1、山東理工職業學院教案首頁課程名稱機械設計基礎任課教師授課班級授課時間第周第周第周第周第周第周星期星期星期星期星期星期第節第節第節第節第節第節月日月日月日月日月日月日授課課題漸開線圓柱齒輪傳動的設計計算教學目的明確齒輪的受力和計算載荷掌握齒輪強度設計的計算公式與校核公式的應用教學重點各類強度公式的應用教學難點各類因數的確定和各類圖表的查取方法教學用具掛圖備注 2016-2017學年 第 一 學期山東理工職業學院教案紙教學過程教學內容教學方法導入講授新課一、輪齒的受力分析和計算載荷1圓柱齒輪傳動時輪齒的受力 直齒圓柱齒輪將Fn分解為兩個相互垂直的分力，則2計算載荷分析：齒輪傳動時會受到各種附加載荷

2、的影響。如因齒輪在軸上的位置不對稱而使載荷沿齒寬方向的分布不均；由于軸和軸承的變形、傳動裝置制造安裝誤差、工作機械的不平穩等引入載荷因數K(或稱工作情況因數來估計這些因素的影響，即得計算載荷Fcn=KFn 二、齒面接觸疲勞強度計算分析：由對輪齒的失效分析可知，齒面點蝕與齒面接觸應力大小有關，且點蝕多發生在齒面節線附近在輪齒節點處建立接觸疲勞強度條件接觸疲勞強度的校核公式：接觸疲勞強度的設計公式：注意：1）上兩式是按鋼對鋼的直齒輪強度分析所得，若為斜齒輪，則式中的671應改為590，其它不變2）是大、小齒輪的齒數比，=z2/z1，外嚙合取“+”，反之取“”3）齒寬因數d=b/d1，取1、2。 b

3、是齒輪的有效接觸寬度(mm)，通常因小齒輪齒寬b1要大于大齒輪齒寬b2（5-10）mm，故取b=b24）H是齒輪材料的許用接觸應力（MPa），由式確定按H1和H2中的較小者取值三、圓柱齒輪齒根彎曲疲勞強度計算 直齒輪彎曲疲勞強度校核式：*由工程力學的受力分析原則直接給出齒輪的各奮力與T1或Fn的關系*講解清楚載荷因數的作用和確定的方法*齒輪傳動的各類設計公式與校核公式的推導從略。講授新課直齒輪彎曲疲勞強度設計式： 注意：1）上兩式是按直齒輪強度分析所得，若為斜齒輪，右于螺旋角的影響，則式中的系數2將減小為1、6，其它不變2）復合齒形因數YFS由齒數或當量齒數查圖10-30確定四、齒輪材料的組合

4、通常齒輪材料采用軟齒面組合和硬齒面組合兩種方式。1、軟齒面組合：齒輪常用材料為優質中碳鋼，一般選用正火或調質熱處理。為了使小齒輪的承載能力能與大齒輪接近，小齒輪的材料要優于大齒輪。對于直齒輪，小齒輪的齒面硬度一般要高于大齒輪齒面硬度20-25HBS，對于斜齒輪，則要高于40-50HBS。一般傳動齒輪多采用這種組合。2、硬齒面組合：齒輪材料選用合金鋼，一般選用表面淬火、表面滲碳淬火等熱處理方式。小齒輪材料優于大齒輪，兩齒輪的齒面硬度可大致相同。一般傳動尺寸受結構限制的齒輪采用這種組合方式。五、齒輪的結構設計齒輪的結構設計通常是先按齒輪的直徑大小選定合適的結構型式，然后再根據推薦的經驗公式和數據進行結構設計。齒輪常用的結構型式有以下幾種：1、齒輪軸：對于直徑較小的鋼制齒輪，當齒輪的頂圓直徑da小于軸孔直徑的2倍，或圓柱齒輪齒根圓至鍵槽底部的距離2、5m (斜齒輪為mn)將齒輪與軸做成一整體，稱為齒輪軸2、鍛造齒輪：齒輪與軸分開制造時，齒輪采用鍛造結構。當da200mm時，圓柱齒輪采用實心式；當da500mm，采用腹板式3、鑄造齒輪：當齒輪的頂圓直徑da>400500mm時，由于齒輪尺寸大且重，不便鍛造，齒輪采用鑄造結構。當400mm<da500mm時，采用腹板式圖，當