机械设计齿轮传动 [机械大作业齿轮传动]
机械设计齿轮传动[机械大作业齿轮传动]
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机械设计齿轮传动[机械大作业齿轮传动]哈尔滨工业大学机械设计作业设计计算说明书题目齿轮传动设计系别机械设计制造及其自动化班号姓名日期2014年月日哈尔滨工业大学机械设计作业任务书题目齿轮传动设计设计原始数据：图1带式运输机带式运输机的传动方案如图1所示，机器工作平稳、单向回转、成批生产，其他数据见表1。
目录1.计算传动装置的总传动比i并分配传动比 (4)1.1总传动比 (4)1.2分配传动比.....................................................................42.计算传动装置各轴的运动和动力参数 (4)2.1各轴的转速 (4)2.2各轴的输入功率 (4)2.3各轴的输入转矩 (5)3.齿轮传动设计 (5)3.1选择齿轮材料、热处理方式和精度等级 (5)3.2初步计算传动主要尺寸 (5)3.3计算传动尺寸 (7)3.4校核齿面接触疲劳强度 (8)3.5计算齿轮传动其他尺寸 (8)3.6齿轮的结构设计 (9)3.7大齿轮精度设计 (10)4.参考文献 (13)一、计算传动装置的总传动比i∑并分配传动比1.总传动比为i∑=nm960==10.67nw902.分配传动比由于i1为1.8，所以i2=i∑10.67==5.926i11.8二、计算传动装置各轴的运动和动力参数1.各轴的转速1轴n1=nm=960r/min2轴n2=n1960r/min==533.33r/mini11.8n2533.33r/min=≈90r/mini25.9263轴n3=卷筒轴nw=n3=90r/min2.各轴的输入功率1轴P1=Pd=3kW2轴P2=Pη1=3⨯0.96=2.88kW13轴P3=P2η2η3=2.88⨯0.98⨯0.97=2.74kW卷筒轴PkW3η2η4=2.74⨯0.98⨯0.99=2.656卷=P上式中：η1————普通带传动传动效率；η2————一对滚子轴承的传动效率；η3————8级精度的一般传动齿轮的传动效率；η4————齿轮联轴器的传动效率。
机械设计基础11章齿轮传动
优点
• 传动效率高 • 精度高，传动平稳 • 调整方便
缺点
• 噪音较大，振动大 • 制造和维修成本高 • 使用温度限制
齿轮传动的应用领域
1 汽车领域
齿轮传动广泛应用于汽车变速箱以及其他部件中，如转向、制动等系统。
2 机械加工
在机械加工领域，齿轮传动是一种常见的工具传动方式，如钻床、铣床、数控机床等都 采用齿轮传动。
机械设计基础11章齿轮传 动
齿轮传动是机械传动重要的一种形式，本章将介绍齿轮传动的原理、分类、 工作原理、应用等方面的知识。
齿轮的分类和结构
直齿轮
齿轮依照拒合的直线方向分为直 齿轮和斜齿轮两类，其中最常用 的是直齿轮。
斜齿轮
斜齿轮主要用于高速和高载荷的 传动，它与直齿轮相比具有噪音 小、传动平稳和精度高的优点。
锥齿轮
锥齿轮是用于互相垂直的轴的传 动，它通过多个齿轮的嵌合形成 和从动齿轮
齿轮传动是通过一个主齿轮带动一个或多个从动齿轮，从而实现传递动力和转矩。
速比和转差
齿轮传动的速比可以根据主齿轮和从动齿轮的齿数比值计算，同时转差也是齿轮传动需要考 虑的一个因素。
齿轮传动的优点和缺点
齿轮长期存放或使用在潮湿环境 中，会导致齿轮生锈，影响齿轮 传动的使用寿命。
3 风力发电
齿轮传动广泛应用于风力发电机组中，可将机械能转化为电能，实现电网供电。
齿轮传动的设计考虑因素
1
齿轮传动比
齿轮传动比需要根据传动的要求进行计
齿轮的材料选择
2
算，以确保传动效率和减少传动误差。
齿轮的材料选择需要考虑到传动的环境、
载荷、运行温度等因素，以确保齿轮传
动的寿命和工作稳定性。
3
机械设计大作业 齿轮
齿轮传动设计计算一、齿轮强度设计计算1、选择齿轮材料、热处理方式及精度等级：考虑到带式运输机为一般机械，故大小齿轮均选用45号钢，采用软齿面，小齿轮调质处理，齿面硬度为217～255HBS ，平均硬度236HBS ；大齿轮正火处理，齿面硬度162～217HBS ，平均硬度190HBS ，大小齿轮硬度的平均差值为46HBS ，在30～50HBW 范围内，故选用8级精度。
