机械设计讨论课齿轮设计
齿轮机械设计课程设计
齿轮机械设计课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解齿轮机械设计的基本原理，掌握齿轮的分类、结构及工作原理。
2. 学生能了解齿轮材料的选择、热处理及其对机械性能的影响。
3. 学生掌握齿轮的几何参数计算、强度校核方法，并能运用相关公式进行简单齿轮设计。
技能目标：1. 学生能运用CAD软件进行齿轮的二维和三维图形绘制，提高实际操作能力。
2. 学生能运用计算软件进行齿轮参数的运算和强度校核，提高计算分析能力。
3. 学生通过课程设计实践，提高团队合作、问题解决和创新能力。
情感态度价值观目标：1. 学生培养对机械设计学科的兴趣，激发学习热情，形成积极的学习态度。
2. 学生通过齿轮机械设计课程设计，认识到齿轮在工程实际中的应用价值，培养工程意识。
3. 学生在团队合作中，学会尊重他人、沟通协作，培养良好的团队精神和职业道德。
课程性质分析：本课程为机械设计及相关专业高年级课程，旨在通过齿轮机械设计实践，使学生掌握齿轮设计的基本知识和技能，培养实际工程应用能力。
学生特点分析：学生已具备一定的机械基础知识，具有较强的学习能力和动手能力，但缺乏实际工程设计和操作经验。
教学要求：结合学生特点，注重理论与实践相结合，提高学生的实际操作能力和创新能力。
通过课程目标分解，使学生在知识、技能和情感态度价值观方面得到全面提升。
后续教学设计和评估将以此为基础，确保课程目标的实现。
二、教学内容1. 齿轮基本概念及分类：介绍齿轮的基础知识，包括齿轮的定义、分类及用途，重点讲解直齿圆柱齿轮、斜齿圆柱齿轮和圆锥齿轮的结构特点及工作原理。
关联教材章节：第一章 齿轮传动概述。
2. 齿轮材料与热处理：分析齿轮材料的选用原则，介绍常用齿轮材料及其热处理方法，探讨热处理对齿轮性能的影响。
关联教材章节：第二章 齿轮材料及热处理。
3. 齿轮几何参数计算：讲解齿轮的主要几何参数，包括模数、齿数、压力角等，并通过实例演示齿轮几何参数的计算方法。
关联教材章节：第三章 齿轮几何参数设计。
机械齿轮课程设计
机械齿轮课程设计一、教学目标本课程旨在让学生了解和掌握机械齿轮的基本概念、原理和应用，培养学生对机械齿轮设计和制造的基本技能。
具体目标如下：知识目标：使学生了解齿轮的基本类型、结构、工作原理和主要参数，掌握齿轮的设计方法和制造工艺。
技能目标：培养学生运用齿轮知识解决实际问题的能力，能独立完成齿轮的设计和制造过程。
情感态度价值观目标：培养学生对机械齿轮行业的兴趣和热情，提高学生对机械齿轮工程实践的认同感和责任感。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括以下几个部分：1.齿轮的基本概念和类型：齿轮的定义、分类、结构及特点。
2.齿轮的传动原理：齿轮传动的原理、啮合条件、传动比计算。
3.齿轮的设计方法：齿形设计、齿轮的材料选择、齿轮强度计算。
4.齿轮的制造工艺：齿轮的加工方法、齿轮的精度等级、齿轮的检测方法。
5.齿轮的应用实例：齿轮在各种机械设备中的应用案例。
三、教学方法为了提高教学效果，将采用多种教学方法相结合的方式进行授课，包括：1.讲授法：通过讲解齿轮的基本概念、原理和设计方法，使学生掌握齿轮的基本知识。
2.讨论法：学生针对齿轮的应用实例和实际问题进行讨论，培养学生的思维能力和解决问题的能力。
3.案例分析法：分析典型的齿轮故障案例，使学生了解齿轮故障的原因和解决方法。
4.实验法：学生进行齿轮加工和检测的实验，增强学生的动手能力和实践能力。
四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施，将准备以下教学资源：1.教材：选用国内权威的齿轮设计制造教材作为主要教学资源。
2.参考书：提供相关的齿轮设计制造手册、论文和资料，供学生自学和参考。
3.多媒体资料：制作齿轮设计制造的PPT、视频等多媒体资料，丰富教学手段。
4.实验设备：准备齿轮加工和检测的实验设备，为学生提供实践操作的机会。
五、教学评估为了全面、客观地评估学生的学习成果，将采用多种评估方式相结合，包括：1.平时表现：通过观察学生在课堂上的参与度、提问回答等情况，评估学生的学习态度和理解程度。
机械设计课程设计齿轮
机械设计课程设计齿轮一、教学目标本节课的教学目标是使学生掌握齿轮的基本概念、类型、传动原理和设计方法。
具体目标如下：1.了解齿轮的定义、分类和应用领域。
