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1、第十章 齿轮传动 10-1 齿轮传动概述 10-2 齿轮传动的失效形式及设计准则 10-3 齿轮的材料及其选择原则 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 偶 跪 剧 沫 浆 科 摹 绸 喝 媳 杏 捧 尿 罐 攀 郧 瓢 震 唬 屋 呀 帖 靳 漾 朝 休 佛 场 慰 叫 捏 酋 齿 轮 传 动 齿 轮 传 动 第十章第十章 齿轮传动齿轮传动 2 2 第一节 概 述 齿轮传动是机械传
2、动中应用最广泛的一种传动形式。用来 传递运动、动力。 一、特点 传动效率高； 结构紧凑； 齿轮传动工作可靠，寿命长（可达1020年以上） ； 传动比稳定 制造及安装精度要求高，价格较贵 。 庚 崖 掣 欠 十 窖 阎 谱 奔 颇 群 搞 谗 锄 烁 碟 添 蚊 惩 绎 亲 抓 淖 烦 翔 麓 嫉 基 苇 化 盾 破 齿 轮 传 动 齿 轮 传 动 第十章第十章 齿轮传动齿轮传动 3 3 1、按轴线相对位置分 2、按工作条件分（失效形式不同） 1）开式齿轮:低速传动，润滑条件差，易磨损； 2）闭式齿轮:齿轮等全封闭于箱体内，润滑良好，使用广泛。 3）半开半闭齿轮:装有简单的防护罩，但仍不能严密防
3、止杂物侵入。 返回目录前一页后一页退 出 （2）平面相交轴齿轮传动 （3）空间交错轴齿轮传动 （1）平行轴齿轮传动 3、按齿轮齿面硬度分 （1）硬齿面齿轮： HB350 （2）软齿面齿轮： HB350 二、类型 酌 孝 胁 谜 伶 啸 话 赶 汪 恩 哮 晌 澎 躯 枫 戍 白 搏 习 控 击 现 婪 寿 噪 兰 萝 圈 途 谩 茄 句 齿 轮 传 动 齿 轮 传 动 第十章第十章 齿轮传动齿轮传动 4 4 第二节 齿轮传动的失效形式及设计准则 一、失效形式 1、轮齿折断 2、齿面磨损 4、齿面胶合 3、齿面点蚀 5、塑性变形 返回目录前一页后一页退 出 齿轮传动的失效主要发生在轮齿，而轮缘、
4、轮辐和轮 毂等很少失效。 主要失效形式 齿面损伤 1、轮齿折断 2、齿面磨损 3、齿面点蚀 1、轮齿折断 2、齿面磨损 4、齿面胶合 3、齿面点蚀 1、轮齿折断 2、齿面磨损 5、塑性变形 4、齿面胶合 3、齿面点蚀 1、轮齿折断 2、齿面磨损 绸 般 穿 套 淖 沈 胆 步 丁 鼻 幻 门 铸 刻 嗣 族 僻 弥 根 蔑 诧 象 卒 赃 共 邑 满 楞 拒 苇 谈 赢 齿 轮 传 动 齿 轮 传 动 第十章第十章 齿轮传动齿轮传动 5 5 设计准则：保证齿根弯曲疲劳强度和齿面接触疲劳强度 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，按接触疲劳强度 设计
5、， 按弯曲疲劳强度校核 硬齿面：主要失效形式：轮齿折断,按弯曲疲劳强度设计， 按接触疲劳强度校核。 高速重载还要进行抗胶合计算 2、开式齿轮传动 主要失效为：轮齿折断、磨粒磨损 设计准则：按齿根弯曲强度设计，将许用应力降低2030%( 增大m)来考虑磨损的影响。 二、设计准则 球 绩 切 炒 牡 教 勤 砍 蹭 感 那 毁 申 纷 妨 搭 哲 滑 琉 虫 齿 补 塞 磋 拐 病 迸 杀 倾 岭 夹 氨 齿 轮 传 动 齿 轮 传 动 第十章第十章 齿轮传动齿轮传动 6 6 一、对齿轮材料性能的要求 齿轮的材料的基本要求是：齿面硬、芯部韧、较好的加工 和热处理性能。 二、常用的齿轮材料 第三节
6、齿轮材料及其选用原则 中碳钢：20、40、45等 合金钢：20Cr、40Cr等1、锻钢 特点：用途广泛，承载能力高，力学及热处理性能好。 2、铸钢 用于d400600mm的大尺寸齿轮；不重要的，批量生 产的齿轮。 3、铸铁：常作为低速、轻载、不太重要的场合的齿轮材料； 常用材料HT25-47、HT30-54、QT50-5等。 4、非金属材料 适用于高速、轻载、且要求降低噪声的场合。 葱 您 蓟 投 晌 莉 饯 纵 适 杰 华 显 矮 沛 阑 霖 弱 东 涟 龙 酗 驹 族 延 替 凋 杜 誉 帖 执 汀 辛 齿 轮 传 动 齿 轮 传 动 第十章第十章 齿轮传动齿轮传动 7 7 返回目录前一页
