第10章齿轮传动PPT课件

在满足弯曲强度的条件下可适当选取较多的齿数，
以使传动平稳(重合度ε大)。
吕苇白
三、齿面接触疲劳强度计算
令ZH
2
cossin
区域系数
标准齿轮 ZH=2.5
齿面接触疲劳强度校核公式 H2.5ZE 2bK1d21Tuu1≤[H]
引入齿宽系数φd=b/d1
得设计公式
2
d1≥2.323 K d1Tuu1[Z]EH
pca
Kp
KFn L
K为载荷系数，其值为：K＝KA Kv Kα Kβ 式中 KA ——使用系数 Kα——齿间载荷分配系数
Kv ——动载系数 Kβ——齿向载荷分布系数
吕苇白
§10-5 标准直齿圆柱齿轮传动的强度计算
一、轮齿受力分析
各作用力的方向如图
圆周力
Ft
2T1 d1
径向力 Fr1=Fr2=Fttan
磨损的影响。
吕苇白
§10-3 齿轮材料及选用准则
一、对齿轮材料性能的要求
齿轮的轮齿应有较高的抗折断能力，齿面应有较 强的抗点蚀、抗磨损、抗胶合和抗塑性变形的能力， 即要求：齿面要硬、齿芯要韧。 二、常用齿轮材料
钢材的韧性好，耐冲击，通过热处理和化学处理 可改善材料的机械性能，最适于用来制造齿轮。
锻钢
注意：因两个齿轮的σH1= σH2 ，故按此强度准则设计齿 轮传动时，公式中应代入[σH] 1和[σH] 2中较小者。
模数m不能成为衡量齿轮接触强度的依据。
吕苇白
齿轮传动设计，按主要失效形式进行强度计算， 定主要尺寸，再按其它失效形式进行必要的校核。 软齿面闭式齿轮传动： 按接触疲劳强度进行设计，按弯曲疲劳强度校核
法向力 Fn =百度文库t /cos
O2
α ω2
（从动）
t N1
d2 2Fr
c Fn
Fn
N2 αt
Ftd1
T1 2
力的方向；
α ω1 （O1主动）
圆周力Ft的方向：在主动轮上与运动方向相反，在
从动轮上与运动方向相同；
径向力Fr的方向：由啮合点指向各自的圆心；
吕苇白
二、齿根弯曲疲劳强度计算
校核公式 F2K b1Y T m 2Fz1Y aSa≤[F]
(2)应考虑齿轮尺寸大小，毛坯成型方法及热处理和 制造工艺；
(3)正火碳钢，只能用于制作在载荷平稳或轻度冲击 下工作的齿轮；调质碳钢可用于在中等冲击载荷 下工作的齿轮；
(4)合金钢常用于制作高速、重载并在冲击载荷下工 作的齿轮；
(5)航空齿轮要求尺寸尽可能小，应采用表面硬化处 理的高强度合金钢；
(6)钢制软齿面齿轮，其配对两轮齿面的硬度差应保
吕苇白
§10-1 概述
作用： 要求：分类 特点：
学习本章的目的
齿轮传动设计：设计一对齿轮，使其在一定的扭矩 T(或功率P)，转速n(或传动比i)以及齿轮的工作条件下， 设计出齿轮的尺寸，画出齿轮的零件工作图。齿轮的尺 寸主要由以下八个基本参数决定:
α、h
a
c x、z、β、m、B
模数m及齿宽B由本章齿轮强度计算来决定。此外 还要决定齿轮的材料(包括其热处理方法及加工过程)， 齿轮精度等。
（较由m 大于≥ 模开式3数齿2。轮Kd都zT112是Ym F硬aYF齿≥S面a3齿m2轮K，m dz所T112Yd 以1F按≥ aYF弯S2曲a.3疲m2 劳m 强3 度K 设d1T 计成u）之u前1齿面[已Z磨]EH 掉。2
mm
吕苇白
§10-6 齿轮传动的设计参数、许用应力与精度选择 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 α=20°
常用齿 轮材料
铸钢
铸铁 非金属材料
吕苇白
三、齿轮材料的热处理和化学处理
热处理方法
表面淬火 渗碳淬火 调质 正火
渗氮 能
满足外硬内韧的要求 获得硬度较高的组织
获得综合力学性能较高的组织
对于中碳钢正火后硬度适中，更适合 切削加工。
增加材料的耐磨性
吕苇白
四、齿轮材料选用的基本原则 (1)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；
第十章 齿轮传动
§10-1 概述 §10-2 轮齿的失效形式及设计准则 §10-3 齿轮材料及选用原则 §10-4 齿轮传动的计算载荷 §10-5 标准直齿圆柱齿轮传动的强度计算 §10-6 齿轮传动的设计参数、许用应力与
精度选择 §10-7 标准斜齿圆柱齿轮传动的强度计算 §10-8 标准锥齿轮传动的强度计算 §10-9 齿轮的结构设计 §10-10 齿轮传动的润滑
由工程实践得知: ▲闭式软齿面齿轮传动，以保证齿面接触疲劳强度为主，
按齿面接触疲劳强度设计，按齿根弯曲疲劳强度校核。
▲闭式硬齿面齿轮传动，以保证齿根弯曲疲劳强度为主， 按齿根弯曲疲劳强度设计，按齿面接触疲劳强度校核。
▲开式或半开式传动：由于不存在点蚀问题，因此，只需
要按齿根弯曲疲劳强度设计，并适当加大模数用来考虑
持在30~50HBS或更多。
吕苇白
§10-4 齿轮传动的计算载荷
齿轮传动强度计算中所用的载荷，通常取沿齿面
接触线单位长度上所受的载荷，即：
p Fn L
Fn 为轮齿所受的公称法向载荷。
实际传动中由于原动机、工作机性能的影响以及
制造、安装误差的影响，载荷会有所增大，且沿接触
线分布不均匀。
接触线单位长度上的最大载荷为
MPa
引入齿宽系数φd=b/d1 （b为大齿轮的齿宽，d1为小齿轮分度圆直径）
代入 d1 = m z1
得设计公式
m≥3
2KT1YFaYSa
dz12 F
mm
注意：计算时取 Y F 1 F S 1 、Y F 2Y S 2 较大者，计算结果应圆
[ F 1 ] [ F 2 ]
整成标准值, 且m≥ 1.5
d1≥2.323 K d1Tuu1[Z]EH2 mmF2Kb1T m Y2Fz1Y aSa≤[ F] MP
硬齿面闭式齿轮传动 按弯曲疲劳强度进行设计，按接触疲劳强度校核
m≥3
2KT1YFaYSa
dz12 F
mm H2.5ZE
2bK1d21Tuu1≤[H] MP
开或式：齿同轮时传按动弯，曲按疲弯劳曲强疲度劳及强接度触设疲计劳。强其度失效进形式行为磨设损，计点蚀，形 取
吕苇白
§10-2 轮齿的失效形式及设计准则
一、轮齿的失效形式 轮齿折断 齿面点蚀
失效形式 齿面胶合 齿面磨损 齿面塑性变形
吕苇白
二、齿轮的设计准则 ▲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