机械设计齿轮传动
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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＞350HBS）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。
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。
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）
机械设计齿轮传动
§8.3 标准直齿圆柱齿轮强度计算
1 主动
Fr1
Fa1
Fa2
Ft 2
Fr2 Ft1
2
机械设计齿轮传动
§8.5 斜齿圆柱齿轮传动
二、齿面接触疲劳强度计算
斜齿轮齿面接触强度仍以节点处的接触应
力为代表，将节点处的法面曲率半径rn代入计 算。法面曲率半径以及综合曲率半径r 有以下关
系为：
借助直齿轮齿面接触疲劳强度计算公式， 重合斜度齿影圆响柱系齿数轮法面曲率半径
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
的空间一般较小；
与各类传动相比，齿轮传动工作可靠，寿命长；
传动比稳定 无论是平均值还是瞬时值。
与带传动、链传动相比，齿轮的制造及安装精度要求高，价格较贵。
二、齿轮传动的分类
平行轴
按两齿轮轴线的相对位置分 相交轴
齿
直齿
轮 按齿向分 斜齿
传
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：
三、齿面接触疲劳强度计算
基本公式──赫兹应力计算公式，即:
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：
齿数比:
+：外啮合；-：内啮合
机械设计齿轮传动
§8.3 标准直齿圆柱齿轮强度计算
计算法向力：
令：
弹性影响系数 （查表8-1）
节点区域系数 （标准直齿圆柱齿轮：
，可得弯曲强度设计公式：
机械设计齿轮传动
§8.4 齿轮的材料和许用应力
一、对齿轮材料性能的要求
齿轮的齿体应有较高的抗折断能力，齿面应有较强的抗点蚀、抗磨损 和较高的抗胶合能力，即要求：齿面硬、芯部韧。
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。
机械设计齿轮传动
§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
机械设计齿轮传动
§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：
切向力Ft和沿半径方向并指向轮心的径向力Fr 。
圆周力：
◆主动轮：与转速方向相反 圆周力方向 ◆从动轮：与转速方向相同
径向力：
d1——小齿轮节圆直径
径向力方向：指向各自轮心
法向力：
机械设计齿轮传动
§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
并引入根据上述关系后可得： 接触疲劳强度校核公式：
ZE查表8-1
β=8~15°时， ZH=2.46~2.42
接触疲劳强度设计公式：
β=8~30°时，
Zε=0.85~0.78
机械设计齿轮传动
§8.5 斜齿圆柱齿轮传动
三、齿根弯曲疲劳强度计算
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）。
z2=uz1
3．齿宽系数d的选择
d ↑ →齿宽b ↑ → 有利于提高强度，但d过大将会使载荷沿齿向分布不均程
度严重，从而导致Kβ↑（可按表选取）
机械设计齿轮传动
*齿轮传动设计注意事项与实例
4．中心距a的选择 按承载能力要求算出后，尽可能圆整成整数， 最好个位数为“0”或“5”。
5．齿宽b1、b2
取大齿轮的齿宽b2=b=dd1；
法向力Fn可以分解为周向力Ft、径向 力Fr和轴向力Fa
圆周力Ft：
径向力Fr：wk.baidu.com
轴向力Fa：
法向力Fn：
由于Fa∝tanβ，为了不使轴承承受的轴向 力过大，分度圆螺旋角β不宜选得过大，常取 β=8º～20º。
机械设计齿轮传动
§8.5 斜齿圆柱齿轮传动
各力的方向判断：
1. 圆周力Ft和径向力Fr方向的确定与直齿轮传动相同。 2. 轴向力Fa的方向可以用主动轮左、右手定则判定：左旋主动轮用左手， 右旋主动轮用右手，判定时四指方向与主动轮的转向相同，拇指的指向即 为主动轮所受轴向力的方向。而从动轮轴向力的方向与主动轮的相反。
(4)计算齿轮分度圆直径d1、d2
(5) 齿轮工作宽度b
5. 校核弯曲强度
齿宽：取b2=b=55mm， b1=b2+5=60mm
6. 主要几何尺寸
m=2.5mm，z1=22，z2=94，
分度圆：d1=55mm，d2=235mm，
齿顶圆：da1=m(z1+2)=2.5×(22+2)=60mm；da2=m(z2+2)=2.5×(94+2)=240mm
ZH=2.5）
齿面接触疲劳强度的校核式：
齿面接触疲劳强度的设计式： 齿宽系数
机械设计齿轮传动
§8.3 标准直齿圆柱齿轮强度计算
四、齿根弯曲疲劳强度计算 假定载荷仅由一对轮齿承担，按悬臂梁计算。齿顶啮合时，弯矩达最大值。 危险截面：齿根圆角30˚ 切线两切点连线处。 齿顶受力：Fn，可分解成两个分力：αF—齿顶法向载荷作用角 F1 = Fn cosαF ---产生弯曲应力； F2 = Fn sinαF ---压应力，小而忽略。 弯曲力矩：
机械设计齿轮传动
