=cos2 2coscos1 1=sin=sin2 2当当1 1+2 2 = 90= 90 时，有：时，有： Ft1 =Fa2Fa1 =Ft2于是有：于是有：Fn 3.圆锥齿轮的圆锥齿轮的轮齿受力分析轮齿受力分析 务舶烯逛糙笔嚣父书蚤褒掌胜担勋王谍畔称讳弓晕很窍馁漂逢祥锗溺殖饮齿轮传动机械设计齿轮传动机械设计例题：如图所示为一圆锥例题：如图所示为一圆锥斜齿圆柱齿级减速器。已知输入端的斜齿圆柱齿级减速器。已知输入端的转向（如图所示）。试在图中标出：

51、转向（如图所示）。试在图中标出：(1)各轮的转向；各轮的转向；(2)欲使轴欲使轴上所受的轴向力能相互抵消一部分，试确定斜齿轮上所受的轴向力能相互抵消一部分，试确定斜齿轮3和和4的旋向；的旋向；(3)标出各齿轮在啮合点处所受的轴向力标出各齿轮在啮合点处所受的轴向力Fa、径向力、径向力Fr和圆周力和圆周力Ft的方向；的方向；Fa2Fa3爷豁夸逗貌朋呈耽淋姆抛搪搁迫右韦葫泉疥畴良恕滚宋畔伎塑阑六熔跺窥齿轮传动机械设计齿轮传动机械设计rbO30 30 二、齿根弯曲疲劳强度计算二、齿根弯曲疲劳强度计算 假定：假定：载荷仅由一对轮齿承担，按悬臂梁计算。齿顶载荷仅由一对轮齿承担，按悬臂梁计算。齿顶啮合时，即

52、载荷作用在齿顶，忽略压应力。啮合时，即载荷作用在齿顶，忽略压应力。hFnF2F1S弯曲力矩：弯曲力矩： M=KFnhcos危险截面的弯曲截面系数：危险截面的弯曲截面系数：弯曲应力：弯曲应力：危险截面：危险截面：齿根圆角齿根圆角30 切线两切点连线处。切线两切点连线处。齿顶受力：齿顶受力：Fn，可分解成两个分力：，可分解成两个分力：F1 = Fn cos F2 = Fn sin-产生弯曲应力；产生弯曲应力；- -产生压应力，可忽略产生压应力，可忽略FnABBAFc榴瘪敢秽量妓吾愤扮灵劳戚榷剃梨邦泌则降习蹄啸较茨绝撇皋铭寂过幸恒齿轮传动机械设计齿轮传动机械设计54h h和和S S与模数与模数m相关

53、，相关，轮齿弯曲强度计算公式：轮齿弯曲强度计算公式：故故YFa与模数与模数m无关。无关。弯曲应力：弯曲应力：对于标准齿轮对于标准齿轮, YFa仅取决于齿数仅取决于齿数Z，取值见下页表。，取值见下页表。 YFa 齿齿形系数形系数F0 -理论弯曲应力，考虑齿根处应力集中的影响：理论弯曲应力，考虑齿根处应力集中的影响：夹织峡届趾册市极纯牢讹蕊碟弃朱酱联惋批扦氰根汝混伯蚁搓磐迎帮文寻齿轮传动机械设计齿轮传动机械设计5510-5 齿形系数齿形系数YFa以及应力校正系数以及应力校正系数YSaYFa 2.97 2.91 2.85 2.8 2.76 2.72 2.69 2.65 2.62 2.60 2.57

54、2.55 2.53YSa 1.52 1.53 1.54 1.55 1.56 1.57 1.575 1.58 1.59 1.595 1.60 1.61 1.62YFa 2.52 2.45 2.40 2.35 2.32 2.28 2.24 2.22 2.2 2.18 2.14 2.12 2.06YSa 1.625 1.65 1.67 1.68 1.70 1.73 1.75 1.77 1.78 1.79 1.83 1.865 1.97Z(Zv) 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 Z(Zv) 30 35 40 45 50 60 70 80 90 100 15

55、0 200 注：注：1)基准齿形的参数为基准齿形的参数为 =20 、h*a=1、C*=0.25 、 =0.38m (m-模数模数) 2)对内齿轮：当对内齿轮：当 =20 、h*a=1、C*=0.25 、 =0.15m 时，时， 齿形系数：齿形系数：YFa =2.053 ; 应力校正系数：应力校正系数：YSa =2.65戌捕叭焉蹿卉缔扬虱噬佛免闯吞爬优浓唬罕吉揖霉值亩漂罐衅庶姑殿四娱齿轮传动机械设计齿轮传动机械设计563.73.63.53.43.33.23.13.02.92.82.72.62.52.42.32.22.12.01.91.81.73.73.63.53.43.33.23.13.02.9

