齒輪傳動(dòng)(第九版)課件

第十章齒輪傳動(dòng)§10-1概述§10-2齒輪傳動(dòng)的失效形式和設(shè)計(jì)準(zhǔn)則§10-3齒輪的材料、熱處理及結(jié)構(gòu)§10-4直齒圓柱齒輪傳動(dòng)的受力分析及計(jì)算載荷§10-5直齒圓柱齒輪傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算

第十章齒輪傳動(dòng)§10-6斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算§10-7直齒圓錐齒輪傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算§10-8齒輪傳動(dòng)的潤(rùn)滑第十章齒輪傳動(dòng)§10-1概述§10-2齒輪傳動(dòng)的失效§10-1（概述，特點(diǎn)）§10-1概述

§10-1概述

優(yōu)點(diǎn)：

缺點(diǎn)：制造、安裝精度要求高；不宜用于遠(yuǎn)距離傳動(dòng)。一.特點(diǎn)傳動(dòng)比準(zhǔn)確（瞬時(shí)傳動(dòng)比為常數(shù)）；傳動(dòng)效率高；適用范圍廣；可傳遞空間任意兩軸間的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力；結(jié)構(gòu)緊湊，工作可靠，壽命長(zhǎng)?！?0-1（概述，特點(diǎn)）§10-1概述§10-1概述§10-1（類型、基本要求）§10-1概述

二.類型開(kāi)式傳動(dòng)——齒輪是外露的，易于落入灰塵，不能保證良好潤(rùn)滑，易磨損，宜用于低速傳動(dòng)。閉式傳動(dòng)——齒輪裝在密封的箱體內(nèi)，能保證良好的潤(rùn)滑，應(yīng)用廣。

半開(kāi)式傳動(dòng)——有簡(jiǎn)易的防塵罩。三.基本要求傳動(dòng)平穩(wěn)、準(zhǔn)確——瞬時(shí)傳動(dòng)比為常數(shù)，連續(xù)傳動(dòng)；有足夠的強(qiáng)度——涉及齒輪材料、載荷、尺寸等?！?0-1（類型、基本要求）§10-1概述二.類型三.基§10-2（一.工作情況分析）§10-2齒輪傳動(dòng)的失效形式和設(shè)計(jì)準(zhǔn)則

§10-2齒輪傳動(dòng)的失效形式和設(shè)計(jì)準(zhǔn)則一.工作情況分析§10-2（一.工作情況分析）§10-2齒輪傳動(dòng)的失效形式1.齒折斷——體失效原因：齒根彎曲強(qiáng)度不足。裂紋始于齒根受拉側(cè)?！?0-2（二.失效形式，折斷）§10-2齒輪傳動(dòng)的失效形式和設(shè)計(jì)準(zhǔn)則

二.失效形式疲勞折斷過(guò)載折斷1.齒折斷——體失效§10-2（二.失效形式，折斷）§10-§10-2（折斷）§10-2齒輪傳動(dòng)的失效形式和設(shè)計(jì)準(zhǔn)則

全齒折斷——齒寬小的直齒輪局部折斷——齒寬大的直齒輪或斜齒輪措施：（1）改變材料及熱處理，提高彎曲強(qiáng)度；（2）減小齒根應(yīng)力集中(r，Ra，強(qiáng)化處理)；（3）提高輪芯韌性；（4）減小偏載，增大軸及支承剛度。§10-2（折斷）§10-2齒輪傳動(dòng)的失效形式和設(shè)計(jì)準(zhǔn)則§10-2（磨損、點(diǎn)蝕）§10-2齒輪傳動(dòng)的失效形式和設(shè)計(jì)準(zhǔn)則

2.齒面磨損（磨粒磨損）——面失效

原因

原因：齒面在反復(fù)接觸應(yīng)力作用下，產(chǎn)生疲勞裂紋，隨著應(yīng)力循環(huán)次數(shù)增加，疲勞裂紋擴(kuò)展，進(jìn)而脫落，形成小坑，零件表面出現(xiàn)麻點(diǎn)。是開(kāi)式傳動(dòng)的主要失效形式。措施：（1）提高齒面硬度；（2）將開(kāi)式改為閉式；（3）經(jīng)常換油。3.齒面點(diǎn)蝕§10-2（磨損、點(diǎn)蝕）§10-2齒輪傳動(dòng)的失效形式和設(shè)計(jì)原因：（1）受力大、綜合曲率半徑較??；（2）相對(duì)滑動(dòng)速度低，不易形成潤(rùn)滑油膜?！?0-2（點(diǎn)蝕）§10-2齒輪傳動(dòng)的失效形式和設(shè)計(jì)準(zhǔn)則

點(diǎn)蝕發(fā)生在節(jié)線附近靠齒根面上。點(diǎn)蝕是閉式傳動(dòng)的主要失效形式,開(kāi)式傳動(dòng)沒(méi)有點(diǎn)蝕現(xiàn)象。措施：（1）提高齒面硬度，降低表面粗糙度；（2）增大綜合曲率半徑（加大齒輪直徑等）；（3）注意潤(rùn)滑油的粘度。原因：§10-2（點(diǎn)蝕）§10-2齒輪傳動(dòng)的失效形式和設(shè)計(jì)4.齒面膠合§10-2（膠合）§10-2齒輪傳動(dòng)的失效形式和設(shè)計(jì)準(zhǔn)則

原因

膠合易發(fā)生在齒頂與齒根處。措施：（1）減小相對(duì)滑動(dòng)速度；（2）合理選擇齒輪副材料；（3）用抗膠合潤(rùn)滑油；（4）減小表面粗糙度。4.齒面膠合§10-2（膠合）§10-2齒輪傳動(dòng)的失效形式

原因§10-2（齒面塑變）§10-2齒輪傳動(dòng)的失效形式和設(shè)計(jì)準(zhǔn)則

5.齒面塑變主動(dòng)輪從動(dòng)輪措施:（1）提高齒面硬度；（2）提高潤(rùn)滑油粘度等。§10-2（齒面塑變）§10-2齒輪傳動(dòng)的失效形式和設(shè)計(jì)準(zhǔn)§10-2（三.設(shè)計(jì)準(zhǔn)則）§10-2齒輪傳動(dòng)的失效形式和設(shè)計(jì)準(zhǔn)則

2.開(kāi)式傳動(dòng)三.設(shè)計(jì)準(zhǔn)則軟齒面(HBS≤350)齒折斷按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)，再校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度。硬齒面(HBS>350)齒折斷按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)，再校核齒面接觸疲勞強(qiáng)度。齒折斷只進(jìn)行彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)，考慮磨損，將模數(shù)加大10～20%。齒面點(diǎn)蝕——齒面接觸疲勞強(qiáng)度；齒折斷——齒根彎曲疲勞強(qiáng)度。1.閉式傳動(dòng)點(diǎn)蝕膠合(不完善)點(diǎn)蝕膠合(不完善)磨粒磨損(不完善)§10-2（三.設(shè)計(jì)準(zhǔn)則）§10-2齒輪傳動(dòng)的失效形式和設(shè)§10-3（一.齒輪的材料）§10-3齒輪的材料、熱處理及結(jié)構(gòu)

