齿轮传动机械设计
机械基础之齿轮传动的设计
机械基础之齿轮传动的设计齿轮传动是机械传动的一种常见形式，广泛应用于冶金、化工、轻工等领域。
正确的齿轮传动设计可以保证机器设备的正常运行，提高传动效率和可靠性。
一、齿轮传动的基本原理齿轮传动是利用齿轮间的啮合来实现传动的。
齿轮传动的优点有传动可靠性高、传递效率高，并且在传递扭矩大的情况下具有优势。
齿轮传动由传动齿轮和被动齿轮组成，传动齿轮将传递力矩传递给被动齿轮，并将其旋转。
传动齿轮和被动齿轮要求相互啮合，且在相互运转时还必须平稳和具有足够的承载能力。
二、齿轮传动的设计要点齿轮传动的设计要点主要包括齿轮尺寸计算、齿轮耐用性、传动精度计算等。
其中齿轮尺寸计算是齿轮传动设计中的重要环节。
1. 齿轮尺寸计算齿轮尺寸计算是指通过计算齿轮参数来确定齿轮的尺寸，主要包括模数、压力角、齿数和齿轮转动半径等参数。
齿轮尺寸的计算要考虑被动齿轮的载荷、啮合角、轴向力和齿轮材料强度等因素。
2. 齿轮材料选择齿轮材料应选用高强度、高硬度、高耐磨性和高精度的材料，例如合金钢、硬化钢、钛合金等。
选择齿轮材料时，还应考虑到齿轮使用环境的特点和齿轮的耐用性。
3. 传动误差控制齿轮传动的传动误差包括齿轮啮合误差、轴向误差和径向误差。
在齿轮传动设计中，要通过合理的设计和加工来控制传动误差，从而提高齿轮传动的传动精度和可靠性。
三、齿轮传动的安装和调试齿轮传动的安装和调试是确保齿轮传动正常运行的关键环节。
在齿轮传动安装前，需要检查齿轮的尺寸精度、齿轮材料和齿轮的表面质量。
同时，齿轮的安装也需要注意各种参数的匹配，例如齿轮啮合间隙和传动轴心的误差等。
在齿轮传动调试时，需要进行实际运转试验，检查传动效率和齿轮传动噪声等因素。
如果发现问题，需要及时调整齿轮传动的参数或者重新设计齿轮传动。
四、结论齿轮传动是机械传动的常见形式，其设计要点包括齿轮尺寸计算、齿轮耐用性、传动精度计算等。
正确的齿轮传动设计可以保证机器设备的正常运行，提高传动效率和可靠性。
机械设计中的齿轮传动与机构设计
机械设计中的齿轮传动与机构设计在机械设计领域中，齿轮传动与机构设计是两个非常重要的方面，它们在各种机械设备和装置中起到关键作用。
本文将介绍齿轮传动和机构设计的基本概念、原理和应用。
一、齿轮传动齿轮传动是一种通过齿轮的啮合，将动力从一个轴传递到另一个轴的机械传动方式。
它通过齿轮的齿数、模数等参数来实现不同速度和力矩的传递。
齿轮传动的基本组成部分包括齿轮、轴、轴承等。
齿轮可以分为直齿轮、斜齿轮、蜗轮传动等不同类型，每种类型都有其特定的应用场景。
同时，齿轮的参数设计也非常关键，如齿轮的齿数、齿廓形状、齿轮的硬度等。
齿轮传动具有传动效率高、精度高、承载能力大等特点，广泛应用于各种机械设备中，如汽车传动系统、工程机械、航空航天等领域。
二、机构设计机构设计是指将多个零件组合在一起，通过相互连接和运动来实现特定的功能。
机构设计在机械系统中起到了关键的作用，它能够将传动装置和执行机构相连接，实现各种运动和动作。
机构设计的基本原则主要包括合理布局、协调运动、合适的传动和支撑等。
设计者需要根据具体要求，选取合适的机构类型，如连杆机构、齿轮机构、滑块机构等。
此外，在机构设计中，还需要考虑到机构的稳定性、动态特性、可靠性等因素。
通过合理的设计和优化，可以使机构具有高效、稳定和可靠的特性。
三、齿轮传动与机构设计的应用齿轮传动与机构设计在各个行业和领域中都有广泛的应用。
在汽车制造领域，齿轮传动被广泛应用于变速器、差速器等部件中，用于实现不同速度和力矩的传递。
机构设计则用于悬挂系统、转向系统等部件中，实现汽车的平稳行驶和驾驶操纵。
在工程机械领域，齿轮传动和机构设计被广泛应用于挖掘机、推土机等设备中，用于机械的移动和控制。
在航空航天领域，齿轮传动被应用于飞机的起落架、滑油泵等关键部件中，机构设计则用于实现飞机的各类操作和控制。
除此之外，齿轮传动和机构设计还应用于机床制造、电动工具、纺织机械等各个行业中。
综上所述，齿轮传动与机构设计在机械设计中具有非常重要的地位和作用。
机械设计齿轮传动设计
机械设计齿轮传动设计嘿，咱来说说机械设计里的齿轮传动设计哈。
我跟你说，有一回我去参观一个工厂，那里面各种机器嗡嗡响，可热闹了。
我就看到有一台大家伙，上面好多齿轮在那转呀转。
那时候我就好奇了，这齿轮传动到底是咋回事呢？后来我就开始研究这齿轮传动设计。
你想啊，这齿轮就像一群小伙伴，得配合好了才能把活儿干好。
首先呢，得确定要用啥样的齿轮。
大的小的，胖的瘦的，各种形状都有。
就跟挑衣服似的，得选适合的。
比如说，要是传递的力大，就得用大点儿的齿轮，结实嘛。
要是速度要求快，可能就得用小齿轮，转得快呀。
然后呢，还得考虑齿轮的齿数。
这齿数就像人的年龄，可不能随便乱来。
齿数多了，转得就慢点儿，但力量可能就大。
齿数少了呢，速度快，但力量可能就小。
就像我有一次骑自行车，前面的大齿轮齿数多，后面的小齿轮齿数少，骑起来可快了，但要是上坡就费劲。
这齿轮传动也一样，得根据实际情况来选齿数。
还有啊，齿轮的间距也很重要。
太近了吧，容易打架；太远了吧，又传不好力。
这就像两个人跳舞，得保持一定的距离，才能跳得好看。
我记得有一次我看两个人跳舞，离得太近，结果踩了对方的脚，那场面可尴尬了。
齿轮传动也不能出现这种情况呀。
最后呢，还得考虑齿轮的材质。
硬的软的，铁的钢的，各种材质都有不同的特点。
要是在恶劣的环境下，就得用结实的材质，不然容易坏。
就像我有一把雨伞，质量不好，下大雨的时候就坏了，弄得我浑身湿透。
齿轮也不能这样啊，得选个好材质，才能用得久。
你看哈，这齿轮传动设计就像一场精心策划的演出，每个齿轮都是演员，得配合好了才能演得精彩。