2.掌握齿轮传动的原理和工作特点。
3.熟悉齿轮的设计方法和步骤。
4.能够分析齿轮传动系统的工作原理。
5.学会使用齿轮设计软件进行齿轮参数的计算和设计。
6.具备判断齿轮故障和进行维修的能力。
情感态度价值观目标：1.培养学生对机械设计的兴趣和热情。
2.增强学生对齿轮传动系统的重视和保护意识。
3.培养学生的创新精神和团队合作能力。
二、教学内容本节课的教学内容主要包括以下几个部分：1.齿轮的基本概念：介绍齿轮的定义、特点和应用领域。
2.齿轮的分类：讲解不同类型的齿轮及其应用场景。
3.齿轮传动的原理：阐述齿轮传动的工作原理和特点。
4.齿轮设计方法：介绍齿轮设计的步骤和方法，包括齿形、齿数、模数等参数的选取。
5.齿轮传动系统的设计案例：分析实际齿轮传动系统的设计案例，让学生学会运用所学知识解决实际问题。
三、教学方法为了提高教学效果，本节课将采用以下教学方法：1.讲授法：讲解齿轮的基本概念、分类和传动原理。
2.案例分析法：分析实际齿轮传动系统的设计案例，让学生学会运用所学知识解决实际问题。
3.实验法：学生进行齿轮传动实验，观察齿轮传动的特点和故障现象。
4.讨论法：学生进行小组讨论，分享学习心得和设计经验。
四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施，本节课将准备以下教学资源：1.教材：提供《机械设计》等相关教材，供学生预习和参考。
2.多媒体资料：制作课件和教学视频，生动展示齿轮的基本概念和设计方法。
3.实验设备：准备齿轮传动实验装置，让学生亲身体验齿轮传动的特点和故障现象。
4.设计软件：提供齿轮设计软件，让学生学会使用软件进行齿轮参数的计算和设计。
五、教学评估本节课的评估方式将包括以下几个方面：1.平时表现：通过观察学生在课堂上的参与程度、提问回答和小组讨论的表现来评估学生的学习态度和理解程度。
齿轮的设计课程设计
齿轮的设计课程设计一、教学目标通过本节课的学习，学生能够：1.理解齿轮的基本概念、结构和特点，包括齿轮的类型、齿形、齿数等。
2.掌握齿轮的设计方法和步骤，能够运用相关公式和图表进行齿轮的设计。
3.培养学生的动手能力和团队协作能力，能够独立完成齿轮的设计和制作。
4.增强学生对机械工程的兴趣和认识，培养学生的创新意识和实践能力。
二、教学内容1.齿轮的基本概念和结构：介绍齿轮的定义、齿轮的类型和特点、齿形和齿数等。
2.齿轮的设计方法：讲解齿轮设计的原理和方法，包括齿轮的模数、压力角、齿宽系数等参数的计算和选择。
3.齿轮的设计步骤：介绍齿轮设计的具体步骤，包括齿轮的材料选择、齿轮的加工方法等。
4.齿轮的设计实例：通过实例讲解齿轮的设计过程，让学生能够实际操作并完成齿轮的设计。
三、教学方法1.讲授法：通过讲解齿轮的基本概念、结构和设计方法，让学生掌握齿轮的基本知识。
2.案例分析法：通过分析齿轮的设计实例，让学生理解齿轮设计的具体步骤和注意事项。
3.实验法：通过齿轮的制作实验，培养学生的动手能力和实践能力，加深对齿轮设计方法的理解。
4.讨论法：通过小组讨论，培养学生的团队协作能力，让学生能够互相学习和交流。
四、教学资源1.教材：选用《机械设计基础》教材，提供齿轮设计的基本理论和方法。
2.参考书：推荐《齿轮设计手册》等参考书籍，提供更多的齿轮设计实例和经验。
3.多媒体资料：制作PPT和视频资料，展示齿轮的设计过程和实验结果。
4.实验设备：准备齿轮制作的光具座、磨具、卡尺等实验设备，让学生能够亲自动手制作齿轮。
五、教学评估本节课的评估将采用多元化的方式，以全面客观地评价学生的学习成果：1.平时表现：通过课堂参与、提问回答、小组讨论等方式，评估学生的参与度和积极性。
2.作业：通过布置相关的设计练习和研究报告，评估学生对齿轮设计知识的掌握和应用能力。
3.考试：设计一份包含选择题、计算题和设计题的考试，以评估学生对齿轮设计理论和方法的全面理解。
齿轮传动课程设计
齿轮传动课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解齿轮传动的定义、原理及类型；2. 学生能掌握齿轮传动的基本参数，如模数、齿数、压力角等；3. 学生能运用齿轮传动相关知识分析简单机械系统的传动比和效率。
技能目标：1. 学生能够运用齿轮传动知识设计简单的齿轮传动系统；2. 学生能够通过实际操作，组装和调试齿轮传动模型；3. 学生能够运用计算工具，对齿轮传动系统进行计算分析。