§10-3齒輪的材料、熱處理及結(jié)構(gòu)鋼鍛鋼——45、40Cr、20CrMnTi鑄鋼——ZG230-450、ZG270-500常用用于大尺寸齒輪鑄鐵——HT200、QT500-5用于低速、輕載、不重要等非金屬——尼龍、塑料用于高速、輕載、低噪聲一.材料要求：（1）齒面硬，輪芯韌；（2）易加工，熱處理變形小。

常用材料：§10-3（一.齒輪的材料）§10-3齒輪的材料、熱處理及§10-3（二.熱處理）§10-3齒輪的材料、熱處理及結(jié)構(gòu)

二.熱處理1.軟齒面（HBS≤350）調(diào)質(zhì)——HBS220～350正火——HBS160～210

特點(diǎn)：制造簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)，但齒面強(qiáng)度低。應(yīng)用：用于一般機(jī)械中，小批量生產(chǎn)，對(duì)傳動(dòng)尺寸沒(méi)有嚴(yán)格限制時(shí)。2.硬齒面（HBS>350）[σH]承載能力，耐磨性傳動(dòng)尺寸，重量

特點(diǎn)：齒面硬注意：為了減小膠合的危險(xiǎn)，軟齒面配對(duì)齒輪要有硬度差：HBS1=HBS2+(30～50）。§10-3（二.熱處理）§10-3齒輪的材料、熱處理及結(jié)構(gòu)§10-3（二.熱處理）§10-3齒輪的材料、熱處理及結(jié)構(gòu)

應(yīng)用：用于高速、重載及精密機(jī)械。（1）整體淬火（中碳鋼、中碳合金鋼）

——齒面硬，輪芯脆，齒變形大；不能承受沖擊載荷，齒要磨。（2）表面淬火（中碳鋼、中碳合金鋼）

——齒面硬，輪芯韌，齒變形不大；能承受一定沖擊載荷，齒可不磨。（3）滲碳淬火（低碳鋼、低碳合金鋼）

——齒面特硬，輪芯韌，齒變形大；能承受大的沖擊載荷，齒要磨。（4）化學(xué)熱處理（氮化、氰化）

——齒面特硬，但硬化層薄，輪芯韌，齒變形??；不耐沖擊載荷，用于難磨削的齒輪。§10-3（二.熱處理）§10-3齒輪的材料、熱處理及結(jié)構(gòu)§10-3（三.齒輪結(jié)構(gòu)）§10-3齒輪的材料、熱處理及結(jié)構(gòu)

三.齒輪結(jié)構(gòu)

齒輪軸

實(shí)心式齒輪§10-3（三.齒輪結(jié)構(gòu)）§10-3齒輪的材料、熱處理及結(jié)§10-3（齒輪結(jié)構(gòu)2）§10-3齒輪的材料、熱處理及結(jié)構(gòu)

腹板式齒輪

輪輻式齒輪§10-3（齒輪結(jié)構(gòu)2）§10-3齒輪的材料、熱處理及結(jié)構(gòu)§10-4（一.受力分析）§10-4直齒圓柱齒輪傳動(dòng)的受力分析及計(jì)算載荷

§10-4直齒圓柱齒輪傳動(dòng)的受力分析及計(jì)算載荷一.受力分析已知：P1，n1，齒輪的幾何尺寸。求：齒輪的受力？（大小、方向、作用點(diǎn)）

假設(shè)：（1）以節(jié)點(diǎn)進(jìn)行分析，不計(jì)摩擦力。（2）以集中載荷代替分布載荷，力集中作用在齒寬中點(diǎn)?！?0-4（一.受力分析）§10-4直齒圓柱齒輪傳動(dòng)的受力§10-4（受力分析）§10-4直齒圓柱齒輪傳動(dòng)的受力分析及計(jì)算載荷

注意：

方向——主反從同——永朝輪心§10-4（受力分析）§10-4直齒圓柱齒輪傳動(dòng)的受力分析§10-4（二.計(jì)算載荷）§10-4直齒圓柱齒輪傳動(dòng)的受力分析及計(jì)算載荷

二.計(jì)算載荷

式中：載荷系數(shù)1.KA——使用系數(shù)（外部因素）

考慮原動(dòng)機(jī)、工作機(jī)特性及聯(lián)軸器緩沖性能等外部因素引起的動(dòng)載荷。2.KV——?jiǎng)虞d系數(shù)（內(nèi)部因素）

考慮輪齒制造誤差及嚙合時(shí)彈性變形而部因素引起的內(nèi)部附加動(dòng)載荷。

理論上：正確嚙合條件附加動(dòng)載荷

實(shí)際上：§10-4（二.計(jì)算載荷）§10-4直齒圓柱齒輪傳動(dòng)的受力§10-4（pb1<pb2）§10-4直齒圓柱齒輪傳動(dòng)的受力分析及計(jì)算載荷

當(dāng)pb1<pb2時(shí)：后一對(duì)齒偏離嚙合線提前進(jìn)入嚙合節(jié)點(diǎn)移至P’§10-4（pb1<pb2）§10-4直齒圓柱齒輪傳動(dòng)的受§10-4（pb1>pb2）§10-4直齒圓柱齒輪傳動(dòng)的受力分析及計(jì)算載荷

當(dāng)pb1>pb2時(shí)：前一對(duì)齒推遲退出嚙合節(jié)點(diǎn)移至P’§10-4（pb1>pb2）§10-4直齒圓柱齒輪傳動(dòng)的受3.Kα——齒間載荷分配系數(shù)

考慮同時(shí)嚙合的各對(duì)齒之間載荷分配不均的影響。§10-4（kα、Kβ）§10-4直齒圓柱齒輪傳動(dòng)的受力分析及計(jì)算載荷

措施：（1）提高制造精度；（2）齒頂修緣，以減小Δpb。4.Kβ——齒向載荷分布系數(shù)

考慮沿齒寬方向載荷分布不均的影響。措施：（1）提高制造、安裝精度；（2）提高軸的剛度；（3）合理布置齒輪；（4）用鼓形齒。3.Kα——齒間載荷分配系數(shù)§10-4（kα、Kβ）§10-§10-5（直齒輪強(qiáng)度計(jì)算，一.接觸強(qiáng)度）§10-5直齒圓柱齒輪傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算

§10-5直齒圓柱齒輪傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算一.齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算強(qiáng)度條件：1.求的基本公式——赫茲公式§10-5（直齒輪強(qiáng)度計(jì)算，一.接觸強(qiáng)度）§10-5直齒圓§10-5（接觸強(qiáng)度）§10-5直齒圓柱齒輪傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算