56、2.82.72.62.52.42.32.22.12.01.91.81.711 12 13 14 15 16 18 20 25 30 40 50 100 400齿齿形系数形系数YF计算根切极限计算根切极限实际根切极限实际根切极限标准齿轮标准齿轮震怪瓮潜湍忧揉孤疏宇振尺坪掌砧淮驭扮配必漆五迎业舆二蘑恭妥巴疟裹齿轮传动机械设计齿轮传动机械设计57注意：注意：计算时取：计算时取： 较大者，计算结果较大者，计算结果应应圆整圆整, 且且m 1.5一般一般YF1 YF2， YS1 YS2， F1 F2引入齿宽系数：引入齿宽系数：d=b/d1得得设计设计公式：公式： 在满足弯曲强度的条件下可适当选取较多的齿数

57、，在满足弯曲强度的条件下可适当选取较多的齿数，以使传动平稳。以使传动平稳。代入：代入： d1 = m z1赤谜饰轩袒焊趁紊厘墓腔迢样苞讨材灵傻山魄叶坏妄帜兄察数宽肿弯民巩齿轮传动机械设计齿轮传动机械设计58三、齿面接触疲劳强度计算三、齿面接触疲劳强度计算赫兹公式：赫兹公式：“+ +”用于外啮合，用于外啮合，“- -”用于内啮合用于内啮合 节圆处齿廓曲率半径：节圆处齿廓曲率半径：齿数比齿数比: u= z2 /z1 = d2 /d1 = 2 /1 1O22（从动）（从动）O1N1N2tt1（主动）（主动）T1c d12d22 P12污听安州常砷衰挤独大挎保浸悯豁角腆哑寻撤瞒此子照物霸圈粒青剩甩竞齿

58、轮传动机械设计齿轮传动机械设计59-弹性影响系数弹性影响系数节点节点处，载荷由一对轮齿来承担：处，载荷由一对轮齿来承担：将ZE和Fn代入赫兹公式表表10-6 弹性影响系数弹性影响系数ZE (MPa)1/2弹性模量弹性模量EMPa齿轮材料齿轮材料配对齿轮材料配对齿轮材料灰铸铁灰铸铁 球墨铸铁球墨铸铁 铸钢铸钢 锻锻 钢钢 夹布塑料夹布塑料 11.8104 17.3104 20.2104 20.6104 0.785104 锻锻 钢钢 162.0 181.4 188.9 189.8 56.4 铸铸 钢钢 161.4 180.5 188.0 - - 球墨铸铁球墨铸铁 156.6 173.9 - - -

59、 灰铸铁灰铸铁 143.7 - - - - 注：表中所列夹布塑料的泊松比注：表中所列夹布塑料的泊松比为为0.5，其余材料的，其余材料的均为均为0.3硕膘个俐候劳茸辫缠此嘘线领邪摩牌起伍沫今痢荤牲俐婶骤挣脉聊厩撤贸齿轮传动机械设计齿轮传动机械设计60代入赫兹公式得：代入赫兹公式得：引入齿宽系数：引入齿宽系数：d=b/d1-区域系区域系数数齿面接触疲劳强度齿面接触疲劳强度校核校核公式：公式： 得得设计设计公式：公式：标准齿轮：标准齿轮：ZH=2.52、模数模数m不能成为衡量齿轮接触强度的依据。不能成为衡量齿轮接触强度的依据。说明：说明：1、因两个齿轮的因两个齿轮的H1= H2 ，故按此强度准则设计

60、齿轮传动时，故按此强度准则设计齿轮传动时，公式中应代入公式中应代入H 1和和H 2中较小者。中较小者。 跃毒题师姓锣甘肥粟粳惺仔忱捕韧虑匈涨婴疥择搜涝裔忽肖孪镣捷概墒铝齿轮传动机械设计齿轮传动机械设计61 用设计公式初步计算齿轮分度圆直径用设计公式初步计算齿轮分度圆直径d1(或模数或模数mn)时，因载荷系数中的时，因载荷系数中的KV、K、K不能预先确定，故可不能预先确定，故可先试选一载荷系数先试选一载荷系数Kt。算出。算出d1t(或或 mnt）后，用）后，用d1t再查再查取取KV、K、K从而计算从而计算K 。若。若K与与Kt接近，则不必修接近，则不必修改原设计。否则，按下式修正原设计。改原设计

61、。否则，按下式修正原设计。3、弯曲强度设计公式：弯曲强度设计公式：接触强度设计公式：接触强度设计公式：隔锌驮犀丢缆淄娥舟诞墓趟款骇起政篆嘴忿晒嚣勺扦型吏婉泰甥妨征煎趴齿轮传动机械设计齿轮传动机械设计62 4、 齿轮传动设计时，按主要失效形式进行强度计算，齿轮传动设计时，按主要失效形式进行强度计算，确定主要尺寸，然后按其它失效形式进行必要的校核。确定主要尺寸，然后按其它失效形式进行必要的校核。（1）软齿面闭式齿轮传动：）软齿面闭式齿轮传动：按接触强度进行设计，按弯曲强度校核：按接触强度进行设计，按弯曲强度校核：（2）硬齿面闭式齿轮传动：）硬齿面闭式齿轮传动：按弯曲强度进行设计，按接触强度校核按弯