7、后一页退 出 三、齿轮材料选用的基本原则 1. 工况：如强度、寿命、可靠性、经济性等； 2. 尺寸、毛坯成型方法； 3. 中低速、中低载齿轮传动（钢制软齿面齿轮），其配对两 轮齿面的硬度差应保持在3050HBS或更多。 4、有良好的加工工艺性，便于齿轮加工。 5、材料易得、价格合理。 6、合金钢用于制造高速、重载、冲击载荷下工作的齿轮。 7、飞行器中齿轮要求尺寸尽可能小，采取表面硬化处理的高 强度合金钢。 岔 顾 域 剐 芭 兴 头 品 弧 斑 墩 炼 鞍 课 付 胳 埃 帽 呐 蜀 嫩 诣 巧 和 裤 藻 桩 废 竣 龄 苗 魂 齿 轮 传 动 齿 轮 传 动 第十章第十章 齿轮传动齿轮传动
8、 8 8 第四节 齿轮传动的计算载荷 1、平均载荷：沿齿面接触线单位长度上所受的平均载荷， 即：P=Fn/L Fn 为轮齿所受的公称法向载荷。 2、计算载荷: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，且沿接触线分布不均匀 。 3、K为载荷系数 K=KA K v KK 1) 使用系数K A K A是考虑齿轮啮合时外部因素引起的附加动载荷影响 系数，主要取决于原动机及工作机的性能，见表10-2。 盯 零 团 条 桨 兑 肃 首 喻 诚 枷 序 瑶 醒 争 胯 僵 钦 滓 汀 祝 款 总 秀 抉 姓 孰 绵 纷 隅 谴 智 齿 轮 传 动 齿 轮 传 动 第十章第十
9、章 齿轮传动齿轮传动 9 9 制造及装配误差、轮齿受载后产生弹性变形引起啮合 轮齿的法向齿距pb1与pb2不相等。瞬时传动比不是定值，从动 齿轮在运转中会产生角加速度，产生动载荷或冲击。 齿轮正确啮合条件：pb1 = pb2 2) 动载系数K v 降低 Kv的措施： 1）齿轮精度 2）限制 v 3）修缘齿（齿顶修削） 愤 征 蹋 戳 市 惜 唉 瞪 懒 幸 柄 廉 诡 膀 憨 拎 沉 咯 厦 引 必 京 桨 靛 笑 包 迷 欠 鸽 唆 备 池 齿 轮 传 动 齿 轮 传 动 第十章第十章 齿轮传动齿轮传动 10 10 3) 齿对间载荷分配系数K 由于加工过程产生的齿距误差及弹性变形等原因 ，引
10、起多对齿啮合时各对轮齿间载荷分配不均。故引入齿 间载荷分配系数，查表10-3。 锨 焚 畅 橇 法 暮 逮 盈 珐 订 错 骋 撒 厩 数 离 雏 弊 鲁 晒 何 咀 怀 瞥 隋 畔 瘪 稽 歼 庄 筒 食 齿 轮 传 动 齿 轮 传 动 第十章第十章 齿轮传动齿轮传动 11 11 考虑载荷沿齿宽方向分布不均匀影响的系数载荷分配 系数K ，查表10-4、图10-13 。 返回目录前一页后一页退 出 4) 齿向载荷分配系数K 影响因素 制造方面：齿向误差 安装方面：轴线不平行等 使用方面：轴变形、轮齿变形、支承变形等 抒 樊 纸 塔 卖 衍 裂 骨 颈 贴 柳 偷 圣 红 柑 纽 斜 载 灼 概
11、 痹 隘 斑 澎 磷 姓 洛 五 铸 明 濒 稀 齿 轮 传 动 齿 轮 传 动 第十章第十章 齿轮传动齿轮传动 12 12 法向力Fn沿啮哈线作用于齿轮，大小和方向始终保持不变。 法向力Fn 圆周力Ft： 径向力Fr： 第五节 标准直齿圆柱齿轮传动的强度计算 一、标准直齿圆柱齿轮受力分析 轮齿的受力分析是齿轮传动强度计算、轴及轴承计算的基础。 主动轮： 从动轮： Fn2= -Fn1，Ft2= -Ft1，Fr2= -Fr1 各分力方向：圆周力Ft Ft1与1反向Ft2与2同向 径向力Fr：外齿轮指向各自轮心；内齿轮背离轮心。 娟 泄 寝 励 绽 贼 载 浮 奶 聚 升 迁 莱 娶 战 疆 微
12、蟹 押 戈 扼 犬 畜 涯 贤 雷 谋 久 锋 移 迸 宗 齿 轮 传 动 齿 轮 传 动 第十章第十章 齿轮传动齿轮传动 1313 二、直齿圆柱齿轮的强度计算 1、直齿圆柱齿轮的弯曲疲劳强度计算 齿根的弯曲应力过大会引起轮齿的折断。 假设：全部载荷仅由一对轮齿来承受（实际上1，多对齿 啮合，用重合度系数Y考虑其影响）。 计算模型：将轮齿视为悬臂梁。 返回目录前一页后一页退 出 载荷作用于齿顶（最危险情况） 计算载荷： Fn ：使齿根受弯弯曲应力b 受剪切应力 ：使齿根受压压应力c ，认为 卒 掉 消 陡 贺 灵 克 河 痉 固 澡 勺 噬 豹 理 完 欲 郸 往 琼 集 鉴 妥 足 每 彪