2.利用赫茲公式求齒輪的接觸應(yīng)力齒輪的σHmax

在哪？理論計(jì)算點(diǎn)：小齒輪單齒嚙合區(qū)低點(diǎn)實(shí)際計(jì)算點(diǎn)(簡(jiǎn)化計(jì)算點(diǎn))：節(jié)點(diǎn)

齒寬b§10-5（接觸強(qiáng)度）§10-5直齒圓柱齒輪傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算§10-5（接觸強(qiáng)度）§10-5直齒圓柱齒輪傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算

齒數(shù)比傳動(dòng)比

注意：減速增速故，節(jié)點(diǎn)處接觸應(yīng)力：

節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)ZH——考慮節(jié)點(diǎn)處齒廓曲率對(duì)接觸應(yīng)力的影響。α=20o

時(shí)，ZH=2.5§10-5（接觸強(qiáng)度）§10-5直齒圓柱齒輪傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算§10-5（接觸強(qiáng)度）§10-5直齒圓柱齒輪傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算

3.求4.接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算——校核式令：——齒寬系數(shù)，P206/表10-7——設(shè)計(jì)式§10-5（接觸強(qiáng)度）§10-5直齒圓柱齒輪傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算§10-5（注意點(diǎn)）§10-5直齒圓柱齒輪傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算

注意：（1）大、小齒輪接觸強(qiáng)度不同（2）公式中以T1代入，（3）影響的幾何因素（4）設(shè)計(jì)式中：二.齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算強(qiáng)度條件：1.求d1(d2或a；與m、Z單項(xiàng)無(wú)關(guān))b??§10-5（注意點(diǎn)）§10-5直齒圓柱齒輪傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算§10-5（彎曲強(qiáng)度）§10-5直齒圓柱齒輪傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算

（1）把齒看成寬度為b的懸臂梁；（2）假設(shè)全部載荷作用于齒頂，且僅由一對(duì)齒承擔(dān)載荷；理論計(jì)算點(diǎn)：?jiǎn)锡X嚙合區(qū)高點(diǎn)實(shí)際計(jì)算點(diǎn)：齒頂（3）危險(xiǎn)截面用30o切線法確定。將Fnc延長(zhǎng)至中線忽略、的影響式中§10-5（彎曲強(qiáng)度）§10-5直齒圓柱齒輪傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算§10-5（齒形系數(shù)）§10-5直齒圓柱齒輪傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算

齒形系數(shù)

齒形系數(shù)，物理意義——力作用在齒頂時(shí)，齒的幾何形狀對(duì)彎曲應(yīng)力的影響。與、γ、α

有關(guān),而與m無(wú)關(guān)與齒的大小無(wú)關(guān)，只與齒的形狀（隨齒數(shù)和變位系數(shù)而異）有關(guān)?！?0-5（齒形系數(shù)）§10-5直齒圓柱齒輪傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算

對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)齒輪，只與齒數(shù)Z有關(guān)。P200/圖10-17(改)

修正σF，引入——應(yīng)力校正系數(shù)，考慮σc、τ及齒根圓角應(yīng)力集中的影響。§10-5（彎曲強(qiáng)度）§10-5直齒圓柱齒輪傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算

故，齒根彎曲應(yīng)力：2.求注意：對(duì)稱循環(huán)極限應(yīng)力僅為脈動(dòng)循環(huán)極限應(yīng)力的70%。對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)齒輪，只與齒數(shù)Z有關(guān)。P200/圖10-1§10-5（注意點(diǎn)）§10-5直齒圓柱齒輪傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算

3.強(qiáng)度條件——校核式又：，——設(shè)計(jì)式

注意：（1）大、小齒輪彎曲強(qiáng)度不同（2）公式中以T1代入，（3）影響的幾何因素：、、§10-5（注意點(diǎn)）§10-5直齒圓柱齒輪傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算§10-5（三.主要參數(shù)選擇）§10-5直齒圓柱齒輪傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算（4）設(shè)計(jì)式中（5）傳遞動(dòng)力的齒輪m>1.5～2mm三.主要參數(shù)選擇1.和

若d1已按接觸疲勞強(qiáng)度確定，抗彎曲疲勞強(qiáng)度齒高h(yuǎn)

材料、切削量、滑動(dòng)率重合度ε傳動(dòng)平穩(wěn)

閉式軟齒面:主要取決于接觸強(qiáng)度，宜取多，

=20～40硬齒面或開(kāi)式:主要取決于彎曲強(qiáng)度，宜取少，

=17～20

§10-5（三.主要參數(shù)選擇）§10-5直齒圓柱齒輪傳動(dòng)的取，2.和§10-5（齒寬系數(shù)）§10-5直齒圓柱齒輪傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算

承載能力偏載

齒寬系數(shù)見(jiàn)P206/表10-7

考慮制造和安裝誤差，

齒寬系數(shù)若若取，2.和§10-5（齒寬系數(shù)§10-6（斜齒輪受力分析）§10-6斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算

§10-6斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算一.受力分析注意：，§10-6（斜齒輪受力分析）§10-6斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)的強(qiáng)§10-6（例1）§10-6斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算

方向——主反從同——永朝輪心

四要素:主(從)動(dòng)輪、方向、轉(zhuǎn)向、旋向例：1.主動(dòng)輪求：旋向——主動(dòng)輪用左、右手定則§10-6（例1）§10-6斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算34ⅠⅡⅢ主動(dòng)輪12§10-6（例2、3）§10-6斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算

2.求：輪2的旋向并標(biāo)出兩輪所受三個(gè)分力的方向。

注意：力應(yīng)標(biāo)在嚙合區(qū)。從動(dòng)輪2主動(dòng)輪12求：輪3的旋向，以使軸Ⅱ受軸向力較小。2223.34ⅠⅡⅢ主動(dòng)輪12§10-6（例2、3）§10-6斜齒圓作業(yè)一作業(yè)一

在圖示二級(jí)斜齒圓柱齒輪減速器中，已知：高速級(jí)齒輪Z1=21、Z2=52、mn1=3mm、β1=1207’43”，低速級(jí)齒輪Z3=27、Z4=54、mn3=5mm，輸入功率P1=10KW，n1=1450r/min，忽略效率損失，試求：（1）低速級(jí)小齒輪3的旋向，以使中間軸上的軸承所受軸向力較??；（2）低速級(jí)斜齒輪分度圓螺旋角β3為多少時(shí)，中間軸上的軸承所受軸向力完全抵消；（3）兩對(duì)齒輪各嚙合點(diǎn)處作用力的大小和方向（用三個(gè)分力表示）。作業(yè)：作業(yè)一作業(yè)一在圖示二級(jí)斜齒圓柱齒輪減速器中，已知：二.齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算利用斜齒輪的當(dāng)量直齒輪求§10-6（接觸強(qiáng)度計(jì)算）§10-6斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算

式中：（接觸線總長(zhǎng)）二.齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算§10-6（接觸強(qiáng)度計(jì)算）§10-6§10-6（接觸強(qiáng)度計(jì)算）§10-6斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算