62、曲强度进行设计，按接触强度校核:（3）开式齿轮传动：）开式齿轮传动：按弯曲强度设计，按弯曲强度设计，再视具体需要将所求得的模数适当增大。再视具体需要将所求得的模数适当增大。其失效形式为磨损，点蚀形成之前齿面已磨掉。殊待硒鲁沉吃珍弊幻梧雍赊酞巨锐辙陆荣虾真融漆凹袍阮渴炉号蔡晦祁嵌齿轮传动机械设计齿轮传动机械设计63一、齿轮传动设计参数的选择一、齿轮传动设计参数的选择 1压力角压力角a a的选择的选择2齿数的选择齿数的选择一般，闭式齿轮传动一般，闭式齿轮传动: z z1=20403齿宽系数齿宽系数f fd的选择的选择a a不变，不变，z z1m重合度重合度e e传动平稳传动平稳抗弯曲疲劳强度降低抗

63、弯曲疲劳强度降低齿高齿高h 切削量切削量节约费用节约费用 、滑动、滑动 率率，磨损，磨损f fd 齿宽齿宽b 强度强度 ，但，但f fd过大将导致过大将导致K一般情况下取一般情况下取 a a =20 fd的选取可参考齿宽系数表 10-6 齿轮传动的设计参数、许用应力与精度选择齿轮传动的设计参数、许用应力与精度选择 开式齿轮传动开式齿轮传动: z z1=1720 z z2=uz z14齿宽齿宽b大齿轮：大齿轮：b= f fd d d1 ,小齿轮：小齿轮：b1=b+(510) mm肚抉木士最局拳伊瓣梳川祸模曙啼芝烤辣塌知谷茵抬溅秘匝豺辅词疚深裙齿轮传动机械设计齿轮传动机械设计64说明：说明：1)大

64、小齿轮皆为硬齿面时，大小齿轮皆为硬齿面时， f fd应取小值，否则取大值；应取小值，否则取大值； 2)括号内的数值用于人字齿轮；括号内的数值用于人字齿轮； 3）机床中的齿轮，若传递功率不大时，）机床中的齿轮，若传递功率不大时， f fd可小到可小到0.2 4)非金属齿轮可取：非金属齿轮可取： f fd =0.51.2表表10-7 圆柱齿轮的圆柱齿轮的齿宽系数表齿宽系数表f fd =b/d1 装置状况装置状况两支撑相对小两支撑相对小齿轮对称布置齿轮对称布置两支撑相对小齿两支撑相对小齿轮作非对称布置轮作非对称布置悬臂布置悬臂布置f fd 0.91.4 (1.21.9) 0.71.5 (1.11.6

65、5) 0.40.6二、齿轮传动的许用应力二、齿轮传动的许用应力 许用应力：许用应力：limlim -疲劳极限疲劳极限(FE、Hlim ), 由实验确定由实验确定, S -疲劳强度安全系数，疲劳强度安全系数， SH=1, SF=1.25-1.5K N-寿命系数寿命系数(KFN、KHN)，可查图求得。，可查图求得。挑揣眷葡兄企椒腕搜阅撤骗澜霄毙老冷僻此溢晴迅央伞筛弹眯颂箭失稗陆齿轮传动机械设计齿轮传动机械设计65弯曲弯曲疲劳疲劳寿命寿命系数系数KFN调质钢、珠光体、贝氏体球铁、可锻铸铁调质钢、珠光体、贝氏体球铁、可锻铸铁渗碳淬火钢、表面淬火钢渗碳淬火钢、表面淬火钢氮化钢、铁素体球铁、结构钢、灰铸铁

66、氮化钢、铁素体球铁、结构钢、灰铸铁氮碳共渗调质钢氮碳共渗调质钢肌娱泻锅枪膘氓巴宽嫩酬锣狂疆矽尾弄凛曹访嗓粪肄琅觉盎舔丛诺葵摘遁齿轮传动机械设计齿轮传动机械设计66触亿年泡鹤符吞从旅肘嗜湛短哺喧滴缆烂烁吠景昔晃腆裴院妈肃丛楼探丫齿轮传动机械设计齿轮传动机械设计67氮化氮化及氮及氮碳共碳共渗调渗调质钢质钢的的FEFE灰铸灰铸铁的铁的接触接触疲劳疲劳极限极限铸铁铸铁材料材料的接的接触疲触疲劳极劳极限限零婆辩业废叫师斑统态斌拜随寒协桅绞仑绽殃雁雏帘哎年佳倾赫琐探娩捆齿轮传动机械设计齿轮传动机械设计68正火处理的结构钢和正火处理的结构钢和铸钢的接触疲劳极限铸钢的接触疲劳极限调质处理钢的接触疲劳极限调质处

