機(jī)械設(shè)計(jì)：第十二章齒 輪 傳 動(dòng)

《機(jī)械設(shè)計(jì)：第十二章齒 輪 傳 動(dòng)》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《機(jī)械設(shè)計(jì)：第十二章齒 輪 傳 動(dòng)（88頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：效率高；效率高；結(jié)構(gòu)緊湊；結(jié)構(gòu)緊湊；工作可靠，壽命長(zhǎng)；工作可靠，壽命長(zhǎng)；具有穩(wěn)定的傳動(dòng)比；具有穩(wěn)定的傳動(dòng)比；承載能力高，傳遞功率和轉(zhuǎn)速適用范圍廣；承載能力高，傳遞功率和轉(zhuǎn)速適用范圍廣；缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：制造和安裝精度要求高，價(jià)格貴；制造和安裝精度要求高，價(jià)格貴；振動(dòng)和噪聲較大；振動(dòng)和噪聲較大；不宜用于傳動(dòng)距離過大的場(chǎng)合。不宜用于傳動(dòng)距離過大的場(chǎng)合。第十二章第十二章齒齒輪輪傳傳動(dòng)動(dòng)12.1概概述述齒輪傳動(dòng)是機(jī)械傳動(dòng)中最主要的傳動(dòng)形式之一，它齒輪傳動(dòng)是機(jī)械傳動(dòng)中最主要的傳動(dòng)形式之一，它在現(xiàn)代機(jī)械中應(yīng)用極為廣泛。因此，齒輪傳動(dòng)是本課程在現(xiàn)代機(jī)械中應(yīng)用極為廣泛。因此，齒輪傳動(dòng)是本課程重點(diǎn)章節(jié)之一

2、。研究齒輪傳動(dòng)首先齒輪失效形式出發(fā)，重點(diǎn)章節(jié)之一。研究齒輪傳動(dòng)首先齒輪失效形式出發(fā)，分析各種失效的原因，從而找出各種相應(yīng)的防止措施和分析各種失效的原因，從而找出各種相應(yīng)的防止措施和計(jì)算準(zhǔn)則。計(jì)算準(zhǔn)則。12.1.1齒輪傳動(dòng)的優(yōu)缺點(diǎn)齒輪傳動(dòng)的優(yōu)缺點(diǎn)12.1.2分類分類按軸的布置方式分按軸的布置方式分平行軸齒輪傳動(dòng)，相交軸齒輪傳動(dòng)，交錯(cuò)軸齒輪傳動(dòng)；平行軸齒輪傳動(dòng)，相交軸齒輪傳動(dòng)，交錯(cuò)軸齒輪傳動(dòng)；按齒線相對(duì)于齒輪母線方向分按齒線相對(duì)于齒輪母線方向分直齒，斜齒，人字齒，曲線齒；直齒，斜齒，人字齒，曲線齒；按齒輪傳動(dòng)工作條件分按齒輪傳動(dòng)工作條件分開式：開式：齒輪外露，不能防塵、周期潤(rùn)滑、精度低齒輪外露，不

3、能防塵、周期潤(rùn)滑、精度低半開式：半開式：齒輪浸入油池、外裝護(hù)罩、防塵性差齒輪浸入油池、外裝護(hù)罩、防塵性差閉式：閉式：封閉在箱體內(nèi)，安裝精度高、潤(rùn)滑條件好封閉在箱體內(nèi)，安裝精度高、潤(rùn)滑條件好按齒廓曲線分按齒廓曲線分漸開線齒，擺線齒，圓弧齒漸開線齒，擺線齒，圓弧齒按齒面硬度分按齒面硬度分軟齒面（軟齒面（350HB），），硬齒面（硬齒面（350HB）12.1.3基本要求基本要求傳動(dòng)平穩(wěn)，承載能力高。傳動(dòng)平穩(wěn)，承載能力高。12.2齒輪傳動(dòng)的主要參數(shù)齒輪傳動(dòng)的主要參數(shù)12.2.1主要參數(shù)主要參數(shù)基本齒廓基本齒廓模數(shù)模數(shù)中心距中心距傳傳動(dòng)動(dòng)比比、齒齒數(shù)數(shù)比比齒齒數(shù)數(shù)比比為為齒齒輪輪傳傳動(dòng)動(dòng)中中的的大大齒齒

4、輪輪齒齒數(shù)數(shù)與與小齒輪齒數(shù)之比。小齒輪齒數(shù)之比。變位系數(shù)變位系數(shù)12.2.2精度等級(jí)的選擇精度等級(jí)的選擇12個(gè)精度等級(jí)個(gè)精度等級(jí)12級(jí)為待發(fā)展的精度等級(jí)，級(jí)為待發(fā)展的精度等級(jí)，35級(jí)為高精度等級(jí)，級(jí)為高精度等級(jí)，68級(jí)為中等精度等級(jí)，級(jí)為中等精度等級(jí)，912級(jí)為低精度等級(jí)。級(jí)為低精度等級(jí)。三個(gè)公差組三個(gè)公差組第一公差組第一公差組考慮運(yùn)動(dòng)準(zhǔn)確性考慮運(yùn)動(dòng)準(zhǔn)確性第二公差組第二公差組考慮傳動(dòng)平穩(wěn)性考慮傳動(dòng)平穩(wěn)性第三公差組第三公差組考慮載荷分布均勻性考慮載荷分布均勻性12.3.1輪齒折斷輪齒折斷12.3齒輪傳動(dòng)的失效形式齒輪傳動(dòng)的失效形式按裝置形式按裝置形式開式、半開式、閉式；開式、半開式、閉式；按使用

5、情況按使用情況低速、高速、輕載、重載；低速、高速、輕載、重載；按齒輪材料的性能及熱處理工藝的不同按齒輪材料的性能及熱處理工藝的不同輪齒有較脆、輪齒有較脆、較韌較韌齒面有較硬、較軟。齒面有較硬、較軟。失效形式有：失效形式有：輪齒折斷、齒面點(diǎn)蝕、齒面膠合、齒面磨輪齒折斷、齒面點(diǎn)蝕、齒面膠合、齒面磨損、齒面塑性變形。損、齒面塑性變形。疲勞折斷疲勞折斷過載折斷過載折斷起始于輪齒受拉應(yīng)力一側(cè)起始于輪齒受拉應(yīng)力一側(cè)全齒折斷全齒折斷常發(fā)生于齒寬較小的直齒輪常發(fā)生于齒寬較小的直齒輪局部折斷局部折斷常發(fā)生于齒寬較大的直齒輪，和斜齒輪常發(fā)生于齒寬較大的直齒輪，和斜齒輪措施：增大齒根圓角半徑、措施：增大齒根圓角半徑

6、、增大軸及軸承的剛度、使輪增大軸及軸承的剛度、使輪芯具有足夠的韌性、芯具有足夠的韌性、提高齒面硬度、減小齒面粗糙度、提高齒面硬度、減小齒面粗糙度、增大模數(shù)、增大模數(shù)、對(duì)齒根進(jìn)行噴丸或碾壓等強(qiáng)化處理等。對(duì)齒根進(jìn)行噴丸或碾壓等強(qiáng)化處理等?？偪偨Y(jié)結(jié)齒齒根根彎彎曲曲疲疲勞勞折折斷斷（輪輪齒齒折折斷斷）輪輪齒齒在在變變應(yīng)應(yīng)力力作作用用下下，齒齒根根受受載載大大；又又由由于于在在齒齒根根圓圓角角處處產(chǎn)產(chǎn)生生應(yīng)應(yīng)力力集集中中，輪輪齒齒長(zhǎng)長(zhǎng)期期工工作作后后，當(dāng)當(dāng)危危險(xiǎn)險(xiǎn)截截面面的的彎彎曲曲應(yīng)應(yīng)力力超超過過材材料料的的許許用用彎彎曲曲應(yīng)應(yīng)力力時(shí)時(shí)，齒齒根根出出現(xiàn)現(xiàn)疲疲勞勞裂裂紋紋，裂裂紋紋擴(kuò)擴(kuò)展展后后產(chǎn)產(chǎn)生生齒