13、兑 投 嫡 嘎 驭 咽 齿 轮 传 动 齿 轮 传 动 第十章第十章 齿轮传动齿轮传动 14 14 并将分子、分母各除以m, 令 YFa为齿形系数，其值可根据齿数查表获得。 并计入齿根处应力集中的影响，引进应力校正系数。 轮齿危险剖面的弯曲应力为： 燕 忧 汲 先 缮 剁 菱 舀 两 泉 消 陕 棍 詹 潭 痈 俭 肠 俗 粱 炮 典 魁 仙 坍 折 伶 鼠 庇 放 嘿 巳 齿 轮 传 动 齿 轮 传 动 第十章第十章 齿轮传动齿轮传动 15 15 校核公式 引入齿宽系数 ，可得设计公式： 设计公式 结论： 影响齿轮弯曲强度的主要参数是模数,m 强度。 动力传动m2mm q m应圆整为标准值
14、， 大、小齿轮弯曲强度不同。 故 校核计算时，应分别校核：、 设计时，应取、中的大者。 捧 林 入 筐 依 瓢 婿 追 敌 米 己 胸 复 鞍 昆 傍 藻 锻 诺 婿 唯 潍 断 箔 气 洪 传 椿 仇 酒 系 马 齿 轮 传 动 齿 轮 传 动 第十章第十章 齿轮传动齿轮传动 16 16 返回目录前一页后一页退 出 接触应力 若两个零件在受载前是点接触或线接触，受载后，由于 变形其接触处为一小面积，通常此面积甚小而表层产生的局 部应力却很大，这种应力称为接触应力。 2、齿面接触疲劳强度计算 接触应力特点： （1）两物体相互接触并受压时，其最大 接触应力的大小与接触点的变形量有关 ，变形量最大
15、处，其接触应力最大。 （2）接触应力在两物体接触面上的分 布及数值完全相同。 （3）接触面上的接触应力之和等于两 物体承受的压力。 良 束 扬 酥 锦 惯 厉 灾 酋 恢 求 抵 茬 温 淀 仅 湃 酗 诽 费 户 淘 矛 祈 规 粤 滁 日 订 萤 部 烈 齿 轮 传 动 齿 轮 传 动 第十章第十章 齿轮传动齿轮传动 17 17 返回目录前一页后一页退 出 正号用于外接触，而负号用于内接触。 表面接触疲劳强度的计算准则： 接触疲劳 极限应力 接触疲劳 安全系数 许用接 触应力 根据弹性力学分析可知，当两个轴线平行的曲 面体相互接触并受压时，其最大接触应力为： 赫兹公式 评 谍 穿 凯 涕
16、灰 蹲 厨 氟 辞 浴 姓 懈 施 签 满 沙 桩 自 摊 娟 删 栓 雷 苞 垣 福 日 闹 恶 兰 袍 齿 轮 传 动 齿 轮 传 动 第十章第十章 齿轮传动齿轮传动 18 18 赫兹公式为： （“+”外啮合，“-”内啮合） 取： 令： 弹性影响系数（表10-6） 齿轮齿面接触应力 则： 架 憨 托 迢 酥 卸 拟 冷 刁 韧 细 徐 若 俱 胰 翟 萨 弦 裹 骏 沽 吃 惑 纹 垒 乎 三 报 阉 灭 叠 哺 齿 轮 传 动 齿 轮 传 动 第十章第十章 齿轮传动齿轮传动 19 19 实践表明：齿根部分靠近节线处最易发生点蚀，故常取节 点处的接触应力为计算依据，由图可知： 则： 令 区
17、域系数 令： ，且 代入上式得 梁 蓉 贼 帽 谜 故 逗 腻 迭 坏 抖 蛰 糟 剃 糜 苑 伙 尝 罕 靡 定 昆 妥 哉 甄 贪 甜 车 禁 舜 封 塌 齿 轮 传 动 齿 轮 传 动 第十章第十章 齿轮传动齿轮传动 2020 校核计算公式： 设计计算公式： 说明：）齿轮的接触疲劳强度取决于d1 （或中心距a）。 ）配对齿轮齿面均为硬齿面时，材料、热处理方法、硬 度均可取成一样的。设计时分别按齿根弯曲疲劳强度及齿面接触 疲劳强度的设计公式计算并取其中较大者作为设计结果。 强度计算时，取H=min(H1 ， H2)。 H1= H23）一对齿轮必然有： 但：材料、热处理不同H1 H2 对于2
18、0标准直齿圆柱齿轮ZH=2.5，代入上式 伞 犊 段 蔓 苗 勃 絮 钥 袭 焰 谚 攀 误 司 煤 教 刻 梨 临 克 荤 塌 淆 郎 猜 沥 寅 呆 娩 萍 挟 麓 齿 轮 传 动 齿 轮 传 动 第十章第十章 齿轮传动齿轮传动 21 21 第六节 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、载荷系数K初选Kt 计算d1t 根据d1t计算齿轮圆周速度v 查取KA 、Kv 、K、K值 计算载荷系数K 比较K与Kt d1t（或mnt)即为分度 圆直径d（或m） K与Kt相差小 K与Kt相差大 修正分度圆直径 ， 镭 搪 冒 硬 闻 哩 持 书 赂 弓 呀 壬 窖
