齿轮的设计计算课件

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学习要求
1) 了解齿轮材料的选取和热处理方式的常识；
2) 掌握齿轮传动应力类型及变化特性、失效形式、
失效部位、产生机理及一般应对措施。掌握相应
的设计准则；
3) 了解载荷系数的物理意义及其影响因素；
4) 掌握齿轮传动受力分析的方法（包括假设条件、
力作用点、各分力大小、方向）；
5）掌握直齿圆柱齿轮传动齿面接触疲劳强度和齿根
基本问题：
⑴ 传动平稳 就是要保证瞬时传动比恒定，以尽可
能减小齿轮啮合中的冲击、振动和噪声。
⑵ 足够的承载能力 就是在尺寸和质量较小的前提
下，保证正常使用所需的强度、耐磨性等方面的要
求。在预定的使用期限内不发生失效。
有关传动平稳的问题，涉及齿轮啮合原理方面的
许多内容，已在第八章作了比较详细的讨论。本章则
闭式齿轮传动
按工作条件分
开式齿轮传动
齿轮传动
软齿面（硬度≤350HBS ）齿轮传动
按齿面硬度分
硬齿面（硬度＞350HBS ）齿轮传动
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齿轮传动的主要参数
概述
1. 模数m
模数是齿轮的重要参数之一。 圆柱齿轮标准模数
m系列见表8-1。
2. 传动比i 和齿数比u
在一对齿轮中，设主动轮转速n、齿数z，从动轮
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第六节 直齿圆柱齿轮传动的齿根抗弯疲劳强度
第七节 直齿圆柱齿轮传动的静强度计算
第八节 斜齿圆柱齿轮传动的强度计算
第九节 直齿锥齿轮传动
第十节 齿轮传动的效率与润滑
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第一节
概述
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学习要求:
概述
① 了解齿轮设计需要解决的基本问题；
② 掌握齿轮设计中按工作条件和齿面硬度的分类方
轮传动（人字齿轮除外），通常还应使小齿轮齿宽b
比大齿轮齿宽b 宽出5～10mm，即一般取
b＝b（圆整数）
b＝b＋(5～10)mm
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概述
这是从有利于降低对安装的要求，并可保证大齿 轮能以其整个齿宽参加啮合，而不减小轮齿的有效齿 宽来考虑的。
按工作条件和齿面硬度的齿轮分类： 在齿轮传动设计中，承载能力计算总是针对轮齿
的某种失效形式进行的，而轮齿的失效形式又与其工
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概述
作条件和齿面硬度等因素密切相关。不难想象：如果
齿轮是在一个密闭的润滑良好的空间内工作，不与机
器所处的外部环境相接触，那么空气中的粉尘就不能
侵入齿轮的啮合齿面中，轮齿一般也不会发生齿面的
的几何参数之一。设计中应取值整齐、简单，并尽量
不含小数。在大批量生产时，推荐中心距按表18-1选
用。单件或小批量生产时可不受此限，建议参照《标
准尺寸GB/T2822—1981》中的数系选用，或取尾数 为
0、5、2、8的整数。
4. 齿宽b和齿宽系数
表示齿，宽即b与小齿d 轮分db 1 度圆直径之比，称齿宽系数，以
＝
PPT学习（交流18-3）
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概述
齿宽系数反映齿轮宽度与径向尺寸之间的比例关系。 d
的取值大小将直接影响齿轮传动的布局与传动质量，
因此也是齿轮设计中的重要参数之一。
由公式（18-3），齿宽b 可表示为
b＝d
(18-4)
在用公式（18-4）计算齿宽b时，有时会包含小数
部分，一般应对其进行圆整，即取整数。对于圆柱齿
弯曲疲劳强度计算方法（包括力的计算点确定方
法及其依据）和斜齿圆柱齿轮传动强度计算的特
点；
6）理解齿轮传动的设计PP方T学习法交流与步骤。
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本章重点
齿轮的失效形式和计算准则、齿轮的受力分析和
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计算载荷、直齿圆柱齿轮传动的齿面接触疲劳强度
计算、齿根弯曲疲劳强度计算是本章的重点学习内
容。要求弄清以下一些具体问题：
转速、i＝齿数则传nn 从 主动比 i通zz 从 主常可（表1示8-为1）
在一对齿轮中，若设小齿轮齿数为，大齿轮齿数
为，则齿数比u为 z 2
u= ＞1 z 1
（18-2）
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概述
显然，在减速传动中u=i ，增速传动中u=1/i 。
3. 中心距a
中心距a是圆柱齿轮传动的特征尺寸，也是最重要
磨粒磨损。相反，如果齿轮暴露在大气环境中，任由
机器所处环境空气中的粉尘直接侵入齿轮的啮合齿面
中，则齿面磨损的发生也就在所难避了。以上例子说
明了轮齿的失效形式是与齿轮的工作条件有关的。相
对于机器所处的环境来说，通常人们将在封闭空间内
工作的（与环境隔离开来的）齿轮传动称为闭式齿轮
传动，否则即称为开式齿轮传动。不难理解，齿面的
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概述
着重讨论齿轮传动的承载能力问题。为此将重点介 绍轮齿的失效形式和计算准则、齿轮常用材料及其选 择、受力分析与载荷计算以及齿轮传动的强度计算方 法等，并在此基础上，解决设计中如何确定齿轮传动 的基本参数和主要尺寸问题。
考虑到目前我国工业齿轮仍以渐开线齿廓为主， 故本章讨论问题范围仅限于渐开线齿轮传动。
法；
③ 了解传动比i和齿数比u之间的区别与联系；
④ 了解齿宽系数的含义；
⑤ 了解齿轮精度等级的概念。
齿轮传动设计中的基本问题
按工作条件与齿面硬度的齿轮分类
齿轮传动的主要参数
齿轮精度等级的选择 PPT学习交流
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齿轮传动设计中的基本问题
概述
齿轮传动的类型很多，用途各异，但是从传递运
动和动力的要求出发，各种齿轮传动都必须解决两个
承载能力应与齿面硬度有PP关T学习，交流硬度越高，则其承载能
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概述
力也越高。根据齿面硬度的大小，通常人们将齿轮传 动分为两类，即硬齿面齿轮传动和软齿面齿轮传动。 一对啮合齿轮的齿面硬度均大于350HBS者，称为硬齿 面齿轮传动，否则即称为软齿面齿轮传动。因此，齿 轮传动按工作条件和齿面硬度可作以下分类：
1）齿轮传动的失效形式及计算准则；
2）齿轮传动的受力分析；
3）参数ψd、z1、m和β等的选取原则；
4）圆柱齿轮传动强度计算公式中各参数的物理意义
及相互关系。
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第一节 概述
第二节 轮齿的失效形式与计算准则
第三节 齿轮材料及其选择
第四节 圆柱齿轮传动的载荷计算
第五节 直齿圆柱齿轮传动的齿面接触疲劳强度
第五章 齿轮传动
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内容简介: 本章介绍基于承载能力计算的齿轮设计方法。设
计的基本内容就是如何确定齿轮的基本参数或主要 几何尺寸。围绕这些内容所讨论的主要问题有：齿 轮精度等级的选择；轮齿的主要失效形式和计算准 则；齿轮常用材料及选择方法；齿轮的载荷计算； 针对齿面接触疲劳强度失效和齿根弯曲疲劳强度失 效所进行的齿轮承载能力计算方法等。