咱在设计的时候可得仔细考虑，不能马虎。
就像盖房子一样，基础打好了，房子才能结实。
齿轮传动设计好了，机器才能正常运转。
嘿嘿。
机械设计基础中的齿轮传动设计
机械设计基础中的齿轮传动设计齿轮传动是机械设计中常见的一种传动方式，广泛应用于各种机械装置中。
在机械设计基础中，了解齿轮传动的设计原理和方法对于设计出高效可靠的机械装置具有重要意义。
本文将介绍齿轮传动设计的基本知识和注意事项。
一、齿轮传动的基本原理齿轮传动是利用齿轮间的啮合来传递动力和运动的一种机械传动方式。
它由主动齿轮和从动齿轮组成，通过不同大小的齿轮啮合，实现运动和力的传递。
在齿轮传动设计中，需要考虑的基本参数有模数、齿数、压力角、齿轮间隙等。
模数是齿轮齿数与齿轮直径的比值，用来表示齿轮的尺寸大小；齿数是指齿轮上的齿的数量，决定了传动的速比；压力角是齿轮齿面与轴线之间的夹角，对齿轮的强度和传动性能有影响；齿轮间隙则是齿轮啮合时齿与齿之间的间隙，影响传动的精度和噪声。
二、齿轮传动设计的步骤在进行齿轮传动设计时，需要遵循一定的步骤，确保传动装置的性能和可靠性。
1. 确定传动比传动比是指主从动齿轮的齿数比值，决定了传动装置的输出速度和扭矩。
根据所需的输出速度和扭矩，选择合适的齿轮齿数组合，计算得出传动比。
2. 选择模数和齿轮参数根据传动比和要求的齿轮尺寸，选择合适的模数和齿数。
在进行选型时，需要考虑齿轮的强度、噪声和传动精度等要求。
3. 计算齿轮尺寸根据所选的模数和齿数，计算得出齿轮的尺寸和几何参数。
包括齿轮的外径、根圆直径、齿宽等。
4. 进行强度校核根据所选的齿轮尺寸和材料，进行强度校核。
通过计算齿轮的接触应力、弯曲应力和疲劳寿命等参数，判断齿轮的强度是否满足要求。
5. 进行传动效率计算根据齿轮的啮合条件和传动设计参数，计算传动的效率。
传动效率是指输入功率和输出功率之间的比值，可以评估传动装置的能量转换效率。
三、齿轮传动设计的注意事项在进行齿轮传动设计时，需要注意以下几点，以确保传动装置的性能和可靠性。
1. 合理选择齿轮材料齿轮传动中，对材料的选择要满足一定的强度和硬度要求。
常用的齿轮材料有合金钢、碳素钢等。
机械设计基础齿轮传动
材料与热处理对齿轮性能的影响
对齿轮的承载能力的影响
不同材料和热处理方法会影响齿轮的 硬度、韧性等力学性能，从而影响其 承载能力。
对齿轮的耐磨性的影响
材料和热处理方法会影响齿轮表面的 硬度、粗糙度等物理性能，从而影响 其耐磨性。
对齿轮的抗疲劳性能的影响
材料和热处理方法会影响齿轮的内部 组织结构和残余应力分布，从而影响 其抗疲劳性能。
采用先进的测量技术
采用先进的测量仪器和测量方法，提高齿轮 各项公差的检测精度和效率。
05
齿轮的润滑与密封
齿轮润滑的作用与要求
01
02
03
04
减摩抗磨
降低齿轮传动过程中的摩擦系 数，减少磨损，提高传动效率
。
冷却降温
将齿轮传动过程中产生的热量 带走，防止齿轮过热变形。
清洗清洁
将齿轮表面的杂质和氧化物清 洗干净，保持齿轮表面光洁。
封等。
06
齿轮传动的失效形式与设计准则
齿轮传动的失效形式及其原因
轮齿折断
由于过载、冲击或材料疲劳等原因，导 致轮齿在应力作用下发生断裂。
齿面点蚀
由于交变应力作用，齿面出现疲劳裂 纹并扩展，最终导致小块金属剥落形
成点蚀。
齿面磨损
由于润滑不良、颗粒污染或接触应力 过大等原因，导致齿面材料逐渐损失 。
对齿轮的耐蚀性的影响
不同材料和热处理方法会影响齿轮的 化学稳定性和耐蚀性，从而影响其在 腐蚀环境下的使用寿命。
04
齿轮的精度与公差
齿轮精度的基本概念
齿轮精度
是指齿轮实际参数与理论参数相符合的程度，包括齿轮的尺寸精度、形状精度和位置精 度。
齿轮精度等级
根据齿轮使用要求的不同，将齿轮的各项公差分为不同的等级，以满足不同传动性能的 要求。
机械设计课程设计齿轮传动设计示例
例：设计一对闭式齿轮传动，已知：齿轮的输入扭矩T1=59.5N.m ，转速n1=480rpm ，传动比i=4，该传动由电动机带动，小齿轮相对轴承为非对称布置，单向运转，载荷平稳，预期寿命20000h 。
解：由于要求不高，该齿轮传动的材料选择软齿面材料设计准则：齿面硬度≤350HBS 的闭式软齿面传动，其主要失效形式为疲劳点蚀。
所以设计准则为先按齿面接触疲劳强度设计，再按齿根弯曲疲劳强度校核。
1、 选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数1） 结合传动方案，由于工作要求不高，选用直齿圆柱齿轮传动。
2） 由于工作场合速度不高，故选用8级精度。
3） 两齿轮均选用45钢，小齿轮调质处理，调质处理硬度为250HBS ，大齿轮正火处理，正火处理硬度为200HBS 。
4） 初选小齿轮的齿数z1=25，则大齿轮齿数z2=i*z1=4×25=100。
2、 按齿面接触疲劳强度设计由设计计算公式（10-9a ）：1t d ≥（1） 确定公式内的各计算数据 1） 试选载荷系数：Kt=2.0； 2） 计算小齿轮传递的扭矩：（已知）T1= 59500 N.mm ； 3） 由表10-7选取齿宽系数：φd=1.0； 4） 计算应力循环次数： N1=60n1jLh=60×480×1×20000=5.76×108 N2=60n1jLh=60×120×1×20000=1.44×1085) 由图10-19查取接触疲劳寿命系数：K HN1=0.95 K HN2=16) 由图10-21c 、d 按齿面硬度查得齿轮的接触疲劳强度极限：σHlim1=625Mpa σHlim2=400Mpa 7) 计算接触疲劳许用应力，取安全系数SH=1 [][]1lim112lim220.95625600114004001HN H