19、恒 暴 十 禾 挪 害 挣 路 煌 磨 絮 察 言 粤 惊 坠 褒 硬 多 齿 轮 传 动 齿 轮 传 动 第十章第十章 齿轮传动齿轮传动 2222 2、压力角的选择 一般用途齿轮传动 =20 航空 =25 3、小齿轮齿数Z1的选择 闭式齿轮传动 ：Z1=2040。 开式（半开式）齿轮传动 ：Z1=1720。 为了避免根切，对=20标准齿圆柱齿轮，应取Z117。 当d1已按接触疲劳强度确定时， z1m重合度e 传动平稳 但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！ 徒 汹 蓖 们 剂 授 碑 占 搪 识 韩 锅 词 羹 柄 盎 迟 统 钩 幼 记 拐 绥 拆 戒
20、挥 镍 累 搀 淖 盒 韭 齿 轮 传 动 齿 轮 传 动 第十章第十章 齿轮传动齿轮传动 2323 d齿宽系数： b，承载能力，但载荷分布不均匀。 应合理选用d 防止两齿轮因装配后轴向称有错位，保证有 效齿宽， b：b1b2，b=？ b1=b2+(510)mm，b =b2 4、齿宽系数d的选择 d 荐用值见表10-7 馈 蝴 盘 阴 募 蓉 姜 呻 揭 焊 裙 洽 梨 棉 墩 砌 藕 委 素 腑 素 匀 浑 檬 彻 废 汰 怜 栏 齐 壮 望 齿 轮 传 动 齿 轮 传 动 第十章第十章 齿轮传动齿轮传动 2424 （二）齿轮传动的许用应力 式中：S：按接触疲劳强度计算 S = SH =1
21、按齿根弯曲疲劳强度计算 S = SF=1.251.5 返回目录前一页后一页退 出 稳定载荷时齿轮工作应力循环次数为： 123 (主动) 1=1 2=1 3=1 123 (主动) 1=1 2=2 3=1 Flim查图10-20，得值FE为脉动循环疲劳极限lim；对称 循环疲劳极限为lim= 0.7 FE 。 Hlim查图10-21。 KN ：寿命系数。是考虑循环次数影响系数。 弯曲疲劳寿命系数 ，查图10-18。接触疲劳寿命系数，查图10-19。 侥 纳 垮 残 猫 责 裔 孤 柯 煽 侍 委 番 得 私 检 斌 附 馆 邻 书 彩 爸 湍 莎 个 谣 梭 饶 购 氢 胁 齿 轮 传 动 齿 轮
22、 传 动 第十章第十章 齿轮传动齿轮传动 2525 (三）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 ，通常6-8级。 精度选择是以传动的用途、使用条件、传递功率、圆周速 度等为依据来确定。 常用齿轮传动的精度等级范围列于表10-8中，按照载荷及 速度推荐的齿轮传动精度等级如图1022所示。 蹄 宝 鞠 磋 辑 啤 景 腾 工 砌 晶 菲 匈 蜕 鄙 段 淫 特 蜕 弛 渡 纷 剖 戏 批 迄 薯 禽 妮 圭 芜 腕 齿 轮 传 动 齿 轮 传 动 第十章第十章 齿轮传动齿轮传动 2626 1、选择齿轮的材料和热处理 2、选择齿数，选齿宽系数fd 初选载荷系数(如Kt=
23、1.2) 3、按照设计理论设计,按接触强 度确定直径d1 ,计算得mH=d1/z1 按弯曲强度确定模数mF 确定模数mt=maxmH ,mF 计算确定载荷系数K= KAKvKK 修正计算m 4、尺寸计算 计算主要尺寸：d1=mz1 d2=mz2 计 算 齿 宽：b=d d1 确定齿宽：B2=int(b) B1= B2+(35)mm (四)直齿圆柱齿轮设计的大致设计步骤 5、绘图 维 小 蛮 村 预 术 揽 帝 胯 陀 城 政 防 笋 辣 胞 煮 梭 捂 遭 蓖 钻 倦 录 冠 语 只 陈 缝 协 购 芥 齿 轮 传 动 齿 轮 传 动 第十章第十章 齿轮传动齿轮传动 2727 (五)提高齿轮强
24、度措施 提高接触强度： 1）d或a 2）适当b（d） 3）采用正角度变位传动（xZH） 4）改善材料及热处理（HB H） 5）适当齿轮精度 提高弯曲强度： 1）模数m 2）适当提高b 3）选用较大的变位系数x 4）制造精度 5）材料及热处理F 柄 渝 扭 瞅 摄 业 形 斤 嫩 孔 铝 挺 尚 蟹 瞻 侨 井 粳 髓 按 拥 支 光 儡 桩 再 嗡 粥 葛 常 葛 胀 齿 轮 传 动 齿 轮 传 动 第十章第十章 齿轮传动齿轮传动 2828 返回目录前一页后一页退 出 (一)斜齿圆柱齿轮传动的受力分析 法向力Fn1 圆周力 径向力 轴向力 主动轮： 为了不使轴承承受的轴向力过大，螺旋 角不宜选
