大工13秋《机械设计基础》辅导资料十

《机械设计基础》辅导资料十
主题：第7章齿轮传动
学习时间：2013年12月2日－12月8日
内容：
这周我们将学习本课程课件的第7章后两节，希望通过下面内容的总结能使同学们加深对本周内容的理解。

具体内容如下：
一、学习要求
1.掌握齿轮传动的特点、失效形式及计算准则；
2.了解齿轮的材料及其选择；
3.掌握直齿圆柱齿轮传动的计算：受力分析；计算载荷；齿面接触疲劳强度计算；齿根弯曲疲劳强度计算；许用应力；
4.掌握斜齿圆柱齿轮传动的计算：传动特点；受力分析；计算要点；
5.了解直齿圆锥齿轮传动的计算：受力分析；计算要点；
6.了解齿轮主要参数的选择及齿轮结构设计。

二、主要内容
一、直齿圆锥齿轮齿轮传动的强度计算
（一）设计参数
1. 几何参数标准：大端分度圆处 m、α为大端参数。

2. 强度计算推导思路：锥齿轮→当量直齿轮
3. 强度计算：平均分度圆处当量齿轮。

图1 直齿圆锥齿轮参数
（二）锥齿轮
1. 齿数比
21
2
12cos δδtg d d z z u t ====
2. 锥距
()2
1
2
1
2221
2
121
2
22
1+=+=⎪⎭⎫
⎝⎛+⎪⎭⎫ ⎝⎛=u d d d d d d R 3. 平均分度圆直径
()R m d d φ5.01-=
4. 平均模数
()R m m m φ5.01-=
（三）当量直齿轮
1. 当量直齿圆柱齿轮分度圆半径
δcos 2m
v d r =
2. 当量齿数
δcos 2z
m r m d z m v m v v =
==
3. 当量齿轮的齿数比
22
1
1212cos cos u z z z z u v v v ===
δδ （四）轮齿的受力分析
（五）锥齿轮特点
1．锥齿轮齿廓大小沿齿宽方向变化，与其距锥顶距离成正比； 2．轮齿大、小端刚度不同，沿齿宽的载荷分布不均；
3．锥齿轮较直齿轮精度低，振动噪声大，速度不宜过高； 4．参数计算——大端为标准—— m ；
强度计算——齿宽中点的当量圆柱齿轮为准，— mm （六）锥齿轮弯曲强度计算
按平均分度圆处的当量直齿圆柱齿轮计算，m 代入mm 。

1. 强度校核公式：
[]a F
m
Sa
Fa t F MP bm Y Y KF σσ≤=
2. 设计公式
mm F
sa Y
Fa Y u z R R KT
m 3
][1221
2)5.0_
1(14≥σφφ+
（七）锥齿轮接触强度计算
按平均分度圆处的当量直齿圆柱齿轮计算，m 代入mm 基本公式-赫兹公式：
[]H nca
E H L
F Z σρσ≤⋅
=∑ 2
11
1
1
v v ρρρ
+=∑
()[]a H R R E
H MP u
d
KT Z σφφσ≤-=31
2
1
5.015
()[]mm Z u KT d H E R R 2
21
3
15.0192
.2⎪⎪⎭
⎫ ⎝⎛⋅-≥σφφ 二、齿轮的结构设计 齿轮结构设计要点： 1．设计内容：
齿圈、轮辐、轮毂的结构形式及尺寸； 2．相关因素：
齿轮的几何尺寸、毛坯、材料、加工方法、使用方法及经济性； 3．结构型式选用原则：
结构型式：齿轮轴、实心式、孔板式、轮辐式。

依据齿轮的直径大小选结构型式。

三、重要考点
1．简述锥齿轮的特点。

2. 请填写轮齿的受力分析表。

1.（1）锥齿轮齿廓大小沿齿宽方向变化，与其距锥顶距离成正比；
（2）轮齿大、小端刚度不同，沿齿宽的载荷分布不均；
（3）锥齿轮较直齿轮精度低，振动噪声大，速度不宜过高；
（4）参数计算以大端为标准；强度计算以齿宽中点的当量圆柱齿轮为准。