H H HN H H H K Mpa S K Mpa S σσσσ⨯===⨯=== 取[][][]{}12min ,400H H H Mpa σσσ== （2） 计算小齿轮的分度圆直径174.78t d mm =≥3、 修正计算结果1） 计算圆周速度：113.1478.78480 1.978/601000601000d n v m s π⨯⨯===⨯⨯ 2） 计算齿宽b ：1174.7874.78d t b d mm φ=⋅=⨯=3） 计算齿宽与齿高之比b/h ：1174.78 2.99252.25 2.25 2.99 6.7374.7811.116.73t t t d m mm z h m mm b h =====⨯===4) 确定载荷系数K查表10-2得：KA=1；根据v=1.978m/s ，8级精度，由图10-8查得动载系数Kv=1.1；对直齿轮：1H F K K αα== 由表10-4用线性插值法查得7级精度，小齿轮相对支撑非对称布置时，1.461H K β=由b/h=11.11，KH β=1.461查图10-13得 1.36F K β=故载荷系数：11.111.461 1.601A v H H K K K K K αβ==⨯⨯⨯= 5) 按实际的载荷系数校正所算的分度圆直径，由式（10-10a ）174.7869.53t d d mm === 6) 计算模数m ：1169.53 2.7825t d m mm z ===，取标准值m=3mm 7) 分度圆直径：1122325753100300d mz mmd mz mm==⨯===⨯= 8) 齿宽：117575d b d mm φ=⋅=⨯=，取217580b mm b mm ==，4、 校核齿根弯曲疲劳强度[]13212Fa S a F F d KTY Y m z σσφ=≤ （1）确定公式内的各计算数据1）计算载荷系数：11.111.36 1.496A v F F K K K K K αβ==⨯⨯⨯=2）由图10-18查取弯曲疲劳寿命系数：K FN1=0.95 K FN2=13）由图10-21b 、c 按齿面硬度查得齿轮的弯曲疲劳强度极限：σFE1=487MpaσFE2=310Mpa4） 计算弯曲疲劳许用应力，取安全系数SF=1.3[][]1112220.954873561.313102381.3FN FE F H FN FE F H K Mpa S K Mpa S σσσσ⨯===⨯===5） 查取齿形系数由表10-5查得：122.62, 2.18Fa Fa Y Y == 应力修正系数：121.59, 1.79Sa Sa Y Y ==6） 校核计算[][]11F1323212221F21122 1.49659500 2.62 1.5943.951.03252.18 1.7943.9541.172.62 1.59Fa Sa F d Fa Sa F F Fa Sa KTY Y Mpa m z Y Y Mpa Y Y σσφσσσ⨯⨯⨯⨯===<⨯⨯⨯=⋅=⨯=<⨯该对齿轮满足弯曲强度的要求5、 计算齿轮的几何尺寸（1） m=3mm ；（2） 中心距：()1213(25100)187.5223(26100)26,1892m z z a mm z a mm +⨯+===⨯+===调整代入 （3） 齿宽：217580b mm b mm ==，（4） 分度圆直径：1122326783100300d mz mmd mz mm ==⨯===⨯=（5） 齿顶圆直径：*111*222223262 1.03842231002 1.03306a a a a a a d d h mz h m mmd d h mz h m mm =+=+=⨯+⨯⨯==+=+=⨯+⨯⨯= （6） 齿根圆直径：112223262 1.25370.5231002 1.253292.5f f f f d d h mm d d h mm =-=⨯-⨯⨯==-==⨯-⨯⨯= 6、齿轮的结构设计（略）。
2024版《机械设计基础》第六章齿轮传动
安全系数
在强度计算中引入安全系数，以保证齿轮 在极端工况下仍能安全可靠地工作。
齿轮疲劳寿命预测方法
疲劳寿命概念
齿轮在循环载荷作用下，经过一定次 数的应力循环后发生疲劳破坏的寿命。
影响因素
齿轮的疲劳寿命受多种因素影响，如 材料性能、制造工艺、润滑条件和使 用环境等。
预测方法
基于疲劳累积损伤理论，结合齿轮的 受力分析和材料特性，采用试验或数 值模拟等方法预测齿轮的疲劳寿命。
确定合理的齿轮参数
包括模数、齿数、压力角、螺旋角等， 以满足传动比、承载能力和传动平稳 性等要求。
保证齿轮的精度和强度
通过合理的制造工艺和材料选择，确 保齿轮具有足够的精度和强度，以承 受传动过程中的载荷和冲击。
考虑润滑和冷却
为齿轮传动装置提供适当的润滑和冷 却，以减少磨损、降低温度和防止腐 蚀。
典型齿轮传动装置实例分析
齿轮热处理工艺选择及优化
退火
消除齿轮内部应力，降低硬度，便 于加工。
正火
提高齿轮硬度和强度，改善切削性 能。
淬火
使齿轮获得高硬度和高耐磨性，提 高齿轮使用寿命。
回火
消除淬火产生的内应力，稳定齿轮 尺寸，提高韧性。
齿轮制造工艺流程简介
01
02
齿轮毛坯加工
包括锻造、铸造、焊接等工艺， 获得齿轮的基本形状。
齿轮传动具有传动比准确、效率高、结构紧凑、工作可靠、寿命长等 优点。同时，齿轮传动也具有制造和安装精度要求高、成本较高等缺 点。
齿轮传动分类及应用
分类
根据齿轮的轴线相对位置，齿轮传动可分为平行轴齿轮传动、 相交轴齿轮传动和交错轴齿轮传动。根据齿轮的齿形，齿轮传 动又可分为直齿、斜齿、人字齿、圆弧齿等。
2024年机械设计基础课件齿轮传动