2、初步计算传动主要尺寸:由于本设计选用的是开式齿轮传动，而对于开式齿轮传动，主要的失效形式是齿面磨损，而且在齿轮磨薄后往往会发生轮齿折断，故目前多是按照齿根弯曲强度进行设计，并考虑磨损的影响将模数适当加大。
按照齿根弯曲疲劳强度设计主要参数和尺寸，由参考文献[2]公式6.13，可得：n m ≥公式中各参数的计算：a) 小齿轮传递的转矩T 1T 1/（N.mm ）=6119.5510p n η⨯⨯=9.55×106×0.96×0.98×4/288=124780N mm 其中，η——传动效率，由参考文献[3]表9.1得普通V 带的传动效率为0.96，轴承传动效率为0.98，所以 η=0.96*0.98 P 1——电机的输出功率，kw n 1——小齿轮转速，r/minb) 齿数Z 1当中心距一定时，齿数取多，则重合度εα增大，改善了传动的平稳行。
同时齿数多则模数小，齿顶圆直径小，可使滑动比减小，因此磨损小、胶合的危险性也小，并且又能减小金属切削量，节省材料，降低加工成本。
但是齿数增多则模数减小，轮齿的抗弯强度降低，因此，在满足抗弯强度的条件下，宜取较多的齿数。
闭式传动，硬度小于350HBS ，过载不大，宜取较大值；硬度大于350HBS ，过载大，宜取较小值；开式传动宜取较小值。
对载荷平稳、不重要的手动机构甚至可以取到z1＝10～12。
而对高速胶合危险性大的传动，荐用z1≥25～27。
一般减速器中常取z1＋z2＝100～200初选Z 1＝20，则Z 2＝iZ 1＝3.6×20＝72本设计中选用直齿圆柱齿轮，螺旋角β=0°。
机械设计第十章齿轮传动课件
标准锥齿轮传动的强度计算
校核计算公式：
设计计算公式：
轴承系数表
机械设计第十章齿轮传动
四、齿面接触疲劳强度计算
标准锥齿轮传动的强度计算
详细说明
机械设计第十章齿轮传动
齿轮传动设计参数、许用应力与精度选择
四、齿轮传动的强度计算说明
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[σH] 1和[σH] 2中较小者。
用设计公式初步计算齿轮分度圆直径d1(或模数mn)时，因载荷系数中的 KV、Kα、Kβ不能预先确定，故可先试选一载荷系数Kt。算出d1t(或 mnt） 后，用d1t再查取KV、Kα、Kβ从而计算K 。若K与Kt接近，则不必修改原 设计。否则，按下式修正原设计。
三、齿根弯曲疲劳强度计算
强度计算时，通常以斜齿轮的当量齿轮为对 象，借助直齿轮齿根弯曲疲劳计算公式，并引入 斜齿轮螺旋角影响系数Yβ，得：
斜齿轮齿面上的接触线为一斜线。受载时， 轮齿的失效形式为局部折断（如右图）。
校核计算公式：
设计计算公式：
标准斜齿圆柱齿轮强度计算
式中：YFa、YSa应按当量齿数zv=z/cos3b查表确定
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。
对高速重载齿轮传动，除以上两设计准则外，还应按齿面抗胶合能力的准则进行设计。
由实践得知：闭式软齿面齿轮传动，以保证齿面接触疲劳强度为主。 闭式硬齿面或开式齿轮传动，以保证齿根弯曲疲劳强度为主。
机械设计大作业齿轮传动设计
目录一．设计任务书 ................................................................................................................ 2 二．设计内容 (2)1. 选择齿轮材料、热处理方式、精度等级 ............................................................. 2 2. 初步计算传动主要尺寸 .. (2)1）小齿轮传递的转矩1T ................................................................................................ 3 2）齿数z的初步确定 ...................................................................................................... 