7、齒根根斷斷裂裂。由由于于輪輪齒齒材材料料對(duì)對(duì)拉拉應(yīng)應(yīng)力力敏敏感感，故故疲疲勞勞裂裂紋紋往往往往從從齒齒根受拉側(cè)開始產(chǎn)生。根受拉側(cè)開始產(chǎn)生。點(diǎn)蝕常發(fā)生于閉式軟齒面（點(diǎn)蝕常發(fā)生于閉式軟齒面（HBS350）傳動(dòng)中傳動(dòng)中點(diǎn)蝕的形成與潤(rùn)滑油的存在密切相關(guān)點(diǎn)蝕的形成與潤(rùn)滑油的存在密切相關(guān)12.3.2齒面接觸疲勞磨損（點(diǎn)蝕）齒面接觸疲勞磨損（點(diǎn)蝕）收斂性點(diǎn)蝕，擴(kuò)展性點(diǎn)蝕。收斂性點(diǎn)蝕，擴(kuò)展性點(diǎn)蝕。點(diǎn)蝕首先出現(xiàn)在節(jié)線附近的齒根表面上點(diǎn)蝕首先出現(xiàn)在節(jié)線附近的齒根表面上總結(jié)：總結(jié)：輪齒工作時(shí)齒面受脈動(dòng)循環(huán)變化的接觸應(yīng)力，在輪齒工作時(shí)齒面受脈動(dòng)循環(huán)變化的接觸應(yīng)力，在接觸應(yīng)力的反復(fù)作用下，當(dāng)最大接觸應(yīng)力超過材料的許接觸

8、應(yīng)力的反復(fù)作用下，當(dāng)最大接觸應(yīng)力超過材料的許用接觸應(yīng)力時(shí)，齒面就出現(xiàn)疲勞裂紋，并由于有潤(rùn)滑油用接觸應(yīng)力時(shí)，齒面就出現(xiàn)疲勞裂紋，并由于有潤(rùn)滑油進(jìn)入裂紋，將產(chǎn)生很高的油壓，促使裂紋擴(kuò)展，最終形進(jìn)入裂紋，將產(chǎn)生很高的油壓，促使裂紋擴(kuò)展，最終形成點(diǎn)蝕。成點(diǎn)蝕。原原因因 1）節(jié)線附近常為單齒對(duì)嚙合區(qū)，輪齒受力與接觸節(jié)線附近常為單齒對(duì)嚙合區(qū)，輪齒受力與接觸應(yīng)力最大；應(yīng)力最大；2）節(jié)線處齒廓相對(duì)滑動(dòng)速度低，潤(rùn)滑不良，不宜節(jié)線處齒廓相對(duì)滑動(dòng)速度低，潤(rùn)滑不良，不宜形成油膜，摩擦力較大；形成油膜，摩擦力較大；3）潤(rùn)滑油擠入裂紋，使裂紋擴(kuò)張潤(rùn)滑油擠入裂紋，使裂紋擴(kuò)張?，F(xiàn)現(xiàn)象象金屬微粒剝落，產(chǎn)生的麻點(diǎn)狀剝蝕損傷現(xiàn)象。

9、金屬微粒剝落，產(chǎn)生的麻點(diǎn)狀剝蝕損傷現(xiàn)象。措措施施（1）提高齒面硬度和降低表面粗糙度值；）提高齒面硬度和降低表面粗糙度值；（2）在許可范圍內(nèi)采用大的變位系數(shù)和，增大綜合）在許可范圍內(nèi)采用大的變位系數(shù)和，增大綜合曲率半徑；曲率半徑；（3）采用粘度較高的潤(rùn)滑油。）采用粘度較高的潤(rùn)滑油。12.3.3齒面膠合齒面膠合主要發(fā)生在高速重載、低速重載齒輪傳動(dòng)中。主要發(fā)生在高速重載、低速重載齒輪傳動(dòng)中。措施：措施：在潤(rùn)滑油中加入極壓添加劑；在潤(rùn)滑油中加入極壓添加劑；采用修緣齒輪；采用修緣齒輪；采用較小的模數(shù)；采用較小的模數(shù)；采用適當(dāng)增大嚙合角的變位傳動(dòng)；采用適當(dāng)增大嚙合角的變位傳動(dòng)；改善其偏載情況；改善其偏載情

10、況；降低齒面粗糙度；降低齒面粗糙度；采用粘度大的潤(rùn)滑油等措施。采用粘度大的潤(rùn)滑油等措施。12.3.4齒面磨粒磨損齒面磨粒磨損是開式齒輪傳動(dòng)的主要失效形式。是開式齒輪傳動(dòng)的主要失效形式。措施：措施：選用合適的齒輪材料和熱處理方法；選用合適的齒輪材料和熱處理方法；保持潤(rùn)滑油清潔和定期換油；保持潤(rùn)滑油清潔和定期換油；采用合適的潤(rùn)滑和密封裝置；采用合適的潤(rùn)滑和密封裝置；選用粘度較高的潤(rùn)滑油和合適的極壓添加劑；選用粘度較高的潤(rùn)滑油和合適的極壓添加劑；提高精度；提高精度；減小齒面粗糙度。減小齒面粗糙度。12.3.5齒面塑性變形齒面塑性變形軟齒面（如正火齒輪）低速重載、頻繁起動(dòng)和過載傳動(dòng)齒輪。軟齒面（如正火

11、齒輪）低速重載、頻繁起動(dòng)和過載傳動(dòng)齒輪。措施：措施：提高齒面材料的硬度，選用粘度較高的潤(rùn)滑油，提高齒面材料的硬度，選用粘度較高的潤(rùn)滑油，齒輪傳動(dòng)在不同工況下的主要失效形式齒輪傳動(dòng)在不同工況下的主要失效形式齒面點(diǎn)蝕齒面點(diǎn)蝕閉式傳動(dòng)齒輪的主要失效形式，特別是在軟齒面（硬閉式傳動(dòng)齒輪的主要失效形式，特別是在軟齒面（硬度度58，如滲碳如滲碳淬火、氮化等）；淬火、氮化等）；（2）短期過載或受嚴(yán)重沖擊齒輪。）短期過載或受嚴(yán)重沖擊齒輪。齒面磨粒磨損齒面磨粒磨損開式齒輪傳動(dòng)的主要失效形式。開式齒輪傳動(dòng)的主要失效形式。齒面膠合齒面膠合閉閉式式傳傳動(dòng)動(dòng)的的高高速速重重載載齒齒輪輪產(chǎn)產(chǎn)生生熱熱膠膠合合；低低速速重重

12、載載齒齒輪輪產(chǎn)產(chǎn)生冷膠合。生冷膠合。齒面塑性流動(dòng)齒面塑性流動(dòng)軟軟齒齒面面（如如正正火火齒齒輪輪）低低速速重重載載、頻頻繁繁起起動(dòng)動(dòng)和和過過載載傳傳動(dòng)動(dòng)齒輪。齒輪。12.3.6計(jì)算準(zhǔn)則計(jì)算準(zhǔn)則閉式軟齒面齒輪傳動(dòng)：閉式軟齒面齒輪傳動(dòng)：先按齒面接觸疲勞強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)先按齒面接觸疲勞強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì)，然后校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度。計(jì)，然后校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度。閉式硬齒面齒輪傳動(dòng)：閉式硬齒面齒輪傳動(dòng)：先按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)先按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì)，然后校核齒面接觸疲勞強(qiáng)度。計(jì)，然后校核齒面接觸疲勞強(qiáng)度。開式齒輪傳動(dòng)：開式齒輪傳動(dòng)：按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì)，并考按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì)，并考慮磨損的影響將