故，齒面接觸疲勞強(qiáng)度條件：——校核式式中：——設(shè)計(jì)式§10-6（接觸強(qiáng)度計(jì)算）§10-6斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)的強(qiáng)度§10-6（彎曲強(qiáng)度計(jì)算）§10-6斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算

三.齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算利用斜齒輪的當(dāng)量直齒輪求，再螺旋角系數(shù)?！：耸健O(shè)計(jì)式

注意:（1）式中、，見(jiàn)P200/圖10-1718，（2）§10-6（彎曲強(qiáng)度計(jì)算）§10-6斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)的強(qiáng)度習(xí)題課1.1（題目）習(xí)題課

一.設(shè)計(jì)一閉式斜齒輪傳動(dòng)，已知：P=10kW，n1=960r/min，i=3.6，單向傳動(dòng)，中等沖擊載荷，齒輪對(duì)軸作對(duì)稱布置，軸剛性大，使用10年，單班制。討論：1.該傳動(dòng)是一般傳動(dòng)還是重要傳動(dòng)？2.選一般材料還是特殊材料？3.采用軟齒面還是硬齒面？4.該傳動(dòng)的主要失效形式是什么？設(shè)計(jì)準(zhǔn)則？5.按哪個(gè)強(qiáng)度準(zhǔn)則設(shè)計(jì)齒輪的主要尺寸？用哪個(gè)公式（P218/式10-17、10-20、10-22、10-24）？習(xí)題課1.1（題目）習(xí)題課一.設(shè)計(jì)一閉式斜齒輪傳習(xí)題課1.2（選材，初定d）習(xí)題課

解：一.選材料，定熱處理小齒輪：45，調(diào)質(zhì)，230HBS大齒輪：45，正火，190HBS二.按齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算1.試算式中：

習(xí)題課1.2（選材，初定d）習(xí)題課解：二.按齒面接習(xí)題課1.3習(xí)題課試算法：初估

初定

習(xí)題課1.3習(xí)題課試算法：初估初定習(xí)題課1.3習(xí)題課

取取習(xí)題課1.3習(xí)題課取取習(xí)題課1.4習(xí)題課

習(xí)題課1.4習(xí)題課習(xí)題課1.5（初定尺寸）習(xí)題課

2.初定傳動(dòng)主要尺寸及參數(shù)（1）齒數(shù)（2）模數(shù)，中心距和螺旋角取標(biāo)準(zhǔn)，取整，修正β，

習(xí)題課1.5（初定尺寸）習(xí)題課2.初定傳動(dòng)主要尺習(xí)題課1.6習(xí)題課

（3）分度圓直徑和齒寬注意：d應(yīng)精確至0.01或0.001mm。取注意：b應(yīng)取整。(4)圓周速度和精度等級(jí)

習(xí)題課1.6習(xí)題課（3）分度圓直徑和齒寬注意：d應(yīng)精確至0習(xí)題課1.7（精確計(jì)算接觸強(qiáng)度）習(xí)題課

選7級(jí)精度3.精確計(jì)算齒面接觸疲勞強(qiáng)度式中：故上述齒輪主要尺寸及參數(shù)適用。

習(xí)題課1.7（精確計(jì)算接觸強(qiáng)度）習(xí)題課選7級(jí)精度3習(xí)題課1.8（校核彎曲強(qiáng)度）習(xí)題課

三.校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度1.求

習(xí)題課1.8（校核彎曲強(qiáng)度）習(xí)題課三.校核齒根彎曲習(xí)題課1.9習(xí)題課

故：

習(xí)題課1.9習(xí)題課故：習(xí)題課1.9習(xí)題課

2.求故齒根彎曲疲勞強(qiáng)度足夠。習(xí)題課1.9習(xí)題課2.求故齒根彎曲疲勞強(qiáng)度足夠。作業(yè)二作業(yè)二

設(shè)計(jì)一由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的閉式斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)，已知P1=14kW，n1=730r/min，i=4.5，齒輪精度為8級(jí)，齒輪對(duì)軸承不對(duì)稱布置，但軸剛性較大，載荷平穩(wěn)，單向傳動(dòng)，兩班制，壽命為20年（300天/年）。作業(yè)：作業(yè)二作業(yè)二設(shè)計(jì)一由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的閉式習(xí)題課2.1習(xí)題課

1.計(jì)算兩方案的總傳動(dòng)比iΣ和iΣ’；2.計(jì)算高速級(jí)和低速級(jí)齒輪嚙合點(diǎn)的圓周力和徑向力，標(biāo)出力的方向和各軸轉(zhuǎn)向；3.哪一種方案中軸承受力較小？4.對(duì)兩種方案中高速級(jí)齒輪進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算時(shí)應(yīng)注意什么不同點(diǎn)？對(duì)低速級(jí)齒輪進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算時(shí)應(yīng)注意什么不同點(diǎn)？輸入轉(zhuǎn)矩：輸入轉(zhuǎn)速：齒輪壽命：不計(jì)齒輪傳動(dòng)和滾動(dòng)軸承效率的影響，求：

二.圖示兩種直齒圓柱齒輪傳動(dòng)方案，已知分度圓直徑：習(xí)題課2.1習(xí)題課1.計(jì)算兩方案的總傳動(dòng)比iΣ和習(xí)題課2.2習(xí)題課

解：1.計(jì)算兩方案的總傳動(dòng)比iΣ和iΣ’；習(xí)題課2.2習(xí)題課解：1.計(jì)算兩方案的總傳動(dòng)比i習(xí)題課2.3習(xí)題課

2.計(jì)算高速級(jí)和低速級(jí)齒輪嚙合點(diǎn)的圓周力和徑向力，標(biāo)出力的方向和各軸轉(zhuǎn)向；齒輪1、4每側(cè)只傳遞一半轉(zhuǎn)矩。齒輪1’、2’傳遞全部轉(zhuǎn)矩，而一對(duì)3’、4’齒輪只傳遞一半轉(zhuǎn)矩。T=9.55×106×P/n習(xí)題課2.3習(xí)題課2.計(jì)算高速級(jí)和低速級(jí)齒輪嚙合習(xí)題課2.4習(xí)題課

習(xí)題課2.4習(xí)題課習(xí)題課2.5習(xí)題課

習(xí)題課2.5習(xí)題課習(xí)題課2.6習(xí)題課

3.哪一種方案中軸承受力較??？故方案1中軸承受力較小。習(xí)題課2.6習(xí)題課3.哪一種方案中軸承受力較??？習(xí)題課2.7習(xí)題課

4.對(duì)兩種方案中高速級(jí)齒輪進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算時(shí)應(yīng)注意什么不同點(diǎn)？對(duì)低速級(jí)齒輪進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算時(shí)應(yīng)注意什么不同點(diǎn)？習(xí)題課2.7習(xí)題課4.對(duì)兩種方案中高速級(jí)齒輪進(jìn)習(xí)題課3習(xí)題課