情感态度价值观目标：1. 学生培养对齿轮传动技术的兴趣，增强对机械工程领域的认识；2. 学生通过小组合作，培养团队协作精神和沟通能力；3. 学生在学习过程中，形成良好的工程意识，认识到齿轮传动在现代工程技术中的重要性。
课程性质：本课程为实践性较强的课程，结合理论知识与实际操作，培养学生对齿轮传动的认识和应用能力。
学生特点：学生处于具备一定物理知识和数学基础的高年级阶段，对实际操作和工程设计有较高的兴趣。
教学要求：注重理论与实践相结合，强调学生动手能力和解决问题的能力，鼓励学生积极参与讨论和思考。
通过课程目标分解，确保学生达到预定的学习成果，为后续教学设计和评估提供依据。
二、教学内容1. 理论知识：- 齿轮传动的定义、原理及类型；- 齿轮的基本参数，包括模数、齿数、压力角等；- 齿轮传动系统的传动比和效率的计算方法；- 齿轮材料及热处理知识。
2. 实践操作：- 齿轮传动系统的设计与分析；- 齿轮传动模型的组装与调试；- 齿轮传动实验操作，观察和分析实验现象。
3. 教学大纲：- 第一周：齿轮传动概述，学习齿轮传动的定义、原理及类型；- 第二周：齿轮基本参数学习，理解模数、齿数、压力角等参数的意义；- 第三周：齿轮传动系统传动比和效率的计算方法学习；- 第四周：齿轮材料及热处理知识学习；- 第五周：齿轮传动系统设计与分析实践；- 第六周：齿轮传动模型的组装与调试；- 第七周：进行齿轮传动实验，观察和分析实验现象。
教材章节关联：本教学内容与教材中关于齿轮传动章节紧密相关，包括齿轮的基本概念、齿轮传动系统设计、齿轮传动实验等内容，确保学生能够系统地学习和掌握齿轮传动的相关知识。
机械制造工艺学课程设计—齿轮设计
机械制造工艺学课程设计题目：直齿圆柱齿轮设计姓名（学号）：）教学院：专业班级：指导教师：完成时间：教务处制目录引言 (1)1.齿轮零件结构分析 (1)1.1 齿轮零件图分析 (1)1.2 齿轮零件结构分析 (2)1.2.1零件表面组成 (2)1.2.2确定主要表面与次要表面 (2)1.2.3零件结构工艺性分析 (2)2.毛坯的确定 (2)2.1毛坯的确定原则 (2)2.2毛胚的选择原则 (2)3.选择定位基准 (3)3.1以内孔和端面定位 (3)3.2以外圆和端面定位 (3)4.拟定齿轮的工艺路线 (3)4.1确定加工方案 (3)4.1.1齿坯加工方案的选择 (3)4.1.2齿形加工 (4)4.2划分加工阶段 (4)4.3选择定位基准 (4)4.4加工工序安排 (4)5.确定加工尺寸和切削用量 (4)5.1背吃刀量的选择 (4)5.2进给量的选择 (5)5.3切削速度的选择 (5)6.设计工序内容 (5)6.1确定工序尺寸 (5)6.2选择设备工装 (6)7.夹具设计 (6)7.1机床夹具的定位误差 (6)7.1.1心轴 (6)7.1.2定位套 (7)7.2机床夹具的对刀装置 (7)7.2.1确定插床夹具对刀块位置尺寸的步骤 (8)7.2.2精度校验 (8)7.3机床夹具的选择原则 (8)9.附件 (9)参考文献 (10)致谢词 (10)引言机械制造工艺学课程设计是我们学完了大学的全部基础课、技术基础课以及大部分专业课之后进行的。
这是我们在进行毕业设计之前对所学各课程的一次深入的综合性的总复习，也是一次理论联系实际的训练，因此，它在我们四年的大学生活中占有重要的地位。
就我个人而言，我希望能通过这次课程设计，了解并认识一般机器的生产工艺过程，巩固和加深已学过的技术基础课和专业课的知识，理论联系实际，对自己未来将从事的工作惊醒一次适应性训练，从中锻炼自己分析问题、解决问题的能力。
为今后的工作打下一个良好的基础。
机械设计课程设计：二级圆锥-斜齿圆柱齿轮减速器设计
N =60n j =60×960×1×（3×8×300×10=4.1472×10 h
N =0.471×10 h
7)查教材10-19图得：K =0.89 K =0.9
8)齿轮的接触疲劳强度极限：取失效概率为1%,安全系数S=1,应用公式（10-12）得:
[ ] = =0.89×650=578.5
2、按齿面接触疲劳强度设计
设计计算公式：
≥
（1）、确定公式内的各计算值
1）试选载荷系数 =1.8
2）小齿轮传递的转矩 =95.5×10 × =49.24KN.Mm
3）取齿宽系数
4）查图10-21齿面硬度得小齿轮的接触疲劳强度极限 650Mpa大齿轮的接触疲劳极限 550Mpa
5）查表10-6选取弹性影响系数 =189.8
=arccos
因 值改变不多,故参数 , , 等不必修正.