13、模數(shù)適當(dāng)增大。慮磨損的影響將模數(shù)適當(dāng)增大。高速重載齒輪傳動(dòng)：高速重載齒輪傳動(dòng)：需校核齒面膠合強(qiáng)度。需校核齒面膠合強(qiáng)度。主要針對(duì)疲勞折斷和齒面點(diǎn)蝕這兩種失效形式主要針對(duì)疲勞折斷和齒面點(diǎn)蝕這兩種失效形式齒根彎曲疲勞強(qiáng)度齒根彎曲疲勞強(qiáng)度齒輪抵抗輪齒疲勞折斷的能力齒輪抵抗輪齒疲勞折斷的能力齒面接觸疲勞強(qiáng)度齒面接觸疲勞強(qiáng)度齒輪抵抗齒面疲勞點(diǎn)蝕的能力齒輪抵抗齒面疲勞點(diǎn)蝕的能力12.4齒輪材料及其熱處理齒輪材料及其熱處理12.4.1齒輪材料齒輪材料對(duì)齒輪材料基本要求：對(duì)齒輪材料基本要求：齒面有足夠的硬度；齒面有足夠的硬度；輪芯有足夠的強(qiáng)度和韌性；輪芯有足夠的強(qiáng)度和韌性；具有良好的機(jī)械加工和熱處理工藝性；具有

14、良好的機(jī)械加工和熱處理工藝性；價(jià)格低。價(jià)格低。齒面要硬，齒芯要韌。齒面要硬，齒芯要韌。金屬材料金屬材料45號(hào)鋼號(hào)鋼中碳合金鋼中碳合金鋼鑄鋼鑄鋼低碳合金鋼低碳合金鋼最常用，經(jīng)濟(jì)、貨源充足最常用，經(jīng)濟(jì)、貨源充足鑄鐵鑄鐵35SiMn、40Cr等等20Cr、20CrMnTi等等ZG310-570、ZG340-640等等HT350、QT600-3等等非金屬材料非金屬材料尼龍、夾木膠布尼龍、夾木膠布等等選材原則選材原則1）滿足工作條件的要求；4）考慮配對(duì)齒輪等強(qiáng)度。3）考慮經(jīng)濟(jì)性；2）考慮齒輪尺寸大小、毛坯成型熱處 理和制造方法；12.4.2齒輪熱處理齒輪熱處理調(diào)調(diào)質(zhì)質(zhì)正正火火表面淬火表面淬火滲碳淬火滲碳

15、淬火表面氮化表面氮化軟齒面軟齒面350HBS。改善機(jī)械性能，增大強(qiáng)度和韌性改善機(jī)械性能，增大強(qiáng)度和韌性硬齒面。硬齒面。接觸強(qiáng)度高、耐磨性好、可抗沖擊接觸強(qiáng)度高、耐磨性好、可抗沖擊配對(duì)齒輪均采用軟齒面時(shí)：配對(duì)齒輪均采用軟齒面時(shí)：小齒輪受載次數(shù)多，故材料應(yīng)選好些，熱處理硬度稍高小齒輪受載次數(shù)多，故材料應(yīng)選好些，熱處理硬度稍高于大齒輪（約于大齒輪（約3050HBS）(中碳鋼或中碳合金鋼）中碳鋼或中碳合金鋼）4854HRC（中碳鋼或中碳合金鋼）中碳鋼或中碳合金鋼）5863HRC（低碳鋼或低碳合金鋼（低碳鋼或低碳合金鋼1圓周力圓周力條件：標(biāo)準(zhǔn)齒輪并忽略齒面間的摩擦力條件：標(biāo)準(zhǔn)齒輪并忽略齒面間的摩擦力小齒

16、輪轉(zhuǎn)矩小齒輪轉(zhuǎn)矩N.m徑向力徑向力法向力法向力小齒輪分小齒輪分度圓直徑度圓直徑分度圓分度圓壓力角壓力角注意：下標(biāo)注意：下標(biāo)“1”表示主動(dòng)輪表示主動(dòng)輪 下標(biāo)下標(biāo)“2”表示從動(dòng)輪表示從動(dòng)輪 12.6圓柱齒輪傳動(dòng)的載荷計(jì)算圓柱齒輪傳動(dòng)的載荷計(jì)算12.6.1直齒圓柱齒輪傳動(dòng)的受力分析直齒圓柱齒輪傳動(dòng)的受力分析21各力關(guān)系：各力關(guān)系：各力方向：各力方向：Ft1主主動(dòng)動(dòng)輪輪上上為為阻阻力力，方方向向與與回回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)方方向相反。向相反。Ft2從動(dòng)輪上為驅(qū)動(dòng)力，從動(dòng)輪上為驅(qū)動(dòng)力，與從動(dòng)輪與從動(dòng)輪回轉(zhuǎn)方向相同回轉(zhuǎn)方向相同F(xiàn)r1、Fr2分別指向各自齒輪的輪心分別指向各自齒輪的輪心（外嚙合），內(nèi)齒輪為遠(yuǎn)離輪心。（外嚙合

17、），內(nèi)齒輪為遠(yuǎn)離輪心。例：例：例：例：n2n1Fr2Fr1Ft1Ft2n1n2注意：注意：注意：注意：各力應(yīng)畫在嚙合點(diǎn)上！各力應(yīng)畫在嚙合點(diǎn)上！各力應(yīng)畫在嚙合點(diǎn)上！各力應(yīng)畫在嚙合點(diǎn)上！12.6.2斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)的受力分析斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)的受力分析斜齒輪的特點(diǎn)斜齒輪的特點(diǎn)輪齒呈螺旋形；嚙合時(shí)輪齒呈螺旋形；嚙合時(shí)接觸線傾斜接觸線傾斜條件：標(biāo)準(zhǔn)齒輪并忽略摩擦力條件：標(biāo)準(zhǔn)齒輪并忽略摩擦力圓周力圓周力徑向力徑向力軸向力軸向力法向力法向力n法面壓力角法面壓力角t端面壓力角端面壓力角螺旋角螺旋角大?。捍笮。?1各力關(guān)系：各力關(guān)系：各力方向：各力方向：例：例：例：例：n2n1Fr2Fr1Ft1Ft2n1n2F

18、a2Fa1圓周力：圓周力：從動(dòng)輪上為驅(qū)動(dòng)力，方向與回轉(zhuǎn)方向相同；從動(dòng)輪上為驅(qū)動(dòng)力，方向與回轉(zhuǎn)方向相同；主動(dòng)輪上為阻力，方向與回轉(zhuǎn)方向相反。主動(dòng)輪上為阻力，方向與回轉(zhuǎn)方向相反。徑向力：徑向力：分別指向各輪輪心（外嚙合），內(nèi)齒輪為遠(yuǎn)離分別指向各輪輪心（外嚙合），內(nèi)齒輪為遠(yuǎn)離輪心。輪心。軸向力：軸向力：決定于齒輪的轉(zhuǎn)向和輪齒的旋向，用主動(dòng)輪左、決定于齒輪的轉(zhuǎn)向和輪齒的旋向，用主動(dòng)輪左、右手定則判定。右手定則判定。主動(dòng)輪主動(dòng)輪從動(dòng)輪從動(dòng)輪Fr1Fr2Ft1Ft2Fa1Fa2n112.6.3計(jì)算載荷計(jì)算載荷1、使用系數(shù)使用系數(shù)KA表征原動(dòng)機(jī)及工作機(jī)的性能對(duì)輪齒實(shí)際所受載荷大小的影響。表征原動(dòng)機(jī)及工作機(jī)的