3 3）载荷系数t k 的确定 .................................................................................................... 3 4）齿宽系数d φ的确定 .................................................................................................... 4 5）齿形系数F Y 和应力修正系数s Y ............................................................................... 4 6）重合度系数Y ε的确定 ................................................................................................ 4 7）许用弯曲应力的确定 ................................................................................................. 4 8）初算法向模数 . (5)3.计算传动尺寸 (6)1）计算载荷系数K .......................................................................................................... 6 2）圆整n m ....................................................................................................................... 6 3）计算传动尺寸 . (6)4．齿面接触疲劳强度的校核 ....................................................................................... 7 5．齿轮传动其他尺寸确定 . (7)1）齿轮结构型式的确定 ................................................................................................. 7 2）轮毂孔径的确定 ......................................................................................................... 8 3) 齿轮结构尺寸的确定 .. (8)6.齿轮各偏差设计及计算 (9)三、参考文献 (10)一．设计任务书设计带式运输机中的齿轮传动：二、设计内容1. 选择齿轮材料、热处理方式、精度等级考虑到带式运输机为一般机械，大、小齿轮均选用40Cr合金钢，调制处理，采用软齿面。
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。
哈工大机械原理大作业——齿轮——1号
Harbin Institute of Technology机械原理大作业3课程名称：机械原理设计题目：齿轮传动设计哈尔滨工业大学一、设计题目：如下图一个机械传动系统，运动运动由电动机1输入，经过机械传动系变速后由圆锥齿轮16输出三种不同转速。
选择一组传动系统的原始参数，据此设计该传动系统。
序号电机转速〔r/min〕输出轴转速〔r/min〕带传动最大传动比滑移齿轮传动定轴齿轮传动最大传动比模数圆柱齿轮圆锥齿轮一对齿轮最大传动比模数一对齿轮最大传动比模数7 1450 17 23 30 ≤2.8 ≤4.5 2 ≤4.5 3 ≤4 3二、传动比的分配计算：电动机转速n=1450r/min，输出转速n1=17r/min，n2=23 r/min，n3=30 r/min，带传动的最大传动比=2.8,滑移齿轮传动的最大传动比=4.5，圆柱齿轮传动的最大传动比=4.5，圆锥齿轮最大传动比=4。
根据传动系统的原始参数可知，传动系统的总传动比为：i1=1450/30=48.333i2=1450/23=63.043i3=1450/17=85.294传动系统的总传动比由带传动、滑移齿轮传动和定轴齿轮传动三局部实现。
