案例導入已知條件:兩班制，載荷較平穩空載起動，單向運轉速度允差±5%。要求:設計齒輪傳動帶式運輸機傳動裝置設計（續）表1標準模數系列（摘自GB1357-1987）（mm）第一系列1

1.25

1.5

2

2.5

3

4

5

6

8

10

12

162025324050第二系列1.75

2.25

2.75（3.25）3.5（3.75）4.5

5.5（6.5）7

9（11）14

18

22

28（30）36

451.本表適用于漸開線圓柱齒輪，對斜齒輪是指法向模數。2.優先選用第一系列，其次是第二系列，括號內模數盡可能不用齒輪的幾何尺寸計算齒頂圓直徑da=d+2ha=(z+2ha*)m齒根圓df=d-2hf=(z-2ha*-2c*)m齒厚與齒槽寬

s=

e=

πm/2齒距p=πm分度圓直徑d=mz齒頂高ha=ha*m齒根高hf=(ha*+c*)m齒全高h=ha+hf=(2ha*+c*)m基圓db=dcosα基圓齒距與法向齒距pb=pn=pcosα齒輪材料與精度選擇材料牌號熱處理方法強度極限σb/MPa屈服極限σs/MPa硬度/HBW齒芯部齒面HT250250170~241HT300300187~255HT350350197~269QT500-5正火500147~241QT600-2600229~302ZG310-570580320156~217ZG340-640650350169~22945580290162~217ZG340-640調質700380241~26945650360217~25530CrMnSi1100900310~360表2

齒輪常用材料及其力學性能材料牌號熱處理方法強度極限σb/MPa屈服極限σs/MPa硬度/HBW齒芯部齒面35SiMn調質750450217~26938SiMnMo700550217~26940Cr700500241~28645調質后表面淬火750450217~25540~50HRC40Cr900650241~28648~55HRC20Cr滲碳后淬火65040030058~62HRC20CrMnTi110085012Cr2Ni4110085032020Cr2Ni41200110035035CrAlA調質后氮化（氮化層厚度δ≥0.3~0.5mm）950750255~321>850HV38CrMoAlA1000850精度等級圓周速度v/（m/s）應用舉例直齒圓柱齒輪斜齒圓柱齒輪直齒圓錐齒輪6高精度≤15≤30≤9在高速、重載下工作的齒輪傳動，如機床、汽車和飛機中的重要齒輪；分度機構的齒輪；高速減速器的齒輪7精密≤10≤20≤6在高速、中載或中速、重載下工作的齒輪傳動，如標準系列減速器的齒輪；機床和汽車變速箱中的齒輪8中等精度≤5≤9≤3一般機械中的齒輪傳動，如機床、汽車和拖拉機中的一般齒輪；起重機械中的齒輪；農業機械中的重要齒輪9低精度≤3≤6≤2.5在低速、重載下工作的齒輪，粗糙工作機械中的齒輪表3

常用齒輪傳動精度等級及其應用輪齒的計算載荷原動機工作機的載荷特性平穩和比較平穩中等沖擊大的沖擊電動機、汽輪機1~1.21.2~1.61.6~1.8多缸內燃機1.2~1.61.6~1.81.9~2.1單缸內燃機1.6~1.81.8~2.02.2~2.4表4

載荷系數K注：斜齒、圓周速度低、精度高、齒寬小時取小值；直齒、圓周速度高、精度低、齒寬大時取大值。齒輪在兩軸承間對稱布置時取小值；齒輪在兩軸承間不對稱布置及懸臂布置時取大值。校核式設計式u—齒數比，+用于外嚙合，－用于內嚙合b—接觸齒寬，mmΦd—齒寬系數表10-7對于鋼制齒輪：齒面接觸疲勞強度：KHN－接觸疲勞壽命系數，見圖10-23（應力循環次數N=60njLh）

j－齒輪轉一圈時，同一齒面的嚙合次數（j1=1;j2=1/i）σ

Hlim－試驗齒輪的接觸疲勞極限，見圖10-25d；

SH－接觸強度計算的安全系數，一般SH=1；亦見下表10-5(補)。表10-5(補)

安全系數SH和SF安全系數軟齒面（≤350HBW）硬齒面（>350HBW）重要的傳動、滲碳淬火齒輪或鑄鐵齒輪SH1.0~1.11.1~1.21.3SF1.3~1.41.4~1.61.6~2.2代入較小值許用接觸應力式（10-14）校核式設計式YFa—外齒輪齒形系數圖10-17Ysa—外齒輪應力修正系數圖10-18m—模數，mm齒根彎曲疲勞強度計算KFN－彎曲疲勞壽命系數圖10-22σFlim－試驗齒輪的彎曲疲勞極限，由圖10-24c查得；