19、性能對(duì)輪齒實(shí)際所受載荷大小的影響。2、動(dòng)載系數(shù)動(dòng)載系數(shù)KV考慮齒輪副在嚙合過程中因嚙合誤差和運(yùn)轉(zhuǎn)速度而引起的內(nèi)考慮齒輪副在嚙合過程中因嚙合誤差和運(yùn)轉(zhuǎn)速度而引起的內(nèi)部附加動(dòng)載荷的系數(shù)。部附加動(dòng)載荷的系數(shù)。3、齒間載荷分布系數(shù)齒間載荷分布系數(shù)考慮同時(shí)嚙合的齒對(duì)間，載荷不能按理想狀態(tài)分配時(shí)對(duì)輪考慮同時(shí)嚙合的齒對(duì)間，載荷不能按理想狀態(tài)分配時(shí)對(duì)輪齒應(yīng)力影響的系數(shù)。齒應(yīng)力影響的系數(shù)。4、齒向載荷分布系數(shù)齒向載荷分布系數(shù)考慮使輪齒沿接觸線產(chǎn)生載荷分布不均勻現(xiàn)象的影響?？紤]使輪齒沿接觸線產(chǎn)生載荷分布不均勻現(xiàn)象的影響。12.7直齒圓柱齒輪傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算直齒圓柱齒輪傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算12.7.1齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算齒

20、面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算1、強(qiáng)度條件強(qiáng)度條件2、節(jié)線（節(jié)點(diǎn)）處接觸應(yīng)力節(jié)線（節(jié)點(diǎn)）處接觸應(yīng)力計(jì)算點(diǎn)：計(jì)算點(diǎn)：節(jié)點(diǎn)節(jié)點(diǎn)節(jié)點(diǎn)處的曲率半徑：節(jié)點(diǎn)處的曲率半徑：又：又：u=z2/z1=d2/d1,并引入并引入K節(jié)點(diǎn)處的接觸應(yīng)力：節(jié)點(diǎn)處的接觸應(yīng)力：節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)ZH材料彈性系數(shù)材料彈性系數(shù)ZE重合度系數(shù)重合度系數(shù)3、計(jì)算公式計(jì)算公式校核公式校核公式令令設(shè)計(jì)公式設(shè)計(jì)公式齒輪傳動(dòng)的接觸疲勞強(qiáng)度取決于齒輪的直徑（或中心距）。齒輪傳動(dòng)的接觸疲勞強(qiáng)度取決于齒輪的直徑（或中心距）。ZE彈彈性性系系數(shù)數(shù)，表表征征材材料料彈彈性性模模量量和和泊泊松松比比對(duì)對(duì)接接觸觸應(yīng)應(yīng)力的影響。力的影響。ZH節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)，節(jié)點(diǎn)區(qū)域

21、系數(shù)，表征節(jié)點(diǎn)處齒廓曲率對(duì)接觸應(yīng)力表征節(jié)點(diǎn)處齒廓曲率對(duì)接觸應(yīng)力的影響。的影響。Z重合度系數(shù)，重合度系數(shù)，考慮重合度對(duì)單位齒寬載荷的影響?？紤]重合度對(duì)單位齒寬載荷的影響。d齒寬系數(shù)，齒寬系數(shù)，為了保證輪齒全齒寬接觸，可將小齒輪的齒寬增大為了保證輪齒全齒寬接觸，可將小齒輪的齒寬增大510mm（錐齒（錐齒輪、人字齒輪的小齒輪不加寬），計(jì)算時(shí)以大齒輪寬度為準(zhǔn)。輪、人字齒輪的小齒輪不加寬），計(jì)算時(shí)以大齒輪寬度為準(zhǔn)。許用接觸應(yīng)力許用接觸應(yīng)力當(dāng)用設(shè)計(jì)公式、校核公式計(jì)算時(shí)，應(yīng)將當(dāng)用設(shè)計(jì)公式、校核公式計(jì)算時(shí)，應(yīng)將和和中的中的小值小值代入。代入。當(dāng)載荷穩(wěn)定時(shí)當(dāng)載荷穩(wěn)定時(shí)當(dāng)載荷不穩(wěn)定時(shí)當(dāng)載荷不穩(wěn)定時(shí)許用應(yīng)力與材料、

22、齒面硬度、許用應(yīng)力與材料、齒面硬度、應(yīng)力循環(huán)次數(shù)等因素有關(guān)應(yīng)力循環(huán)次數(shù)等因素有關(guān)4、分度圓直徑的初步計(jì)算分度圓直徑的初步計(jì)算初步計(jì)算的許用應(yīng)力為初步計(jì)算的許用應(yīng)力為討論：討論：齒面接觸疲勞強(qiáng)度主要取決于分度圓直徑齒面接觸疲勞強(qiáng)度主要取決于分度圓直徑齒面接觸疲勞強(qiáng)度主要取決于分度圓直徑齒面接觸疲勞強(qiáng)度主要取決于分度圓直徑 d dd 越大，越大，接觸強(qiáng)度接觸強(qiáng)度 越大越大 HH越小越小,齒寬齒寬齒寬齒寬 b b 的大小應(yīng)適當(dāng)，的大小應(yīng)適當(dāng)，的大小應(yīng)適當(dāng)，的大小應(yīng)適當(dāng)，b b 過大會(huì)引起偏載過大會(huì)引起偏載過大會(huì)引起偏載過大會(huì)引起偏載模數(shù)的大小對(duì)接觸強(qiáng)度無直接影響模數(shù)的大小對(duì)接觸強(qiáng)度無直接影響模數(shù)的大

23、小對(duì)接觸強(qiáng)度無直接影響模數(shù)的大小對(duì)接觸強(qiáng)度無直接影響 H1H1=H2H2，而而而而 H1H1 H2H2 設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)計(jì)時(shí)，HH =min=min H1H1,H2H2 求出求出求出求出 d d1 1選擇選擇選擇選擇 z z1 1 計(jì)算計(jì)算計(jì)算計(jì)算 m m=d d1 1/z z1 1為便于裝配，取為便于裝配，取為便于裝配，取為便于裝配，取 b b1 1=b b2 2+(510)mm+(510)mmb2=dd1b1=b2b1b212.7.2齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算1、強(qiáng)度條件強(qiáng)度條件輪齒受載后，相當(dāng)于懸臂梁輪齒受載后，相當(dāng)于懸臂梁齒根部分彎曲應(yīng)力最大，是危險(xiǎn)截面齒根部分

24、彎曲應(yīng)力最大，是危險(xiǎn)截面Fn假設(shè)：全部載荷由一對(duì)輪齒承擔(dān)，并忽略摩擦力假設(shè)：全部載荷由一對(duì)輪齒承擔(dān)，并忽略摩擦力載荷作用于齒頂時(shí)的受力分析：載荷作用于齒頂時(shí)的受力分析：水平分力水平分力F1=FncosF垂直分力垂直分力F2=FnsinF引起彎曲應(yīng)力引起彎曲應(yīng)力引起壓應(yīng)力引起壓應(yīng)力危險(xiǎn)截面的具體位置在哪？危險(xiǎn)截面的具體位置在哪？2、齒根彎曲應(yīng)力齒根彎曲應(yīng)力計(jì)算點(diǎn)：計(jì)算點(diǎn)：力作用在力作用在頂點(diǎn)頂點(diǎn)，危險(xiǎn)截面，危險(xiǎn)截面用用30切線法切線法確定，確定，受拉側(cè)受拉側(cè)。3、計(jì)算公式計(jì)算公式校核公式校核公式設(shè)計(jì)公式設(shè)計(jì)公式常用常用30切線法確定危險(xiǎn)截面位置切線法確定危險(xiǎn)截面位置齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算以受拉邊齒