设带传动的传动比为ipmax =2.8，滑移齿轮的传动比为iv1,iv2和iv3，令iv3=ivmax=4.5,那么定轴的传动比为if =85.294/(4.5*2.8)=6.769，从而iv1=48.333/〔6.769*2.8〕=2.550,iv2=3.326。
定轴齿轮每对的传动比为id==1.89。
三、滑移齿轮变速传动中每对齿轮的几何尺寸及重合度:经过计算、比拟，确定出三对滑移齿轮的齿数，其分别为：z5=17，z6=44，z 7=14,z8=47，z9=11，z10=50。
变位系数确实定：x5=x6=0； x7≥ha*(17-14)/17=0.176，取x7=0.18，x8=-0.18；x9≥ha*(17-11)/17=0.353，取x9=0.36；x10=-0.36。
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。
机械原理大作业齿轮传动
机械原理大作业（三）作业名称：机械原理大作业设计题目：凸轮机构设计院系：机电工程学院班级： 1108102设计者：张修文学号： 11108103213指导教师：陈明设计时间： 2013年6月25日哈尔滨工业大学机械设计1、设计题目1.1机构运动简图1.2机械传动系统原始参数2、传动比的分配计算电动机转速n=745r/min，输出转速n1=27r/min，n2=31r/min，n3=37r/min，带传动的最大传动比i pmax=2.5,滑移齿轮传动的最大传动比i vmax=4，定轴齿轮传动的最大传动比i dmax=4。
根据传动系统的原始参数可知，传动系统的总传动比为i1=n=745/27=27.593n1i2=n=745/31=24.032n2i3=n=745/37=20.135n3传动系统的总传动比由带传动、滑移齿轮传动和定轴齿轮传动三部分实现。
设带传动的传动比为i pmax =2.5，滑移齿轮的传动比为i v1、i v2和i v3，定轴齿轮传动的传动比为i f ，则总传动比i 1=i pmax i v1i f i 2=i pmax i v2i f i 3=i pmax i v3i f 令i v3=i vmax =4则可得定轴齿轮传动部分的传动比为i f=i 3i pmax ×i vmax=27.5932.5×4=2.759滑移齿轮传动的传动比 i v1=i 1i pmax ×i f= 24.0322.5×2.759=3.484i v2=i 2i pmax×i f =20.1352.5×2.759=2.919定轴齿轮传动由3对齿轮传动组成，则每对齿轮的传动比为i d =√i f 3=√2.7593=1.403 ≤i dmax =43、齿轮齿数的确定根据滑移齿轮变速传动系统中对齿轮齿数的要求，可大致选择齿轮5、6、7、8、9和10为角度变位齿轮，其齿数：z 5= 17，z 6= 68，z 7= 19，z 8= 66，z 9=22，z 10=63；它们的齿顶高系数h a ∗=1，径向间隙系数c ∗=0.25，分度圆压力角α=20°，实际中心距a ＇=86mm根据定轴齿轮变速传动系统中对齿轮齿数的要求，可大致选择齿轮11、12、13和14为角度变位齿轮，其齿数：z 11=z 13=15，z 12=z 14=21。
2024年机械设计基础课件齿轮传动-(带特殊条款)
机械设计基础课件齿轮传动-(带特殊条款) 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。
机械设计传动作业(齿轮设计)
传动作业一、带，齿轮，链轮的特点：1.带：带是挠性件，因而带传动只一种挠性传动。
带传动利用张紧在带轮上的传动带，借助带与带轮间的摩擦（或啮合）来传递运动和动力。
带传动具有传动平稳，结构简单，造价低廉，能缓冲、减振等优点。
2.链轮：链条是刚性挠性件，因此，链传动是具有中间挠性的啮合传动。
链传动通过链条与链轮啮合传递运动和动力。
链传动兼具齿轮传动与带传动的特点。
与齿轮传动先比，链传动制造、安装精度要求较低，成本低廉；当实现远距离传动时，结构更加轻便。
与带传动相比，链传动的平均传动比精确，传动效率高，链条对轴的拉力小，结构更为紧凑。
另外，链传动还能在温度较高、湿度较大、油污较严重等较为恶劣的环境中使用。
传动链的主要缺点有：传动过程中不能保持瞬时传动，恒定，工作时有噪声，磨损后易跳链等。