机械设计基础课件齿轮传动机械设计基础课件：齿轮传动1.引言齿轮传动是机械设计中的一种基本传动方式，广泛应用于各种机械设备的运动和动力传递。
齿轮传动具有结构简单、传动效率高、可靠性好、寿命长等优点，因此在工业生产和日常生活中得到广泛应用。
本课件将介绍齿轮传动的基本原理、分类、设计方法和应用。
2.齿轮传动的基本原理齿轮传动是利用齿轮副的啮合来传递动力和运动的一种传动方式。
齿轮副由两个或多个齿轮组成，其中主动齿轮通过旋转驱动从动齿轮，从而实现动力和运动的传递。
齿轮副的啮合是通过齿轮齿廓的接触来实现的，齿廓的形状和尺寸决定了齿轮传动的性能和精度。
3.齿轮传动的分类齿轮传动根据齿轮的形状和布置方式可分为直齿圆柱齿轮传动、斜齿圆柱齿轮传动、直齿圆锥齿轮传动和蜗轮蜗杆传动等。
直齿圆柱齿轮传动是应用最广泛的一种齿轮传动方式，具有结构简单、制造容易、精度高等优点。
斜齿圆柱齿轮传动具有传动平稳、噪声低、承载能力强等优点，适用于高速和重载的传动场合。
直齿圆锥齿轮传动适用于空间狭小和角度传动的场合。
蜗轮蜗杆传动具有大传动比、自锁性和精度高等特点，适用于低速、大扭矩的传动场合。
4.齿轮传动的设计方法齿轮传动的设计主要包括齿轮的几何设计、强度设计和精度设计。
齿轮的几何设计是根据传动比、工作条件、材料等因素确定齿轮的齿数、模数、压力角等参数。
强度设计是保证齿轮传动在规定的工作条件下具有足够的承载能力和寿命，主要包括齿面接触强度和齿根弯曲强度的计算。
精度设计是保证齿轮传动的精度和运动平稳性，主要包括齿轮的加工精度和装配精度的控制。
5.齿轮传动的应用齿轮传动在工业生产和日常生活中得到广泛应用。
在机床、汽车、船舶、飞机等机械设备中，齿轮传动用于传递动力和运动，实现各种复杂的运动轨迹和速度变化。
在风力发电、水力发电等能源领域，齿轮传动用于传递高速旋转的动力，实现能源的转换和利用。
在、自动化设备等高科技领域，齿轮传动用于实现精确的运动控制和动力传递，提高设备的性能和效率。
机械设计中的齿轮传动设计
机械设计中的齿轮传动设计齿轮传动作为机械设计中常用的传动方式之一，广泛应用于各种机械设备中。
它通过齿轮的啮合传递动力和运动，实现不同部件之间的转动。
在机械设计中，齿轮传动设计至关重要，它不仅关系到机械设备的运行效率和可靠性，还影响到整个系统的性能和寿命。
一、齿轮传动的基本原理齿轮传动是利用齿轮进行动力传递的一种机构。
它由一个或多个齿轮组成，其中一个齿轮被称为主动轮，另一个齿轮被称为从动轮。
主动轮通过齿轮齿面的啮合将动力传递给从动轮，从而实现不同轴之间的转动。
齿轮传动的基本工作原理是根据齿轮的啮合关系，当主动轮旋转时，从动轮也会随之旋转。
根据齿轮的齿数和模数，可以确定齿轮传动的传动比。
传动比是齿轮传动中主动轮齿数与从动轮齿数之比，可以用来调节输出轴的转速和扭矩。
二、齿轮传动的设计步骤在机械设计中，齿轮传动的设计是一个复杂而严谨的过程，需要经过以下几个步骤：1. 确定传动类型：根据实际需求和机械结构，确定齿轮传动的类型，如平行轴齿轮传动、直径轴齿轮传动等。
2. 计算传动比：根据所需的输出转速和扭矩，结合齿轮的齿数，计算合适的传动比。
传动比的选择要考虑到工作条件、负荷特性和传动效率等因素。
3. 选择齿轮模数：根据所需传动比和旋转速度，选择适当的齿轮模数。
齿轮模数是齿轮传动中齿轮齿数与齿轮模组之比，它决定了齿轮的齿轮参数和外形尺寸。
4. 进行齿轮设计计算：根据所选齿轮模数和传动比，进行齿轮设计计算，包括齿数、模数、齿宽等参数的计算。
齿轮设计计算要遵循齿面接触和齿面强度等要求，确保齿轮传动的可靠性和寿命。
5. 检查齿轮传动的干涉和轴向间隙：进行齿轮传动的干涉检查和轴向间隙的计算，确保齿轮的啮合良好，同时避免因不当尺寸而产生卡死或轴向游隙过大等问题。
6. 最后进行齿轮传动的装配和调试：按照设计要求，进行齿轮传动的装配和调试。
在装配过程中，要注意齿轮轴的配合和对中，保证齿轮传动工作平稳、噪音小。
三、齿轮传动设计的注意事项在进行齿轮传动设计时，需要注意以下几个方面：1. 齿轮的材料选择：根据实际工作条件和负荷特性，选择适当的齿轮材料。
机械设计中的齿轮传动系统设计
机械设计中的齿轮传动系统设计齿轮传动系统在机械设计中扮演着重要的角色。
本文将探讨齿轮传动系统的设计原理、关键要素以及常用的设计方法。
一、设计原理齿轮传动系统是通过齿轮之间的啮合来传递动力和扭矩的机械传动系统。
它的设计原理基于以下几个关键概念：1. 齿轮的模数（Module）：模数是齿轮设计中的重要参数，它表示单位齿数所占的直径。
模数的选择应考虑到所需的传动比、扭矩和转速要求等。
2. 齿轮的齿数：齿数决定了齿轮的啮合速比。
根据传动比的要求和齿轮的载荷要求，可以确定齿数。
3. 齿轮的啮合角：啮合角是指齿轮齿廓的锐角和啮合线的夹角。
合适的啮合角可以提高传动效率和传动性能。
4. 齿轮齿廓的修形：通过对齿轮齿廓进行修正，可以改善啮合过程的运动性能和传动效率。
二、设计要素在进行齿轮传动系统的设计时，需考虑以下几个重要的要素：1. 传动比和转速：根据机械系统的需求，确定合适的传动比和转速比，从而满足所需的输出扭矩和转速要求。
2. 动力传递和承载能力：根据工作条件和载荷要求，选择合适的齿轮材料和热处理工艺，确保齿轮传动系统能承受所需的载荷和传递所需的动力。
3. 齿轮啮合的几何要求：通过几何参数的选择，确保齿轮啮合过程的顺利进行，同时避免齿轮齿面的过度磨损和损坏。
4. 齿轮传动的噪声和振动控制：通过合理的齿轮设计和优化，减少齿轮传动过程中产生的噪声和振动，提高传动系统的运行平稳性和寿命。
三、设计方法在实际的齿轮传动系统设计过程中，可以采用以下几种常用的设计方法：1. 标准化设计：根据已有的标准齿轮模型和参数，选择合适的齿轮尺寸和几何参数，简化设计过程，提高效率。