25、根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算以受拉邊為計(jì)算依據(jù)為計(jì)算依據(jù)力臂為力臂為l，齒根厚為，齒根厚為s齒齒形形系系數(shù)數(shù)，表表征征齒齒廓廓幾幾何何形形狀狀對(duì)對(duì)彎彎曲曲強(qiáng)強(qiáng)度度的的影影響響。只只與與輪輪齒齒的的形形狀狀有有關(guān)關(guān)（隨隨齒齒數(shù)數(shù)和和變變位位系系數(shù)數(shù)而而異異），與與模數(shù)大小模數(shù)大小無關(guān)。無關(guān)。應(yīng)力修正系數(shù)，應(yīng)力修正系數(shù)，綜合考慮齒根過渡曲線處的應(yīng)綜合考慮齒根過渡曲線處的應(yīng)力集中和除彎曲應(yīng)力外其余應(yīng)力對(duì)齒根應(yīng)力的影響。力集中和除彎曲應(yīng)力外其余應(yīng)力對(duì)齒根應(yīng)力的影響。重重合合度度系系數(shù)數(shù)，將將全全部部載載荷荷作作用用于于齒齒頂頂時(shí)時(shí)的的齒齒根根應(yīng)應(yīng)力力折折算算為為載載荷荷作作用用于于單單對(duì)對(duì)齒齒嚙嚙合合區(qū)區(qū)上上界

26、界點(diǎn)點(diǎn)D時(shí)時(shí)的的齒齒根根應(yīng)應(yīng)力的系數(shù)。力的系數(shù)。許用彎曲應(yīng)力許用彎曲應(yīng)力當(dāng)按校核公式計(jì)算時(shí)，應(yīng)分別驗(yàn)算大、小齒輪的彎曲疲勞當(dāng)按校核公式計(jì)算時(shí)，應(yīng)分別驗(yàn)算大、小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度，即應(yīng)滿足強(qiáng)度，即應(yīng)滿足、。當(dāng)按設(shè)計(jì)公式計(jì)算時(shí)，應(yīng)取當(dāng)按設(shè)計(jì)公式計(jì)算時(shí)，應(yīng)取和和兩者中兩者中較大者較大者代入公式。代入公式。齒數(shù)齒數(shù)z1的選擇的選擇閉式軟齒面?zhèn)鲃?dòng)，閉式軟齒面?zhèn)鲃?dòng)，z1=2040；開式（半開式）傳動(dòng)，開式（半開式）傳動(dòng)，z1=1720；閉式硬齒面?zhèn)鲃?dòng)，齒數(shù)不宜過多。閉式硬齒面?zhèn)鲃?dòng)，齒數(shù)不宜過多。4、模數(shù)的初步計(jì)算、模數(shù)的初步計(jì)算輪齒單向受力：輪齒單向受力：輪齒雙向受力：輪齒雙向受力：111112.8斜齒圓

27、柱齒輪傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算12.8.1、齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算、齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算1、強(qiáng)度條件：強(qiáng)度條件：2、節(jié)線處齒面接觸應(yīng)力的確定：節(jié)線處齒面接觸應(yīng)力的確定：節(jié)線處有關(guān)參數(shù)：節(jié)線處有關(guān)參數(shù)：法向計(jì)算載荷法向計(jì)算載荷 綜合曲率半徑綜合曲率半徑 接觸線長(zhǎng)度接觸線長(zhǎng)度重合度系數(shù)重合度系數(shù)螺旋角系數(shù)螺旋角系數(shù)考慮用螺旋角使接觸線傾斜而對(duì)彎曲強(qiáng)度考慮用螺旋角使接觸線傾斜而對(duì)彎曲強(qiáng)度產(chǎn)生有利影響的系數(shù)。產(chǎn)生有利影響的系數(shù)。校核公式校核公式設(shè)計(jì)公式設(shè)計(jì)公式12.8.2齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算校核公式校核公式將將代入代入設(shè)計(jì)公式設(shè)計(jì)公式螺旋角系數(shù)螺旋角系數(shù)Y考慮因螺旋角

28、使接觸線傾斜而對(duì)彎曲強(qiáng)考慮因螺旋角使接觸線傾斜而對(duì)彎曲強(qiáng)度產(chǎn)生有利影響的系數(shù)。度產(chǎn)生有利影響的系數(shù)。齒輪傳動(dòng)主要參數(shù)的選擇齒輪傳動(dòng)主要參數(shù)的選擇模數(shù)模數(shù)m：主要影響齒根彎曲強(qiáng)度，可按彎曲強(qiáng)度條件設(shè)計(jì)。主要影響齒根彎曲強(qiáng)度，可按彎曲強(qiáng)度條件設(shè)計(jì)。圓整為標(biāo)準(zhǔn)值。圓整為標(biāo)準(zhǔn)值。齒數(shù)齒數(shù)Z1：齒數(shù)多傳動(dòng)平穩(wěn)，在中心距不變時(shí)可減小模數(shù)、減齒數(shù)多傳動(dòng)平穩(wěn)，在中心距不變時(shí)可減小模數(shù)、減小齒高、減小磨損、抗膠合。小齒高、減小磨損、抗膠合。閉式：閉式：Z1=2040，減磨減磨開式：開式：Z1=1720，輪齒尺寸大，耐磨輪齒尺寸大，耐磨一般：一般：Z117避免根切避免根切Z1、Z2應(yīng)互為質(zhì)數(shù)應(yīng)互為質(zhì)數(shù)分度圓壓力角

29、分度圓壓力角：標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定=20，航空標(biāo)準(zhǔn)，航空標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定規(guī)定=25，以提高齒根強(qiáng)度和齒面強(qiáng)度以提高齒根強(qiáng)度和齒面強(qiáng)度齒數(shù)比齒數(shù)比u：u7，以免傳動(dòng)尺寸過大。以免傳動(dòng)尺寸過大。螺旋角螺旋角：一般一般 =820。過小軸向重合度小承載能力過小軸向重合度小承載能力提高不明顯，提高不明顯，過大軸向力大影響軸承壽命。過大軸向力大影響軸承壽命。振動(dòng)和噪聲較大，常用于線速度振動(dòng)和噪聲較大，常用于線速度V5 m/s的場(chǎng)合的場(chǎng)合輪齒分布在錐面上，逐漸收縮輪齒分布在錐面上，逐漸收縮特點(diǎn)特點(diǎn)：載荷沿齒寬分布不均載荷沿齒寬分布不均Fnb0.4b強(qiáng)度計(jì)算點(diǎn)：強(qiáng)度計(jì)算點(diǎn)：齒寬中點(diǎn)。齒寬中點(diǎn)。法向力法向力Fn作用于齒寬中

30、點(diǎn)作用于齒寬中點(diǎn)錐齒輪的強(qiáng)度等同于錐齒輪的強(qiáng)度等同于齒寬中點(diǎn)處的當(dāng)量直齒圓柱齒輪齒寬中點(diǎn)處的當(dāng)量直齒圓柱齒輪齒寬中點(diǎn)處的當(dāng)量直齒圓柱齒輪齒寬中點(diǎn)處的當(dāng)量直齒圓柱齒輪b/2dv/2dv半徑半徑=錐齒輪齒寬中點(diǎn)背錐母線長(zhǎng)度錐齒輪齒寬中點(diǎn)背錐母線長(zhǎng)度齒寬齒寬=錐齒輪齒寬錐齒輪齒寬b模數(shù)模數(shù)=錐齒輪齒寬中點(diǎn)平均模數(shù)錐齒輪齒寬中點(diǎn)平均模數(shù)mm12.9直齒錐齒輪傳動(dòng)直齒錐齒輪傳動(dòng)12.9.2受力分析受力分析大小：大?。簣A周力圓周力徑向力徑向力軸向力軸向力方向：方向：圓周力圓周力方向在主動(dòng)輪上與回轉(zhuǎn)方向相反，在從動(dòng)輪上與回方向在主動(dòng)輪上與回轉(zhuǎn)方向相反，在從動(dòng)輪上與回轉(zhuǎn)方向相同；轉(zhuǎn)方向相同；徑向力徑向力方向分