3.齿轮：齿轮传动是机械传动中一种最重要的应用最广泛的啮合运动，形式很多。
其特点是，传动功率和速度的适用范围很广，传动的效率很高，工作可高，寿命长，传动比准确，结构紧凑。
其不足之处是制造精度要求高，制造费用大，精度低时振动和噪声大，不宜用于轴间距离较大的传动。
二、设计螺旋运送机的双级圆柱齿轮减速器中的低速级圆柱齿轮传动(图3-22)。
已知：高速级主动轮输入功率＝10kW，转速=970r/min,高速级齿轮传动比u=4，低速级传动比2u=3单向运转，载荷平稳，每天工作16小时，预计寿命5 1年，可靠性要求一般，轴的刚性较小，电动机驱动。
1.选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数（1）由题意知选用低速级直齿圆柱齿轮传动（2）材料选择。
有附表8-1选择小齿轮材料为40Cr调质，硬度为241—289HBS，取250HBS，大齿轮材料为#45调质，硬度为217—255HBS，取240HBS。
由于是低速级，参考附表8-12，选择齿轮进度为9级。
（3）对于闭式软齿面齿轮，齿数可以选择较多些，所以小齿数选Z=25，则大1齿数为2Z =12Z u =752. 按齿面接触强度设计 （1） 设计公式为：d ≥1） 试选荷载系数t K =2.02） 低速级小齿轮传递的转矩1T 。
机械设计基础课件-齿轮传动
04 齿轮的材料与制 造工艺
齿轮的材料选择
碳钢
适用于低速、低负载的 齿轮，价格相对较低。
合金钢
具有较好的力学性能和 耐磨性，适用于高速、
重载的齿轮。
不锈钢
具有较好的耐腐蚀性， 常用于食品、化工等行
业的齿轮。
塑料
轻便、低成本，适用于 轻载、低速的齿轮，如
玩具、家电等。
齿轮的热处理工艺
01
02
03
机械设计基础课件-齿轮传 动
汇报人： 202X-12-24
目录
• 齿轮传动的概述 • 齿轮的几何设计 • 齿轮的工作原理 • 齿轮的材料与制造工艺 • 齿轮传动的应用与维护
01 齿轮传动的概述
齿轮传动的定义
• 齿轮传动：通过一对或多对相互啮合的齿轮，将主动齿轮 的旋转运动传递给从动齿轮，实现转矩和转速的变换。
装配不当会导致齿轮传动系统运转不平稳 。排除方法包括重新检查和调整各部件的 装配关系等。
THANKS
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压力角是指渐开线齿廓与 分度圆相切的切线与分度 圆之间的夹角。
齿轮的模数
定义
模数是决定齿轮大小的基本参数 ，它表示了齿距与圆周率π的比值 。
选择
在齿轮设计中，模数的选择直接 影响到齿轮的大小和传动能力， 需要根据实际需求和设计规范进 行选择。
齿轮的齿数
定义
齿数是表示在分度圆上齿的个数的参 数。
选择
齿轮传动的维护保养
定期检查
对齿轮传动系统进行定期检查，包括 齿轮、轴承、润滑系统等，确保各部 件正常运转。
清洁与润滑
保持齿轮传动系统的清洁，定期添加 润滑剂，以减少摩擦和磨损，延长使 用寿命。
调整与紧固
根据需要调整齿轮的啮合间隙和紧固 各部件，确保齿轮传动的稳定性和可 靠性。
机械设计课件--齿轮传动
点蚀机理 点蚀实例
后果：齿廓表面破坏，振动↑，噪音↑，传动不平稳
接触面↓，承载能力↓
传动失效
软齿面齿轮：收敛性点蚀，相当于跑合； 跑合后，若σH仍大于[σH]，则成为扩展性点蚀。
硬齿面齿轮：点蚀一旦形成就扩展，直至齿面完全破坏。 ——扩展性点蚀
开式传动：无点蚀（∵v磨损>v点蚀）
改善措施： 1）HB↑——[σH] ↑ 2）↑ρ（综合曲率半径）(↑d1、↑xΣ) 3）↓表面粗糙度，↑加工精度 4）↑润滑油粘度
从动轮2：vs背离节线，Ff指向节线，塑 变后在齿面节线处形成凸脊。
改善措施：1）↑齿面硬度 2）采用η↑的润滑油
六、计算准则 失效形式→相应的计算准则 1、闭式齿轮传动 主要失效为：点蚀、轮齿折断、胶合 软齿面：主要是点蚀、其次是折断，按σH设计，按σF校核 硬齿面：与软齿面相反 高速重载还要进行抗胶合计算
齿宽b较小时，载荷易均布 ——整体折断
齿宽b较大时，易偏载 ——载荷集中在齿一端
斜齿轮：接触线倾斜
——局部折断
改善措施：
1）d一定时，z↓，m↑；
2）正变位；
齿根厚度↑
3）提高齿面硬度(HB↑)→[σF] ↑；
↑抗弯强度
4）↑齿根过渡圆角半径；
↓应力集中