2. 计算机辅助设计：借助计算机辅助设计软件，进行齿轮传动系统的三维建模和力学分析，快速得到设计结果。
3. 优化设计：通过设计参数的优化选择，使齿轮传动系统满足最佳的传动性能和经济指标。
4. 实验验证：设计完成后，进行实验验证，测试齿轮传动系统的性能和可靠性，发现潜在问题并进行改进。
《齿轮传动机械设计》PPT课件
▲ 工作可靠，寿命长； ▲ 传动比稳定;
▲ 制造及安装精度要求高，价格较贵。传动距离不 宜过大。
本章学习的根本目的是掌握齿轮传动的设计方法， 也就是要能够根据齿轮工作条件的要求，能设计出传动 可靠的齿轮。 设计齿轮----设计确定齿轮的主要参数以及构造形式。
等
单缸内燃 机
1.50
机械设计 第十章 齿轮传动
2、动载系数Kv
考虑齿轮啮合过程中因啮合误差和运转速度引
起的内部附加 动载荷系数。
齿形误差、轮齿变形等造 成基节误差
∴ Kv=f(精度,v)
32
机械设计 第十章 齿轮传动
具体影响因素： 1〕基节误差：制造误差、弹性变形引起。
齿轮正确啮合条件：pb1=pb2 。 如果： pb2＞pb1
措施：1.减小齿面粗糙度 2.改善润滑条件，清洁环境 3.提高齿面硬度
一、轮齿的失效形式 轮齿折断
齿面点蚀
滚压塑变
主动齿
失效形式
齿面胶合 齿面磨损 塑性变形
从动齿
外表凸出
外表凹
低的速主重要载破软 坏齿 形面 式闭 。向主式节动传线轮动，1：面所齿节以面线Ff相背处对离产滑节生动线凹速，槽度塑。方变向后v在s指齿
低速重载——P↑、v ↓，不易形成油膜→冷胶合。 后果：引起强烈的磨损和发热，传动不平稳， 导致齿轮报废。
措施： 1.提高齿面硬 度 2.减小齿面粗糙度
3.增加润滑油粘度 4.加抗胶合添加剂
一、轮齿的失效形式
失效形式
轮齿折断 齿面点蚀 齿面胶合 齿面磨损 --磨粒磨损
跑合磨损、磨粒磨损。
开式齿轮传动易发 生磨粒磨损。
二、要求： 运转平稳、足够的承载能力。
机械设计 第十章-齿轮传动
机械设计第十章-齿轮传动齿轮传动是一种常见的动力传递方式，它能够将功率从一个轴传递到另一个轴。
齿轮传动在机械设备中广泛应用，包括车辆、机床、风力发电机等。
齿轮传动的设计涉及到齿轮的几何形状、材料、齿数和模数等因素，需要综合考虑多个因素。
本章将介绍齿轮传动的原理、设计方法和齿轮副的受力分析。
一、齿轮传动的原理齿轮传动是通过齿轮之间的啮合来传递功率的。
齿轮传动一般由两个或多个齿轮组成，其中一个齿轮为主动齿轮，另一个为从动齿轮。
主动齿轮通过电动机或其他驱动装置带动，从动齿轮由这种运动带动，从而实现功率传递。
在齿轮传动中，两个齿轮之间的啮合部分称为齿轮副。
齿轮的外径和齿宽决定了齿轮的大小，齿数和齿形决定了齿轮的几何形状。
齿轮的材料也很重要，一般采用强度高、耐磨损、耐疲劳的材料制造。
在齿轮传动中，齿轮之间的啮合是通过齿轮齿与齿之间的转动摩擦完成的。
当主动齿轮旋转时，它的一侧齿轮齿逐渐接触并推动从动齿轮的齿轮齿转动。
在齿轮齿接触时，齿间间隙必须足够小，齿面必须经过精密磨削处理，以保证齿轮副的传动精度和寿命。
二、齿轮传动的设计方法齿轮传动的设计一般需要考虑以下几个因素：1、传递的功率和转速齿轮传动的设计需要考虑传递的功率和转速，它们决定了齿轮的尺寸和齿数。
传递功率越大，齿轮的尺寸和齿数就越大，同时轴承容量也必须相应增加。
转速越高，齿轮的材料强度和刚度越高。
2、齿轮的几何形状和齿距在齿轮传动的设计中，必须确定齿轮的几何形状和齿距。
齿轮的齿距是指齿轮中心距，它决定了齿轮轴距。
齿轮的齿形和齿距也是重要的因素，它们直接影响齿轮的传动效率和寿命。
3、齿轮的材料和处理方式齿轮的材料和处理方式也是齿轮设计的重要因素。
齿轮必须具有足够的强度和刚度，能够承受传递功率的要求。
普通齿轮的制造需要经过多道热处理工艺，以保证齿轮的硬度和耐磨性。
4、齿轮副的载荷齿轮副的载荷是齿轮设计的重要参考依据，它决定了齿轮的强度。
齿轮副的载荷包括沿轴方向的载荷和径向载荷，其中径向载荷是齿轮副最常见的载荷类型。
机械设计基础机械设计中的齿轮传动设计
机械设计基础机械设计中的齿轮传动设计机械设计基础——机械设计中的齿轮传动设计齿轮传动是机械设计中常用的一种传动方式，广泛应用于各种机械设备中。
齿轮传动能够实现不同转速和扭矩的传递，具有传动效率高、传动比稳定等优点。
本文将介绍机械设计中齿轮传动的基础知识和设计原则。
一、齿轮的基本概念与种类在机械设计中，齿轮是一种用于传递转动运动和扭矩的机构。
其由齿面和轴承部分组成。
常见的齿轮有直齿轮、斜齿轮、蜗杆齿轮等。
不同类型的齿轮适用于不同的传动需求，设计时需根据具体应用场景进行选择。
二、齿轮的基本参数与计算方法齿轮设计中的关键参数有齿数、模数和齿宽等。
齿数决定了齿轮的传动比，而模数和齿宽则影响到齿轮的强度和承载能力。
根据具体的传动要求，可以通过相关的计算公式来确定这些参数的合理取值。
三、齿轮传动的设计原则齿轮传动设计的基本原则是保证传动的可靠性和高效性。
在设计过程中，应遵循以下几个原则：1. 合理选择齿轮的材料和热处理方式，提高其硬度和强度。
2. 选择适当的齿轮模数和分度圆直径，使齿轮传动的效率达到最优。
3. 设计合理的传动比，满足设备的运行要求。
4. 注意齿轮的装配和调整，保证传动的精度和平稳性。
四、齿轮传动的优化设计与应用齿轮传动在实际应用中存在着噪声、振动和磨损等问题。
为了提高齿轮传动的性能，可以采用一些优化设计的方法，如优化齿形、添加减振器等。
此外，在设计过程中还需考虑齿轮传动的摩擦、磨损和润滑等问题，以确保传动的可靠性和寿命。
综上所述，齿轮传动设计是机械设计中的重要内容。