31、別指向各自的輪心；方向分別指向各自的輪心；軸向力軸向力方向分別指向大端。且方向分別指向大端。且Fa2 nFa1 Fr1 Fr2 Ft1 Ft2 12.9.3齒面接觸疲勞強(qiáng)度齒面接觸疲勞強(qiáng)度校核公式校核公式 設(shè)計(jì)公式設(shè)計(jì)公式 12.9.4齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算校核公式校核公式 設(shè)計(jì)公式設(shè)計(jì)公式 作用作用作用作用減小摩擦損失、散熱及防蝕減小摩擦損失、散熱及防蝕方法方法方法方法人工定期加油潤(rùn)滑人工定期加油潤(rùn)滑浸油潤(rùn)滑浸油潤(rùn)滑噴油潤(rùn)滑噴油潤(rùn)滑開式或半開式傳動(dòng)開式或半開式傳動(dòng)V 1215m/s的閉式傳動(dòng)的閉式傳動(dòng)V 12m/s的閉式傳動(dòng)的閉式傳動(dòng)n1n2=123 1 1嚙合中的摩擦損失

32、嚙合中的摩擦損失嚙合中的摩擦損失嚙合中的摩擦損失 2 2攪油損失攪油損失攪油損失攪油損失 3 3軸承中的摩擦損失軸承中的摩擦損失軸承中的摩擦損失軸承中的摩擦損失12.10齒輪傳動(dòng)的效率和潤(rùn)滑齒輪傳動(dòng)的效率和潤(rùn)滑12.10.1齒輪傳動(dòng)的效率齒輪傳動(dòng)的效率12.10.2齒輪傳動(dòng)的潤(rùn)滑齒輪傳動(dòng)的潤(rùn)滑潤(rùn)滑方式取決于齒輪的圓周速度。潤(rùn)滑方式取決于齒輪的圓周速度。12.11齒輪結(jié)構(gòu)齒輪結(jié)構(gòu)齒輪軸齒輪軸當(dāng)齒輪的分度圓直徑與軸的直徑相差很小時(shí)，當(dāng)齒輪的分度圓直徑與軸的直徑相差很小時(shí)，可做可做成齒輪軸。成齒輪軸。實(shí)心式齒輪實(shí)心式齒輪當(dāng)當(dāng)da 200mm,則可做成實(shí)心式則可做成實(shí)心式腹板式齒輪腹板式齒輪當(dāng)當(dāng)da

33、500mm時(shí)時(shí),為了減少質(zhì)量和為了減少質(zhì)量和節(jié)約材料節(jié)約材料,通常采用通常采用腹板式結(jié)構(gòu)腹板式結(jié)構(gòu)輪輻式齒輪輪輻式齒輪da400mm,多采用輪輻式的鑄造結(jié)構(gòu)多采用輪輻式的鑄造結(jié)構(gòu)鑲套式齒輪鑲套式齒輪大直徑的齒大直徑的齒,為節(jié)為節(jié)省材料省材料,可采用鑲可采用鑲套套式齒圈式齒圈焊接式齒輪焊接式齒輪單件生產(chǎn)而尺寸過大又不利于鑄造的齒輪單件生產(chǎn)而尺寸過大又不利于鑄造的齒輪,可采用焊接結(jié)可采用焊接結(jié)構(gòu)構(gòu) 主要內(nèi)容主要內(nèi)容1、齒齒輪輪傳傳動(dòng)動(dòng)的的失失效效形形式式，各各種種失失效效的的機(jī)機(jī)理理和和特特點(diǎn)點(diǎn)，防防止止措施以及齒輪傳動(dòng)的計(jì)算準(zhǔn)則；措施以及齒輪傳動(dòng)的計(jì)算準(zhǔn)則；2、齒齒輪輪材材料料的的基基本本要要求

34、求，軟軟齒齒面面與與硬硬齒齒面面的的常常用用熱熱處處理理方法及材料選用原則；方法及材料選用原則；3、齒齒輪輪傳傳動(dòng)動(dòng)的的受受力力分分析析，計(jì)計(jì)算算載載荷荷，各各種種載載荷荷系系數(shù)數(shù)的的物物理意義與影響因素；理意義與影響因素；4、齒齒輪輪承承載載能能力力計(jì)計(jì)算算包包括括：直直齒齒圓圓柱柱齒齒輪輪傳傳動(dòng)動(dòng)的的齒齒面面接接觸觸強(qiáng)強(qiáng)度度計(jì)計(jì)算算與與齒齒根根彎彎曲曲疲疲勞勞強(qiáng)強(qiáng)度度計(jì)計(jì)算算；斜斜齒齒圓圓柱柱齒齒輪輪傳動(dòng)和直齒錐齒輪傳動(dòng)的計(jì)算特點(diǎn)；傳動(dòng)和直齒錐齒輪傳動(dòng)的計(jì)算特點(diǎn)；5、齒齒輪輪傳傳動(dòng)動(dòng)設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)中中，主主要要參參數(shù)數(shù)的的選選擇擇原原則則及及影影響響因因素素，各參數(shù)間的相互影響關(guān)系。各參數(shù)間的相

35、互影響關(guān)系。影響接觸應(yīng)力的四個(gè)因素影響接觸應(yīng)力的四個(gè)因素外載荷外載荷Fn：Fn，則則H；接觸寬度接觸寬度b：b，則則H；綜合曲率半徑綜合曲率半徑：，則則H;綜合彈性模量綜合彈性模量E：E，則則H。兩齒輪嚙合時(shí)的接觸應(yīng)力兩齒輪嚙合時(shí)的接觸應(yīng)力H與許用接觸應(yīng)力與許用接觸應(yīng)力H一對(duì)嚙合齒輪的接觸應(yīng)力大小相等方向相反，即一對(duì)嚙合齒輪的接觸應(yīng)力大小相等方向相反，即H1=H2；一對(duì)嚙合齒輪的許用接觸應(yīng)力不一定相等，即一對(duì)嚙合齒輪的許用接觸應(yīng)力不一定相等，即H1H2。所以接觸強(qiáng)度一般不相等，在應(yīng)用公所以接觸強(qiáng)度一般不相等，在應(yīng)用公式時(shí)應(yīng)取式時(shí)應(yīng)取H小值代入。若一對(duì)齒輪的小值代入。若一對(duì)齒輪的H1=H2，則一

36、對(duì)齒輪不但接觸應(yīng)力相等（即則一對(duì)齒輪不但接觸應(yīng)力相等（即H1=H2），），而且接觸強(qiáng)度也相等。而且接觸強(qiáng)度也相等。影響彎曲應(yīng)力的主要因素影響彎曲應(yīng)力的主要因素模模數(shù)數(shù)m：因因F1/m2,則則模模數(shù)數(shù)是是影影響響彎彎曲曲強(qiáng)強(qiáng)度度的的最最重重要因素，當(dāng)彎曲強(qiáng)度不足時(shí)，首先應(yīng)增大模數(shù)；要因素，當(dāng)彎曲強(qiáng)度不足時(shí)，首先應(yīng)增大模數(shù)；齒寬齒寬b：當(dāng)齒寬當(dāng)齒寬b，則，則F，但，但b過大會(huì)使齒向載荷分過大會(huì)使齒向載荷分布系數(shù)布系數(shù)K而使而使K；齒數(shù)齒數(shù)z及變位系數(shù)及變位系數(shù)x：z、x，則，則YFaYSaY，而使，而使F。因因?yàn)闉橐灰话惆銁1z2，則則YFa1YFa2，YSa1YSa2，所所以以F1F2；一一對(duì)對(duì)