注意：對(duì)稱循環(huán)的極限應(yīng)力為脈動(dòng)循環(huán)極限應(yīng)力的70%。三.圖示齒輪傳動(dòng)中，工作總時(shí)間為Ｌh，當(dāng)１輪和２輪分別為主動(dòng)輪時(shí)，試說(shuō)明兩輪的接觸應(yīng)力和彎曲應(yīng)力變化性質(zhì)及應(yīng)力循環(huán)次數(shù)。習(xí)題課3習(xí)題課注意：對(duì)稱循環(huán)的極限應(yīng)力為脈動(dòng)循環(huán)習(xí)題課4習(xí)題課

四.一對(duì)直齒圓柱齒輪傳動(dòng)，如果保持a、u、b、載荷、材料等不變，增加齒數(shù)，則齒面接觸應(yīng)力σH________；齒根彎曲應(yīng)力σF________。不變變大習(xí)題課4習(xí)題課四.一對(duì)直齒圓柱齒輪傳動(dòng)，§10-7（錐齒輪尺寸）§10-7直齒圓錐齒輪傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算

一.幾何尺寸計(jì)算§10-7直齒圓錐齒輪傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)——大端一般齒寬中點(diǎn)處平均分度圓直徑：錐齒輪§10-7（錐齒輪尺寸）§10-7直齒圓錐齒輪傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)§10-7（錐齒輪受力分析）§10-7直齒圓錐齒輪傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算

二.輪齒受力分析及計(jì)算載荷1.受力分析方向——主反從同——永朝輪心——小端到大端§10-7（錐齒輪受力分析）§10-7直齒圓錐齒輪傳動(dòng)的強(qiáng)§10-7§10-7直齒圓錐齒輪傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算

受力分析小結(jié)：直柱齒斜柱齒錐齒輪

例：1.標(biāo)出兩齒輪的受力。2.求輪3的旋向，以使中間軸受軸向力較小?！?0-7§10-7直齒圓錐齒輪傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算受§10-7（計(jì)算載荷）§10-7直齒圓錐齒輪傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算

2.計(jì)算載荷式中：注意

:（1）見(jiàn)P194/圖10-8，精度按低一級(jí)查，（2），即忽略（3）P196/表10-4，圖10-13§10-7（計(jì)算載荷）§10-7直齒圓錐齒輪傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算§10-7（接觸強(qiáng)度計(jì)算）§10-7直齒圓錐齒輪傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算

三.齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算利用平均分度圓處的當(dāng)量直齒圓柱齒輪計(jì)算。

直柱齒：錐齒：式中：

§10-7（接觸強(qiáng)度計(jì)算）§10-7直齒圓錐齒輪傳動(dòng)的強(qiáng)度§10-7（彎曲強(qiáng)度計(jì)算）§10-7直齒圓錐齒輪傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算

設(shè)計(jì)式：四.齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算利用平均分度圓處的當(dāng)量直齒圓柱齒輪計(jì)算。

直柱齒：錐齒：式中：設(shè)計(jì)式：

§10-7（彎曲強(qiáng)度計(jì)算）§10-7直齒圓錐齒輪傳動(dòng)的強(qiáng)度

注意:（1）見(jiàn)P200/圖10-17、18，§10-7（注意點(diǎn)）§10-7直齒圓錐齒輪傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算

（2）錐齒輪注意:（1）見(jiàn)P200/圖10-第十章齒輪傳動(dòng)§10-1概述§10-2齒輪傳動(dòng)的失效形式和設(shè)計(jì)準(zhǔn)則§10-3齒輪的材料、熱處理及結(jié)構(gòu)§10-4直齒圓柱齒輪傳動(dòng)的受力分析及計(jì)算載荷§10-5直齒圓柱齒輪傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算

第十章齒輪傳動(dòng)§10-6斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算§10-7直齒圓錐齒輪傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算§10-8齒輪傳動(dòng)的潤(rùn)滑第十章齒輪傳動(dòng)§10-1概述§10-2齒輪傳動(dòng)的失效§10-1（概述，特點(diǎn)）§10-1概述

§10-1概述

優(yōu)點(diǎn)：

缺點(diǎn)：制造、安裝精度要求高；不宜用于遠(yuǎn)距離傳動(dòng)。一.特點(diǎn)傳動(dòng)比準(zhǔn)確（瞬時(shí)傳動(dòng)比為常數(shù)）；傳動(dòng)效率高；適用范圍廣；可傳遞空間任意兩軸間的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力；結(jié)構(gòu)緊湊，工作可靠，壽命長(zhǎng)?！?0-1（概述，特點(diǎn)）§10-1概述§10-1概述§10-1（類型、基本要求）§10-1概述

二.類型開(kāi)式傳動(dòng)——齒輪是外露的，易于落入灰塵，不能保證良好潤(rùn)滑，易磨損，宜用于低速傳動(dòng)。閉式傳動(dòng)——齒輪裝在密封的箱體內(nèi)，能保證良好的潤(rùn)滑，應(yīng)用廣。

半開(kāi)式傳動(dòng)——有簡(jiǎn)易的防塵罩。三.基本要求傳動(dòng)平穩(wěn)、準(zhǔn)確——瞬時(shí)傳動(dòng)比為常數(shù)，連續(xù)傳動(dòng)；有足夠的強(qiáng)度——涉及齒輪材料、載荷、尺寸等。§10-1（類型、基本要求）§10-1概述二.類型三.基§10-2（一.工作情況分析）§10-2齒輪傳動(dòng)的失效形式和設(shè)計(jì)準(zhǔn)則

§10-2齒輪傳動(dòng)的失效形式和設(shè)計(jì)準(zhǔn)則一.工作情況分析§10-2（一.工作情況分析）§10-2齒輪傳動(dòng)的失效形式1.齒折斷——體失效原因：齒根彎曲強(qiáng)度不足。裂紋始于齒根受拉側(cè)。§10-2（二.失效形式，折斷）§10-2齒輪傳動(dòng)的失效形式和設(shè)計(jì)準(zhǔn)則

二.失效形式疲勞折斷過(guò)載折斷1.齒折斷——體失效§10-2（二.失效形式，折斷）§10-§10-2（折斷）§10-2齒輪傳動(dòng)的失效形式和設(shè)計(jì)準(zhǔn)則

全齒折斷——齒寬小的直齒輪局部折斷——齒寬大的直齒輪或斜齒輪措施：（1）改變材料及熱處理，提高彎曲強(qiáng)度；（2）減小齒根應(yīng)力集中(r，Ra，強(qiáng)化處理)；（3）提高輪芯韌性；（4）減小偏載，增大軸及支承剛度?！?0-2（折斷）§10-2齒輪傳動(dòng)的失效形式和設(shè)計(jì)準(zhǔn)則§10-2（磨損、點(diǎn)蝕）§10-2齒輪傳動(dòng)的失效形式和設(shè)計(jì)準(zhǔn)則