67、理钢的接触疲劳极限秃兜壬颓绝祭夕赶痰娶迅萝鄂寓纫极虎拱办俩滨掇励污痰枪雌雇嫌便匿巷齿轮传动机械设计齿轮传动机械设计69渗碳淬火钢和表面淬火渗碳淬火钢和表面淬火钢的接触疲劳极限钢的接触疲劳极限渗氮及氮碳共渗调质钢的渗氮及氮碳共渗调质钢的Hlim 瘸标靴明我著错狗祷计榨磅乡就捂瓶淳贝狱限瓦米两君检品滥幼矾拽恕钉齿轮传动机械设计齿轮传动机械设计70三、三、 齿轮传动的精度等级齿轮传动的精度等级误差的影响：误差的影响：1.1.转角与理论不一致，影响运动的不准确性；转角与理论不一致，影响运动的不准确性；2.2.瞬时传动比不恒定，出现速度波动，引起振动、瞬时传动比不恒定，出现速度波动，引起振动、 冲击和噪

68、音影响运动平稳性；冲击和噪音影响运动平稳性；3.3.齿向误差导致轮齿上的载荷分布不均匀，使轮齿提齿向误差导致轮齿上的载荷分布不均匀，使轮齿提 前损坏，影响载荷分布的不均匀性。前损坏，影响载荷分布的不均匀性。 国标国标GB10095-88GB10095-88给齿轮副规定了给齿轮副规定了1212个精度等级。其个精度等级。其中中1 1级最高，级最高，1212级最低，级最低，常用的为常用的为6 69级精度级精度。 按照误差的特性及它们对传动性能的主要影响，将齿按照误差的特性及它们对传动性能的主要影响，将齿轮的各项公差分成三组，分别反映传递运动的轮的各项公差分成三组，分别反映传递运动的准确性准确性，传动

69、的传动的平稳性平稳性和载荷分布的和载荷分布的均匀性均匀性。精度选择是以传动的精度选择是以传动的用途，使用条件，传递功率，圆用途，使用条件，传递功率，圆周速度周速度等为依据来确定。等为依据来确定。胺莉吕沟镶得绍圾唉硅榔衫辖烈畸昭兽泉琢状崔特霸但寥瞥论节醛嘲愉诊齿轮传动机械设计齿轮传动机械设计717-6-6-XX 8-7-7-XX 6-5-5-XX 7-6-6-XX 圆柱齿轮传动圆柱齿轮传动 0 20 40 60 80 100 4003002001000Pca(N/mm)v(m/s)圆锥齿轮传动圆锥齿轮传动 0 20 40 60 80 100 4003002001000Pca(N/mm)v(m/s

70、)机器名称机器名称 精度等级精度等级 机器名称机器名称 精度等级精度等级 汽轮机汽轮机 36 拖拉机拖拉机 68 切削机床切削机床 38 通用减速器通用减速器 68 航空发动机航空发动机 48 锻压机床锻压机床 69 轻型汽车轻型汽车 58 起重机起重机 710 载重汽车载重汽车 79 农机农机 811 注：主传动齿轮或重要齿轮传动，选靠上限；注：主传动齿轮或重要齿轮传动，选靠上限； 辅助齿轮传动或一般辅助齿轮传动或一般齿轮传动，居中或靠下限选择。齿轮传动，居中或靠下限选择。表表10-8 各类机器所用齿轮传动的精度等级范围各类机器所用齿轮传动的精度等级范围州须息桨眠嘶迫挛磕耳防藻捞版揍咒乃呻秘

71、讣缕玩腾伴搜司汛役台揪摆烽齿轮传动机械设计齿轮传动机械设计72四、直齿圆柱齿轮设计的步骤四、直齿圆柱齿轮设计的步骤（总结）（总结） 选择齿轮的选择齿轮的材料、精度等级和热处理材料、精度等级和热处理选择齿数，选选择齿数，选齿宽系数齿宽系数f fd初初选载荷系数选载荷系数(如如Kt=1.2)按接触强度按接触强度确定直径确定直径d1计算得计算得mH=d1/z z1 1按弯曲强度按弯曲强度确定模数确定模数mF确定模数确定模数mt=maxmH ,mF计算确定载荷系数计算确定载荷系数K= KAKvKK修正计算模数修正计算模数m模数标准化模数标准化计算主要尺寸：计算主要尺寸：d1=mz z1 d2=mz z

72、2 计计 算算 齿齿 宽：宽： b=f fd d1确定齿宽：确定齿宽：b2=int(b) b1= b2+(510)mm开开 始始铁潍相诅遏瞄遣绊粮蔡陛咏恰睬隔火耕辩氧帧孽碟台耙舱溢其挺蔡碾茸坪齿轮传动机械设计齿轮传动机械设计73说明：说明：齿轮传动设计时，按齿轮传动设计时，按主要主要失效形式进行强度计算，确失效形式进行强度计算，确定主要尺寸，然后按其它失效形式进行必要的校核。定主要尺寸，然后按其它失效形式进行必要的校核。（1）软齿面闭式齿轮传动：）软齿面闭式齿轮传动：按接触强度进行设计，按弯曲强度校核：按接触强度进行设计，按弯曲强度校核：（2）硬齿面闭式齿轮传动：）硬齿面闭式齿轮传动：按弯曲强

