北京化工大学：《机械设计》课程教学资源（PPT课件）第十章 齿轮传动（1/2）

ity of C 第十章齿轮传动 §10-1概述 齿轮传动是机械传动中最重要的传动之一。 型式很多，应用广泛，传递的功率可达近十万千 瓦，圆周速度可达200m/s

第十章 齿轮传动 ◼ §10—1 概 述 ◼ 齿轮传动是机械传动中最重要的传动之一。 型式很多，应用广泛，传递的功率可达近十万千 瓦，圆周速度可达200m／s

ity of C §10-1概述（续）

§10—1 概 述（续）

ity of C §10一1概述（续) ■优点 1)效率高， 在常用的机械传动中，以齿轮传动的效率为最 高。一级圆柱齿轮传动的效率可达99%。 ■2)结构紧凑 在同样的使用条件下，齿轮传动所需的空间 尺寸一般较小。 ·3)工作可靠、寿命长设计制造正确合理、使用维护良 好的齿轮传动，工作十分可靠，寿台可长达一、二十年，这也 是其它机械传动所不能比拟的。 ■4)传动比稳定传动比稳定往往是对传动性能的基本要 求。齿轮传动获得广泛应用，也就是由于具有这一特点

◼ 优点 ： ◼ 1)效率高 在常用的机械传动中，以齿轮传动的效率为最 高。一级圆柱齿轮传动的效率可达99％。 ◼ 2)结构紧凑 在同样的使用条件下，齿轮传动所需的空间 尺寸一般较小。 ◼ 3)工作可靠、寿命长 设计制造正确合理、使用维护良 好的齿轮传动，工作十分可靠，寿台可长达一、二十年，这也 是其它机械传动所不能比拟的。 ◼ 4)传动比稳定 传动比稳定往往是对传动性能的基本要 求。齿轮传动获得广泛应用，也就是由于具有这一特点。 §10—1 概 述（续）

of C §10一1概述（续） 缺点： 制造及安装精度要求高，价格较贵，且 不宜用于传动距离过大的场合

◼ 缺点： ◼ 制造及安装精度要求高，价格较贵，且 不宜用于传动距离过大的场合。 §10—1 概 述（续）

ity of C §10一1概述（续) 开式齿轮传动：没有防尘罩或机壳，齿轮完全暴 露在外边。应用举例：农业机械、建筑机械以及 简易的机械设备。外界杂物极易侵入，润滑不良 工作条件不好，轮齿也容易磨损，故只宜用于低 速传动。 。 半开式齿轮传动：装有简单的防护罩，有时还把 大齿轮部分地浸入油池中。工作条件虽有改善 但不能做到严密防止外界杂物侵入，润滑条件也 不算最好。 闭式齿轮传动：装在经过精确加工而且封闭严密 的箱体（机匣）内。与开式或半开式的相比，润滑 及防护等条件最好，多用于重要的场合

◼ 开式齿轮传动：没有防尘罩或机壳，齿轮完全暴 露在外边。应用举例：农业机械、建筑机械以及 简易的机械设备。外界杂物极易侵入，润滑不良， 工作条件不好，轮齿也容易磨损，故只宜用于低 速传动。 ◼ 半开式齿轮传动：装有简单的防护罩，有时还把 大齿轮部分地浸入油池中。工作条件虽有改善， 但不能做到严密防止外界杂物侵入，润滑条件也 不算最好。 ◼ 闭式齿轮传动：装在经过精确加工而且封闭严密 的箱体(机匣)内。与开式或半开式的相比，润滑 及防护等条件最好，多用于重要的场合。 §10—1 概 述（续）

§10-2 齿轮传动的失效形式及设计准侧 (一)失效形式 齿轮传动分类： 按装置型式分：开式、半开式及闭式： ·按使用情况分：低速、高速及轻载、重载： ■按齿轮材料的性能及热处理工艺分：轮齿有较脆 (如经整体淬火、齿面硬度很高的钢齿轮或铸铁齿 轮)或较韧（如经调质、常化的优质碳钢及合金钢齿 轮)，齿面有较硬（轮齿工作面的硬度大于350HBS 或38HRC,并称为硬齿面齿轮)或较软（轮齿工作面 的硬度小于或等于350HBS或38HRC,并称为软 齿面齿轮)的差别等

§10—2 齿轮传动的失效形式及设计准则 ◼ (一)失效形式 ◼ 齿轮传动分类： ◼ 按装置型式分：开式、半开式及闭式； ◼ 按使用情况分：低速、高速及轻载、重载； ◼ 按齿轮材料的性能及热处理工艺分：轮齿有较脆 (如经整体淬火、齿面硬度很高的钢齿轮或铸铁齿 轮)或较韧(如经调质、常化的优质碳钢及合金钢齿 轮)，齿面有较硬(轮齿工作面的硬度大于350HBS 或38HRC，并称为硬齿面齿轮)或较软(轮齿工作面 的硬度小于或等于350HBS或38HRC，并称为软 齿面齿轮)的差别等

ity of C (一)失效形式（续） ■一般地说，齿轮传动的失效主要是轮齿的失效。 ■较为常见的有：轮齿折断和工作齿面磨损、点蚀、胶 合及塑性变形等。 ·齿轮的其它部分（如齿圈、轮辐、轮毂等），除了对齿 轮的质量大小需加严格限制者外，通常只按经验设计， 所定的尺寸对强度及刚度来说均较富裕，实践中也极 少失效

(一)失效形式（续） ◼ 一般地说，齿轮传动的失效主要是轮齿的失效。 ◼ 较为常见的有：轮齿折断和工作齿面磨损、点蚀、胶 合及塑性变形等。 ◼ 齿轮的其它部分(如齿圈、轮辐、轮毂等)，除了对齿 轮的质量大小需加严格限制者外，通常只按经验设计， 所定的尺寸对强度及刚度来说均较富裕，实践中也极 少失效

y of C (一)失效形式（续） 1. 轮齿折断 轮齿折断有多种形式， 在正常工况下，主要是齿根 弯曲疲劳折断，因为在轮齿 受载时，齿根处产生的弯曲 应力最大，再加上齿根过渡 部分的截面突变及加工刀痕 等引起的应力集中作用，当 轮齿重复受载后，齿根处就 纹逐动 致使轮齿疲劳折断。 此外，在轮齿受到突然 过载时，也可能出现过载折 断或剪断；在轮齿经过严重 磨损后齿厚过分减薄时，也 会在正常载荷作用下发生折

◼ 1．轮齿折断 ◼ 轮齿折断有多种形式， 在正常工况下，主要是齿根 弯曲疲劳折断，因为在轮齿 受载时，齿根处产生的弯曲 应力最大，再加上齿根过渡 部分的截面突变及加工刀痕 等引起的应力集中作用，当 轮齿重复受载后，齿根处就 会产生疲劳裂纹，并逐步扩 展，致使轮齿疲劳折断。 ◼ 此外，在轮齿受到突然 过载时，也可能出现过载折 断或剪断；在轮齿经过严重 磨损后齿厚过分减薄时，也 会在正常载荷作用下发生折 断。 （一）失效形式（续）

(一)失效形式（续） 1.轮齿折断

1．轮齿折断 （一）失效形式（续）

yof Che (一)失效形式（续） 国 轮齿折断动画

（一）失效形式（续） 轮齿折断动画