《机械设计基础》课程PPT教学课件（讲稿）第九章 齿轮传动

第九章齿轮传动 §9—1概述 齿轮传动的特点 优点:1)传动效率髙2)传动比恒定3)结构紧凑4)工作可靠、寿命长 缺点:1)制造、安装精度要求较高2)不适于中心距a较大两轴间传动 3)使用维护费用较高)精度低时、噪音、振动较大 齿轮传动的主要类型 1、按传动轴相对位置 平行轴齿轮传动,相交轴齿轮传动,交错轴齿轮传动

第九章 齿轮传动 §9—1 概 述 一、齿轮传动的特点 二、齿轮传动的主要类型 1、按传动轴相对位置 平行轴齿轮传动， 相交轴齿轮传动， 交错轴齿轮传动 优点：1）传动效率高 2）传动比恒定 3）结构紧凑 4）工作可靠、寿命长 缺点：1）制造、安装精度要求较高 2）不适于中心距a较大两轴间传动 3）使用维护费用较高 ）精度低时、噪音、振动较大

2、按工作条件 开式适于低速及不重要的场合 半开式—农业机械、建筑机械及简单机械设备一只有简单防护罩 闭式—润滑、密封良好,一汽车、机床及航空发动机等的齿轮传动中 3、按齿形 渐开线常用 摆线计时仪器 圆弧承载能力较强

2、按工作条件 3、按齿形 渐开线——常用 摆线——计时仪器 圆弧——承载能力较强 开式——适于低速及不重要的场合 半开式——农业机械、建筑机械及简单机械设备—只有简单防护罩 闭式——润滑、密封良好，—汽车、机床及航空发动机等的齿轮传动中

§92齿轮传动的失效形式与设计准则 失效形式 1、轮齿折断 2、齿面疲劳点蚀 齿面

§9—2 齿轮传动的失效形式与设计准则 一、失效形式 1、轮齿折断 2、齿面疲劳点蚀

3、齿面磨损 4、齿面胶合 5、齿面塑性变形 齿面塑性变形m

3、齿面磨损 4、齿面胶合 5、齿面塑性变形

二、设计准则 主要失效形式 设计准则 闭式软齿面齿轮传动齿面疲劳点蚀齿面接触疲劳强度准则 闭式硬齿面齿轮传动齿根弯曲疲艻折断齿根弯曲疲艻强度准则

二、设计准则 主要失效形式 设计准则 闭式软齿面齿轮传动 齿面疲劳点蚀 齿面接触疲劳强度准则 闭式硬齿面齿轮传动 齿根弯曲疲劳折断 齿根弯曲疲劳强度准则

59-3齿轮材料及热处理 常用的齿轮材料 1、钢 (1)锻钢软齿面齿轮(HBS≤350)硬齿面齿轮(HBS>350) (2)铸钢 、铸铁 3、非金属材料 齿轮材料的选择原则 钢制软齿面齿轮要求小齿轮硬度大于大齿轮30-50HBS 原因:1)小齿轮齿根强度较弱 2)小齿轮的应力循环次数较多 3)当大小齿轮有较大硬度差时,较硬的小齿轮会对较软的大齿 轮齿面产生冷作硬化的作用,可提高大齿轮的接触疲劳强度

§9—3 齿轮材料及热处理 一、常用的齿轮材料 1、钢 （1）锻钢 软齿面齿轮（HBS≤350） 硬齿面齿轮（HBS>350） （2）铸钢 2、铸铁 3、非金属材料 二、齿轮材料的选择原则 钢制软齿面齿轮要求小齿轮硬度大于大齿轮30-50HBS 原因：1）小齿轮齿根强度较弱 2）小齿轮的应力循环次数较多 3)当大小齿轮有较大硬度差时，较硬的小齿轮会对较软的大齿 轮齿面产生冷作硬化的作用，可提高大齿轮的接触疲劳强度

§94齿轮传动的计算载荷 齿面接触线上的法向载荷Fn名义载荷 计算载荷Fnc=KFn 载荷系数K= K.K.KB.Ka KA工作情况系数 Kv动载荷系数 KB—齿向载荷分布系数Ka—齿间载荷分配系数 1、工作情况系数KA 考虑了齿轮啮合时,外部因素引起的附加动载荷对传动的影响它与原 动机与工作机的类型与特性,联轴器类型等有关 2、动载荷系数K 考虑齿轮制造误差及弹性变形引起的附加动载荷

§9—4 齿轮传动的计算载荷 齿面接触线上的法向载荷Fn——名义载荷 计算载荷 Fnc = K Fn K KA Kv K K 载荷系数 =    KA——工作情况系数 Kv ——动载荷系数 Kβ ——齿向载荷分布系数 Kα ——齿间载荷分配系数 1、工作情况系数KA 2、动载荷系数KV 考虑齿轮制造误差及弹性变形引起的附加动载荷 考虑了齿轮啮合时，外部因素引起的附加动载荷对传动的影响它与原 动机与工作机的类型与特性，联轴器类型等有关

3、齿向载荷分布系数Kp 齿轮受载时, 轴会发生弯曲变形 在转矩输入端

3、齿向载荷分布系数Kβ

4、齿间载荷分配系数Kα 考虑同时有多对齿啮合时各对轮齿间载荷分配的不均匀 主动轮1 主动轮O1 齿轮啮合过程 啮合线 啮合线 轮齿变形曲线 从动轮2 轮齿变形 ∑O1 ∑ 双对齿单对齿双对齿 双对齿单对齿双对齿 主动轮1 由于轮齿存在 圆齿距误差,使 轮齿 齿间载荷分配不均 啮合线 刚度的影响 齿间载荷分 基圆误差的影响 圆卜啮令线 齿根应力 从动轮2 主动轮O1 双对齿单对齿双对齿

4、齿间载荷分配系数Kα 考虑同时有多对齿啮合时各对轮齿间载荷分配的不均匀 轮 齿 变 形 曲 线 齿 轮 啮 合 过 程 轮 齿 刚 度 的 影 响 基 圆 误 差 的 影 响

§95标准直齿圆柱齿轮传动的强度计算 轮齿的受力分析 直齿圆柱齿轮传动受力分析 啮合线 F主反从同 力的方向 F指向轴线 力的大小法向力Fn 圆周力 FF2T/d, 径向力 F=F, tga

§9—5 标准直齿圆柱齿轮传动的强度计算 一、轮齿的受力分析 力 的 方 向 Ft 主反从同 Fr 指向轴线 圆周力 Ft=2T/d1 径向力 Fr=Ft / tgα 力的大小 法向力Fn