73、度进行设计，按接触强度校核按弯曲强度进行设计，按接触强度校核:（3）开式齿轮传动：）开式齿轮传动：按弯曲强度设计。按弯曲强度设计。其失效形式为磨损，点蚀形成之前齿面已磨掉。涌遵柜寿艺掘帕申管产仪拙迷笔毋脏卧倾迹佩咏潞祸贯施熊豹严睫棱卸寻齿轮传动机械设计齿轮传动机械设计74d12FFF10-7 标准斜齿圆柱齿轮传动的强度计算标准斜齿圆柱齿轮传动的强度计算一、一、轮齿上的作用力轮齿上的作用力1 1T T1 1圆周力：圆周力：径向力：径向力：轴向力：轴向力：轮齿所受总法向力轮齿所受总法向力Fn可分解为三个分力可分解为三个分力 : :FrFtFt长方体底面长方体底面长方体对角面长方体对角面即轮齿法面即

74、轮齿法面F=Ft /cos Fr = F tgn nFrFnFnFnP PFaFa蔑荒让胯僧芝入墟龙向晕逻棒答沟猎右罚茎牺酶勺应甄垒琵技挞口挎涸娜齿轮传动机械设计齿轮传动机械设计75晋昭她鸭恳仲范苛精短妈曰沦滓咏炭德湖啄微卢富颂畦踢衅港沧鞭博盎扩齿轮传动机械设计齿轮传动机械设计761 主动主动21 主动主动21 主动主动2啮合传动中，轮齿的受力分析啮合传动中，轮齿的受力分析将将 Fn 分解分解切向力：切向力：径向力：径向力：轴向力：轴向力：（105）斜齿轮受力斜齿轮受力轴向力轴向力Fx的方向：用的方向：用“主动轮左右手法则主动轮左右手法则”判断。判断。二级受力分析二级受力分析獭妓遮氖墨怀蚂庭闯

75、漾侄爵娜苦衍素忙咽买磊子脏物资凋拇跨峦扇招柜若齿轮传动机械设计齿轮传动机械设计例题：设两级斜齿圆柱齿轮减速器的已知条件如图所示，试例题：设两级斜齿圆柱齿轮减速器的已知条件如图所示，试问：（问：（1）低速级斜齿轮的螺旋线方向应如何选择才能使中间）低速级斜齿轮的螺旋线方向应如何选择才能使中间轴上两齿轮的轴向力方向相反？（轴上两齿轮的轴向力方向相反？（2）低速级螺旋角）低速级螺旋角 应取何应取何值才能使中间轴的轴向力互相抵消。值才能使中间轴的轴向力互相抵消。1）低速轴小齿轮左旋，大齿轮右旋，中间轴上两齿轮旋向）低速轴小齿轮左旋，大齿轮右旋，中间轴上两齿轮旋向相同才能使轴向力相反。（相同才能使轴向力相

76、反。（2）2=81604淀墒芬谆烙暂骇幼手汗榷鸵镍钮赣雍该皂持赣茶觉胡菏铲闰蚊谗勃展柞丑齿轮传动机械设计齿轮传动机械设计trb1ra1r1r2rb2ra2O2O1 由于由于Fatan ，为了不使轴承承受的轴向力过大，螺旋角，为了不使轴承承受的轴向力过大，螺旋角 不宜不宜选得过大，常在选得过大，常在 之间选择。之间选择。二、计算载荷二、计算载荷 pbtpbtL L-为参与啮合接触线长度之和。为参与啮合接触线长度之和。 近似计算公式：近似计算公式：代入得：代入得： - -端面重合度端面重合度, ,可查图可查图10-2610-26 =820bpbtbpa载荷系数载荷系数K K：KKA Kv K K

77、单位长度上的载荷：单位长度上的载荷： 寝栖逗衷互窄螟妊籽具坝恍更伺坎岿俭茎牌筷蔷卵羡飘隐效滚害喀辣亲订齿轮传动机械设计齿轮传动机械设计79表表10-2 使用系数使用系数KA 载荷系数载荷系数K K：KKA Kv K K 鲸裴愈纤执堪隶迁鸡当拉张视萌占料萨荤准棠翱答吭痈削诸救欧弹甭旅倪齿轮传动机械设计齿轮传动机械设计801.8 1.6 1.4 1.2 1.0 0 10 20 30 40 50 m/s 十分精密的齿轮装置十分精密的齿轮装置10 8 7 6 Kv 9 表表10-3 齿间载荷分配系数齿间载荷分配系数K 精度等级精度等级II组组 5 6 7 8 5级及更低级及更低KAFt/b 100N/

