广东工业大学：《机械设计基础》课程教学资源（PPT课件讲稿）第十章（10-1）概述

§101概述 齿轮传动的特点 工作可靠,传动比稳定,结构紧凑, 效率高,寿命长。 二齿轮传动的分类:(按工作条件分类) r闭式传动r齿面HBS350 硬齿面HBS>350 L开式传动 (半开式传动)

§10—1 概 述 1 齿轮传动的特点 工作可靠，传动比稳定，结构紧凑， 效率高，寿命长。 二 齿轮传动的分类: (按工作条件分类) ┌ 闭式传动 ┌软齿面 HBS≤350 └硬齿面 HBS＞350 └ 开式传动 (半开式传动）

§102轮齿的失效形式及计算准则 ()轮齿的失效形式 1轮齿折断(开式或硬齿) 疲劳折断全齿折断(直齿齿根裂纹扩展所至 缺角(斜齿接触线为斜线) 过载折断←(脆性(铸铁或硬齿)加冲击)" 2.齿面点蚀(闭式软齿面) 靠近节线的齿根表面有点状脱落 出现凹坑—点蚀 原因:(1)交变的G反复作用→裂纹扩展 (2)摩擦力的作用→带动表面材料 (3)油压的作用→促使裂纹扩展

§10—2 轮齿的失效形式及计算准则 (一)轮齿的失效形式 1.轮齿折断（开式或硬齿） 疲劳折断→ 2. 齿面点蚀（闭式软齿面） 过载折断←（脆性（铸铁或硬齿）加冲击） ┌全齿折断 (直齿齿根裂纹扩展所至） └缺角 (斜齿接触线为斜线) 靠近节线的齿根表面有点状脱落， 出现凹坑——点蚀 原因：⑴ 交变的σH反复作用→裂纹扩展 ⑵ 摩擦力的作用→带动表面材料 ⑶ 油压的作用→促使裂纹扩展

3齿面胶合(高速、重载) 压力大、温度高→润滑失效→表面粘连→沿运动方 向撕裂 4.齿面磨损(开式) 油不净→磨料磨损→齿形破坏 →齿根减薄(根部严重)→断齿 5.塑性变形 应力过大→材料屈服→塑性流动→齿面变形

5. 塑性变形 应力过大→材料屈服→塑性流动 →齿面变形 4. 齿面磨损 (开式) 油不净→磨料磨损→齿形破坏 →齿根减薄（根部严重）→断齿 3.齿面胶合 (高速、重载) 压力大、温度高→润滑失效→表面粘连→沿运动方 向撕裂

(二)设计准则 防齿面点蚀→齿面接触疲劳强度计算→求尺寸d或a 限制接触应力 防轮齿折断→齿根弯曲疲劳强度计算→求模数m 限制弯曲应力 闭式软齿面—以保证接触疲劳强度为主 闭式硬齿面—以保证弯曲疲劳强度为主 开式传动—以保证弯曲疲劳强度为准则 心

(二) 设计准则 防齿面点蚀→ 防轮齿折断→ 齿面接触疲劳强度计算→求尺寸d 或a 限制接触应力 齿根弯曲疲劳强度计算→求模数ｍ 限制弯曲应力 闭式软齿面——以保证接触疲劳强度为主 闭式硬齿面 ——以保证弯曲疲劳强度为主 开式传动——以保证弯曲疲劳强度为准则

§103齿轮的材料及其选择原则 (一)对齿轮材料的基本要求 1.齿面要硬,齿芯要韧 2.易于加工及热处理 3.软齿面齿轮齿面配对硬度差为30~50HBS (二).常用的齿轮材料 1钢含碳量为0.1%~0.6%→常用 →性能最好(可通过热处理提高机械性能) ①1)锻钢—钢材经锻造,性能提高→最常用 45、35SiMn、42SiMn、40Cr、35CrM0 (2)铸钢—齿轮较大(d≥400~600时采用 ZG310-570、ZG340-640成本高

§10—3 齿轮的材料及其选择原则 1.齿面要硬, 齿芯要韧 2.易于加工及热处理 3.软齿面齿轮齿面配对硬度差为30~50HBS (一). 对齿轮材料的基本要求 (二). 常用的齿轮材料 1.钢——含碳量为0.1％～0.6％→常用 →性能最好(可通过热处理提高机械性能) ⑴ 锻钢——钢材经锻造, 性能提高→最常用 45、35SiMn、42SiMn、40Cr、35CrMo (2)铸钢——齿轮较大(d≥400～600)时采用 ZG310-570、ZG340-640 成本高

2.铸铁一用于开式、低速齿轮,强度差,易成型 (1)灰口铸铁HT200、HT300 (2)球墨铸铁—QT500-7 3非金属材料用于小功率、速度高→低噪音 (三).常用热处理: 软齿面:正火、调质 两轮材料相同时,采用不同的热处理 硬齿面:低碳钢一渗碳十淬火 中碳钢一表面淬火

2. 铸铁－用于开式、低速齿轮，强度差，易成型 ⑴灰口铸铁—— HT200、HT300 ⑵球墨铸铁—— QT500-7 3.非金属材料——用于小功率、速度高→低噪音 软齿面： 正火、调质 两轮材料相同时，采用不同的热处理 硬齿面： 低碳钢－渗碳＋淬火 中碳钢－表面淬火 (三). 常用热处理：

(四).钢制齿轮加工工艺过程 软齿面齿轮: 坯料→热(正、调)→切齿(一般8级、精切7级) 硬齿面齿轮: 坯料→热(正)→切齿→表面硬化处理(淬火、氰化 氮化)→精加工(磨齿)

(四). 钢制齿轮加工工艺过程 硬齿面齿轮： 坯料→热(正)→切齿→表面硬化处理(淬火、氰化、 氮化)→精加工（磨齿） 软齿面齿轮： 坯料→热(正、调)→切齿(一般8级、精切7级)