任务3-2-7齿轮传动的设计

改变生活的机械设计技以载道，匠心筑梦领悟机械之魂-关键传动件的设计-任务2模块三领悟机械之魂01强素养03讲重点

02引思考04攻难点05强技能06促提升

目录任务3-2-7齿轮传动的设计任务3-2引思考讲重点攻难点强技能促提升

强素养早会负责人任务3-2-7齿轮传动的设计任务3-2讲重点攻难点强技能促提升

引思考强素养任务3-2-7齿轮传动的设计在所有传动方式里面，齿轮传动是最准确、最精确的一种。毫不夸张的说，在两轴之间准确传递转动的场合，齿轮传动的地位是不可替代的。为何齿轮如此完美，它是怎样做到准确、精确、可靠的完成运动传递的？本章内容将为您一一解答。通过学习齿轮传动的基本理论和设计方法，您将具备设计较为简单齿轮传动系统的能力。

汽车变速器机械手表课程导入任务3-2-7齿轮传动的设计带式输送机电动机V带传动一级齿轮减速器传动滚筒输送带课程导入任务3-2-7齿轮传动的设计带式输送机一级齿轮减速器课程导入任务分析任务3-2-7齿轮传动的设计

带式输送机滚筒速度低，转矩较大。在低速级布置一级直齿圆柱齿轮减速器，传递功率大，传递效率高，精度易于保证，可满足工作要求。课程导入任务3-2-7齿轮传动的设计任务目标

（1）了解齿轮传动的特点和基本类型。（2）掌握渐开线的性质、渐开线齿廓的啮合特点和重合度的概念。（3）掌握齿轮正确啮合条件及连续传动条件。

（4）掌握渐开线标准直齿圆柱齿轮、斜齿圆柱齿轮、直齿圆锥齿轮的主要参数及几何尺寸计算。（5）了解渐开线齿轮的齿形加工原理、根切现象及产生的原因，掌握不发生根切的条件及不发生根切的最少齿数。（6）了解变位齿轮传动的特点。

（7）了解常用齿轮材料及其热处理方法。（8）了解齿轮传动的精度等级及其选择方法。课程导入任务3-2-7齿轮传动的设计任务目标

（9）掌握不同条件下齿轮传动的失效形式、设计准则及强度计算方法。（10）掌握齿轮传动的受力分析方法。任务3-2强素养引思考讲重点攻难点强技能促提升结合课前预习情况针对本次课的重点内容进行分析讲解。找出课后难点及时调整教学找出预习问题表扬优秀学员讲解重点问题巩固课前预习分析课后作业

分析课前预习讲解重点内容任务3-2-7齿轮传动的设计任务3-2强素养引思考讲重点攻难点强技能促提升任务3-2-7齿轮传动的设计一级齿轮减速器任务3-2强素养引思考讲重点攻难点强技能促提升任务3-2-7齿轮传动的设计2.设计内容

（1）齿轮主传动系统方案设计及传动比确定，直齿圆柱齿轮传动i＝3～5。（2）选择各齿轮传动的类型、材料及热处理方法、精度等级；确定其主要参数及几何尺寸及结构等。1.设计要求与数据

设计一单级直齿圆柱齿轮减速器。已知：传递功率P=2.715kW，电动机驱动，小齿轮转速n1=320r/min，传动比i=3.81，单向运转，载荷平稳。使用寿命10年，每年工作300天，两班制工作。任务3-2强素养引思考讲重点攻难点强技能促提升任务3-2-7齿轮传动的设计3.设计步骤、结果及说明（1）选择齿轮材料及精度等级

小齿轮选用45钢调质，硬度为220～250HBS；大齿轮选用45钢正火，硬度为170～210HBS

。因为是普通减速器，选8级精度，要求齿面粗糙度Ra≤3.2～6.3μm。任务3-2强素养引思考讲重点攻难点强技能促提升任务3-2-7齿轮传动的设计齿轮常用材料材料牌号热处理硬度强度极限屈服极限优质碳素钢45正火调质表面淬火169～217HBS217～255HBS48～55HRC580650750290360450合金钢40Cr调质表面淬火240～260HBS48～55HRC700900550650铸钢ZG310-570ZG340-640调质表面淬火正火调质160～210HBS40～50HRC170～210HBS240～270HBS570570650700320320350380球墨铸铁QT600-2QT600-5正火220～280HBS147～241HBS600500灰铸铁HT200HT300人工时效170～230HBS187～235HBS200300任务3-2强素养引思考讲重点攻难点强技能促提升任务3-2-7齿轮传动的设计齿轮的材料及其选择原则

齿轮的精度等级6级（高精度）7级（较高精度）8级（普通）9级（低精度）

加工方法用范成法在精密机床上精磨或精剃用范成法在精密机床上精插或精滚，对淬火材料需磨齿或研齿用范成法插齿或滚齿用范成法或仿形法粗滚或型铣齿面粗糙度Ra/um0.8～1.601.60～3.23.2～6.36.3

用途

用于分度机构或高速重载的齿轮，如机床、精密仪器、汽车、船舶、飞机中的重要齿轮

用于高、中速重载的齿轮，如机床、汽车、内燃机中的较重要齿轮、标准系列减速器中的齿轮

一般机械中的齿轮，不属于分度系统的机床齿轮，飞机、拖拉机中不重要齿轮，纺织机械、农业机械中的重要齿轮

轻载传动的不重要齿轮，或低速传动、对精度要求低的齿轮

圆周

速度

υ（m/s）圆柱直齿≤5≤10≤5≤3圆柱斜齿≤25≤17≤10≤3.5圆锥直齿≤9≤6≤3≤2.5任务3-2强素养引思考讲重点攻难点强技能促提升任务3-2-7齿轮传动的设计（2）按齿面接触疲劳强度设计