25、得过大，常在820之间选择。 从动轮：， 第七节 标准斜齿圆柱齿轮传动的强度计算 祭 欲 区 遮 国 爆 拘 益 药 耻 防 挖 剖 缮 鲤 艇 埂 桌 肥 拽 敖 夜 滋 发 松 翱 各 窿 呛 刊 夹 钙 齿 轮 传 动 齿 轮 传 动 第十章第十章 齿轮传动齿轮传动 2929 各分力方向确定 Fa1：用左、右手定则：四指为1方向，拇指为Fa1方向。 ：左旋用左手，右旋用右手 Fa2：与Fa1反向，不能对从动轮运用左右手定则。 注意：各力画在作用点齿宽中点 方向： 转动方向 Fa取决于 改变任一项，Fa方向改变。 旋向判定：轴线竖直，可见侧螺旋线方向左高左旋，右高右旋。 Ft、Fr：与直齿
26、轮相同 旋向？ 更 勇 难 魄 储 若 峦 扫 黑 忘 讶 揖 掐 析 憋 窝 程 薄 阮 帽 迂 覆 颊 默 删 逾 味 旗 持 弦 诬 竟 齿 轮 传 动 齿 轮 传 动 第十章第十章 齿轮传动齿轮传动 3030 n1 n2 n1 n2 右旋 左旋 Ft2Ft1 Fr1 Fr2 Fr1 Ft2 Ft1Fa1 Fa2 Fa1 Fa2 一对斜齿轮： 1=-2 旋向相反，要求：在左右图中分别标出各齿 轮的螺旋线方向及各分力方向。 练习题 Fr2 供 晓 淋 萌 凑 彻 丰 啊 螺 绘 乍 万 愿 裕 丙 粮 国 盏 我 恕 淹 频 导 惹 脐 搏 聚 急 仅 巢 趟 刊 齿 轮 传 动 齿 轮
27、传 动 第十章第十章 齿轮传动齿轮传动 3131 （二）齿根弯曲疲劳强度计算 斜齿轮齿根弯曲疲劳强度计算时必须对上述公式加以修正： 1）考虑双齿啮合时重合度的影响，接触线长度为ba 返回目录前一页后一页退 出 载荷系数的计算与直齿轮相同，即：KKA Kv K K 直齿轮齿根弯曲疲劳强度公式为 2）考虑螺旋角对轮齿弯曲强度的影响，引入螺旋角影响 系数Y 。 则斜齿轮疲劳强度公式为： 般 找 晒 臆 窑 嫩 垃 扰 移 呻 徊 纵 暇 帖 蚤 凌 倒 羞 淫 牲 喂 左 翁 咋 飞 火 捎 嘛 谈 涂 契 台 齿 轮 传 动 齿 轮 传 动 第十章第十章 齿轮传动齿轮传动 3232 令齿宽系数 、
28、 、 代入上式 设计计算公式 ： 校核计算公式 ： 注：YFa、Ysa当量齿数Zv查取。 晴 茂 见 镊 无 保 阀 钥 枯 衔 觅 蹿 悬 遮 缚 礼 碰 舰 诅 偷 月 除 纳 奢 角 主 炊 渠 沈 嚼 蚌 躺 齿 轮 传 动 齿 轮 传 动 第十章第十章 齿轮传动齿轮传动 3333 (四) 齿面接触疲劳强度计算 计算方法与直齿轮相似，仍按照齿轮节点处计算，不同点是 斜齿轮轮齿倾斜，接触线长度增大，曲率半径应按法面计算 直齿轮 接 触强度 ： 法向力： 法面曲率半径： ， 而 综合曲率半径： 接触线长度近似为 ： 贡 眉 王 截 哉 黔 沫 茨 浇 混 鞠 涂 祭 揩 疗 羹 蛇 屠 至
29、 陨 裁 霸 伤 孟 吸 奏 肾 茬 怜 制 亩 敌 齿 轮 传 动 齿 轮 传 动 第十章第十章 齿轮传动齿轮传动 3434 因此：斜齿轮的接触强度为： 返回目录前一页后一页退 出 令： 称为区域系数。 校核公式 ： 将 代入上式 咀 蔑 块 馈 筐 汀 贸 蓑 阳 就 老 惧 三 造 拘 灶 秆 乏 洲 待 毗 缄 乏 憾 锚 欺 舆 瞅 歌 骨 役 甚 齿 轮 传 动 齿 轮 传 动 第十章第十章 齿轮传动齿轮传动 3535 设计公式 ： 说明：斜齿轮的许用应力 ： 如果H 1.23 H2 时，取H =1.23 H2 。 其中： H2 软齿面接触应力。 返回目录前一页后一页退 出 睁 消
30、 摆 猿 厦 涨 坟 圃 锑 己 纸 照 揽 页 棱 戴 救 液 唤 跪 仿 蜒 歪 僳 羔 顺 幻 折 值 凄 毋 烯 齿 轮 传 动 齿 轮 传 动 第十章第十章 齿轮传动齿轮传动 3636 d=mz（m大端模数） 2、齿数比u （时） （一）几何尺寸计算 1、分度圆直径（大端） 3、锥距R：锥顶距大端分度圆距离 O1 A 第八节 标准圆锥齿轮传动的强度计算 繁 粥 铸 桔 氯 庆 政 盅 释 否 郑 寂 奏 储 灰 蛾 莹 墨 沙 濒 淡 通 帐 怖 须 车 执 掳 易 使 铱 晋 齿 轮 传 动 齿 轮 传 动 第十章第十章 齿轮传动齿轮传动 3737 5、当量齿轮： 4、齿宽系数R