（3）计算大.小齿轮的分度圆直径
d = =62
d = =248
（4）计算齿轮宽度
B=
（5）结构设计
小齿轮（齿轮1）齿顶圆直径为66mm采用实心结构
大齿轮（齿轮2）齿顶圆直径为252mm采用腹板式结构其零件图如下
图二、斜齿圆柱齿轮
设计计算及说明
=1.32
=61.4mm
=2.7 mm
=24.08
结果
=96.33
4）查取齿形系数查教材图表（表10-5） =2.6476， =2.18734
5）查取应力校正系数查教材图表（表10-5） =1.5808， =1.78633
6）查教材图表（图10-20c）查得小齿轮弯曲疲劳强度极限 =520MPa，大齿轮弯曲疲劳强度极限 =400MPa。
《齿轮传动设计》PPT课件
三、渐开线齿轮的啮合特性
渐开线齿轮符合齿廓啮合基本定 律,即能保证定传动比传动 由齿廓啮合基本定律知
i12
1 2
O2P O1P
❖ 由渐开线性质知,
❖ 啮合点公法线与二基圆内公切
线重合
N2
❖ 二基圆为定圆,N1N2为定直线, 则节点P为定点
i12 12
O2Pr2'rb2 O1P r1' rb1
co
n. st
机械设计基础 ——齿轮传动
例题2
❖已知:一渐开线直齿圆柱齿轮,用卡尺测量出齿顶圆直径 da=208mm, 齿根圆直径df=172mm, 数得齿数z=24.
❖求：该齿轮的模数m,齿顶高系数ha*和顶隙系数c*
解:
da(z2ha *)m208 mm
df(z2h a *2c*)m 17m 2 m
m 8 mm
O1
1 rb1
P K’
N1 K
C１
C２
2 rb2
O2
机械设计基础 ——齿轮传动
三、渐开线齿轮的啮合特性
机械设计基础 ——齿轮传动
5-4 渐开线标准齿轮的基本尺寸
一、外齿轮 二、内齿轮 三、齿条
机械设计基础 ——齿轮传动
一、外齿轮
1 各部分名称和符号 2 基本参数 3 几何尺寸 4 例题
机械设计基础 ——齿轮传动
h
* a
1
c
*
0 .25
正常齿: 短齿:
m 1mm h a *1,c*0.25 m 1mm h a *1,c*0.35
ha*0.8,c*0.3
机械设计基础 ——齿轮传动
例题3
❖已知: 法向距离〔即公法线长度〕分别为 :W3 = 61.84mm,
齿轮课程设计小结
齿轮课程设计小结一、教学目标本课程的教学目标是让学生掌握齿轮的基本知识，包括齿轮的类型、结构、原理和应用。
学生需要能够识别不同类型的齿轮，了解齿轮的工作原理，掌握齿轮的设计和计算方法。
此外，学生还需要培养观察和分析问题的能力，能够运用所学知识解决实际问题。
二、教学内容教学内容主要包括齿轮的基本概念、类型和结构，齿轮的原理和传动方式，齿轮的设计和计算方法，以及齿轮的应用。
具体包括以下几个方面：1.齿轮的基本概念：介绍齿轮的定义、特点和作用，理解齿轮在机械传动中的重要性。
2.齿轮的类型和结构：学习不同类型的齿轮，如圆柱齿轮、锥齿轮、蜗轮蜗杆等，了解它们的特点和应用场合。
3.齿轮的原理和传动方式：掌握齿轮传动的原理，了解齿轮的啮合过程，学习齿轮传动的优缺点。
4.齿轮的设计和计算方法：学习齿轮的设计原则，掌握齿轮计算的基本方法，包括模数、压力角、齿数等参数的选取。
5.齿轮的应用：了解齿轮在各种机械设备中的应用，学习齿轮选型和安装维护的基本知识。
三、教学方法为了实现教学目标，我们将采用以下几种教学方法：1.讲授法：通过讲解齿轮的基本概念、原理和计算方法，使学生掌握齿轮的基本知识。
2.案例分析法：分析实际工作中的齿轮应用案例，帮助学生理解齿轮的工作原理和选型依据。
3.实验法：安排齿轮实验课程，让学生亲自操作，观察齿轮传动过程，提高学生的实践能力。
4.讨论法：学生分组讨论，分享学习心得和解决问题的方法，培养学生的团队协作能力。
四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施，我们将准备以下教学资源：1.教材：选择合适的齿轮教材，为学生提供系统、科学的学习材料。
2.参考书：推荐一些齿轮相关的参考书籍，丰富学生的知识体系。
3.多媒体资料：制作课件、动画等多媒体资料，直观地展示齿轮的工作原理和设计过程。
4.实验设备：准备齿轮实验设备，为学生提供实践操作的机会。
5.在线资源：利用互联网资源，为学生提供更多学习齿轮的机会和渠道。
标准齿轮的加工课程设计
标准齿轮的加工课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能够理解标准齿轮的基本概念，掌握齿轮的主要结构参数及其对传动性能的影响。