37、大大、小小齒齒輪輪的的材材料料和和熱熱處處理理硬硬度度不不同同，則則彎彎曲曲疲疲勞勞極極限限Flim不不同同，加加之之彎彎曲曲疲疲勞勞壽壽命命系系數(shù)數(shù)YN的的影影響響，所以所以F1F2。一對(duì)標(biāo)準(zhǔn)齒輪嚙合，通常一對(duì)標(biāo)準(zhǔn)齒輪嚙合，通常F1F2，F(xiàn)1F2。因因YFa是是反反映映當(dāng)當(dāng)力力作作用用于于齒齒頂頂時(shí)時(shí)，輪輪齒齒齒齒廓廓形形狀狀對(duì)對(duì)齒齒根根彎彎曲曲應(yīng)應(yīng)力力的的影影響響系系數(shù)數(shù)，它它是是指指齒齒根根厚厚度度與與齒齒高高的的相相對(duì)對(duì)比比例例關(guān)關(guān)系系。當(dāng)當(dāng)齒齒高高增增大大，齒齒根根厚厚度度變變小小，輪輪齒齒變變?yōu)闉椤笆菔莞吒咝托汀?即即YFaF，抗抗彎彎曲曲能能力力差差；反反之之，齒齒高高減減小小，

38、齒齒厚厚增增大大，則則輪輪齒齒變變?yōu)闉椤鞍峙中托汀?，即即YFa F，抗抗彎彎曲曲能能力力強(qiáng)強(qiáng)。因因此此YFa是是反反映映輪輪齒齒“高、矮、胖、瘦高、矮、胖、瘦”程度的形態(tài)系數(shù)。程度的形態(tài)系數(shù)。而而模模數(shù)數(shù)m的的值值是是反反映映一一個(gè)個(gè)輪輪齒齒絕絕對(duì)對(duì)尺尺寸寸的的大大小小，對(duì)對(duì)于于用用標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)刀刀具具加加工工標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)齒齒輪輪時(shí)時(shí)，若若z相相同同僅僅m不不同同，則加工出的輪齒都幾何相似，則加工出的輪齒都幾何相似，m只是它們的放大比例。只是它們的放大比例。齒形系數(shù)齒形系數(shù)YFa與模數(shù)與模數(shù)m無關(guān)無關(guān)YFa的影響因素及其選擇的影響因素及其選擇標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪的標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪的YFa只取決于輪齒的

39、形狀（隨齒數(shù)只取決于輪齒的形狀（隨齒數(shù)和變位系數(shù)而異）。當(dāng)和變位系數(shù)而異）。當(dāng)z，漸開線越平坦齒根厚度，漸開線越平坦齒根厚度，則，則YFa；當(dāng)；當(dāng)z一定時(shí)，采用正變位方法可使齒根厚度一定時(shí)，采用正變位方法可使齒根厚度，達(dá)，達(dá)到降低到降低YFa的效果，而的效果，而F，則抗彎強(qiáng)度提高。對(duì)于斜，則抗彎強(qiáng)度提高。對(duì)于斜齒輪的齒輪的YFa應(yīng)按當(dāng)量齒數(shù)應(yīng)按當(dāng)量齒數(shù)zv=z/cos3選??；對(duì)于直齒錐齒選??；對(duì)于直齒錐齒輪，應(yīng)按輪，應(yīng)按zv=z/cos選取。斜齒圓柱齒輪設(shè)計(jì)中，若選取。斜齒圓柱齒輪設(shè)計(jì)中，若、zv，則，則YFa，故斜齒輪的抗彎強(qiáng)度比直齒輪高。，故斜齒輪的抗彎強(qiáng)度比直齒輪高。齒數(shù)齒數(shù)z的選擇的選

40、擇對(duì)于閉式軟齒面齒輪傳動(dòng)對(duì)于閉式軟齒面齒輪傳動(dòng)其主要失效形式是齒面疲勞點(diǎn)蝕。設(shè)計(jì)時(shí)，首先從其主要失效形式是齒面疲勞點(diǎn)蝕。設(shè)計(jì)時(shí)，首先從保證齒輪的接觸強(qiáng)度出發(fā)來確定齒輪直徑（或中心距）保證齒輪的接觸強(qiáng)度出發(fā)來確定齒輪直徑（或中心距）。這時(shí)齒數(shù)的多少，主要影響齒輪的模數(shù)及彎曲疲勞。這時(shí)齒數(shù)的多少，主要影響齒輪的模數(shù)及彎曲疲勞強(qiáng)度。故其選擇原則為：強(qiáng)度。故其選擇原則為：在傳動(dòng)尺寸不變并滿足彎曲在傳動(dòng)尺寸不變并滿足彎曲強(qiáng)度條件下，強(qiáng)度條件下，z盡可能選多些有利。盡可能選多些有利。原因：原因：z，則重合度則重合度，使傳動(dòng)平穩(wěn)，降低齒輪傳動(dòng)的振，使傳動(dòng)平穩(wěn)，降低齒輪傳動(dòng)的振動(dòng)與噪聲；動(dòng)與噪聲；，則重合度系

41、數(shù)則重合度系數(shù)Z而使而使H，可提高齒輪的接，可提高齒輪的接觸強(qiáng)度；觸強(qiáng)度；z，則則m，可減輕齒輪的重量和減小金屬切削量，可減輕齒輪的重量和減小金屬切削量，節(jié)省工時(shí)和費(fèi)用；節(jié)省工時(shí)和費(fèi)用；z還能降低齒高，減少滑動(dòng)系數(shù)，減少磨損，提高還能降低齒高，減少滑動(dòng)系數(shù)，減少磨損，提高傳動(dòng)效率和抗膠合能力。一般取傳動(dòng)效率和抗膠合能力。一般取z1=2040。對(duì)于閉式硬齒面齒輪傳動(dòng)對(duì)于閉式硬齒面齒輪傳動(dòng)其主要失效形式是輪齒折斷。設(shè)計(jì)時(shí)，首先從保證輪其主要失效形式是輪齒折斷。設(shè)計(jì)時(shí)，首先從保證輪齒彎曲強(qiáng)度出發(fā)，確定齒輪的模數(shù)齒彎曲強(qiáng)度出發(fā)，確定齒輪的模數(shù)m。這時(shí)。這時(shí)z的多少的多少直接影響齒輪結(jié)構(gòu)尺寸的大小，故其

42、選擇原則為：直接影響齒輪結(jié)構(gòu)尺寸的大小，故其選擇原則為：在保證足夠的接觸疲勞強(qiáng)度的前提下，齒數(shù)不易過多，在保證足夠的接觸疲勞強(qiáng)度的前提下，齒數(shù)不易過多，一般一般z117。開式齒輪傳動(dòng)開式齒輪傳動(dòng)開開式式齒齒輪輪傳傳動(dòng)動(dòng)的的尺尺寸寸主主要要取取決決于于輪輪齒齒的的彎彎曲曲疲疲勞勞強(qiáng)強(qiáng)度度，故故z也也不不易易過過多多，對(duì)對(duì)標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)直直齒齒輪輪z117，以以避避免免根切。根切。齒寬系數(shù)齒寬系數(shù)d的選擇的選擇設(shè)計(jì)齒輪時(shí)，所選的齒寬系數(shù)設(shè)計(jì)齒輪時(shí)，所選的齒寬系數(shù)d既不能太大，又不能既不能太大，又不能過小。過小。原原因因當(dāng)載荷一定時(shí)，齒寬系數(shù)選大值，可使分度圓直徑當(dāng)載荷一定時(shí)，齒寬系數(shù)選大值，可使分度圓直