78、mm 1.23 H 2 ，应取，应取H =1.23 H 2， H 2为较软齿面的许用接触应力。为较软齿面的许用接触应力。3) 齿顶面比齿根面具有较高的接触疲劳强度。齿顶面比齿根面具有较高的接触疲劳强度。1) 斜齿轮的接触线是倾斜的；斜齿轮的接触线是倾斜的；2) 小齿轮比大齿轮的接触疲劳强度要高小齿轮比大齿轮的接触疲劳强度要高; 近似公式：近似公式：H =（ H 1 + H 2 ）/ 2盆粟株呢佬茫勿念镜鼠滔蘑叉蛰嫌功蟹亥腾腺漂澎督萧夸展栏挨亨诺疡旭齿轮传动机械设计齿轮传动机械设计88dm是平均分度圆直径 强度计强度计算时，是以锥齿轮算时，是以锥齿轮齿宽中点齿宽中点处处的的当量齿轮当量齿轮作为计

79、算时的依据。作为计算时的依据。11-8 直齿圆锥齿轮传动直齿圆锥齿轮传动（=90）对轴交角为90的直齿锥齿轮传动： 一、设计参数一、设计参数大端参数为标准值，大端参数为标准值，锥距：锥距： 当量齿轮的锥距：当量齿轮的锥距： Rm=R-0.5b 令令f fR=b/R为齿宽系数，设计中常取为齿宽系数，设计中常取:f fR =0.250.35R Rd1d2bb/21 12 2R-0.5bdm2dm1踩遮敖波鸽荚殊绥庄苑轨鸯泌壕轻泥儡挛粗糜句炭缺切友名送怨钱辞辩靡齿轮传动机械设计齿轮传动机械设计89R Rd1d2bb/21 12 2R-0.5bdm2dm11 12 2ao1o2当量齿轮分度圆直径：当量

80、齿轮分度圆直径：o1o2当量齿轮的齿数：当量齿轮的齿数：当量齿轮的齿数比：当量齿轮的齿数比：为了保证不根切，应有：为了保证不根切，应有： Z Zv v1717 平均模数：平均模数：价负东蒜瘟虑稻设捣讣箭弛拦智整剐琵敖侯裤持案吼堤闭甘幽趴刨仰痘坞齿轮传动机械设计齿轮传动机械设计901 1dm12p p圆周力：圆周力：径向力：径向力：轴向力：轴向力：轮齿所受总法向力轮齿所受总法向力Fn可分解为三个分力可分解为三个分力 : :1 1T T1 1FtFaFrFFnFtFFrFasinsin1 1=cos=cos2 2coscos1 1=sin=sin2 2当当1 1+2 2 = 90= 90 时，有：

81、时，有： Ft1 =Fa2Fa1 =Ft2于是有：于是有：Fn 二、二、轮齿受力分析轮齿受力分析 卉矗钩是嗣乙囱肪拌困冈柞坛愈搂嫩贡饼仓衡咬豢瞧定朱亢角兼杀激烩遮齿轮传动机械设计齿轮传动机械设计91例题：如图所示为一圆锥例题：如图所示为一圆锥斜齿圆柱齿级减速器。已知输入端的斜齿圆柱齿级减速器。已知输入端的转向（如图所示）。试在图中标出：转向（如图所示）。试在图中标出：(1)各轮的转向；各轮的转向；(2)欲使轴欲使轴上所受的轴向力能相互抵消一部分，试确定斜齿轮上所受的轴向力能相互抵消一部分，试确定斜齿轮3和和4的旋向；的旋向；(3)标出各齿轮在啮合点处所受的轴向力标出各齿轮在啮合点处所受的轴向力

82、Fa、径向力、径向力Fr和圆周力和圆周力Ft的方向；的方向；Fa2Fa3衍骂制钧警卓戚渠钡业媒囱会掷洁氨太娄足芯拣饱射芭钵碴敛且您藕沥舍齿轮传动机械设计齿轮传动机械设计92三、三、齿根弯曲疲劳强度计算齿根弯曲疲劳强度计算 一对直齿圆锥齿轮传动与其当量齿轮的强度近似相等。可直一对直齿圆锥齿轮传动与其当量齿轮的强度近似相等。可直接套用直齿轮的计算公式，代入当量齿轮参数。接套用直齿轮的计算公式，代入当量齿轮参数。载荷系数载荷系数K K的计算的计算：KKA Kv K K （1） KA ：同前同前 表表10-2 使用系数使用系数KA 说明：说明：荷赣仆存璃颊浙验乍骇三收付希沧吴洁沛掣荐浅牙仗吃验洪孺夯线

83、剂拴蜀齿轮传动机械设计齿轮传动机械设计93-轴承系数轴承系数（2 2）动载系数动载系数Kv按比直按比直齿轮低一级精度选取。齿轮低一级精度选取。（4 4）齿向载荷分配系数齿向载荷分配系数： KF KH 1.5 KHbe飞机、车辆飞机、车辆 1.00 1.10 1.251.00 1.10 1.25 工业、船舶工业、船舶 1.00 1.25 1.501.00 1.25 1.50两者都是两端支承两者都是两端支承 一个两端支承一个悬臂一个两端支承一个悬臂 都是悬臂都是悬臂 应用应用 小轮和大轮的支承小轮和大轮的支承 表表10-9 10-9 轴承系数轴承系数KHbe 1.8 1.6 1.4 1.2 1.0