*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
圆整后，取a=145mm；反求d1=2a/(1+i)=53.2mm (2)计算模数m
取标准模数m=2.5mm
(3)计算总齿数zc、小轮齿数z1、大轮齿数z2 Zc不等于整数时，可改变模数
机械设计齿轮传动
*齿轮传动设计注意事项与实例
为补偿装配和调整时大、小齿轮的轴向位置偏移，并保证轮齿接触宽度，
取小齿轮的齿宽b1=b2+(5~10)mm。
机械设计齿轮传动
*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。
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：
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，简化机械可设计取齿Y轮N传T动=1。
齿根圆：df1=m(z1-2.5)=2.5×(22-2.5)=48.75mm；
df2=m(z2-2.5)=2.5×(94-2.5)=228.75mm
齿宽：b1=60mm，b2=55mm，
中心距：a=(d1+d2)/2=(55+235)/2=145mm
机械设计齿轮传动
§8.5 斜齿圆柱齿轮传动
一、轮齿的受力分析
3.按齿面接触强度设计（软齿面）
小轮直径：
(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；
(3)弹性系数 ZE＝189.8（表8-1） 节点区域系数ZH＝2.5
(4)小轮传递的转矩T1
(5)取[σH]=[σH2]=520MPa
危险截面的弯曲截面系数：
弯曲应力：
∵
机械设计齿轮传动
§8.3 标准直齿圆柱齿轮强度计算
弯曲应力：
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：
引入齿宽系数
，且因为
解： 1.选定齿轮材料及热处理方式、齿数、齿宽系数
由表8-3选择常用的调制钢为材料。 设计原则：软齿面。按接触
小轮：45调质，HB1=210~230
强度设计；按弯曲强度校核
大轮：45正火，HB2=170~210
取小轮齿数z1=22，则大轮齿数z2=uz1=4.45×22≈98，
对该两级减速器，取齿宽系数d=1。
计算主要尺寸：d1=mz1 （满足设计条件）d2=mz2 …
计 算 齿 宽： b=d d1
b2=b
b1=b2+(5~10)mm
按设计公式设计d1（或m）
强度校核（两种情况）
齿轮主要参数计算 结构设计
机械设计齿轮传动
*齿轮传动设计注意事项与实例
例题：设计一电动机驱动的带式输送机的两级减速器高速级的齿轮传动。已 知传递的功率P1=5.5kW，小轮转速n1=960r/min，齿数比u=4.45。
2.确定许用应力
许用接触应力：
许用弯曲应力：
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；
机械设计齿轮传动
*齿轮传动设计注意事项与实例
机械设计齿轮传动
*齿轮传动设计注意事项与实例
三、齿轮传动的强度计算说明
弯曲强度设计中，因大、小齿轮的[σF] 、YFa、YSa 值不同，故按此强度
准则设计齿轮传动时，公式中应代
和
中较大者。
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。
机械设计齿轮传动
*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
选择齿数z1，z2=uz1；
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]
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。
机械设计齿轮传动
§8.3 标准直齿圆柱齿轮强度计算
一、轮齿的受力分析
以节点 P 处的啮合力为分析对象，不考虑摩擦力时，轮齿所受总作用力
Fn将沿着啮合线方向，Fn称为法向力。Fn在分度圆上可分解为切于分度圆的
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。
机械设计齿轮传动
§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：
人字齿
动
闭式
按工作条件分 开式
相错轴
软齿面（HB≤350） 按齿面硬度分 硬齿面（HB>350）
机械设计齿轮传动
§8.1 概 述
机械设计齿轮传动
§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
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。
*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a的选择 一般情况下取a =20°
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
机械设计-齿轮传动
2020/11/18
机械设计齿轮传动
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
机械设计齿轮传动
§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；