SF－彎曲強度計算的安全系數，由表10-5(補)查得。許用彎曲應力代較大值1．齒數比u單級u≤5~7，常用

u=3~5；u>7，常用多級傳動參數選擇為避免根切，標準齒輪z≥17；閉式軟齒面，為平穩和減小加工量，z1=20~40；閉式硬齒面，速度高，為平穩，z1=20~40；開式傳動，為耐磨，z1=17~20；為使齒面磨損均勻，z1、z2應互質；2．齒數z3.模數mm應取標準值；動力齒輪，m≥2mm；普通減速器、機床及汽車變速箱，m=2~8mm。4．齒寬系數?d

表10-7?d大，齒輪寬，直徑小，但載荷分布愈不均勻。b1b2b1=b2+（5~10）mm一、圓柱齒輪的結構齒輪軸x＜

2mtmt端面模數實心式x≥

2mtda≤160mm腹板式(160mm＜da≤500mm)輪輻式(da＞400mm)閉式，油池潤滑(v≤12m/s)最低油面=全齒高≥10mm最高油面≤(1/3～1/6)r噴油潤滑(v＞12m/s)潤滑方式：開式，人工定期(油或脂)潤滑目的：減小摩擦、磨損，冷卻散熱，防銹、減振等二、齒輪傳動的潤滑潤滑油粘度選擇一對鋼制標準斜齒輪2.齒面接觸疲勞強度計算校核式設計式斜齒圓柱齒輪傳動參數符號意義同直齒圓柱齒輪彈性影響系數ZE

表10-5校核式設計式按法面當量直齒圓柱齒輪計算3.齒根彎曲疲勞強度計算斜齒圓柱齒輪傳動參數符號意義同直齒圓柱齒輪，YFa,Ysa按當量齒數zV=z/cos3β查取圖10-17,10-18案例分析已知條件:兩班制，載荷較平穩空載起動，單向運轉速度允差±5%。要求:設計斜齒輪傳動設計步驟與方法例題標準斜齒圓柱齒輪傳動設計

1.選定齒輪的精度等級和材料（與直齒輪例題相同，以便比較）1）選擇精度等級估計圓周速度不大于9m/s，初選8級精度2）選擇材料、熱處理查表9-4，選軟齒面小齒輪：45鋼，調質，硬度230HBW；大齒輪：45鋼，正火，硬度190HBW；硬度差40HBW，合適。、

、例題標準斜齒圓柱齒輪傳動設計2.按齒面接觸疲勞強度設計例題標準斜齒圓柱齒輪傳動設計查圖9-30c查表9-7查表9-6例題標準斜齒圓柱齒輪傳動設計3.確定基本參數，計算主要尺寸例題標準斜齒圓柱齒輪傳動設計初選螺旋角ββ=8～20°，取β=12°模數m≥2mm齒數z1=20~40m=2mm，z1≥

29m=2.5mm，z1≥23m=3mm，z1≥19例題標準斜齒圓柱齒輪傳動設計z2=iz1=4.4×29=127.6≈128m=2mm，z1=29取a=160mm例題標準斜齒圓柱齒輪傳動設計4.校核齒根彎曲疲勞強度例題標準斜齒圓柱齒輪傳動設計查表9-8mn=2mm例題標準斜齒圓柱齒輪傳動設計查圖9-32c查表9-7安全!5.驗算圓周速度故選擇8級精度合適。例題標準斜齒圓柱齒輪傳動設計6.計算齒輪之間的作用力圓周力徑向力軸向力孔板式da1=63.108mm例題標準斜齒圓柱齒輪傳動設計齒輪軸7.齒輪結構設計da2=264.892mm油池潤滑(v=1.1m/s)8.選擇潤滑方式和潤滑劑例題標準斜齒圓柱齒輪傳動設計小齒輪材料45鋼調質230HBS大齒輪材料45鋼正火190HBS精度8z129z2128m2mmβ11°6′45″a160mmd1

d259.108mm，260.892mmda1

da263.108mm，264.892mmdf1

df254.108mm，255.892mmb1

b270mm，64mm設計結果例題標準斜齒圓柱齒輪傳動設計參數直齒輪斜齒輪小齒輪材料45鋼調質230HBS45鋼調質230HBS大齒輪材料45鋼正火190HBS45鋼正火190HBS精度88z13229z2141128m2mm2mmβ011°6′45″a173mm160mmd1