2. 学生能够掌握齿轮加工的基本工艺流程，包括齿轮的测绘、轮齿的加工和热处理等。
3. 学生能够了解并描述齿轮加工过程中可能出现的质量问题及原因。
技能目标：1. 学生能够运用齿轮测绘知识，独立完成标准齿轮的测绘工作。
2. 学生能够操作相关设备，完成齿轮的基本加工过程，包括轮齿的切削和热处理。
3. 学生能够运用所学知识，分析和解决齿轮加工过程中出现的问题。
情感态度价值观目标：1. 学生通过学习标准齿轮的加工过程，培养对机械加工技术的兴趣和热情。
2. 学生能够认识到标准齿轮加工质量对整个机械系统性能的影响，树立质量意识。
3. 学生在团队合作中学会互相沟通、协作，培养团队精神和责任感。
课程性质：本课程为实践性较强的技术学科，结合理论知识和实际操作，旨在培养学生的动手能力和解决实际问题的能力。
学生特点：初三学生具备一定的物理知识和动手能力，对机械加工有一定的兴趣，但缺乏系统性的齿轮加工知识。
教学要求：结合学生特点，注重理论与实践相结合，充分调动学生的积极性，引导他们通过实际操作掌握齿轮加工的基本技能。
在教学过程中，关注学生的个体差异，提供针对性的指导，确保每位学生都能达到课程目标。
通过课程学习，使学生能够将所学知识应用于实际工作中，提高其综合素养。
二、教学内容1. 齿轮基本概念：齿轮的分类、结构参数（齿数、模数、压力角等）及其对传动性能的影响。
2. 齿轮测绘：测绘工具的使用、齿轮的测量方法、数据处理及齿轮图的绘制。
3. 齿轮加工工艺：齿轮加工的基本工艺流程、轮齿的切削加工（滚齿、插齿、剃齿等）、热处理工艺及其对齿轮性能的影响。
4. 齿轮加工设备：认识齿轮加工的主要设备及其功能，如滚齿机、插齿机、磨齿机等。
5. 齿轮加工质量控制：分析齿轮加工过程中可能出现的质量问题（如齿面磨损、齿形误差等）及其原因，探讨提高加工质量的措施。
《机械设计基础》教学课件主题10 齿轮传动
单元1 齿轮的失效形式和设计准则
一、轮齿常见的失效形式
1、轮齿折断 轮齿就好像一个悬臂梁，在外载荷作用下，在其轮齿根部产生的 弯曲应力最大。同时，在齿根部位过渡尺寸发生急剧变化，以及加工时 沿齿宽方向留下加工刀痕而造成应力集中的作用，当轮齿重复受载，在 脉动循环或对称循环应力作用下，弯曲应力超过弯曲疲劳极限时，在齿 轮根部会产生疲劳裂纹，如图（a）所示。随着裂纹的逐步扩展，最终 引起断裂，如图（b）所示。
轮齿折断都是其弯曲应力超过了材料相应的极限应力，是最危险 的一种失效形式。一旦发生断齿，传动立即失效。
单元1 齿轮的失效形式和设计准则
一、轮齿常见的失效形式
2、齿面点蚀 在润滑良好的闭式齿轮传动中，由于齿面材料在交变接触应力 作用下，因为接触疲劳产生贝壳形状凹坑（麻点）的破坏形式称为点 蚀。点蚀也是常见的一种齿面破坏形式。齿面上最初出现的点蚀随材 料不同而不同，一般出现在靠近节线的齿根面上，如图所示，最初为 细小的尖状麻点。当齿面硬度较低、材料塑性良好，齿面经跑合后， 接触应力趋于均匀，麻点不再继续扩展，这是一种收敛性点蚀，不会 导致传动失效。但当齿面硬度较高、材料塑性较差时，点蚀就会不断 扩大，这是一种破坏性点蚀，是一种危险的失效形式。
单元1 齿轮的失效形式和设计准则
一、轮齿常见的失效形式
3、齿面胶合 对于某些高速重载的齿轮传动（如航空发动机的主传动齿轮）， 齿面间的压力大，瞬时温度高，油变稀而降低了润滑效果，导致摩擦增 大，齿面温度升高，将会使某些齿面上接触的点熔合，焊在一起，在两 齿面间相对滑动时，焊在一起的地方又被撕开。于是，在齿面上沿相对 滑动的方向形成伤痕，如图所示，这种现象称为胶合。
机械设计基础
主题10 齿轮传动
单元1 单元2 单元3 单元4 单元5 单元6
机械设计-齿轮传动讲解
重合度e↑ →传动平稳
z1↑
m↓
齿高h，抗弯曲疲劳强度降低
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，闭式齿轮传动（速度高，平稳性差）: z1=20~40
将
Ft
=
2T1 d1
及Φｄ＝b/d1
代入
则齿面接触疲劳强度的校核式：σH =
2K T1 dd13
u±1 u
ZH
ZE
[σH ]
齿面接触疲劳强度的设计式： d1
3
2 KT1
d
u ±1 ( Z H Z E )2
u [s H ]
对于标准直齿轮，ZH=2.5
齿面接触疲劳强度的校核式：