了解齿轮的基本概念和种类，掌握齿轮参数的计算方法，遵循设计原则进行设计，进行优化设计和应用措施，都对于提高齿轮传动的性能和可靠性具有重要意义。
通过不断学习和实践，我们可以不断提升自己在机械设计领域的技术水平，为实际工程问题提供更好的解决方案。
机械设计基础齿轮传动
齿轮的分类和结构
齿轮分类
结构特点
直齿轮
齿面平直，传动效率高，但噪音大
斜齿轮
齿面斜向，传动平稳，噪音较小
蜗杆齿轮
蜗杆与齿轮组合，传动比大，承载力强
齿轮传动的基本原理
啮合原理
转动原理
齿轮传动通过齿轮之间的啮合，实现力的传递和功
齿轮传动利用齿轮的旋转，将输入轴的转速和扭矩
率的转换。
传递到输出轴。
齿轮传动的优点和应用领域
2
齿轮强度设计
进行齿轮的强度分析和设计，确保齿轮能够承受工作载荷。
3
齿轮间隙设计
根据齿轮的材料和工作条件，确定齿轮的啮合间隙。
齿轮传动常见问题及解决方案
1
齿轮啮合噪音
通过优化齿轮设计、减振措施等方式减少齿轮啮合噪音。
2
齿轮磨损和故障
定期保养、选择合适的润滑剂和材料，以减少齿轮磨损和故障。
3
传动效率下降
注意清洁和润滑，维护齿轮传动的良好工作状态，以提高传动效率。
齿轮传动的发展趋势和前景
先进技术应用
机器人和自动化
先进材料和制造技术的应用，改善齿轮传动的强
齿轮传动在机器人和自动化领域中的应用将进一步
度、精度和效率。
增长。
高效传动
齿轮传动具有高传动效率和能量转换效率，适用于功率传输要求高的领域。
广泛应用
齿轮传动广泛应用于机械设备、汽车、船舶、风力发电等领域。
精密定位 ⚙️
齿轮传动能够实现精确的角度和位置控制，适用于要求高精度运动的设备。
齿轮传动的计算和设计方法
1
齿轮参数计算
根据传动需求和齿轮参数计算，确定齿轮的模数、齿数等。
机械设计基础齿轮传动
机械设计-齿轮传动
径向力 Fr 的方向指向各自的轮心（外齿轮）。
1. 直齿圆柱齿轮
（8－1）
§8-4 圆柱齿轮传动的受力分析和载荷计算
用集中作用于分度圆上齿宽中点处的法向力 代替轮齿所受的分布力，将 分解，得：
啮合传动中，轮齿的受力分析
2. 斜齿圆柱齿轮
切向力：
径向力：
轴向力：
（8－2）
斜齿轮受力
轴向力Fx的方向：用“主动轮左右手法则”判断。
圆柱齿轮传动的受力分析和载荷计算
1 主动
2
1 主动
2
1 主动
2
二级受力分析
练 习
K 为载荷系数
上述Fn 为轮齿所受的名义法向力。实际传动中由于原动机、工作机性能的影响以及制造误差的影响，载荷会有所增大。
轴交角为90º的直齿锥齿轮传动：
§8-8 直齿锥齿轮传动
一、主要参数和尺寸
直齿锥齿轮的大端参数为标准值。
直齿锥齿轮传动的几何参数
令 R = b/R－－齿宽系数，设计中常取R =0.25~0.35。
齿数比：
锥距：
C
t
二、轮齿的受力分析
用集中作用于齿宽中点处的法向力 Fn 代替轮齿所受的分布力。 将Fn分解为：切向力Ft，径向力Fr和轴向力Fx。
第八章 齿轮传动
§8-1 概述
§8-2 齿轮传动的失效形式及设计准则
§8-3 齿轮的常用材料
§8-4 圆柱齿轮传动的受力分析和计算载荷
§8-5 直齿圆柱齿轮传动的强度计算
§8-6 齿轮的许用应力
§8-8 直齿锥齿轮传动
§8-10 齿轮的结构
§8-9 齿轮传动的润滑与效率
§8-7 斜齿圆柱齿轮传动的强度计算
机械设计中的机械传动与齿轮设计
机械设计中的机械传动与齿轮设计机械传动是机械设计中至关重要的一环，它通过将动力从一处传输到另一处，实现机械装置的正常运转。
而齿轮作为机械传动的核心组成部分，其设计合理与否直接影响到机械装置的性能和效率。
本文将从机械传动和齿轮设计两个方面，介绍在机械设计中的重要性与注意事项。
一、机械传动的概述机械传动是指通过相互啮合的机械元件将动力从一个位置传输到另一个位置的过程。
常见的机械传动方式包括皮带传动、链传动和齿轮传动等。
不同的传动方式适用于不同的应用场景，选择合适的传动方式对机械装置的效率和可靠性至关重要。
二、齿轮传动的原理与种类1、齿轮传动的原理齿轮传动是利用两个或多个齿轮的啮合来实现动力传递的一种传动方式。
其中，一个齿轮被称为主动轮，另一个被称为从动轮。
主动轮通过传动力矩驱动从动轮，从而实现动力传递。
2、齿轮传动的种类齿轮传动根据齿轮的不同组合方式可以分为直齿轮传动、斜齿轮传动以及锥齿轮传动等。
直齿轮传动是最常见的一种传动方式，其齿轮的齿面是平行于轴线的；而斜齿轮传动的齿轮齿面是斜的，可以实现轴线之间的交叉传动；锥齿轮传动则是用于轴线不平行的传动场合。
三、机械传动中的注意事项1、合理选择传动方式在机械设计中，需要根据不同的应用场景和性能要求，选择合适的传动方式。
例如，在功率传递较大的情况下，可以选择齿轮传动；而对于需要隔离振动和冲击的场合，则可以选择皮带传动。
2、正确计算传动比传动比是指主动轮齿数与从动轮齿数之比，它直接影响传动装置的输出转速和扭矩。
在机械设计中，需要根据所需输出转速和扭矩，合理计算传动比，以确保机械装置的正常工作。
3、考虑传动效率和噪音传动效率是指传动装置的输入功率与输出功率之比，而噪音是传动装置在工作过程中产生的声音。
在选择和设计传动装置时，需要综合考虑传动效率和噪音，以确保机械装置的工作效率和使用舒适性。
四、齿轮设计的要点1、合理选择齿轮材料齿轮设计中，需要根据传动装置的使用环境和要求，选择合适的齿轮材料。
机械设计课件第10章齿轮传动
2 优势
3 特点
高效传动，扭矩输出稳定， 反向传动方便。
具有多种传动比，适用于 不同的工况和需求。
常见齿轮类型及其特点
直齿轮
齿轮齿条平行，传动效率高。
斜齿轮
啮合平稳，噪声较低。
锥齿轮
传递扭矩在非平行轴上，用于转向和变速。
蜗轮蜗杆
