《机械设计》课程PPT电子教案（课件讲稿）第三讲 齿轮传动

齿轮传动 概述 齿轮传动的失效形式及设计准则 齿轮的材料及其选择原则 齿轮传动的计算准则和设计方法 标准直齿圆柱齿轮传动的强度计篁 齿轮传动的设计参数、许用应力与精度选择 标准齿圆柱齿轮传动的强度计篁 标准锥齿轮传动的强度计算 齿轮传动的溷滑 齿轮的结构设让

齿轮传动 概述 齿轮传动的失效形式及设计准则 齿轮的材料及其选择原则 齿轮传动的计算准则和设计方法 标准直齿圆柱齿轮传动的强度计算 齿轮传动的设计参数、许用应力与精度选择 标准斜齿圆柱齿轮传动的强度计算 标准锥齿轮传动的强度计算 齿轮传动的润滑 齿轮的结构设计

§1概述 齿轮传动是机械传动中应用最广泛的一种传动型式。而且历史 悠久,我国西汉时所用的翻水车,三国时所造的指南针和 晋朝时所发明的记里鼓车中都应用了齿轮机构。 现代生产和生活中,齿轮的应用更为广泛:机械钟表、大多 数机床的传动系统、汽车的变速箱、精密电子仪器设备 (光盘驱动器、录音机等)。 功能:主要用来传递两轴间的回转运动,还可以实现回转运 动和直线运动之间的转换

§1 概述 齿轮传动是机械传动中应用最广泛的一种传动型式。而且历史 悠久，我国西汉时所用的翻水车，三国时所造的指南针和 晋朝时所发明的记里鼓车中都应用了齿轮机构。 现代生产和生活中，齿轮的应用更为广泛：机械钟表、大多 数机床的传动系统、汽车的变速箱、精密电子仪器设备 （光盘驱动器、录音机等）。 功能：主要用来传递两轴间的回转运动，还可以实现回转运 动和直线运动之间的转换

11齿轮传动的分类 ①从使用要求分:传动齿轮和动力齿轮; ②从齿廓曲线来分:渐开线齿轮传动和非渐开线齿轮传动; ③从轮体外形分:圆柱齿轮传动和圆锥齿轮传动 ④从工作条件分 开式齿轮传动:如水泥搅拌机齿轮、卷扬机齿轮 半开式齿轮传动 闭式齿轮传动:汽车变速箱、机床主轴箱齿轮,减速器齿 轮

1.1 齿轮传动的分类 ①从使用要求分：传动齿轮和动力齿轮； ②从齿廓曲线来分：渐开线齿轮传动和非渐开线齿轮传动； ③从轮体外形分：圆柱齿轮传动和圆锥齿轮传动 ④从工作条件分： 开式齿轮传动：如水泥搅拌机齿轮、卷扬机齿轮 半开式齿轮传动： 闭式齿轮传动：汽车变速箱、机床主轴箱齿轮，减速器齿 轮等

内啮合齿轮传动 锥齿轮传动 斜齿轮传动

内啮合齿轮传动 圆锥齿轮传动人字齿轮传动 斜齿轮传动

给料部进料部筒体出料部大齿轮小齿轮联轴器减速器电动机 联轴器 矿石球磨机

矿石球磨机

1.2齿轮传动的特点和应用 1、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, 如一级圆柱齿轮传动的效率可达99%; ②结构紧凑; ③工作可靠、寿命长; ④传动比稳定:传动比稳定往往是对传动的一个基本要求。 ⑤功率和速度适用范围广。 2、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

1.2 齿轮传动的特点和应用 1、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， 如一级圆柱齿轮传动的效率可达99%； ②结构紧凑； ③工作可靠、寿命长； ④传动比稳定：传动比稳定往往是对传动的一个基本要求。 ⑤功率和速度适用范围广 。 2、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

§2齿轮传动的失效形式及设计准则 齿轮传动从工作条件来说,有开式、闭式之分;就使用情 况来说,有低速、高速及轻载、重载之别,再加上齿轮 材料的性能及热处理工艺的不同,轮齿有较脆或较韧 齿面有较硬或较软的差别等,因而齿轮传动有不同的失 效形式。一般齿轮传动的失效主要是轮齿的失效,通常 有轮齿折断和工作齿面磨损、点蚀、胶合及塑性变形等

§2 齿轮传动的失效形式及设计准则 齿轮传动从工作条件来说，有开式、闭式之分；就使用情 况来说，有低速、高速及轻载、重载之别，再加上齿轮 材料的性能及热处理工艺的不同，轮齿有较脆或较韧， 齿面有较硬或较软的差别等，因而齿轮传动有不同的失 效形式。一般齿轮传动的失效主要是轮齿的失效，通常 有轮齿折断和工作齿面磨损、点蚀、胶合及塑性变形等

1、轮齿折断:疲劳折断、过载折 断(或剪断)、局部折断 1)疲劳折断 产生原因:④齿根处弯曲应力较 大;②齿根处过渡圆孤处有应 力集中,当轮齿重复受载后 齿根处产生疲劳裂纹,并逐步 扩展,致使轮齿疲劳折断。 防止措施:④增大齿根圆角半径 和Δ↑,齿面精度↑,以降低应 力集中;②采用热处理提高材 料的冲击韧性;③从设计上, 图10-1轮齿疲劳折断

1、轮齿折断：疲劳折断、过载折 断（或剪断）、局部折断 （1）疲劳折断 产生原因：①齿根处弯曲应力较 大；②齿根处过渡圆弧处有应 力集中，当轮齿重复受载后， 齿根处产生疲劳裂纹，并逐步 扩展，致使轮齿疲劳折断。 防止措施：①增大齿根圆角半径 和Δ↑，齿面精度↑，以降低应 力集中；②采用热处理提高材 料的冲击韧性；③从设计上， σF≤[σF ]

轮齿折断

.轮齿折断

(2)过载折断(或剪断) 2生原因:①突然过载或者强烈冲击 ②模数太小,齿根厚度太小,材料 太脆。 阬止措施:①仔细操作;②适当增大模 数:③采用热处理提高材料的冲击 韧性。 (3)局部折断 在斜齿圆柱齿轮传动中,轮齿工作面上 的接触线为一斜线,轮齿受载后 如有载荷集中时,就会发生局部折 断。若制造及安装不良或轴的弯曲 变形过大,轮齿局部受载过大时 图10-27斜齿圆柱齿轮轮齿受载及折断 即使是直齿圆柱齿轮,也会发生局 部折断

（2）过载折断（或剪断） 产生原因：①突然过载或者强烈冲击； ②模数太小，齿根厚度太小，材料 太脆。 防止措施：①仔细操作；②适当增大模 数；③采用热处理提高材料的冲击 韧性。 （3）局部折断 在斜齿圆柱齿轮传动中，轮齿工作面上 的接触线为一斜线，轮齿受载后， 如有载荷集中时，就会发生局部折 断。若制造及安装不良或轴的弯曲 变形过大，轮齿局部受载过大时， 即使是直齿圆柱齿轮，也会发生局 部折断