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＞350HBS）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。
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。
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）
机械设计齿轮传动
§8.3 标准直齿圆柱齿轮强度计算
1 主动
Fr1
Fa1
Fa2
Ft 2
Fr2 Ft1
2
机械设计齿轮传动
§8.5 斜齿圆柱齿轮传动
二、齿面接触疲劳强度计算
斜齿轮齿面接触强度仍以节点处的接触应
力为代表，将节点处的法面曲率半径rn代入计 算。法面曲率半径以及综合曲率半径r 有以下关
系为：
借助直齿轮齿面接触疲劳强度计算公式， 重合斜度齿影圆响柱系齿数轮法面曲率半径
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
的空间一般较小；
与各类传动相比，齿轮传动工作可靠，寿命长；
传动比稳定 无论是平均值还是瞬时值。
与带传动、链传动相比，齿轮的制造及安装精度要求高，价格较贵。
二、齿轮传动的分类
平行轴
按两齿轮轴线的相对位置分 相交轴
齿
直齿
轮 按齿向分 斜齿
传
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：
三、齿面接触疲劳强度计算
基本公式──赫兹应力计算公式，即:
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：
齿数比:
+：外啮合；-：内啮合
机械设计齿轮传动
§8.3 标准直齿圆柱齿轮强度计算
计算法向力：
令：
弹性影响系数 （查表8-1）
节点区域系数 （标准直齿圆柱齿轮：
，可得弯曲强度设计公式：
机械设计齿轮传动
§8.4 齿轮的材料和许用应力
一、对齿轮材料性能的要求
齿轮的齿体应有较高的抗折断能力，齿面应有较强的抗点蚀、抗磨损 和较高的抗胶合能力，即要求：齿面硬、芯部韧。
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。
机械设计齿轮传动
§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
机械设计齿轮传动
§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：
切向力Ft和沿半径方向并指向轮心的径向力Fr 。
圆周力：
◆主动轮：与转速方向相反 圆周力方向 ◆从动轮：与转速方向相同
径向力：
d1——小齿轮节圆直径
径向力方向：指向各自轮心
法向力：
机械设计齿轮传动
§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
并引入根据上述关系后可得： 接触疲劳强度校核公式：
ZE查表8-1
β=8~15°时， ZH=2.46~2.42
接触疲劳强度设计公式：
β=8~30°时，
Zε=0.85~0.78
机械设计齿轮传动
§8.5 斜齿圆柱齿轮传动
三、齿根弯曲疲劳强度计算
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）。
z2=uz1
3．齿宽系数d的选择
d ↑ →齿宽b ↑ → 有利于提高强度，但d过大将会使载荷沿齿向分布不均程
度严重，从而导致Kβ↑（可按表选取）
机械设计齿轮传动
*齿轮传动设计注意事项与实例
4．中心距a的选择 按承载能力要求算出后，尽可能圆整成整数， 最好个位数为“0”或“5”。
5．齿宽b1、b2
取大齿轮的齿宽b2=b=dd1；
法向力Fn可以分解为周向力Ft、径向 力Fr和轴向力Fa
圆周力Ft：
径向力Fr：wk.baidu.com
轴向力Fa：
法向力Fn：
由于Fa∝tanβ，为了不使轴承承受的轴向 力过大，分度圆螺旋角β不宜选得过大，常取 β=8º～20º。
机械设计齿轮传动
§8.5 斜齿圆柱齿轮传动
各力的方向判断：
1. 圆周力Ft和径向力Fr方向的确定与直齿轮传动相同。 2. 轴向力Fa的方向可以用主动轮左、右手定则判定：左旋主动轮用左手， 右旋主动轮用右手，判定时四指方向与主动轮的转向相同，拇指的指向即 为主动轮所受轴向力的方向。而从动轮轴向力的方向与主动轮的相反。
(4)计算齿轮分度圆直径d1、d2
(5) 齿轮工作宽度b
5. 校核弯曲强度
齿宽：取b2=b=55mm， b1=b2+5=60mm
6. 主要几何尺寸
m=2.5mm，z1=22，z2=94，
分度圆：d1=55mm，d2=235mm，
齿顶圆：da1=m(z1+2)=2.5×(22+2)=60mm；da2=m(z2+2)=2.5×(94+2)=240mm
ZH=2.5）
齿面接触疲劳强度的校核式：
齿面接触疲劳强度的设计式： 齿宽系数
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§8.3 标准直齿圆柱齿轮强度计算
四、齿根弯曲疲劳强度计算 假定载荷仅由一对轮齿承担，按悬臂梁计算。齿顶啮合时，弯矩达最大值。 危险截面：齿根圆角30˚ 切线两切点连线处。 齿顶受力：Fn，可分解成两个分力：αF—齿顶法向载荷作用角 F1 = Fn cosαF ---产生弯曲应力； F2 = Fn sinαF ---压应力，小而忽略。 弯曲力矩：
机械设计齿轮传动
*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
圆整后，取a=145mm；反求d1=2a/(1+i)=53.2mm (2)计算模数m