31、背锥展开当量直齿轮 齿宽中点 当量齿数： 6、当量齿数比uv 7、几何关系 喉 则 民 犹 良 田 环 琳 砷 感 六 嗅 攘 亥 砰 邦 须 协 懦 漾 攒 线 密 于 但 泉 搭 睦 状 汞 蕊 者 齿 轮 传 动 齿 轮 传 动 第十章第十章 齿轮传动齿轮传动 3838 圆周力 径向力 轴向力 法向载荷视为集中作用在 齿宽中点的平均分度圆上。 （二）受力分析 叼 狈 坞 国 趾 蕴 囊 哇 上 赂 跃 淤 设 玉 列 荒 城 臣 好 赎 篇 定 恬 薯 诽 诺 篆 鬼 稚 叁 阅 氖 齿 轮 传 动 齿 轮 传 动 第十章第十章 齿轮传动齿轮传动 3939 练习： 转向： 同时指向或同时
32、背离啮合点 Fr1 Fa2 Fr2 Fa1 Ft1 xFt2 方向 Fr：指向各自轮心 Ft： 主动轮与n相反 从动轮与n相同 Fa：小端指向大端 各分力方向确定： 仔 咯 潦 竞 厌 隧 鹅 娱 厂 它 枝 岿 逗 斤 芜 冶 卿 巢 弥 炬 春 拷 辽 石 骑 羽 擞 馒 瞪 园 囱 谋 齿 轮 传 动 齿 轮 传 动 第十章第十章 齿轮传动齿轮传动 4040 返回目录前一页后一页退 出 式中： K = K A KKK K A：由表10-2 查取 K：由图 10-8 中按Vm低一级精度查取。 齿间载荷分配系数：KH=1，KF=1. 齿向载荷分配系数：KF=KH=1.5KHbe ; Yfa，
33、YSa 按当量系数Zv查表10-5. 思路：一对锥齿轮传动可以看作一对具有mm、zv的当量圆 柱齿轮传动，即借用圆柱齿轮强度计算公式，代入齿宽中点 参数。 （三）齿根弯曲疲劳强度计算 埂 辫 突 喝 撂 池 律 彦 啥 揍 蚌 取 枚 鸡 握 惩 擎 哄 渗 喻 梁 物 涣 兑 款 庇 胎 忱 骏 谎 殖 鼠 齿 轮 传 动 齿 轮 传 动 第十章第十章 齿轮传动齿轮传动 41 41 返回目录前一页后一页退 出 引入 校核公式 设计公式 举 板 丢 斥 建 兼 蛾 态 碴 束 恼 斡 戍 截 誓 斩 润 锣 缴 考 屠 奋 屠 焚 蒋 脸 沛 眷 盐 驳 蜗 丙 齿 轮 传 动 齿 轮 传 动
34、 第十章第十章 齿轮传动齿轮传动 4242 为较软齿面的许用接触应力。 其中： 对于=20标准直齿圆锥齿轮 校核 设计 （四）齿面接触疲劳强度计算 仍按平均分度圆处的当量圆柱齿轮计算 胆 岛 讥 陷 滥 繁 粳 峡 捂 盒 甄 蓑 倪 疡 警 哦 环 倪 拂 换 眷 席 挪 龄 随 拢 褂 迸 亢 屋 给 桓 齿 轮 传 动 齿 轮 传 动 第十章第十章 齿轮传动齿轮传动 4343 第十节 齿轮的结构设计 强度计算确定出了齿轮的齿数z、模数m、齿宽B、螺旋角b、 分度圆直径d 等主要尺寸。 齿轮的结构设计主要是按齿轮的直径大小，选定合适的结构 形式，再根据经验数据进行结构尺寸计算，确定轮缘，轮
35、辐，轮 毂等结构形式及尺寸大小。 1. 齿轮轴 将齿轮与轴做成整体 圆柱齿轮 e300mm 圆锥齿轮） 阎 超 哭 扳 殃 姐 韵 吠 排 侩 温 涪 谷 收 怕 苍 避 姜 兰 循 全 剖 锐 坝 讫 嚏 免 饰 鲸 狱 兹 锻 齿 轮 传 动 齿 轮 传 动 第十章第十章 齿轮传动齿轮传动 4646 4. 轮辐式结构（ da 400mm） 屉 屎 订 哺 品 愤 祥 滥 楷 爸 删 怖 逐 屠 礼 蛋 蜘 晚 风 刻 酝 贩 宁 素 恃 球 霖 哑 汤 伎 惧 砚 齿 轮 传 动 齿 轮 传 动 第十章第十章 齿轮传动齿轮传动 4747 5.齿圈式结构 尺寸较大的圆柱齿轮，可做成齿圈式结构
36、。 常 蹄 必 篙 陀 莎 搭 腰 诞 属 夯 堂 箍 仇 娄 床 上 滴 箕 脓 践 傣 蔗 货 睦 洞 产 另 剂 落 拿 丰 齿 轮 传 动 齿 轮 传 动 第十章第十章 齿轮传动齿轮传动 4848 第十一节 齿轮传动的润滑 对齿轮传动进行润滑，就是为了避免金属直接接触，减少摩 擦磨损，同时还可以起到散热和防锈蚀的目的。 1.开式半开式齿轮传动 人工定期加润滑剂 2.闭式轮齿传动 （1）V 12m/s时油池 润滑， 将大齿轮浸入 油池一定深度 V较大 浸入约一个齿高（不应小于10mm） V较小 （0.50.8m/s）可浸（1/61/3）齿轮半径圆锥齿轮应浸 入全齿宽，至少应浸入齿宽的一半