2.齒面磨損（磨粒磨損）——面失效

原因

原因：齒面在反復(fù)接觸應(yīng)力作用下，產(chǎn)生疲勞裂紋，隨著應(yīng)力循環(huán)次數(shù)增加，疲勞裂紋擴(kuò)展，進(jìn)而脫落，形成小坑，零件表面出現(xiàn)麻點(diǎn)。是開(kāi)式傳動(dòng)的主要失效形式。措施：（1）提高齒面硬度；（2）將開(kāi)式改為閉式；（3）經(jīng)常換油。3.齒面點(diǎn)蝕§10-2（磨損、點(diǎn)蝕）§10-2齒輪傳動(dòng)的失效形式和設(shè)計(jì)原因：（1）受力大、綜合曲率半徑較?。唬?）相對(duì)滑動(dòng)速度低，不易形成潤(rùn)滑油膜。§10-2（點(diǎn)蝕）§10-2齒輪傳動(dòng)的失效形式和設(shè)計(jì)準(zhǔn)則

點(diǎn)蝕發(fā)生在節(jié)線附近靠齒根面上。點(diǎn)蝕是閉式傳動(dòng)的主要失效形式,開(kāi)式傳動(dòng)沒(méi)有點(diǎn)蝕現(xiàn)象。措施：（1）提高齒面硬度，降低表面粗糙度；（2）增大綜合曲率半徑（加大齒輪直徑等）；（3）注意潤(rùn)滑油的粘度。原因：§10-2（點(diǎn)蝕）§10-2齒輪傳動(dòng)的失效形式和設(shè)計(jì)4.齒面膠合§10-2（膠合）§10-2齒輪傳動(dòng)的失效形式和設(shè)計(jì)準(zhǔn)則

原因

膠合易發(fā)生在齒頂與齒根處。措施：（1）減小相對(duì)滑動(dòng)速度；（2）合理選擇齒輪副材料；（3）用抗膠合潤(rùn)滑油；（4）減小表面粗糙度。4.齒面膠合§10-2（膠合）§10-2齒輪傳動(dòng)的失效形式

原因§10-2（齒面塑變）§10-2齒輪傳動(dòng)的失效形式和設(shè)計(jì)準(zhǔn)則

5.齒面塑變主動(dòng)輪從動(dòng)輪措施:（1）提高齒面硬度；（2）提高潤(rùn)滑油粘度等。§10-2（齒面塑變）§10-2齒輪傳動(dòng)的失效形式和設(shè)計(jì)準(zhǔn)§10-2（三.設(shè)計(jì)準(zhǔn)則）§10-2齒輪傳動(dòng)的失效形式和設(shè)計(jì)準(zhǔn)則

2.開(kāi)式傳動(dòng)三.設(shè)計(jì)準(zhǔn)則軟齒面(HBS≤350)齒折斷按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)，再校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度。硬齒面(HBS>350)齒折斷按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)，再校核齒面接觸疲勞強(qiáng)度。齒折斷只進(jìn)行彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)，考慮磨損，將模數(shù)加大10～20%。齒面點(diǎn)蝕——齒面接觸疲勞強(qiáng)度；齒折斷——齒根彎曲疲勞強(qiáng)度。1.閉式傳動(dòng)點(diǎn)蝕膠合(不完善)點(diǎn)蝕膠合(不完善)磨粒磨損(不完善)§10-2（三.設(shè)計(jì)準(zhǔn)則）§10-2齒輪傳動(dòng)的失效形式和設(shè)§10-3（一.齒輪的材料）§10-3齒輪的材料、熱處理及結(jié)構(gòu)

§10-3齒輪的材料、熱處理及結(jié)構(gòu)鋼鍛鋼——45、40Cr、20CrMnTi鑄鋼——ZG230-450、ZG270-500常用用于大尺寸齒輪鑄鐵——HT200、QT500-5用于低速、輕載、不重要等非金屬——尼龍、塑料用于高速、輕載、低噪聲一.材料要求：（1）齒面硬，輪芯韌；（2）易加工，熱處理變形小。

常用材料：§10-3（一.齒輪的材料）§10-3齒輪的材料、熱處理及§10-3（二.熱處理）§10-3齒輪的材料、熱處理及結(jié)構(gòu)

二.熱處理1.軟齒面（HBS≤350）調(diào)質(zhì)——HBS220～350正火——HBS160～210

特點(diǎn)：制造簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)，但齒面強(qiáng)度低。應(yīng)用：用于一般機(jī)械中，小批量生產(chǎn)，對(duì)傳動(dòng)尺寸沒(méi)有嚴(yán)格限制時(shí)。2.硬齒面（HBS>350）[σH]承載能力，耐磨性傳動(dòng)尺寸，重量

特點(diǎn)：齒面硬注意：為了減小膠合的危險(xiǎn)，軟齒面配對(duì)齒輪要有硬度差：HBS1=HBS2+(30～50）。§10-3（二.熱處理）§10-3齒輪的材料、熱處理及結(jié)構(gòu)§10-3（二.熱處理）§10-3齒輪的材料、熱處理及結(jié)構(gòu)

應(yīng)用：用于高速、重載及精密機(jī)械。（1）整體淬火（中碳鋼、中碳合金鋼）

——齒面硬，輪芯脆，齒變形大；不能承受沖擊載荷，齒要磨。（2）表面淬火（中碳鋼、中碳合金鋼）

——齒面硬，輪芯韌，齒變形不大；能承受一定沖擊載荷，齒可不磨。（3）滲碳淬火（低碳鋼、低碳合金鋼）

——齒面特硬，輪芯韌，齒變形大；能承受大的沖擊載荷，齒要磨。（4）化學(xué)熱處理（氮化、氰化）

——齒面特硬，但硬化層薄，輪芯韌，齒變形??；不耐沖擊載荷，用于難磨削的齒輪?！?0-3（二.熱處理）§10-3齒輪的材料、熱處理及結(jié)構(gòu)§10-3（三.齒輪結(jié)構(gòu)）§10-3齒輪的材料、熱處理及結(jié)構(gòu)

三.齒輪結(jié)構(gòu)

齒輪軸

實(shí)心式齒輪§10-3（三.齒輪結(jié)構(gòu)）§10-3齒輪的材料、熱處理及結(jié)§10-3（齒輪結(jié)構(gòu)2）§10-3齒輪的材料、熱處理及結(jié)構(gòu)

腹板式齒輪

輪輻式齒輪§10-3（齒輪結(jié)構(gòu)2）§10-3齒輪的材料、熱處理及結(jié)構(gòu)§10-4（一.受力分析）§10-4直齒圓柱齒輪傳動(dòng)的受力分析及計(jì)算載荷

§10-4直齒圓柱齒輪傳動(dòng)的受力分析及計(jì)算載荷一.受力分析已知：P1，n1，齒輪的幾何尺寸。求：齒輪的受力？（大小、方向、作用點(diǎn)）

假設(shè)：（1）以節(jié)點(diǎn)進(jìn)行分析，不計(jì)摩擦力。（2）以集中載荷代替分布載荷，力集中作用在齒寬中點(diǎn)?！?0-4（一.受力分析）§10-4直齒圓柱齒輪傳動(dòng)的受力§10-4（受力分析）§10-4直齒圓柱齒輪傳動(dòng)的受力分析及計(jì)算載荷

