渐开线圆柱齿轮传动的设计计算

1、山东理工职业学院教案首页课程名称机械设计基础任课教师授课班级授课时间第周第周第周第周第周第周星期星期星期星期星期星期第节第节第节第节第节第节月日月日月日月日月日月日授课课题渐开线圆柱齿轮传动的设计计算教学目的明确齿轮的受力和计算载荷掌握齿轮强度设计的计算公式与校核公式的应用教学重点各类强度公式的应用教学难点各类因数的确定和各类图表的查取方法教学用具挂图备注 2016-2017学年 第 一 学期山东理工职业学院教案纸教学过程教学内容教学方法导入讲授新课一、轮齿的受力分析和计算载荷1圆柱齿轮传动时轮齿的受力 直齿圆柱齿轮将Fn分解为两个相互垂直的分力，则2计算载荷分析：齿轮传动时会受到各种附加载荷

2、的影响。如因齿轮在轴上的位置不对称而使载荷沿齿宽方向的分布不均；由于轴和轴承的变形、传动装置制造安装误差、工作机械的不平稳等引入载荷因数K(或称工作情况因数来估计这些因素的影响，即得计算载荷Fcn=KFn 二、齿面接触疲劳强度计算分析：由对轮齿的失效分析可知，齿面点蚀与齿面接触应力大小有关，且点蚀多发生在齿面节线附近在轮齿节点处建立接触疲劳强度条件接触疲劳强度的校核公式：接触疲劳强度的设计公式：注意：1）上两式是按钢对钢的直齿轮强度分析所得，若为斜齿轮，则式中的671应改为590，其它不变2）是大、小齿轮的齿数比，=z2/z1，外啮合取“+”，反之取“”3）齿宽因数d=b/d1，取1、2。 b

3、是齿轮的有效接触宽度(mm)，通常因小齿轮齿宽b1要大于大齿轮齿宽b2（5-10）mm，故取b=b24）H是齿轮材料的许用接触应力（MPa），由式确定按H1和H2中的较小者取值三、圆柱齿轮齿根弯曲疲劳强度计算 直齿轮弯曲疲劳强度校核式：*由工程力学的受力分析原则直接给出齿轮的各奋力与T1或Fn的关系*讲解清楚载荷因数的作用和确定的方法*齿轮传动的各类设计公式与校核公式的推导从略。讲授新课直齿轮弯曲疲劳强度设计式： 注意：1）上两式是按直齿轮强度分析所得，若为斜齿轮，右于螺旋角的影响，则式中的系数2将减小为1、6，其它不变2）复合齿形因数YFS由齿数或当量齿数查图10-30确定四、齿轮材料的组合

4、通常齿轮材料采用软齿面组合和硬齿面组合两种方式。1、软齿面组合：齿轮常用材料为优质中碳钢，一般选用正火或调质热处理。为了使小齿轮的承载能力能与大齿轮接近，小齿轮的材料要优于大齿轮。对于直齿轮，小齿轮的齿面硬度一般要高于大齿轮齿面硬度20-25HBS，对于斜齿轮，则要高于40-50HBS。一般传动齿轮多采用这种组合。2、硬齿面组合：齿轮材料选用合金钢，一般选用表面淬火、表面渗碳淬火等热处理方式。小齿轮材料优于大齿轮，两齿轮的齿面硬度可大致相同。一般传动尺寸受结构限制的齿轮采用这种组合方式。五、齿轮的结构设计齿轮的结构设计通常是先按齿轮的直径大小选定合适的结构型式，然后再根据推荐的经验公式和数据进行结构设计。齿轮常用的结构型式有以下几种：1、齿轮轴：对于直径较小的钢制齿轮，当齿轮的顶圆直径da小于轴孔直径的2倍，或圆柱齿轮齿根圆至键槽底部的距离2、5m (斜齿轮为mn)将齿轮与轴做成一整体，称为齿轮轴2、锻造齿轮：齿轮与轴分开制造时，齿轮采用锻造结构。当da200mm时，圆柱齿轮采用实心式；当da500mm，采用腹板式3、铸造齿轮：当齿轮的顶圆直径da>400500mm时，由于齿轮尺寸大且重，不便锻造，齿轮采用铸造结构。当400mm<da500mm时，采用腹板式图，当