s H
= 2.5
= KFtYFaYsa bm
[s F]
Ysa表
引入齿宽系数后 强度条件公式：
d
=
b，并将Ft=2T1/d1, d1
d1=m
z1代入，可得弯曲
s = 2KT 1 YFaYsa
F φdm3 z12
[s F]
得
m
3
2KT1
dZ12
×Y[FsaYFs]a
公式中各参数对弯曲强度有什么影响呢？
标准直齿圆柱齿轮强度计算
从上面推出的接触疲劳强度条件公式中可以得出以下结论：
1、分度圆直径越大，接触疲劳强度就越高，也就是说接触
疲劳强度取决于分度圆直径，不单和模数m有关还和齿
数z有关。 2、齿宽系数越大，也就是齿宽越宽，接触疲劳强度就 越高。
3、许用接触应力越大，接触疲劳强度就 越高，
问题：σH1和σH2是否是作用力和反作用力的关系 σH1=σH2 是作用力和反作用力的关系。
机械设计课程设计齿轮的设计
机械设计课程设计齿轮的设计齿轮是机械传动中常用的元件之一，它通过齿与齿之间的啮合来传递动力和转速。
在机械设计课程中，齿轮的设计是一个重要的内容。
本文将从齿轮的基本原理、设计方法和注意事项三个方面来介绍齿轮的设计。
一、齿轮的基本原理齿轮是由两个或多个齿轮通过齿与齿之间的啮合来传递动力和转速的机械元件。
齿轮主要有圆柱齿轮、斜齿轮、锥齿轮和蜗轮蜗杆等几种类型。
在设计齿轮时，需要确定齿轮的模数、齿数、齿宽、齿轮的材料等参数。
齿轮的设计目标是使齿轮传动的效率高、传动平稳、噪声小，并且具有一定的寿命。
二、齿轮的设计方法1. 确定传动比和转速比：根据所需的传动比和转速比，确定齿轮的齿数和模数。
传动比是输入轴和输出轴的转速比，转速比是两个齿轮的转速之比。
2. 计算齿轮的基本参数：根据传动比和转速比，计算齿轮的齿数、模数、齿宽等基本参数。
齿数的确定要考虑到齿轮的强度和传动效率，模数的确定要考虑到齿轮的制造工艺和加工精度。
3. 设计齿轮的齿形：根据齿轮的齿数和模数，设计齿轮的齿形。
齿形的设计要满足齿轮的啮合条件，即齿轮的齿形要与啮合齿轮的齿形相适应，确保齿轮的啮合平稳、噪声小。
4. 验证齿轮的强度：根据齿轮的齿数、模数和材料，计算齿轮的强度。
齿轮的强度要符合设计要求，确保齿轮在工作过程中不会发生断齿或变形等失效现象。
5. 优化齿轮的设计：根据齿轮的实际工作情况，对齿轮的设计进行优化。
可以通过改变齿数、模数和齿宽等参数，来优化齿轮的传动效率和噪声性能。
三、齿轮设计的注意事项1. 齿轮的啮合角度应适当：齿轮的啮合角度是指齿轮齿面上两个齿的啮合处的夹角。
啮合角度过大会导致齿轮的强度降低，啮合角度过小会导致齿轮的噪声增加。
2. 齿轮的齿数要合理：齿数过多会增加齿轮的制造难度，齿数过少会导致齿轮的传动效率降低。
3. 齿轮的材料要选择合适：齿轮的材料要具有足够的强度和硬度，以保证齿轮在工作过程中不会发生断齿或磨损。
4. 齿轮的润滑要充分：齿轮的润滑是保证齿轮正常工作的重要条件。
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
机械设计齿轮课程设计
机械设计齿轮课程设计一、教学目标本节课的教学目标是让学生掌握齿轮的基本设计原理和步骤，能够运用机械设计的知识解决实际问题。
具体分为三个部分：1.知识目标：学生需要了解齿轮的分类、特点和应用范围；掌握齿轮设计的的基本原理和步骤；理解齿轮传动的效率和寿命的影响因素。
2.技能目标：学生能够运用齿轮设计的原则，进行简单的齿轮设计计算；能够使用相关的设计软件，进行齿轮的CAD绘制。
3.情感态度价值观目标：培养学生对机械设计的兴趣和热情，提高学生的创新意识和实践能力，使学生认识到机械设计在工程中的重要性。
二、教学内容本节课的教学内容主要包括以下几个部分：1.齿轮的基本概念和分类：介绍齿轮的定义、特点和应用范围，区分不同类型的齿轮。
2.齿轮设计的基本原理：讲解齿轮设计的步骤和方法，包括齿形、齿数、模数等参数的选取。
3.齿轮传动的效率和寿命：分析影响齿轮传动效率和寿命的因素，如齿形、材料、载荷等。
4.齿轮设计的实践应用：通过案例分析，讲解齿轮设计在实际工程中的应用。
三、教学方法为了达到本节课的教学目标，将采用以下几种教学方法：1.讲授法：讲解齿轮的基本概念、设计原理和应用范围，使学生掌握理论知识。
2.案例分析法：分析实际齿轮设计案例，让学生了解齿轮设计在工程中的应用。
3.实验法：学生进行齿轮设计的实验，提高学生的实践操作能力。