标准直齿圆柱齿轮传动的齿面接触疲劳强度的校核式为≤

齿面接触疲劳强度的设计公式：≥3任务3-2强素养引思考讲重点攻难点强技能促提升任务3-2-7齿轮传动的设计①转矩T1

N.mm②载荷系数K及材料的弹性系数ZE

载荷系数K=1.3

两轮材料组合

钢对钢

钢对铸铁

铸铁对铸铁

189.8165.4144

材料弹性系数

材料的弹性系数ZE=189.8任务3-2强素养引思考讲重点攻难点强技能促提升任务3-2-7齿轮传动的设计

工作机械

载荷特性

原动机电动机多缸内燃机单缸内燃机均匀加料的运输机和加料机、轻型卷扬机、发电机、机床辅助传动均匀、轻微冲击

1～1.2

1.2～1.6

1.6～1.8不均匀加料的运输机和加料机、重型卷扬机、球磨机、机床主传动

中等冲击

1.2～1.6

1.6～1.8

1.8～2.0冲床、钻床、轧床、破碎机、挖掘机

大的冲击1.6～1.81.9～2.13-2～2.4载荷系数K任务3-2强素养引思考讲重点攻难点强技能促提升任务3-2-7齿轮传动的设计③齿数z1

齿宽系数ψd

小齿轮的齿数z1取为23，则大齿轮齿数z2=iz1=87.6，z2取88。

齿轮相对于轴承的位置

软齿面（≤350HBS）硬齿（≥350HBS）对称布置0.8～1.40.4～0.9不对称布置0.6～1.20.3～0.6悬臂布置0.3～0.40.2～0.25齿面硬度齿宽系数ψd

则大齿轮齿数因单级齿轮传动为对称布置，而齿轮齿面又为软齿面，选取ψd=1。任务3-2引思考强技能促提升

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强素养攻难点任务3-2-7齿轮传动的设计动起来生讲生评会学各组代表任务3-2引思考强技能促提升

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强素养攻难点任务3-2-7齿轮传动的设计④许用接触应力

齿面接触疲劳许用应力应力循环次数N

MPa

MPa试验齿轮的接触疲劳强度极限齿轮的工作寿命Lh接触疲劳寿命系数ZN1=1,ZN2=1.08任务3-2引思考强技能促提升

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强素养攻难点任务3-2-7齿轮传动的设计铸铁正火结构钢和铸钢试验齿轮的接触疲劳强度极限任务3-2引思考强技能促提升

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强素养攻难点任务3-2-7齿轮传动的设计调质钢和铸钢渗碳淬火及表面淬火钢试验齿轮的接触疲劳强度极限任务3-2引思考强技能促提升

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强素养攻难点任务3-2-7齿轮传动的设计接触疲劳寿命系数任务3-2引思考强技能促提升

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强素养攻难点任务3-2-7齿轮传动的设计安全系数软齿面（≤350HBS）硬齿面（＞350HBS）重要的传动、渗碳淬火齿轮或铸造齿轮1.0～1.11.1～1.21.3～1.6齿面接触疲劳强度安全系数

MPa

MPa齿面接触疲劳强度安全系数

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强素养攻难点任务3-2-7齿轮传动的设计≥

mm

mm第一系列0.1、0.12、0.15、0.2、0.25、0.3、0.4、0.5、0.6、0.8、1、1.25、1.5第二系列0.35、0.7、0.9、1.75、3-25、2.75、（3.25）、3.5、（3.75）、4.5、5.5第一系列2、2.5、3、4、5、6、8、10、12、16、20、25、32、40、50第二系列（6.5）

、7、9、（11）、14、18、22、28、（30）、36、45标准模数系列m

取标准模数mm

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强素养攻难点任务3-2-7齿轮传动的设计

（3）主要尺寸计算经圆整后取

mm

mmmm

mm

mm

mm

任务3-2-7齿轮传动的设计动起来生讲师评会学各组代表任务3-2引思考促提升

讲重点

强素养攻难点强技能任务3-2-7齿轮传动的设计任务3-2引思考促提升

讲重点

强素养攻难点强技能

（4）按齿根弯曲疲劳强度校核

齿根弯曲疲劳强度校核式为≤任务3-2-7齿轮传动的设计任务3-2引思考促提升

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强素养攻难点强技能载荷系数K=1.3转矩T1＝81026N.mm齿轮宽度b=65mm模数m=3mm小齿轮齿数z1=23

齿形系数YF1=2.75,YF2=3-22

应力修正系数YS1=1.58,YS2=1.78弯曲疲劳寿命系数YN1=0.86,YN2=0.88任务3-2-7齿轮传动的设计任务3-2引思考促提升

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强素养攻难点强技能标准外齿轮的齿形系数标准外齿轮的应力修正系数

Z12141617181920222528YS1.441.471.511.531.541.551.561.581.591.61Z30354045506080100≥200YS1.631.651.671.691.711.731.771.801.88Z12141617181920222528YF3.473.223.032.972.912.852.812.752.652.58Z30354045506080100≥200YF2.542.472.412.372.352.303-252.182.14任务3-2-7齿轮传动的设计任务3-2引思考促提升

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强素养攻难点强技能铸铁正火结构钢和铸钢试验齿轮的弯曲疲劳强度极限任务3-2-7齿轮传动的设计任务3-2引思考促提升

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强素养攻难点强技能调质钢和铸钢渗碳淬火及表面淬火钢试验齿轮的弯曲疲劳强度极限任务3-2-7齿轮传动的设计任务3-2引思考促提升

讲重点

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