84、 0 10 20 30 40 50 m/s 十分精密的齿轮装置十分精密的齿轮装置10 8 7 6 Kv 9 8 8（3 3）齿间载荷分配系数齿间载荷分配系数K ： K F KH 1贷影豢慕蚁告诛阶迪磕侮券菱无姿齐卸到蛀躲蝉瞧鹅锯汗限阅绷藉唾岂寄齿轮传动机械设计齿轮传动机械设计94代入代入 由由 得：得： 代入得代入得设计公式设计公式： 又又 得得校核公式校核公式： 掸论肃味石峡靠卉碎浑竟蚌暴同须跳荚磋健晋脉每堂猖耍扛哭阵苍秦蛰馏齿轮传动机械设计齿轮传动机械设计95四、四、齿面接触疲劳强度计算齿面接触疲劳强度计算 综合曲率为：综合曲率为：校核计算公式校核计算公式： 设计计算公式设计计算公式： 计

85、算所得模数计算所得模数m , ,应圆整为标准值。应圆整为标准值。 锥齿轮模数（锥齿轮模数（GB12368-90） mm 1 1.125 1.25 1.375 1.5 1.75 2 2.25 2.5 2.75 3 3.25 3.5 3.75 4 4.5 5 6 6.5 7 8 9 10例例10-510-5杖甄踏劝洁津范踪建夸条由逢址拐党谴骆淤状授级舶惮桐何沦耍畔器裁臻齿轮传动机械设计齿轮传动机械设计9610-9 齿轮的结构设计齿轮的结构设计 1 1、由强度计算只能确定齿轮的主要参数：、由强度计算只能确定齿轮的主要参数：如齿数如齿数z z、模数、模数m、齿宽、齿宽b、螺旋角、螺旋角 、分度圆直径、

86、分度圆直径d d 等。等。方法：方法：经验设计为主经验设计为主 即在综合考虑齿轮几何尺寸，毛坯，材料，加工即在综合考虑齿轮几何尺寸，毛坯，材料，加工方法，使用要求及经济性等各方面因素的基础上，按方法，使用要求及经济性等各方面因素的基础上，按齿轮的直径大小，选定合适的结构形式，再根据推荐的齿轮的直径大小，选定合适的结构形式，再根据推荐的经验数据进行结构尺寸计算。经验数据进行结构尺寸计算。 2 2、齿轮结构设计的内容、齿轮结构设计的内容主要是确定轮缘，轮辐，轮毂等结构形式及尺寸大小。主要是确定轮缘，轮辐，轮毂等结构形式及尺寸大小。 一、概述一、概述省雄圃渍吨炽茶藤烙呐坷倘燃释撞贰赌谊轩凭暗舆性鬃届

87、夕查炭慌昂友塞齿轮传动机械设计齿轮传动机械设计97 直径较小的钢质齿轮，当齿根圆直径较小的钢质齿轮，当齿根圆直径与轴径接近时，可以将齿轮与直径与轴径接近时，可以将齿轮与轴做成一体，称为轴做成一体，称为齿轮轴齿轮轴。否则可。否则可能引起能引起轮缘断裂。轮缘断裂。1. 齿轮轴齿轮轴 二、常见的结构形式二、常见的结构形式e圆柱齿轮：圆柱齿轮：e 2 mt e圆锥齿轮：圆锥齿轮：e 12 m/s时，采用油泵喷油润滑。时，采用油泵喷油润滑。一、润滑的目的一、润滑的目的 齿轮传动时，齿面间产生摩擦和磨损，增加能量消耗。齿轮传动时，齿面间产生摩擦和磨损，增加能量消耗。润滑的目的：润滑的目的：减少摩擦磨损、减

88、少摩擦磨损、散热和防锈蚀散热和防锈蚀。 1 1、开式及半闭式或低速开式及半闭式或低速齿轮传动常采用人工定期润滑。可用润齿轮传动常采用人工定期润滑。可用润滑油或润滑脂。滑油或润滑脂。遍溃痔滴谩嘘凰柳卓阂西栗愁抛耍满蚜鸿渡愚侩万轴区矣踞幢韩窖债哉刑齿轮传动机械设计齿轮传动机械设计105高速齿轮传动采用喷油润滑的理由：高速齿轮传动采用喷油润滑的理由： 1) 1)v v过高，油被甩走，不能进入啮合区；过高，油被甩走，不能进入啮合区；2)2)搅油过于激烈，使油温升高，降低润滑性能；搅油过于激烈，使油温升高，降低润滑性能；3)3)搅起箱底沉淀的杂质，加剧轮齿的磨损。搅起箱底沉淀的杂质，加剧轮齿的磨损。三、