注意：

方向——主反從同——永朝輪心§10-4（受力分析）§10-4直齒圓柱齒輪傳動(dòng)的受力分析§10-4（二.計(jì)算載荷）§10-4直齒圓柱齒輪傳動(dòng)的受力分析及計(jì)算載荷

二.計(jì)算載荷

式中：載荷系數(shù)1.KA——使用系數(shù)（外部因素）

考慮原動(dòng)機(jī)、工作機(jī)特性及聯(lián)軸器緩沖性能等外部因素引起的動(dòng)載荷。2.KV——?jiǎng)虞d系數(shù)（內(nèi)部因素）

考慮輪齒制造誤差及嚙合時(shí)彈性變形而部因素引起的內(nèi)部附加動(dòng)載荷。

理論上：正確嚙合條件附加動(dòng)載荷

實(shí)際上：§10-4（二.計(jì)算載荷）§10-4直齒圓柱齒輪傳動(dòng)的受力§10-4（pb1<pb2）§10-4直齒圓柱齒輪傳動(dòng)的受力分析及計(jì)算載荷

當(dāng)pb1<pb2時(shí)：后一對(duì)齒偏離嚙合線提前進(jìn)入嚙合節(jié)點(diǎn)移至P’§10-4（pb1<pb2）§10-4直齒圓柱齒輪傳動(dòng)的受§10-4（pb1>pb2）§10-4直齒圓柱齒輪傳動(dòng)的受力分析及計(jì)算載荷

當(dāng)pb1>pb2時(shí)：前一對(duì)齒推遲退出嚙合節(jié)點(diǎn)移至P’§10-4（pb1>pb2）§10-4直齒圓柱齒輪傳動(dòng)的受3.Kα——齒間載荷分配系數(shù)

考慮同時(shí)嚙合的各對(duì)齒之間載荷分配不均的影響?！?0-4（kα、Kβ）§10-4直齒圓柱齒輪傳動(dòng)的受力分析及計(jì)算載荷

措施：（1）提高制造精度；（2）齒頂修緣，以減小Δpb。4.Kβ——齒向載荷分布系數(shù)

考慮沿齒寬方向載荷分布不均的影響。措施：（1）提高制造、安裝精度；（2）提高軸的剛度；（3）合理布置齒輪；（4）用鼓形齒。3.Kα——齒間載荷分配系數(shù)§10-4（kα、Kβ）§10-§10-5（直齒輪強(qiáng)度計(jì)算，一.接觸強(qiáng)度）§10-5直齒圓柱齒輪傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算

§10-5直齒圓柱齒輪傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算一.齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算強(qiáng)度條件：1.求的基本公式——赫茲公式§10-5（直齒輪強(qiáng)度計(jì)算，一.接觸強(qiáng)度）§10-5直齒圓§10-5（接觸強(qiáng)度）§10-5直齒圓柱齒輪傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算

2.利用赫茲公式求齒輪的接觸應(yīng)力齒輪的σHmax

在哪？理論計(jì)算點(diǎn)：小齒輪單齒嚙合區(qū)低點(diǎn)實(shí)際計(jì)算點(diǎn)(簡(jiǎn)化計(jì)算點(diǎn))：節(jié)點(diǎn)

齒寬b§10-5（接觸強(qiáng)度）§10-5直齒圓柱齒輪傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算§10-5（接觸強(qiáng)度）§10-5直齒圓柱齒輪傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算

齒數(shù)比傳動(dòng)比

注意：減速增速故，節(jié)點(diǎn)處接觸應(yīng)力：

節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)ZH——考慮節(jié)點(diǎn)處齒廓曲率對(duì)接觸應(yīng)力的影響。α=20o

時(shí)，ZH=2.5§10-5（接觸強(qiáng)度）§10-5直齒圓柱齒輪傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算§10-5（接觸強(qiáng)度）§10-5直齒圓柱齒輪傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算

3.求4.接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算——校核式令：——齒寬系數(shù)，P206/表10-7——設(shè)計(jì)式§10-5（接觸強(qiáng)度）§10-5直齒圓柱齒輪傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算§10-5（注意點(diǎn)）§10-5直齒圓柱齒輪傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算

注意：（1）大、小齒輪接觸強(qiáng)度不同（2）公式中以T1代入，（3）影響的幾何因素（4）設(shè)計(jì)式中：二.齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算強(qiáng)度條件：1.求d1(d2或a；與m、Z單項(xiàng)無(wú)關(guān))b??§10-5（注意點(diǎn)）§10-5直齒圓柱齒輪傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算§10-5（彎曲強(qiáng)度）§10-5直齒圓柱齒輪傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算

（1）把齒看成寬度為b的懸臂梁；（2）假設(shè)全部載荷作用于齒頂，且僅由一對(duì)齒承擔(dān)載荷；理論計(jì)算點(diǎn)：?jiǎn)锡X嚙合區(qū)高點(diǎn)實(shí)際計(jì)算點(diǎn)：齒頂（3）危險(xiǎn)截面用30o切線法確定。將Fnc延長(zhǎng)至中線忽略、的影響式中§10-5（彎曲強(qiáng)度）§10-5直齒圓柱齒輪傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算§10-5（齒形系數(shù)）§10-5直齒圓柱齒輪傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算

齒形系數(shù)

齒形系數(shù)，物理意義——力作用在齒頂時(shí)，齒的幾何形狀對(duì)彎曲應(yīng)力的影響。與、γ、α

有關(guān),而與m無(wú)關(guān)與齒的大小無(wú)關(guān)，只與齒的形狀（隨齒數(shù)和變位系數(shù)而異）有關(guān)?！?0-5（齒形系數(shù)）§10-5直齒圓柱齒輪傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算

對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)齒輪，只與齒數(shù)Z有關(guān)。P200/圖10-17(改)

修正σF，引入——應(yīng)力校正系數(shù)，考慮σc、τ及齒根圓角應(yīng)力集中的影響?！?0-5（彎曲強(qiáng)度）§10-5直齒圓柱齒輪傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算

故，齒根彎曲應(yīng)力：2.求注意：對(duì)稱循環(huán)極限應(yīng)力僅為脈動(dòng)循環(huán)極限應(yīng)力的70%。對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)齒輪，只與齒數(shù)Z有關(guān)。P200/圖10-1§10-5（注意點(diǎn)）§10-5直齒圓柱齒輪傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算

3.強(qiáng)度條件——校核式又：，——設(shè)計(jì)式

注意：（1）大、小齒輪彎曲強(qiáng)度不同（2）公式中以T1代入，（3）影響的幾何因素：、、§10-5（注意點(diǎn)）§10-5直齒圓柱齒輪傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算§10-5（三.主要參數(shù)選擇）§10-5直齒圓柱齒輪傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算（4）設(shè)計(jì)式中（5）傳遞動(dòng)力的齒輪m>1.5～2mm三.主要參數(shù)選擇1.和

