机械设计基础齿轮传动课件

机械设计基础——齿轮传动目录5.1齿轮传动的特点、类型及渐开线齿廓的啮合特点5.2渐开线齿轮的参数及几何尺寸5.3齿轮的啮合传动；齿轮的加工方法及齿轮的根切5.4齿轮的失效形式与设计准则5.5齿轮的设计知识导入：齿轮传动的传动比i＝？什么是模数m？5.5齿轮的设计任务呈现：已知：中间轴5输入功率P2=4.87kW，转速n2=315.2r/min，第二级齿轮传动比i23=3.5；运转载荷平稳，空载起动；单向连续运行，试设计此减速器第二级齿轮传动，并绘制齿轮工作简图。。一、轮齿的受力分析和计算载荷力的方向：Ft主反从同Fr指向轴线相关知识：力的大小：以节点P处的啮合力为分析对象，并不计啮合轮齿间的摩擦力，可得：T1=9550P1/n1由于两直齿圆柱齿轮相啮合齿面之间的相互作用力大小相等，方向相反，故有：二、轮齿的计算载荷：前面所求得的转矩T1为理想情况下的名义载荷。K为载荷系数，其值可查表2-2-5齿轮传动在实际工作时，由于原动机和工作机的工作特性不同，会产生附加载荷。齿轮、轴、轴承的加工、安装误差及弹性变形会引起载荷集中，使实际载荷增加。

计算载荷用符号Tc1表示。Tc1=KT1三、齿面接触疲劳强度计算直齿圆柱齿轮强度计算3上述式中：u─齿数比，u=z2/z1；ZE─弹性影响系数；ZH─区域系数；，其经验值见表2-2-7；齿面接触疲劳强度的校核式：齿面接触疲劳强度的设计式：公式应用说明：1.“＋”号用于外啮合齿轮，“－”号用于内啮合齿轮；b为齿宽；u为齿数比，等于大齿轮与小齿轮的齿数之比，即u=z2/z1=d2/d1。2.上式中，上式中齿面接触疲劳许用应力按下式计算：式中：接触疲劳强度安全系数，见表2-2-8。接触疲劳强度极限，见表2-2-4四、齿根弯曲疲劳强度计算强度校核公式为：强度设计公式：一般齿根弯曲疲劳许用应力：式中：弯曲疲劳强度安全系数，见表2-2-8。弯曲疲劳强度极限，见表2-2-4。弯曲强度校核时，要求，，按照弯曲强度设计大小齿轮,其它参数均相同只有不同，应将和中较大者代入计算。当d1已按接触疲劳强度确定时，z1↑m↓重合度ε↑→传动平稳抗弯曲疲劳强度降低齿高h

↓→减小切削量因此，在保证弯曲疲劳强度的前提下，齿数多一些好！

闭式软齿面:z1=20~40闭式硬齿面和开式传动:z1=17~201)齿数的选择对周期性变化载荷，Z1、Z2应互为质数。五、圆柱齿轮传动参数的选择和设计计算2)模数模数m直接影响齿根弯曲强度，而对齿面接触强度没有直接影响，设计时应保证齿根弯曲强度的条件下取较小的模数。但用于传递动力的齿轮，一般可按m=(0.01～0.02)a，但应使m>2mm，以防止过载时轮齿突然折断。3）传动中心距中心距a应当圆整为0或5的整数，如果计算出的中心距不是末位为0或5的整数，可按公式a=m(z1+z2)/2调整齿数或模数，但调整后的中心距a不得小于保证接触疲劳强度所需要的中心距。4）齿数比（u=z大/z小)通常直齿圆柱齿轮传动取u≤5，斜齿圆柱齿轮传动取u≤6；当u＞6时宜采用多级传动。对于齿数比（传动比）要求不高的传动，调整齿数后齿数比（传动比）误差，允许不超过±（3%～5%），在设计中常需要作多次试凑计算，才能得到满意的结果。5)齿宽因数齿宽系数：齿宽：大轮齿宽：小轮齿宽：（应圆整）设计齿轮传动时应合理选择ψd。一般取ψd=0.2-1.4，如表2-2-7所列。六、常用齿轮的结构形式：1.齿轮轴如果圆柱齿轮的齿根圆到键槽底面的径向距离x≤(2~2.5)mn

，圆锥齿轮小端齿根圆到键槽底面的径向距离x≤(1.6~2)m，则可将齿轮与轴做成一体，称为齿轮轴，如图所示。2.实心式齿轮

当齿顶圆直径da≤200mm时采用。这种结构的齿轮一般多用锻钢制造。3.辐板式齿轮

当齿顶圆直径da=200~500mm时，为了减少质量和节约材料，通常要用腹板式结构。这种结构的齿轮一般多用锻钢制造，其各部分尺寸由经验公式确定。4.轮辐式齿轮当齿轮直径较大，如da＞500mm，多采用轮辐式的铸造结构。轮辐剖面形状可以是椭圆形(轻载)、T字形(中载)及工字形(重载)等，圆锥齿轮的轮辐剖面形状只用T字形。5.组合式齿轮当齿轮尺寸很大（da

＞600mm）时，为了节约贵重金属材料，也可采用组合式结构，即将齿圈用贵重金属材料制造，而轮芯（轮辐和轮毂）用其他材料（如铸铜或铸铁）制造，再将齿圈用过盈配合镶套在轮芯上，并在它们的接缝处加装紧定螺钉固定，即所谓镶套齿轮，七、标准直齿圆柱齿轮传动的设计步骤标准直齿圆柱齿轮（软齿面）的设计方法与步骤如下：（1）选定齿轮材料、确定热处理工艺及齿轮精度等级。（2）计算确定许用应力。（3）确定设计准则，按齿面接触疲劳强度设计（设计计算公式）。（4）确定设计计算公式中的相关参数。（5）确定基本参数。（6）校核齿根弯曲疲劳强度。（7）计算齿轮圆周速度，验证精度选择是否合适。（8）计算齿轮的几何尺寸。（9）确定齿轮的结构尺寸。（10）绘制齿轮零件工作简图。１）浸油润滑：当圆周速度v≤12m/s时。八、齿轮传动的润滑1.润滑方式2）喷油润滑：当齿轮的圆周速度v＞12m/s时，

3）对于开式齿轮传动，由于其传动速度较低，通常采用人工定期加油润滑的方式。2.润滑剂的选择

齿轮传动的润滑剂多采用润滑油。通常根据齿轮材料和圆周速度选取油的粘度，并由选定的粘度再确定润滑油的牌号（参见有关机械设计手册）。润滑油的粘度可参考表2-2-11选用。完成任务：