大传动比，用于减速。
计算公式和参数
了解齿轮传动的计算公式和关键参数，包括齿数、模数、压力角、啮合系数等，以确保传动系统的设计合理且 可靠。
参数 齿数 模数 压力角
啮合系数
含义 齿轮上的齿数，影响啮合传动比。 齿轮的尺寸参数，直接影响齿轮的尺寸和强度。 齿轮齿条之间的夹角，影响齿轮的传动效率和噪 声。 齿轮啮合平稳性的评价指标。
设计与选型注意事项
负载分析
根据实际负荷条件分析齿轮的工作状态和强度 要求。
润滑要求
考虑齿轮传动的润滑方式和润滑剂的选择，以 减少磨损和延长使用寿命。
问题解答与讨论
解答学生在课程过程中遇到的问题并进行讨论，加深对齿轮传动原理和应用的理解。
课堂总结与展望
对本章内容进行总结，并展望下一章的内容，引发学生对机械设计的兴趣和 思考。
机械设计课件第10章齿轮 传动
欢迎来到第10章齿轮传动的课程，我们将深入了解齿轮传动的基础知识、常 见类型及其特点、计算公式和参数、设计与选型注意事项，以及实际应用案 例的分析。
基础知识
了解齿轮传动的基本工作原理和优势，包括传递扭矩和转速的原理，以及齿轮传动的高效性和可靠性。
1 工作原理
齿轮之间通过啮合将动力 传递，实现转动。
材料选择
根据负载和工作条件选择合适的齿轮材料，包 括硬度、韧性和耐磨性等方面。
机械设计 第6章 齿轮传动
第六章 齿轮传动
第6章 齿轮传动
§6-1概述 齿轮传动的特点： 功率、速度范围广 效率高; 结构紧凑; 工作寿命长; 传动比准确
开式传动：润滑差，常用于低精度、低速传动；
闭式传动：齿轮置于封闭严密的箱体内，精度 高。润滑及防护条件好。
§6-2齿轮传动的失效方式、和设计准则 一、失效形式 1.轮齿折断 齿根弯曲应力大； 齿根应力集中 措施： 增大齿根圆角半径； 正变位，和增大模数； 强化处理：喷丸、滚压处理；
应力循环次数N 60 njLh
YST-应力修正系数，YST =2 SHlim、SFlim-接触强度和弯曲强度 计算的最小安全系数
图6.8 齿面接触疲劳极限
图6.9 齿面弯曲疲劳极限 例如：合金钢调质，硬度 260HBS，
∴σFlmin=295MPa
最小安全系数SH、SF
安全系数
SH
1.0
轮齿单向受力 轮齿双向受力 轮齿单向受力
主动
被动
主动
被动
N 60 njLh
二、齿轮精度的选择
齿轮精度（1～１２级）
7—6—6 G M GB10095—88
齿厚下偏差 齿厚上偏差 第Ⅲ公差组精度（接触精度） 第Ⅱ公差组精度（平稳性精度）
第Ⅰ公差组精度（运动精度） 7 F L GB10095—88 第Ⅰ、 Ⅱ、 Ⅲ公差组精度
F
h 6( ) cos Ft m bm ( S ) 2 cos m
F
h 6( ) cos Ft m bm ( S ) 2 cos m
YFa — 齿形系数，与齿的形状有关（齿数、变位）
YSa — 引入应力修正系数，齿根过渡曲线产生应力集中，见表6.4
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选择齿宽系数d
确定主要参数： 中心距a——圆整 模数m——取标准值 反求齿数z1、z2
根据材料硬度确定设计准则 （按？设计；按？校核）
计算小、大齿轮的各许用应力 [σH1]、 [σH2]、 [σF1] 、[σF2]
计算主要尺寸：d1=mz1 （满足设计条件）d2=mz2 …
机械设计 （8）
第八章 齿轮传动
概述 齿轮传动的失效形式和设计准则 标准直齿圆柱齿轮的强度计算 齿轮的材料和许用应力 斜齿圆柱齿轮传动 圆锥齿轮传动
齿轮的结构设计
§8.1 概 述
一、齿轮传动的主要特点：
传动效率高 可达99％。在常用的机械传动中，齿轮传动的效率最高；
结构紧凑 与带传动、链传动相比，在同样的使用条件下，齿轮传动所需
Fn
αF
F2 hF
弯曲力矩： M K Fn cosF hF
30˚ 30˚
危险截面的弯曲截面系数：W
bS
2 F
6
SF rb
弯曲应力：
F
M W
6KFnhF cos F
bS
2 F
O
∵ Fn
Ft
cos
F
6KFt hF cos F
bS
2 F
cos
§8.3 标准直齿圆柱齿轮强度计算
弯曲应力： F
6KFt hF cos F
径向力：Fr
Ft
tan
2T1 d1
tan
d1——小齿轮节圆直径
径向力方向：指向各自轮心
法向力：Fn
Ft
cos
2T1
d1 cos
§8.3 标准直齿圆柱齿轮强度计算
二、轮齿的计算载荷
Fn---法向力（名义载荷）
受力变形 制造误差 安装误差
载荷集中 附加动载荷
计算齿轮强度时，采用计算载荷Fnc=KFn代替名义载荷Fn以考虑载荷集 中和附加动载荷的影响。
2．齿数的选择 当d1已按接触疲劳强度确定时，
m↓
抗弯曲疲劳强度降低
齿高h ↓ →减小切削量、减小滑动率
z1↑
重合度e↑ →传动平稳
因此，在保证弯曲疲劳强度的前提下，齿数选得多一些好！
一般情况下，闭式软齿面齿轮传动: z1=20~40 闭式硬齿面或开式齿轮传动: z1=17~20
z2=uz1
3．齿宽系数d的选择
4.45 4.45
1
189.8 520
2.5
2
51.86(mm)
(1)取齿宽系数d＝1.0
(2)载荷系数 K＝KA Kv Kβ
查表8-2，取KA=1.0；查图8-4(b)，取Kβ=1.09；取Kv=1.15；
K 1.01.151.091.0 1.25
(3)弹性系数 ZE＝189.8（表8-1）
2.确定许用应力
许用接触应力：[ H ]
Z N H lim
SH lim
许用弯曲应力：[
F
]
Y Y Flim ST NT S F lim
查图8-8(c)，取σHlim1=560MPa， σHlim2=520MPa； 查图8-9(c)，取σFlim1=210MPa， σFlim2=200MPa；