4.讨论法：鼓励学生积极参与课堂讨论，培养学生的创新意识和团队协作能力。
四、教学资源为了支持本节课的教学内容和教学方法，将准备以下教学资源：1.教材：选用《机械设计》一书作为主要教材，为学生提供理论知识的学习。
2.参考书：提供《齿轮设计手册》等参考书籍，丰富学生的知识体系。
3.多媒体资料：制作PPT、视频等多媒体资料，直观展示齿轮的设计过程和应用实例。
4.实验设备：准备齿轮设计实验所需的设备，如齿轮加工机、测量工具等，让学生亲自动手操作，提高实践能力。
五、教学评估本节课的评估方式包括以下几个部分：1.平时表现：评估学生的课堂表现，包括参与度、提问回答等，占总评的30%。
机械设计第十章齿轮设计课后习题答案
机械设计第⼗章齿轮设计课后习题答案机械设计第⼗章齿轮设计课后习题答案10-2解（1）齿轮A为主动轮，齿轮B为“惰轮”，也就是说齿轮B既是主动轮⼜是从动轮。
当齿轮B与主动轮A啮合时，⼯作齿⾯是王侧，当齿轮B与从动轮C啮合时，⼯作齿⾯是另⼀侧。
对于⼀个轮齿来讲，是双齿⾯⼯作双齿⾯受载，弯曲应⼒是对称循环，接触⼒是脉动循环，取10-3 答：齿⾯接触应⼒是脉动循环，齿根弯曲应⼒是对称循环。
在作弯曲强度计算时，应将图中查出的极限应⼒值乘以0.7. 10-4 答：⼀般齿轮材料主要选⽤锻钢（碳钢或全⾦钢）。
对于精度要求较低的齿轮，将齿轮⽑坯经正⽕或调质处理后切齿即为成，这时精度可达8级，精切合⾦钢主要是渗碳后淬⽕，最后进⾏滚齿等精加⼯，其精度可达7，6级甚或5级。
对于尺⼨较⼤的齿轮，可适⽤铸钢或球墨铸铁，正⽕后切齿也可达8级精度。
10-5提⾼轮齿抗弯疲劳强度的措施有：增⼤齿根过渡圆⾓半径，消除加⼯⼑痕，可降低齿根应⼒集中;增⼤轴和⽀承的则度，可减⼩齿⾯局部受载；采取合适的热处理⽅法使轮世部具有⾜够的韧性；在齿根部进⾏喷丸、滚压等表⾯强度，降低齿轮表⾯粗糙度，齿轮采⽤正变位等。
提⾼齿⾯抗点蚀能⼒的措施有：提⾼齿⾯硬度；降低表⾯粗糙度；增⼤润滑油粘度；提⾼加⼯、发装精度以减⼩动载荷；在许可范围内采⽤较⼤变位系数正传动，可增⼤齿轮传动的综合曲率半径。
10-6解（1）选⽤齿轮的材料和精度等级，由教材表10-1可知，⼤⼩齿轮材料均为45号钢调质，⼩齿轮齿⾯硬度为250HBS,⼤齿轮齿⾯硬度为220HBS.选精度等级为7级。
（2）按齿⾯接触疲劳强度设计。
1、⼩齿轮传递的转矩2、初选载荷系数：初选Kt=1.83、确定齿宽系数：⼩齿轮不对称布置，据教材表10-7选⽤4、确定弹性影响系数：据教材表10-6查得5、确定区域载荷系数：按标准直齿圆柱齿轮传动设计ZH=2.56、齿数⽐：7、确定接触许⽤应⼒：循环次数查教材图10-19曲线I得查教材10-21（d）得8、由接触强度计算⼩齿轮的分度圆直径齿轮的使⽤系数：载荷状况以轻微冲击为依据查教材表10-2得KA=1.25齿轮的圆周速度由教材图10-8查得：Kv=1.12对于软齿⾯齿轮，假设,由教材表10-3查得齿宽齿宽与齿⾼⽐由教材表10-4查得,由教材图10-13查得：,接触强度载荷系数：10、校正直径：取标准值m=2.5mm11、齿轮的相关参数：12、确定齿宽：圆整后，取b2=50mm,b1=55mm.(3)校核齿根弯曲疲劳强度。
机械设计基础(黄华梁)第5章 齿轮传动设计
第5章 齿轮传动设计一、基本内容及要求本章学习的主要内容是：（1）齿廓啮合基本定律。
渐开线及其性质。
渐开线齿轮的正确啮合条件、可分性和啮合过程；（2）齿轮各部分名称及标准齿轮的几何尺寸计算；（3）渐开线齿轮的切齿原理、根切现象和最小齿数，变位齿轮概念；（4）斜齿圆柱齿轮的齿廓形成、啮合特点、当量齿数和几何尺寸计算；（5）直齿圆锥齿轮的齿廓曲面、背锥、当量齿数和几何尺寸计算。
（6）轮齿失效形式、齿轮传动受力分析、齿轮传动强度计算的理论依据；（7）强度公式的物理意义、应用和参数选择。
本章的学习要求：1. 掌握齿廓啮合基本定律和渐开线特性。
理解渐开线齿轮啮合中的啮合线、重合度和可分性。
知道正确啮合条件和最小齿数。
2. 熟练掌握正常齿渐开线标准直齿圆柱齿轮的几何尺寸计算。
3. 了解斜齿圆柱齿轮和直齿圆锥齿轮的特点。
能够根据教材上的公式计算它们的几何尺寸。
4. 以直齿圆柱齿轮强度计算为重点，两个强度公式（弯曲、接触）为核心，掌握其理论依据、了解其推导过程、明确其使用范围、熟习其参数选取；5. 了解齿轮的构造、润滑和效率。
6. 掌握齿轮结构设计，结构设计中有些尺寸按经验公式计算，这些尺寸毋须严格保持计算值，应适当圆整，以便于加工和检验时测量。