若d1已按接觸疲勞強(qiáng)度確定，抗彎曲疲勞強(qiáng)度齒高h(yuǎn)

材料、切削量、滑動(dòng)率重合度ε傳動(dòng)平穩(wěn)

閉式軟齒面:主要取決于接觸強(qiáng)度，宜取多，

=20～40硬齒面或開(kāi)式:主要取決于彎曲強(qiáng)度，宜取少，

=17～20

§10-5（三.主要參數(shù)選擇）§10-5直齒圓柱齒輪傳動(dòng)的取，2.和§10-5（齒寬系數(shù)）§10-5直齒圓柱齒輪傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算

承載能力偏載

齒寬系數(shù)見(jiàn)P206/表10-7

考慮制造和安裝誤差，

齒寬系數(shù)若若取，2.和§10-5（齒寬系數(shù)§10-6（斜齒輪受力分析）§10-6斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算

§10-6斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算一.受力分析注意：，§10-6（斜齒輪受力分析）§10-6斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)的強(qiáng)§10-6（例1）§10-6斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算

方向——主反從同——永朝輪心

四要素:主(從)動(dòng)輪、方向、轉(zhuǎn)向、旋向例：1.主動(dòng)輪求：旋向——主動(dòng)輪用左、右手定則§10-6（例1）§10-6斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算34ⅠⅡⅢ主動(dòng)輪12§10-6（例2、3）§10-6斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算

2.求：輪2的旋向并標(biāo)出兩輪所受三個(gè)分力的方向。

注意：力應(yīng)標(biāo)在嚙合區(qū)。從動(dòng)輪2主動(dòng)輪12求：輪3的旋向，以使軸Ⅱ受軸向力較小。2223.34ⅠⅡⅢ主動(dòng)輪12§10-6（例2、3）§10-6斜齒圓作業(yè)一作業(yè)一

在圖示二級(jí)斜齒圓柱齒輪減速器中，已知：高速級(jí)齒輪Z1=21、Z2=52、mn1=3mm、β1=1207’43”，低速級(jí)齒輪Z3=27、Z4=54、mn3=5mm，輸入功率P1=10KW，n1=1450r/min，忽略效率損失，試求：（1）低速級(jí)小齒輪3的旋向，以使中間軸上的軸承所受軸向力較小；（2）低速級(jí)斜齒輪分度圓螺旋角β3為多少時(shí)，中間軸上的軸承所受軸向力完全抵消；（3）兩對(duì)齒輪各嚙合點(diǎn)處作用力的大小和方向（用三個(gè)分力表示）。作業(yè)：作業(yè)一作業(yè)一在圖示二級(jí)斜齒圓柱齒輪減速器中，已知：二.齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算利用斜齒輪的當(dāng)量直齒輪求§10-6（接觸強(qiáng)度計(jì)算）§10-6斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算

式中：（接觸線總長(zhǎng)）二.齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算§10-6（接觸強(qiáng)度計(jì)算）§10-6§10-6（接觸強(qiáng)度計(jì)算）§10-6斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算

故，齒面接觸疲勞強(qiáng)度條件：——校核式式中：——設(shè)計(jì)式§10-6（接觸強(qiáng)度計(jì)算）§10-6斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)的強(qiáng)度§10-6（彎曲強(qiáng)度計(jì)算）§10-6斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算

三.齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算利用斜齒輪的當(dāng)量直齒輪求，再螺旋角系數(shù)?！：耸健O(shè)計(jì)式

注意:（1）式中、，見(jiàn)P200/圖10-1718，（2）§10-6（彎曲強(qiáng)度計(jì)算）§10-6斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)的強(qiáng)度習(xí)題課1.1（題目）習(xí)題課

一.設(shè)計(jì)一閉式斜齒輪傳動(dòng)，已知：P=10kW，n1=960r/min，i=3.6，單向傳動(dòng)，中等沖擊載荷，齒輪對(duì)軸作對(duì)稱布置，軸剛性大，使用10年，單班制。討論：1.該傳動(dòng)是一般傳動(dòng)還是重要傳動(dòng)？2.選一般材料還是特殊材料？3.采用軟齒面還是硬齒面？4.該傳動(dòng)的主要失效形式是什么？設(shè)計(jì)準(zhǔn)則？5.按哪個(gè)強(qiáng)度準(zhǔn)則設(shè)計(jì)齒輪的主要尺寸？用哪個(gè)公式（P218/式10-17、10-20、10-22、10-24）？習(xí)題課1.1（題目）習(xí)題課一.設(shè)計(jì)一閉式斜齒輪傳習(xí)題課1.2（選材，初定d）習(xí)題課

解：一.選材料，定熱處理小齒輪：45，調(diào)質(zhì)，230HBS大齒輪：45，正火，190HBS二.按齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算1.試算式中：

習(xí)題課1.2（選材，初定d）習(xí)題課解：二.按齒面接習(xí)題課1.3習(xí)題課試算法：初估

初定

習(xí)題課1.3習(xí)題課試算法：初估初定習(xí)題課1.3習(xí)題課

取取習(xí)題課1.3習(xí)題課取取習(xí)題課1.4習(xí)題課

習(xí)題課1.4習(xí)題課習(xí)題課1.5（初定尺寸）習(xí)題課

2.初定傳動(dòng)主要尺寸及參數(shù)（1）齒數(shù)（2）模數(shù)，中心距和螺旋角取標(biāo)準(zhǔn)，取整，修正β，

習(xí)題課1.5（初定尺寸）習(xí)題課2.初定傳動(dòng)主要尺習(xí)題課1.6習(xí)題課

（3）分度圓直徑和齒寬注意：d應(yīng)精確至0.01或0.001mm。取注意：b應(yīng)取整。(4)圓周速度和精度等級(jí)

習(xí)題課1.6習(xí)題課（3）分度圓直徑和齒寬注意：d應(yīng)精確至0習(xí)題課1.7（精確計(jì)算接觸強(qiáng)度）習(xí)題課

選7級(jí)精度3.精確計(jì)算齒面接觸疲勞強(qiáng)度式中：故上述齒輪主要尺寸及參數(shù)適用。

習(xí)題課1.7（精確計(jì)算接觸強(qiáng)度）習(xí)題課選7級(jí)精度3習(xí)題課1.8（校核彎曲強(qiáng)度）習(xí)題課

三.校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度1.求

習(xí)題課1.8（校核彎曲強(qiáng)度）習(xí)題課三.校核齒根彎曲習(xí)題課1.9習(xí)題課

故：

習(xí)題課1.9習(xí)題課故：習(xí)題課1.9習(xí)題課

2.求故齒根彎曲疲勞強(qiáng)度足夠。習(xí)題課1.9習(xí)題課2.求故齒根彎曲疲勞強(qiáng)度足夠。作業(yè)二作業(yè)二

設(shè)計(jì)一由電動(dòng)機(jī)驅(qū)