取标准模数m=2.5mm
(3)计算总齿数zc、小轮齿数z1、大轮齿数z2 Zc不等于整数时，可改变模数
机械设计齿轮传动
*齿轮传动设计注意事项与实例
为补偿装配和调整时大、小齿轮的轴向位置偏移，并保证轮齿接触宽度，
取小齿轮的齿宽b1=b2+(5~10)mm。
机械设计齿轮传动
*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。
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：
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，简化机械可设计取齿Y轮N传T动=1。
齿根圆：df1=m(z1-2.5)=2.5×(22-2.5)=48.75mm；
df2=m(z2-2.5)=2.5×(94-2.5)=228.75mm
齿宽：b1=60mm，b2=55mm，
中心距：a=(d1+d2)/2=(55+235)/2=145mm
机械设计齿轮传动
§8.5 斜齿圆柱齿轮传动
一、轮齿的受力分析
3.按齿面接触强度设计（软齿面）
小轮直径：
(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；
(3)弹性系数 ZE＝189.8（表8-1） 节点区域系数ZH＝2.5
(4)小轮传递的转矩T1
(5)取[σH]=[σH2]=520MPa
危险截面的弯曲截面系数：
弯曲应力：
∵
机械设计齿轮传动
§8.3 标准直齿圆柱齿轮强度计算
弯曲应力：
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：
引入齿宽系数
，且因为
解： 1.选定齿轮材料及热处理方式、齿数、齿宽系数
由表8-3选择常用的调制钢为材料。 设计原则：软齿面。按接触
小轮：45调质，HB1=210~230
强度设计；按弯曲强度校核
大轮：45正火，HB2=170~210
取小轮齿数z1=22，则大轮齿数z2=uz1=4.45×22≈98，
对该两级减速器，取齿宽系数d=1。
计算主要尺寸：d1=mz1 （满足设计条件）d2=mz2 …
计 算 齿 宽： b=d d1
b2=b
b1=b2+(5~10)mm
按设计公式设计d1（或m）
强度校核（两种情况）
齿轮主要参数计算 结构设计
机械设计齿轮传动
*齿轮传动设计注意事项与实例
例题：设计一电动机驱动的带式输送机的两级减速器高速级的齿轮传动。已 知传递的功率P1=5.5kW，小轮转速n1=960r/min，齿数比u=4.45。
2.确定许用应力
许用接触应力：
许用弯曲应力：
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；
机械设计齿轮传动
*齿轮传动设计注意事项与实例
机械设计齿轮传动
*齿轮传动设计注意事项与实例
三、齿轮传动的强度计算说明
弯曲强度设计中，因大、小齿轮的[σF] 、YFa、YSa 值不同，故按此强度
准则设计齿轮传动时，公式中应代
和
中较大者。
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。
机械设计齿轮传动
*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
选择齿数z1，z2=uz1；
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]
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。
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§8.3 标准直齿圆柱齿轮强度计算
一、轮齿的受力分析
以节点 P 处的啮合力为分析对象，不考虑摩擦力时，轮齿所受总作用力
Fn将沿着啮合线方向，Fn称为法向力。Fn在分度圆上可分解为切于分度圆的
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。
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§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：
人字齿
动
闭式
按工作条件分 开式
相错轴
软齿面（HB≤350） 按齿面硬度分 硬齿面（HB>350）
机械设计齿轮传动
§8.1 概 述
机械设计齿轮传动
§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
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。
*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a的选择 一般情况下取a =20°
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
机械设计-齿轮传动
2020/11/18
机械设计齿轮传动
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
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§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；