二、自学指导1. 齿廓啮合基本定律的证明过程只要求看懂，此定律的结论应记住。
瞬时角速比不变是对齿廓的最基本要求，也是推导齿廓啮合基本定律的出发点。
今后只要不作特殊说明，所有齿廓都认为符合这一定律。
常用齿数表示角速比或转数比=21ωω21n n =12z z 。
应当注意，如果瞬时角速比不能保持常数，则上式关系不能成立，即21n n =12z z ≠21ωω。
从本节开始，学生就应建立节圆的概念并明确：（1）一对节圆作纯滚动；（2）节圆半径之和等于中心距；（3）节圆半径之反比等于角速比。
也可以形象地把一对节圆比作具有与齿轮相同中心距的一对摩擦轮。
2. 渐开线性质是研究渐开线齿轮的理论基础。
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标准直齿圆柱齿轮传动设计方案见表2,齿轮精度为5级，工作寿命30000（小时）,工作转速I440（r/min）。
分别选择软齿面材料（例如结构钢正火）和硬齿面材料（例如合金钢渗碳淬火），分别选择对称支撑，非对称支撑和悬臂支撑方式。
比较其承载能力、分析产生这种结果的原因并总结圆柱齿轮传动设计中齿宽系数（b/d1）选择应遵循的什么原则。
注：悬臂支撑结构不计算方案5,即宽径比为4的情况。
计算结果软齿面使用结构钢正火硬齿面选用合金钢渗碳淬火
对称支撑非对称支撑悬臂支撑
齿宽齿宽系
数计算接触应
力/MPa
计算弯曲应
力/MPa
极限传递功
率(kW)
计算接触
应力/MPa
计算弯曲应
力/MPa
极限传递功
率(kW)
计算接触应
力/MPa
计算弯曲应
力/MPa
极限传递
功率(kW)
10 0.1 1488.71 335.7 2.3393 1488.84 335.72 2.33887 1488.92 335.73 2.33864 软齿
20 0.2 1055.94 173.86 4.64974 1056.38 173.94 4.64581 1057.19 174.08 4.63874 面
40 0.4 754.34 90.8 9.11108 756.25 91.14 9.06506 765.2 92.73 8.85428
80 0.8 612.32 67.3 16.97922 626.02 69.92 16.24435 725.01 90.05 12.11115
100 1 561.02 56.55 20.22619 587.53 61.38 18.44194 778.73 101.28 10.49794
10 0.1 1456.27 331.37 33.4404 1456.28 331.37 33.43992 1456.39 331.38 33.43507 硬齿20 0.2 1034.34 170.08 66.28732 1034.46 170.1 66.27234 1035.64 170.31 66.12045 面
40 0.4 742.95 88.8 128.47967 744.25 89.02 128.031 757.35 91.34 123.6413
80 0.8 615.13 67.83 230.14057 630.39 70.76 219.13596 793.54 105.21 138.28828
100 1 573.6 58.82 264.66997 610.96 65.8 233.29418 907.27 132.89 105.7915
三种支撑方式对承载能力的影响对称支撑＞非对称支撑＞悬臂支撑
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弯曲应力
齿宽系数对承载能力的影响结论:
大承载能力越强
F，由此可知齿宽系数越
硬齿面与软齿面承载能力比较结论：对于三种支撑形式可以发现硬齿面承载能力明显提高
影响承载能力主要因素包括支撑方式，齿面的硬度，齿宽系数
齿面硬度越大承载能力越强；
齿宽系数越大承载能力越强；
支撑方式是对称支撑> 非对称支撑> 悬臂支撑
圆柱齿轮传动设计中齿宽系数的选择应遵循：
1■根据设计手册计算齿宽，轮齿越宽---承载能力越高---轮齿不宜过窄
2.轮齿越宽，齿面上载荷分布更不均匀，轮齿不宜过宽。
存在的问题
1■硬齿面悬臂支撑0.8齿宽系数的时候接触应力与弯曲应力突然变大
2■悬臂支撑齿宽系数为1的时候为什么不进行讨论，根据数据承载能力反而下降了。
轮齿越宽，齿面上载荷分布更不均匀—轮齿不宜过宽。