机械设计基础第章

第十章

齿

轮

传

动第一节齿轮传动的失效形式和计算准则第二节齿轮的材料及热处理第三节齿轮传动的精度第四节直齿圆柱齿轮传动的作用力及计算载荷第五节直齿圆柱齿轮传动的强度计算第六节斜齿圆柱齿轮传动的强度计算第七节直齿圆锥齿轮传动的强度计算第八节齿轮的结构第九节齿轮传动的润滑及效率第十节圆弧齿轮传动简介第十一节渐开线圆柱齿轮传动计算辅助设计简介机

械

设

计

基

础10第一节齿轮传动的失效形式和计算准则

齿轮传动的失效形式⒈轮齿折断⒉疲劳点蚀⒊齿面胶合⒋齿面磨粒磨损⒌齿面塑性变形开式传动齿轮外露，不能保证良好润滑，且灰尘、杂质易使齿面较快磨损，因而只宜用于低速传动。半式传动齿轮封闭，可保证良好润滑、密封和工作环境。10第二节齿轮的材料及热处理

常用的齿轮材料是钢、铸铁，有时也采用非金属材料。一、钢及其热处理优质碳素钢合金结构钢表面淬火渗碳淬火调质正火渗氮软齿面铸钢毛坯10二、铸铁三、非金属材料

一般用于高速、轻载的齿轮传动。可以明显降低噪声。常用材料有尼龙、夹布胶木等。灰铸铁：铸造性能、加工性能、减磨性能、抗点蚀和抗胶合性能均较好；但抗弯强度、耐冲击和面磨损性能较差。球墨铸铁：有较高的力学性能，有时用来代替铸钢。1010第三节齿轮传动的精度

渐开线圆柱齿轮和锥齿轮精度有12个精度等级；

根据运动准确性、传动平稳性和载荷分布均匀性的要求，每个等级的公差分三组。10第四节直齿圆柱齿轮传动的作用力及计算载荷

一、齿轮上的作用力10圆周力径向力法向力作用在主动轮和从动轮上各对力的大小相等，方向相反（如右图）。10二、计算载荷修正载荷的系数，包括使用系数KA、动载系数KV、齿间载荷分配系数Kα及齿向载荷分布系数Kβ。

则⒈使用系数KA

考虑齿轮啮合时外部因素引起的附加动载荷影响的系数。1010⒉动动载载系系数数KV考虑齿齿轮制制造精精度、、运转转速度度对轮轮齿内内部附附加动动载荷荷影响响的系系数。。10⒊齿间间载荷荷分配配系数数Kα考虑同同时啮啮合的的各对对轮齿齿是载载荷分分配不不均匀匀影响响的系系数。。10⒋齿向向载荷荷分配配系数数Kβ考虑沿沿齿宽宽方向向载荷荷分布布不均均对应应力影影响的的系数数。1010第五节节直齿圆圆柱齿齿轮传传动的的强度度计算算一、轮轮齿弯弯曲疲疲劳强强度计计算⒈计算算依据据⒉齿根根弯曲曲应力力计算算式中10齿根计计算弯弯曲应应力为为10⒊轮齿齿弯曲曲疲劳劳强度度计算算导出按按模数数设计计的公公式10⒋轮齿齿弯曲曲疲劳劳许用用应力力101010二、齿齿面接接触疲疲劳强强度计计算⒈计算算依据据⒉齿面面接触触应力力计算算整理后后，齿齿面接接触疲疲劳的的理论论应力力10小轮大轮10⒊齿面面接触触疲劳劳强度度计算算设计公公式为为⒋轮齿齿接触触疲劳劳许用用应力力101010⒈小齿轮轮齿数数z1的选择择⒉齿宽系系数φd的选择择⒊模数数的选选择⒋对修修正载载荷、、修正正计算应应力、、修正正许用应力力的系系数和和疲劳极限限等数数据⒌设计计步骤骤10三、齿齿轮传传动设设计参参数的的选择择和设设计步步骤设计要要求：：确定定齿轮轮传动动的主主要参参数、、几何何尺寸寸、齿齿轮结结构、、精度度等级级，最最后绘绘出工工作图图。1)选选择齿齿轮材材料、、热处处理及精度度等级级2)承承载能能力计计算3)当当用设设计公公式初初步计计算齿轮的的分度度圆直直径d1时时的各系系数4)计计算齿齿轮的的几何何尺寸寸5)确确定齿齿轮的的结构构尺寸寸6)绘绘制齿齿轮的的工作作图10第六节节斜齿圆圆柱齿齿轮传传动的的强度度计算算一、轮轮齿的的受力力分析析1010二、齿齿根弯弯曲疲疲劳强强度计计算核算公公式设计公公式10三、齿齿面接接触疲疲劳强强度计计算核算公公式设计公公式1010第七节节直齿圆圆锥齿齿轮传传动的的强度度计算算一、轮轮齿上上的作作用力力1010二、轮轮齿弯弯曲疲疲劳强强度计计算核算公公式设计公公式10三、齿齿面接接触疲疲劳强强度计计算核算公公式设计公公式10第八节齿轮的结构构一、锻造齿齿轮⒈齿轮轴10⒉盘式齿轮轮10⒊辐板式齿齿轮10二、铸造齿齿轮1010第九节齿轮传动的的润滑及效效率一、齿轮传传动的润滑滑⒈闭式齿轮轮传动的润润滑⑴润滑方式式的选择10⑵润滑油的的选择⒉开式齿轮轮传动的润润滑——人工定期加加油润滑10二、齿轮传传动的效率率闭式齿轮传传动的功率率损耗包括括：总效率为轮齿啮合磨磨擦损耗轴承中的磨磨擦损耗齿轮的搅油油损耗1010第十节圆弧齿轮传传动简介一、单圆弧弧齿轮传动动10圆弧齿轮传传动具有下下列特点：：1)圆弧齿啮合合时，理论论上为点接接触，实际际摩合后为为面接触。。2)单圆弧齿啮啮合传动时时，只有一一条平行于于齿轮轴线线的啮合线线。3)比渐开线齿齿轮具有较较高的抗疲疲劳点蚀能能力。4)有利于油膜膜形成，齿齿面磨损小小，磨擦损损失小，传传动效率高高。5)无根切现象象，小齿轮轮齿数可以以很少，因因此可减少少齿轮尺寸寸。6)加工主要为为滚切，且且只需一把把滚刀。10二、双圆弧弧齿轮传动动10第十一节渐开线圆柱柱齿轮传动动计算机辅辅助设计（（CAD）简介一、确定适适用范围1)齿面硬度<350HBS允许轮齿表表面有一定定的点蚀；；2)模数m=1~50mm之间（第一一系列）；；3)齿轮材料限限于：碳素素钢调质或或正火，合合金钢调质质，合金铸铸钢，碳素铸铸钢。二、指定程程序变量名名称（见教教材表10-14）三、画主程程序流程图图（见教材材图10-27）四、编制标标准直齿、、斜齿圆柱柱