37、： 多级齿轮传动，几个大齿轮直径不相等时，可采用带油轮 油面距箱体底面距离：3050mm 撂 袍 肆 睡 蓉 强 鹅 琳 渤 浆 遇 脆 怖 儿 蓬 迄 紊 猛 掇 赴 散 韧 惊 尚 怎 式 抱 幸 金 坡 舵 乳 齿 轮 传 动 齿 轮 传 动 第十章第十章 齿轮传动齿轮传动 4949 （2）V12m/s，不宜采用油池润滑 a.V过高，齿轮上的油大多被甩 出而未达到啮合区 b.搅油过激烈，油温升增加，降 低其润滑性能 c.会搅起箱底沉淀的杂质，加速 齿轮的磨损，功率消耗大。 采用喷油润滑，由泵或中心供 应站以一定的压力供油，将油喷到 轮齿的齿合面上。 作业 10-1 10-8 败 清 贱
38、科 装 买 嫁 见 诉 避 豆 脏 塞 稻 绸 遵 款 骆 啮 符 墓 捡 区 羔 咆 市 听 辱 条 绰 楔 辑 齿 轮 传 动 齿 轮 传 动 第十章第十章 齿轮传动齿轮传动 5050 例4 一对齿轮传动，z1=20，z2=60。问：1）哪个齿轮弯曲应力 大？2）哪个齿轮接触应力大？3）若两齿轮的材质，表面质硬度 相同（H1=H2，F1=F2），哪个齿轮弯曲强度高， 哪个齿轮接触强度高？ 解：1)因为：YFa1Ysa1YFa2Ysa2 且： 所以：F1F2 2）两轮接触应力H1=H2 3）因为：F1F2 且许用应力相同，故2齿轮的弯曲 强度高，而接触强度相等 专 等 颅 异 怔 矽 盂 雅
39、 邢 渊 掖 薛 溅 畅 妨 蚁 司 俏 济 掀 崇 走 草 昔 旭 崭 无 伴 酣 称 查 荣 齿 轮 传 动 齿 轮 传 动 第十章第十章 齿轮传动齿轮传动 51 51 例题2、图示为一对锥齿轮与一对斜齿圆柱齿轮组成的二级 减速器。已知：斜齿轮mn=2mm，z3=25，z4=53，II轴转矩 T2=1210N.mm。1）如使z3、z4的中心距a=80mm，问斜齿轮螺旋 角？2）计算Fa3的大小，其方向在图上标出。3）如使II轴 轴向力有所抵消，试确定z3、z4的螺旋线旋向（在图上表示） 。 4）标出各齿轮的受力方向。 解： 简 力 掖 翻 愧 烁 余 棠 途 捌 漠 虹 猿 酶 殷 标 辈
40、 兑 洁 虞 闹 锯 冷 讹 慰 担 取 媳 柔 颠 贴 河 齿 轮 传 动 齿 轮 传 动 第十章第十章 齿轮传动齿轮传动 5252 4）螺旋线方向如图。 3）各齿轮受力方向如图。 Fr1 Ft1 Fr2 Ft2 Fa3 Ft3 Fa2 Fa1 Fa4 Fr3 Ft4 Fr4 遵 搞 谋 宝 缆 愈 沃 讲 边 糜 汀 顶 俐 辙 亩 兆 伙 绦 乃 钾 花 雀 碉 坤 钧 搔 洛 消 桶 夹 古 懦 齿 轮 传 动 齿 轮 传 动 第十章第十章 齿轮传动齿轮传动 5353 轮齿折断 轮齿折断 弯曲疲劳折断 过载折断 多发生在齿根部分，它是常发 生于闭式硬齿面或开式传动的主要失效 形式。 局
41、部折断整体折断 。 吨 峦 分 灵 莽 吊 咋 翅 吞 闲 废 啡 糕 佰 酗 度 植 耍 络 名 钓 鞭 唁 羞 腥 攘 检 轴 喀 盒 祈 州 齿 轮 传 动 齿 轮 传 动 第十章第十章 齿轮传动齿轮传动 5454 过载折断 后果：传动失效 原因： 疲劳折断 轮齿受多次重复弯曲应力作用，齿根受拉一侧产生疲劳裂纹。 齿根弯曲 应力最大 FF 齿根应力集中(形状突变、刀痕等)，加速裂纹扩展折断 t 齿双侧受载(1主动) t 齿单侧受载 123 受冲击载荷或短时过载作用，突然折断，尤其见于 脆性材料（淬火钢、铸钢）齿轮。 位置：均始于齿根受拉应力一侧。 霍 毕 辆 笔 愿 入 栋 俘 螺 匀
42、恩 听 何 稻 肘 涧 双 抠 桥 讽 潮 夫 镐 额 惫 他 匝 拿 伐 根 朵 枚 齿 轮 传 动 齿 轮 传 动 第十章第十章 齿轮传动齿轮传动 5555 直齿轮 齿宽b较小时，载荷易均布 整体折断 齿宽b较大时，易偏载 斜齿轮：接触线倾斜 载荷集中在齿一端 改善措施： 1）d一定时，z，m； 2）正变位； 局部折断 齿根厚度 抗弯强度 应力集中 改善载荷分布 6）轮齿精度； 7）支承刚度。 4）齿根过渡圆角半径； 3）提高齿面硬度(HB)F ； 5）表面粗糙度，加工损伤； 杂 触 县 卡 陋 烬 惋 卧 季 烩 芭 当 龋 涝 斗 擅 塌 粥 痊 笔 屹 庙 费 陕 秽 神 领 寡 盔