d264mm，282mm59.108mm，260.892mmda1

da268mm，286mm63.108mm，264.892mmdf1

df259mm，277mm54.108mm，255.892mmb1

b275mm，70mm70mm，64mm例題標準斜齒圓柱齒輪傳動設計試驗齒輪的接觸疲勞極限σHlim試驗齒輪的彎曲疲勞極限σFlim材料牌號熱處理方法強度極限σb/MPa屈服極限σs/MPa硬度/HBW齒芯部齒面HT250250170~241HT300300187~255HT350350197~269QT500-5正火500147~241QT600-2600229~302ZG310-570580320156~217ZG340-640650350169~22945580290162~217ZG340-640調質700380241~26945650360217~25530CrMnSi1100900310~360表9-4齒輪常用材料及其力學性能例題標準直齒圓柱齒輪傳動設計試驗齒輪的接觸疲勞極限σHlim小齒輪：45鋼調質，硬度230HBS大齒輪：45鋼正火，硬度190HBS試驗齒輪的彎曲疲勞極限σFlim小齒輪：45鋼調質，硬度230HBS大齒輪：45鋼正火，硬度190HBS表9-7安全系數SH和SF安全系數軟齒面（≤350HBW）硬齒面（>350HBW）重要的傳動、滲碳淬火齒輪或鑄鐵齒輪SH1.0~1.11.1~1.21.3SF1.3~1.41.4~1.61.6~2.2例題標準直齒圓柱齒輪傳動設計原動機工作機的載荷特性平穩和比較平穩中等沖擊大的沖擊電動機、汽輪機1~1.21.2~1.61.6~1.8多缸內燃機1.2~1.61.6~1.81.9~2.1單缸內燃機1.6~1.81.8~2.02.2~2.4表9-6載荷系數K注：斜齒、圓周速度低、精度高、齒寬小時取小值；直齒、圓周速度高、精度低、齒寬大時取大值。齒輪在兩軸承間對稱布置時取小值；齒輪在兩軸承間不對稱布置及懸臂布置時取大值。例題標準直齒圓柱齒輪傳動設計K=1.1表9-1標準模數系列（摘自GB1357-1987）（mm）第一系列1

1.25

1.5

2

2.5

3

4

5

6

8

10

12

162025324050第二系列1.75

2.25

2.75（3.25）3.5（3.75）4.5

5.5（6.5）7

9（11）14

18

22

28（30）36

451.本表適用于漸開線圓柱齒輪，對斜齒輪是指法向模數。2.優先選用第一系列，其次是第二系列，括號內模數盡可能不用例題標準直齒圓柱齒輪傳動設計精度等級圓周速度v/(m/s)應用舉例直齒圓柱齒輪斜齒圓柱齒輪直齒錐齒輪

6(高精度)≤15≤30≤9在高速、重載下工作的齒輪傳動，如機床、汽車和飛機中的重要齒輪；分度機構的齒輪；高速減速器的齒輪

7（精密）≤10≤20≤6在高速、中載或中速、重載下工作的齒輪傳動，如標準減速器的齒輪；機床和汽車變速器中的齒輪

8(中等精度)≤5≤9≤3一般機械中的齒輪傳動，如機床、汽車和拖拉機中一般齒輪；起重機中的齒輪；農業機械中的重要齒輪

9(低精度)≤3≤6≤2.5在低速、重載下工作的齒輪，粗糙工作機械中的齒輪表9-5常用齒輪傳動精度等級及其應用例題標準直齒圓柱齒輪傳動設計斜:zV=z/cos3β錐:zV=z/cosδ齒形系數與m無關，與齒數和壓力角有關。

z↑→YFs↓σF↓z(zv)17181920212223242526272829YF2.972.912.852.802.762.722.692.652.622.602.572.552.53z(zv)303540455060708090100150200∞YF2.522.452.402.352.322.282.242.222.202.182.142.122.06表9-8標準外齒輪的齒形系數YF第九節標準直齒圓柱齒輪傳動的強度計算斜:zV=z/cos3β錐:zV=Z/cosδ齒形系數與m無關，與齒數和壓力角有關。

z↑→YFs↓σF↓z(zv)17181920212223242526272829YF2.972.912.852.802.762.722.692.652.622.602.572.552.53z(zv)303540455060708090100150200∞YF2.522.452.402.3