ZN=1，YST=2，YNT=1。查表8-4，取SHlim=SFlim=1；
bS
2 F
cos
KFt
66( hF m
) cosFF
bm
(
SFF mm
)2
cos
KFt bm
YFa
因为SF和hF均与模数成正比，所以齿形系数YFa仅与齿形 YFa –齿形系数 有关而与模数m无关，其值可根据齿数查图8-6获得。
计入应力修正系数Ysa(查图8-7)后，弯曲强度校核公式为：
F
KFt bm
准则设计齿轮传动时，公式中应代 YFa1YSa1 和 YFa2YSa2 中较大者。
F1 F2
接触强度计算中，因两对齿轮的σH1= σH2 ，故按此强度准则设计齿轮 传动时，公式中应代[σH1] 和[σH2] 中较小者。
*齿轮传动设计注意事项与实例
四、直齿圆柱齿轮设计的大致过程
选择齿轮的材料和热处理
§8.4 齿轮的材料和许用应力
四、齿轮的许用应力
1. 许用接触应力： H
ZN Hlim
SHmin
ZN ----接触疲劳寿命系数，简化可取ZN=1。
σHlim ----接触疲劳极限应力, 由实验确定。（图8-8）
SHmin ----安全系数，查表8-4 确定。
2. 许用弯曲应力：
[ F ]
K为载荷系数，其值为：K＝KA Kv Kβ 式中：KA ─使用系数（表8-2）
Kv ─动载系数（KV=1.1~1.2） Kβ─齿向载荷分布系数（图8-4）
§8.3 标准直齿圆柱齿轮强度计算
三、齿面接触疲劳强度计算 基本公式──赫兹应力计算公式，即: H
Fnc
( 1
1
1
2
)
b(1 12 1 22 )
Y Y Flim ST NT S F min
σFlim—弯曲疲劳极限应力，由实验确定。（图8-9）
SFmin—安全系数，查表8-4确定。
YST ----齿轮的应力修正系数，YST=2。
YNT ----弯曲疲劳寿命系数，简化可取YNT=1。
*齿轮传动设计注意事项与实例
一、齿轮传动设计参数的选择
1．压力角的选择 一般情况下取 =20°
令： ZE
1
1
12
E1
1 22
E2
（查表8-1）
ZH
2
cos sin
齿面接触疲劳强度的校核式： H ZE ZH
KFt d1b
u 1 u
[ H ]
齿面接触疲劳强度的设计式：
2
d
b d1
齿宽系数
d1 3
2KT1
d
u 1
u
ZHZE
[ H ]
)
§8.3 标准直齿圆柱齿轮强度计算
二、常用的齿轮材料
钢：许多钢材经适当的热处理或表面处理，可以成为常用的齿轮材料； 铸铁：常作为低速、轻载、不太重要的场合的齿轮材料； 非金属材料：适用于高速、轻载、且要求降低噪声的场合。
三、齿轮材料选用的基本原则
齿轮材料必须满足工作条件的要求，如强度、寿命、可靠性、经济性等； 应考虑齿轮尺寸大小，毛坯成型方法及热处理和制造工艺； 钢制软齿面齿轮，其配对两轮齿面的硬度差应保持在30~50HBS或更多。
节点区域系数ZH＝2.5
(4)小轮传递的转矩T1
T1
9.55 106
P1 n1
9.55 106
5.5 960
54713.5(N mm)
(5)取[σH]=[σH2]=520MPa
*齿轮传动设计注意事项与实例
4.确定主要参数 (1)求中心距a
a d1 d2
2
d1
1
d2 d1
2 d1 1 i 2 d1 1 i 2 51.86 1 4.45 2 141.32(mm)
*齿轮传动设计注意事项与实例
二、齿轮精度的选择
齿轮精度共分12级，1级精度最高，第12级精度最低，常用6~9级。 精度选择是以传动的用途，使用条件，传递功率，圆周速度等为依据的。
齿轮传动精度等级的选择及其应用
圆周速度 v(m/s) 精度等级 直齿圆 斜齿圆 直齿圆
柱齿轮 柱齿轮 锥齿轮
应用
高速重载齿轮传动，如飞机、 6级 ≤15 ≤ 25 ≤9 汽车和机床中的重要齿轮；分
§8.1 概 述
§8.1 概 述
三、齿轮传动的基本要求
传动准确和平稳（任意瞬时传动比恒定） ——由齿轮轮廓和制造精度决定。
传动比
i12
ω1 ω2
承载能力强（足够强度、刚度、耐磨）
——由齿轮尺寸、材料和工艺决定。
§8.2 齿轮传动的失效形式与设计准则
一、齿轮的主要失效形式
1、轮齿折断 2、齿面磨损
3、齿面疲劳点蚀 4、齿面胶合
轮齿折断
齿面疲劳点蚀
5、齿面塑性变形
齿面塑性变形
齿面磨损
齿面胶合
§8.2 齿轮传动的失效形式与设计准则
二、齿轮的设计准则
目前对磨损、胶合等是失效形式尚无成熟的计算方法。目前对一般工况下的齿 轮传动，其设计准则是：
保证足够的齿根弯曲疲劳强度，以免发生齿根折断。 保证足够的齿面接触疲劳强度，以免发生齿面点蚀。
软齿面（硬度≤350HBS）时，主要的失效形式为齿面点蚀，通 常按齿面接触疲劳强度设计，再按齿根弯曲疲劳强度校核。 闭式齿轮传动 硬齿面（硬度＞HBS）时，主要失效形式为齿根折断，通 常按齿根弯曲疲劳强度设计，再按齿面接触疲劳强度校核。
开式齿轮传动：主要失效形式是齿面磨损，只按齿根弯曲疲劳强度计算 模数m，再根据情况将算出的m加大10%～20%的办法来 考虑磨损的影响。
E1
E2
实验表明：齿根部分靠近节点处最容易发生 疲劳点蚀，故取节点处的应力作为计算依据。
节圆处齿廓曲率半径：
1
N1C
d1
sin
2
2
N2C
d2
sin
2
齿数比: u z2 d2 z1 d1
O2
α ω2
（ 从动）
d2 2
ρ2 N2
t N1 ρ1C
t d1 T1 2
1 1 (2 1) 2(d2 d1) u 1 2
[
H1 ]
1 560 1
560(MPa)
[ H2 ]
1 520 1
520(MPa)
[
F1 ]
210
1
2
1
420(MPa)
[ F2