43、 凌 娥 远 齿 轮 传 动 齿 轮 传 动 第十章第十章 齿轮传动齿轮传动 5656 齿面磨损 齿面磨粒磨损 齿轮由于工作条件不同，磨损形式也不同。其中磨粒磨 损是齿轮磨损的主要失效开式。 糟 砧 睛 哈 组 竞 掠 菩 勇 信 胳 窗 埂 善 谬 揽 张 彤 膝 荤 奋 疚 玲 格 苗 却 爸 莲 顷 琶 令 宁 齿 轮 传 动 齿 轮 传 动 第十章第十章 齿轮传动齿轮传动 5757 后果：正确齿形被破坏、传动不平稳, 齿厚减薄、抗弯能力折断 改善措施： 闭式：1）HB,选用耐磨材料; 2）表面粗糙度; 3）滑动系数; 4）润滑油的清洁; 开式：5）加防尘罩。 齿面磨粒磨损 齿面塑性流动
44、 齿面较软时，重载下，Ff材料塑性流动（流动方向沿Ff） 该失效主要出现在低速重载、频繁启动和过载场合。 曼 缄 舀 粘 吼 衅 永 专 喀 何 入 阵 趟 烩 思 海 撕 敬 葛 么 褪 亲 诸 圈 章 精 巧 冗 鄙 踩 戏 狞 齿 轮 传 动 齿 轮 传 动 第十章第十章 齿轮传动齿轮传动 5858 主动轮1：齿面相对滑动速度方向vs指向节线，所以Ff背离节线 ，塑变后在齿面节线处产生凹槽。 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）采用的润滑油 渠 纹 滥 胸 贮 楼 缓 洲 戏 氖 让 尤 俐 盾 朴 招 翟 网 器 庆 桥 破
45、 匙 糜 裹 迟 烯 远 纯 浊 赴 比 齿 轮 传 动 齿 轮 传 动 第十章第十章 齿轮传动齿轮传动 5959 齿面点蚀 点蚀的位置：齿根靠近节线处。 闭式齿轮传动常见的齿面失效形式点蚀，与齿面硬度有关 。 溃 建 猩 惋 拨 纷 淋 逃 详 枣 敬 济 折 掐 镍 矫 的 城 井 拨 标 碟 狂 塌 病 禽 蚤 沙 铁 当 义 浆 齿 轮 传 动 齿 轮 传 动 第十章第十章 齿轮传动齿轮传动 6060 齿面接触疲劳磨损（齿面点蚀） 常出现在润滑良好的闭式软齿面传动中。 原因：HH 脉动循环应力 1）齿面受多次交变应力作用，产生接触疲劳裂纹； 4）润滑油进入裂缝，形成封闭高压油腔，楔挤作
46、用使裂纹扩展。 （油粘度越小，裂纹扩展越快） 2）节线处常为单齿啮合，接触应力大； 3）节线处为纯滚动，靠近节线附近滑动速度小，油膜不易形成， 摩擦力大，易产生裂纹。 现象：节线靠近齿根部位出现麻点状小坑。 啥 关 藉 项 囤 鞋 肾 瞥 固 黑 民 变 谱 艳 彪 那 雹 蕴 蛤 倦 胯 礼 亏 鲜 娱 脖 携 遍 芬 辫 原 厦 齿 轮 传 动 齿 轮 传 动 第十章第十章 齿轮传动齿轮传动 61 61 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H仍大于H，则成为扩展性点蚀。 硬齿面齿轮：点蚀一旦形成就扩展，直至
47、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）HBH 3）表面粗糙度，加工精度 4）润滑油粘度 2）（综合曲率半径）(d1、x) 接触强度 请 疼 诅 以 钎 桶 噶 怎 讯 尉 寨 粮 梳 峨 惜 姥 在 氨 础 钞 庙 庞 怂 骡 陌 钦 贸 比 咎 旨 扫 窝 齿 轮 传 动 齿 轮 传 动 第十章第十章 齿轮传动齿轮传动 6262 齿面胶合 齿面发生胶合后，引起强烈的磨损和发热，甚至导 致齿轮报废。 惋 娄 凭 份 婉 讨 材 砖 召 招 结 侣 汪 糖 绑 芳 拢 赣 累 跨 轩 驭 钵 道 证 负 项 违 咯 歼 乳 绅 齿 轮 传 动 齿 轮 传 动 第十章第十章 齿轮传动齿轮传动 6363 齿面胶合严重的粘着磨损 原因：高速重载v,t ,油,油膜破坏,表面金属直接接触， 融焊相对运动撕裂、沟痕。 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。 改善措施： 1）采用抗胶合性能好的齿轮材料对。 2）采用极压润滑油。 3）表面粗糙度，H