89、润滑剂的选择：三、润滑剂的选择： 齿轮传动常用的润滑剂为润滑油或润滑脂。齿轮传动常用的润滑剂为润滑油或润滑脂。 选用时，选用时，应根据齿轮的工作情况（转速高低、载荷大小、环境应根据齿轮的工作情况（转速高低、载荷大小、环境温度等），选择润滑剂的粘度、牌号。温度等），选择润滑剂的粘度、牌号。渭阻偷弟烂员框林添激崇米催幌掺炎资务遁且锑磊慈祝悯蓖叭汀掀栓哲蒲齿轮传动机械设计齿轮传动机械设计106表表10-11 10-11 齿轮传动常用的润滑剂齿轮传动常用的润滑剂 竹亏霜圆付轩外郡部酋笺乙孝耘憎匀厅漾裕第晋粟碴斥逗直文胃嘴尺芬换齿轮传动机械设计齿轮传动机械设计107续表续表10-11 10-11 齿轮传

90、动常用的润滑剂齿轮传动常用的润滑剂 朋柱丰卧鳞迭氛掌官彤碎艳帛擂苗晚坠缉洼桶响刮奔贞怯钥堰祥奔窑邯测齿轮传动机械设计齿轮传动机械设计108四、齿轮传动的损耗四、齿轮传动的损耗表表10-12 齿轮传动的平均效率齿轮传动的平均效率圆柱齿轮圆柱齿轮圆锥齿轮圆锥齿轮传动装置传动装置6级或级或7级精度级精度的闭式传动的闭式传动8级精度的级精度的闭式传动闭式传动开式传动开式传动0.980.970.970.960.930.95啮合中的摩擦损耗；啮合中的摩擦损耗；搅动润滑油的油阻损耗；搅动润滑油的油阻损耗；轴承中的摩擦损耗。轴承中的摩擦损耗。爬扶簇咖龟记襟锣斯氨衣浦顽查招迁歹酬功怎名苟忱述眨苦赡什乌访袍靛齿轮

91、传动机械设计齿轮传动机械设计109作业：作业：10-1、10-6、钱诬读还变伶唯夫芋意侯汕要如璃橱颤锦灶级哗蓝梅摊晓另俞捐寐围陀邀齿轮传动机械设计齿轮传动机械设计110本章内容：本章内容：1. 基本要求基本要求掌握不同条件下齿轮传动的轮齿损伤与失效形式的特点、失效部位、失效掌握不同条件下齿轮传动的轮齿损伤与失效形式的特点、失效部位、失效机理、防止或减轻失效的措施，以及针对不同失效形式的设计计算准则。机理、防止或减轻失效的措施，以及针对不同失效形式的设计计算准则。 掌握选用齿轮材料的基本要求，软齿面与硬齿面的常用材料及热处理方法，掌握选用齿轮材料的基本要求，软齿面与硬齿面的常用材料及热处理方法，

92、合理地选用齿轮的配对材料及热处理方法。合理地选用齿轮的配对材料及热处理方法。2. 重点难点重点难点 重点重点是是掌握在不同工况下齿轮传动的失效形式；各类齿轮传动的受力分析；掌握在不同工况下齿轮传动的失效形式；各类齿轮传动的受力分析；圆柱圆柱齿轮强度计算中的重要基本概念；齿轮强度计算中的重要基本概念；难点难点是齿轮传动的受力分析及方向判断是齿轮传动的受力分析及方向判断。影响齿轮强度的因素分析及主要参数的选择。影响齿轮强度的因素分析及主要参数的选择。主目录熟练掌握齿轮传动的受力分析方法。熟练掌握齿轮传动的受力分析方法。对于直齿圆柱齿轮、斜齿圆柱齿轮和直齿锥齿轮所受各分力的大小与方向，一定要会计算和

93、正确判断（包括在图上正确表示），否则会使轴与轴承的受力分析出错，后果是严重的。理解齿轮计算中要用计算载荷而不用名义载荷的道理，了解载荷系数（理解齿轮计算中要用计算载荷而不用名义载荷的道理，了解载荷系数（KA 、Kv、K、 K ）的物理意义及其影响因素，采取哪些措施可减小载荷系数。）的物理意义及其影响因素，采取哪些措施可减小载荷系数。 掌握掌握直齿直齿圆柱齿轮的齿面接触疲劳强度计算和齿根弯曲疲劳强度计算的理圆柱齿轮的齿面接触疲劳强度计算和齿根弯曲疲劳强度计算的理论依据，以及力学模型、应力的类型与变化特性；掌握推导公式的思路、公论依据，以及力学模型、应力的类型与变化特性；掌握推导公式的思路、公式中各参数的意义及应用公式的注意事项。式中各参数的意义及应用公式的注意事项。对斜齿圆柱齿轮及直齿锥齿轮的强度计算，应根据它们的传动特点，转化为当量直齿圆柱齿轮后再进行强度计算，但需注意它们的计算与直齿圆柱齿轮计算的异同点。 迅蛊衰愤柜桐描袱潘默仿案帕臼悔毁金邱突狸松区贬峦谱舅征滋哈依髓口齿轮传动机械设计齿轮传动机械设计111