第十章

齒

輪

傳

動第一節齒輪傳動的失效形式和計算準則第二節齒輪的材料及熱處理第三節齒輪傳動的精度第四節直齒圓柱齒輪傳動的作用力及計算載荷第五節直齒圓柱齒輪傳動的強度計算第六節斜齒圓柱齒輪傳動的強度計算第七節直齒圓錐齒輪傳動的強度計算第八節齒輪的結構第九節齒輪傳動的潤滑及效率第十節圓弧齒輪傳動簡介第十一節漸開線圓柱齒輪傳動計算輔助設計簡介機

械

設

計

基

礎10第一節齒輪傳動的失效形式和計算準則

齒輪傳動的失效形式⒈輪齒折斷⒉疲勞點蝕⒊齒面膠合⒋齒面磨粒磨損⒌齒面塑性變形開式傳動齒輪外露，不能保證良好潤滑，且灰塵、雜質易使齒面較快磨損，因而只宜用于低速傳動。半式傳動齒輪封閉，可保證良好潤滑、密封和工作環境。10第二節齒輪的材料及熱處理

常用的齒輪材料是鋼、鑄鐵，有時也采用非金屬材料。一、鋼及其熱處理優質碳素鋼合金結構鋼表面淬火滲碳淬火調質正火滲氮軟齒面鑄鋼毛坯10二、鑄鐵三、非金屬材料

一般用于高速、輕載的齒輪傳動。可以明顯降低噪聲。常用材料有尼龍、夾布膠木等。灰鑄鐵：鑄造性能、加工性能、減磨性能、抗點蝕和抗膠合性能均較好；但抗彎強度、耐沖擊和面磨損性能較差。球墨鑄鐵：有較高的力學性能，有時用來代替鑄鋼。1010第三節齒輪傳動的精度

漸開線圓柱齒輪和錐齒輪精度有12個精度等級；

根據運動準確性、傳動平穩性和載荷分布均勻性的要求，每個等級的公差分三組。10第四節直齒圓柱齒輪傳動的作用力及計算載荷

一、齒輪上的作用力10圓周力徑向力法向力作用在主動輪和從動輪上各對力的大小相等，方向相反（如右圖）。10二、計算載荷修正載荷的系數，包括使用系數KA、動載系數KV、齒間載荷分配系數Kα及齒向載荷分布系數Kβ。

則⒈使用系數KA

考慮齒輪嚙合時外部因素引起的附加動載荷影響的系數。1010⒉動載系數KV

考慮齒輪制造精度、運轉速度對輪齒內部附加動載荷影響的系數。10⒊齒間載荷分配系數Kα

考慮同時嚙合的各對輪齒是載荷分配不均勻影響的系數。10⒋齒向載荷分配系數Kβ

考慮沿齒寬方向載荷分布不均對應力影響的系數。1010第五節直齒圓柱齒輪傳動的強度計算一、輪齒彎曲疲勞強度計算⒈計算依據⒉齒根彎曲應力計算式中10齒根計算彎曲應力為10⒊輪齒彎曲疲勞強度計算導出按模數設計的公式10⒋輪齒彎曲疲勞許用應力101010二、齒面接觸疲勞強度計算⒈計算依據⒉齒面接觸應力計算整理后，齒面接觸疲勞的理論應力10小輪大輪10⒊齒面接觸疲勞強度計算設計公式為⒋輪齒接觸疲勞許用應力101010⒈小齒輪齒數z1的選擇⒉齒寬系數φd的選擇⒊模數的選擇⒋對修正載荷、修正計算應力、修正許用應力的系數和疲勞極限等數據⒌設計步驟10三、齒輪傳動設計參數的選擇和設計步驟設計要求：確定齒輪傳動的主要參數、幾何尺寸、齒輪結構、精度等級，最后繪出工作圖。1)選擇齒輪材料、熱處理及精度等級2)承載能力計算3)當用設計公式初步計算齒輪的分度圓直徑d1時的各系數4)計算齒輪的幾何尺寸5)確定齒輪的結構尺寸6)繪制齒輪的工作圖10第六節斜齒圓柱齒輪傳動的強度計算一、輪齒的受力分析1010二、齒根彎曲疲勞強度計算核算公式設計公式10三、齒面接觸疲勞強度計算核算公式設計公式1010第七節直齒圓錐齒輪傳動的強度計算一、輪齒上的作用力1010二、輪齒彎曲疲勞強度計算核算公式設計公式10三、齒面接觸疲勞強度計算核算公式設計公式10第八節齒輪的結構一、鍛造齒輪⒈齒輪軸10⒉盤式齒輪10⒊輻板式齒輪10二、鑄造齒輪1010第九節齒輪傳動的潤滑及效率一、齒輪傳動的潤滑⒈閉式齒輪傳動的潤滑⑴潤滑方式的選擇10⑵潤滑油的選擇⒉開式齒輪傳動的潤滑——人工定期加油潤滑10二、齒輪傳動的效率閉式齒輪傳動的功率損耗包括：總效率為輪齒嚙合磨擦損耗軸承中的磨擦損耗齒輪的攪油損耗1010第十節圓弧齒輪傳動簡介一、單圓弧齒輪傳動10圓弧齒輪傳動具有下列特點：1)圓弧齒嚙合時，理論上為點接觸，實際摩合后為面接觸。2)單圓弧齒嚙合傳動時，只有一條平行于齒輪軸線的嚙合線。3)比漸開線齒輪具有較高的抗疲勞點蝕能力。4)有利于油膜形成，齒面磨損小，磨擦損失小，傳動效率高。5)無根切現象，小齒輪齒數可以很少，因此可減少齒輪尺寸。6)加工主要為滾切，且只需一把滾刀。10二、雙圓弧齒輪傳動10第十一節漸開線圓柱齒輪傳動計算機輔助設計（CAD）簡介一、確定適用范圍1)齒面硬度<350HBS允許輪齒表面有一定的點蝕；2)模數m=1~50mm之間（第一