5）↓表面粗糙度，↓加工损伤；
6）↑轮齿精度； 改善载荷分布
大齿轮45钢正火 HB180~210
机床主轴箱：小齿轮40Cr或40MnB 表淬 HRC50~55
大齿轮40Cr或40MnB 表淬 HRC45~50
§5 几何计算
P212 表12.8
§6 圆柱齿轮传动的载荷计算
一、直齿圆柱齿轮
忽略Ff，法向力Fn作用于齿宽中点。
机械设计基础齿轮传动
目录
• 齿轮传动概述 • 齿轮基本参数与几何尺寸 • 齿轮材料、热处理及制造工艺 • 齿轮传动受力分析与强度计算
目录
• 齿轮传动效率、润滑及散热问题探讨 • 齿轮传动设计实例分析 • 齿轮传动故障诊断与维护保养策略 • 总结与展望
01
齿轮传动概述
定义与作用
01
02
定义
作用
03
齿轮材料、热处理及制造 工艺
常用齿轮材料及其性能
03
钢材
强度高、耐磨性好，适用于高速、重载和 精密传动。常用的钢材有碳素钢、合金钢 等。
铸铁
铸造性能好，成本低，但强度和耐磨性较 差，适用于低速、轻载传动。
非金属材料
如塑料、尼龙等，具有重量轻、噪音小、 耐腐蚀等优点，但承载能力和耐磨性较低。
齿轮热处理工艺
下一步学习计划安排
深入学习齿轮传动的动力学 特性和振动噪声控制方法， 提高齿轮传动的稳定性和可
靠性。
学习齿轮的先进制造技术和 精密测量方法，提高齿轮的
加工精度和表面质量。
了解齿轮传动的最新研究成 果和发展趋势，关注新材料、 新工艺和新技术在齿轮传动
中的应用。
参加相关的实践项目和课程 设计，将理论知识与实际应 用相结合，提高解决实际问
采用具有冷却功能的润滑剂，通 过循环流动将齿轮产生的热量带 走，达到降温目的。
温度监控与报警
设置温度监控装置，实时监测齿 轮温度，并设置报警装置，在温 度过高时及时报警并采取措施。
06
齿轮传动设计实例分析
设计要求和已知条件
设计要求
齿轮传动应满足高效率、低噪音、 长寿命等要求，同时要考虑制造成 本和安装维护的方便性。
换油周期与油量控制 根据润滑剂的性能和使用情况，制定合理的换油 周期和油量控制标准，以保持润滑剂的清洁和有 效。
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哈尔滨工业大学
机械设计作业设计计算说明书题目齿轮传动设计
系别机械设计制造及其自动化班号
姓名
日期2014年月日
哈尔滨工业大学
机械设计作业任务书
题目齿轮传动设计
设计原始数据
图1 带式运输机
带式运输机的传动方案如图1所示，机器工作平稳、单向回转、成批生产，其他数据见表1。
目录
计算传动装置的总传动比i 并分配传动比 (4)
1总传动比 (4)
2分配传动比.....................................................................4 计算传动装置各轴的运动和动力参数 (4)
1各轴的转速 (4)
2各轴的输入功率 (4)
3各轴的输入转矩 (5)
齿轮传动设计 (5)
1选择齿轮材料、热处理方式和精度等级 (5)
2初步计算传动主要尺寸 (5)
3计算传动尺寸 (7)
4校核齿面接触疲劳强度 (8)
5计算齿轮传动其他尺寸 (8)
6齿轮的结构设计 (9)
7大齿轮精度设计 (10)
参考文献 (13)
一、计算传动装置的总传动比i∑并分配传动比
总传动比为
i∑=nm960==10.67 nw90
分配传动比
由于i1为8，所以
i2=i∑10.67==926 i18
二、计算传动装置各轴的运动和动力参数各轴的转速
1轴n1=nm=960r/min
2轴n2=n1960r/min==5333r/mini18 n25333r/min=≈90r/mini29263轴n3= 卷筒轴nw=n3=90r/min
各轴的输入功率
1轴P1=Pd=3kW
2轴P2=Pη1=3?0.96=88kW 1
3轴P3=P2η2η3=88?0.98?0.97=74kW
卷筒轴PkW 3η2η4=74?0.98?0.99=656卷=P
上式中η1————普通带传动传动效率；
η2————一对滚子轴承的传动效率；
η3————8级精度的一般传动齿轮的传动效率；
η4————齿轮联轴器的传动效率。
均由参考文献[1]表1查得这些值。
各轴的输入转矩
电动机轴的输出转矩Td为
Td=55?106Pd3kW=55?106?=98?104N?mm nm960r/min。