《机械设计》第10章 齿轮传动-教学课件（非AI生成）.pptxVIP

§10-1概述

§10-2轮齿的失效形式及设计准则

§10-3齿轮材料及选用原则

§10-4齿轮传动的计算载荷

§10-5标准直齿圆柱齿轮传动的强度计算

§10-6齿轮传动的设计参数、许用应力与

精度选择

§10-7标准斜齿圆柱齿轮传动的强度计算

§10-8标准锥齿轮传动的强度计算

§10-9齿轮的结构设计

§10-10齿轮传动的润滑1

第10章齿轮传动

§10-1概述

作用：不仅用来传递运动、而且还要传递动力。

要求：运转平稳、足够的承载能力。

直齿圆柱齿轮传动

斜齿圆柱齿轮传

锥齿轮传动

人字齿轮传动

开式传动裸露、灰尘、易磨损，适于低速传动。

按齿面了硬齿面齿轮(齿面硬度≤350HBS)

硬度分软齿面齿轮(齿面硬度350HBS)2

动力齿轮以动力传输为主，常为高速重载或低速重载传动。

传动齿轮以运动准确为主，一般为轻载高精度传动。

按类

型分

按装置型式分

按使用情况分

有简单防护罩，大齿轮浸入油池，润滑得到改善、适于非重要应用；

全封闭、润滑良好、适于重要应用。

半开式传动

闭式传动

分类

齿轮传动的特点：

传动效率高1可达99%;在常用的机械传动中，齿轮传动的效率为最高；

结构紧凑；带传动、链传动相比，在同样的使用条件下，齿轮传动所需的空间一般较小；

▲工作可靠，寿命长；与各类传动相比

▲传动比稳定；无论是平均值还是瞬时值。这也是齿轮传动获得广泛应用的原因之一；制造及安装精度要求高，价格较贵。与带传动、链传动相比

学习本章的目的

本章学习的根本目的是掌握齿轮传动的设计方法，也就是要能够根据齿轮工作条件的要求，能设计出传动可靠的齿轮。

设计齿轮——设计确定齿轮的主要参数以及结构形式。

主要参数有：模数m、齿数、螺旋角β以及压力角α、齿高系数h*a、径向间隙系数c*。3

§10-2轮齿的失效形式及设计准则

一、轮齿的失效形式

轮齿折断过根、，劳。

失效形式

折断

严重

疲

处

载突然断裂

般发生在齿

4

提高轮齿抗折断能力的措施：

(1)增大齿根过渡圆角半径，消除加工刀痕，减小齿根应力集中；

(2)增大轴及支承的刚度，使轮齿接触线上受载较为均匀；

(3)采用合适的热处理，使轮齿芯部材料具有足够的韧性；

(4)采用喷丸、滚压等工艺对，对齿根表层进行强化处理。

5

§10-2轮齿的失效形式及设计准则

一、轮齿的失效形式

轮齿折断

齿面点蚀

齿面接触应力按脉动循环变化当超过疲劳极限时，表面产生微裂纹、高压油挤压使裂纹扩展、微粒剥落。点蚀首先出现在节线处，齿面越硬，抗点蚀能力越强。软齿面闭式齿轮传动常因点蚀而失效。

齿面接触疲劳

失效形式

6

§10-2轮齿的失效形式及设计准则

一、轮齿的失效形式

轮齿折断

齿面点蚀

失效形式齿面胶合

高速重载传动中，常因啮合区温

度升高而引起润滑失效，致使齿

面金属直接接触而相互粘连。当

齿面向对滑动时，较软的齿面沿

滑动方向被撕下而形成沟纹。

措施：1.提高齿面硬度

2.减小齿面粗糙度

3.增加润滑油粘度低速

4.加抗胶合添加剂高速

7

§10-2轮齿的失效形式及设计准则

一、轮齿的失效形式

轮齿折断

齿面点蚀

措施：1.减小齿面粗糙度

2.改善润滑条件，清洁环境

3.提高齿面硬度

齿面胶合

齿面磨损

跑合磨损、磨粒磨损。{

跑合磨损

磨粒磨损

失效形式

8

§10-2轮齿的失效形式及设计准则

一、轮齿的失效形式

轮齿折断

齿面点蚀

齿面胶合

齿面磨损

齿面塑性变形

主动齿

从动齿

表面凸出表面凹陷

失效形式

9

二、齿轮的设计准则

▲保证足够的齿根弯曲疲劳强度，以免发生齿根折断

▲保证足够的齿面接触疲劳强度，以免发生齿面点蚀

▲对高速重载齿轮传动，除以上两设计准则外，还应按齿面抗胶合能力的准则进行设计

由工程实践得知：

▲闭式软齿面齿轮传动，以保证齿面接触疲劳强度为主

闭式硬齿面或开式齿轮传动，以保证齿根弯曲疲劳强度为主

10

§10-3齿轮材料及选用准则

一、对齿轮材料性能的要求

齿轮的齿体应有较高的抗折断能力，齿面应有较强的抗点蚀、抗磨损和较高的抗胶合能力，即要求：齿面硬、芯部韧。

二、常用齿轮材料

钢材的韧性好，耐冲击，通过热处理和化学处理可改善材料的机械性能，最适于用来制造齿轮。

含碳量为0.15%~0.6%的碳素钢或合金。一般用齿轮用碳素钢，重要齿轮用合金钢。

耐磨性