43、徑下降（或中心距下降），降低齒輪圓周速度，而且能下降（或中心距下降），降低齒輪圓周速度，而且能在一定程度上減輕整個(gè)傳動(dòng)裝置的重量，但使齒寬增在一定程度上減輕整個(gè)傳動(dòng)裝置的重量，但使齒寬增加，軸向尺寸增大，因而增加了載荷沿齒寬分布的不加，軸向尺寸增大，因而增加了載荷沿齒寬分布的不均勻性，故齒寬系數(shù)不能選太大；均勻性，故齒寬系數(shù)不能選太大；若齒寬系數(shù)過小，則分度圓直徑增大（或中心距若齒寬系數(shù)過小，則分度圓直徑增大（或中心距增大），增加了整個(gè)傳動(dòng)裝置的重量，故齒寬系數(shù)又增大），增加了整個(gè)傳動(dòng)裝置的重量，故齒寬系數(shù)又不能選太小。不能選太小。齒寬系數(shù)選擇原則齒寬系數(shù)選擇原則一般齒輪制造、安裝精度高，載荷

44、穩(wěn)定，軸的剛一般齒輪制造、安裝精度高，載荷穩(wěn)定，軸的剛度大，齒輪對(duì)稱于軸承布置時(shí)，齒寬或齒寬系數(shù)可以度大，齒輪對(duì)稱于軸承布置時(shí)，齒寬或齒寬系數(shù)可以取大些；相反，齒寬與齒寬系數(shù)應(yīng)選小些；取大些；相反，齒寬與齒寬系數(shù)應(yīng)選小些；直齒圓柱齒輪宜取較小值，斜齒可取較大值（人直齒圓柱齒輪宜取較小值，斜齒可取較大值（人字齒可到字齒可到2）；）；在設(shè)計(jì)時(shí)，可把軟齒面齒輪的齒寬系數(shù)值比硬齒在設(shè)計(jì)時(shí)，可把軟齒面齒輪的齒寬系數(shù)值比硬齒面齒輪的齒寬系數(shù)值選大一些；面齒輪的齒寬系數(shù)值選大一些；為便于裝配和調(diào)整，根據(jù)為便于裝配和調(diào)整，根據(jù)d1和齒寬系數(shù)求出輪寬和齒寬系數(shù)求出輪寬b后，將小齒輪寬度后，將小齒輪寬度b1再加大

45、再加大5mm10mm（錐齒輪和錐齒輪和人字齒輪傳動(dòng)的小齒輪部加寬），但計(jì)算時(shí)按大齒輪人字齒輪傳動(dòng)的小齒輪部加寬），但計(jì)算時(shí)按大齒輪寬度計(jì)算。寬度計(jì)算。螺旋角的選擇螺旋角的選擇螺螺旋旋角角增增大大，可可使使，提提高高傳傳動(dòng)動(dòng)的的平平穩(wěn)穩(wěn)性性與與承承載載能能力力，但但過過大大，軸軸向向力力增增加加，軸軸承承裝裝置置復(fù)復(fù)雜雜；若若過過小小，斜斜齒齒輪輪的的優(yōu)優(yōu)點(diǎn)點(diǎn)不不明明顯顯。一一般般取取=815；對(duì)對(duì)于于振振動(dòng)動(dòng)噪噪聲聲要要求求高高的的齒齒輪輪，可可取取=1525，但但制制造造精精度度要要相相應(yīng)應(yīng)的的提提高高；對(duì)對(duì)人人字字齒齒輪輪，因因軸軸向向力力可可相相互互抵抵消消，故故可可選大些。選大些。兩兩

46、級(jí)級(jí)圓圓柱柱齒齒輪輪傳傳動(dòng)動(dòng)中中，若若有有一一級(jí)級(jí)為為斜斜齒齒另另一一級(jí)級(jí)為為直直齒齒，試試問問斜斜齒齒圓圓柱柱齒齒輪輪應(yīng)應(yīng)置置于于高高速速級(jí)級(jí)還還是是低低速速級(jí)級(jí)？為為什什么么？若若為為直直齒齒錐錐齒齒輪輪和和圓圓柱柱齒齒輪輪所所組組成成的的兩兩級(jí)級(jí)傳傳動(dòng)動(dòng)中中，錐齒輪應(yīng)置于高速級(jí)還是低速級(jí)？為什么？錐齒輪應(yīng)置于高速級(jí)還是低速級(jí)？為什么？（1）在兩級(jí)圓柱齒輪傳動(dòng)中，斜齒輪應(yīng)置于高速級(jí)，）在兩級(jí)圓柱齒輪傳動(dòng)中，斜齒輪應(yīng)置于高速級(jí)，主要因?yàn)楦咚偌?jí)的轉(zhuǎn)速高，用斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)，工作主要因?yàn)楦咚偌?jí)的轉(zhuǎn)速高，用斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)，工作平穩(wěn)，在精度等級(jí)相同時(shí)，允許傳動(dòng)的圓周速度較高；平穩(wěn)，在精度等級(jí)相同時(shí)

47、，允許傳動(dòng)的圓周速度較高；在忽略摩擦阻力影響時(shí)，高速級(jí)小齒輪的轉(zhuǎn)矩是低速級(jí)在忽略摩擦阻力影響時(shí)，高速級(jí)小齒輪的轉(zhuǎn)矩是低速級(jí)小齒輪轉(zhuǎn)矩的小齒輪轉(zhuǎn)矩的1/i(i是高速級(jí)的傳動(dòng)比是高速級(jí)的傳動(dòng)比)，其軸向力小。，其軸向力小。（2）由錐齒輪和圓柱齒輪組成的兩級(jí)傳動(dòng)中，錐齒輪）由錐齒輪和圓柱齒輪組成的兩級(jí)傳動(dòng)中，錐齒輪一般應(yīng)置于高速級(jí)，主要因?yàn)楫?dāng)傳遞功率一定時(shí)，低速一般應(yīng)置于高速級(jí)，主要因?yàn)楫?dāng)傳遞功率一定時(shí)，低速級(jí)的轉(zhuǎn)矩大，則齒輪的尺寸和模數(shù)也大，而錐齒輪的錐級(jí)的轉(zhuǎn)矩大，則齒輪的尺寸和模數(shù)也大，而錐齒輪的錐距和模數(shù)大時(shí)，則加工困難，或者加工成本大為提高。距和模數(shù)大時(shí)，則加工困難，或者加工成本大為提高。一

48、對(duì)齒輪傳動(dòng)，如何判斷大、小齒輪中哪個(gè)齒面不易一對(duì)齒輪傳動(dòng)，如何判斷大、小齒輪中哪個(gè)齒面不易產(chǎn)生疲勞點(diǎn)蝕？產(chǎn)生疲勞點(diǎn)蝕？（1）大、小齒輪的材料與熱處理硬度及循環(huán)次數(shù)）大、小齒輪的材料與熱處理硬度及循環(huán)次數(shù)N不等，不等，通常通常H1H2，而，而H1=H2，故小齒輪齒面接觸強(qiáng)度較高，故小齒輪齒面接觸強(qiáng)度較高，則不易出現(xiàn)疲勞點(diǎn)蝕。則不易出現(xiàn)疲勞點(diǎn)蝕。（2）比較大、小齒輪的）比較大、小齒輪的F1/YFa1YSa1與與F2/YFa2YSa2，若，若F1/YFa1YSa1Hlim2，故，故H1H2。且。且H1=H2，按無限壽命設(shè)計(jì)，按無限壽命設(shè)計(jì)時(shí)，壽命系數(shù)時(shí)，壽命系數(shù)ZN=1，故小齒輪不易出現(xiàn)齒面點(diǎn)蝕。，

49、故小齒輪不易出現(xiàn)齒面點(diǎn)蝕。（2）比較兩齒輪的）比較兩齒輪的YFa1YSa1/F1與與YFa2YSa2/F2，比，比值小的齒輪其彎曲疲勞強(qiáng)度大，不易出現(xiàn)齒根彎曲疲勞值小的齒輪其彎曲疲勞強(qiáng)度大，不易出現(xiàn)齒根彎曲疲勞折斷。折斷。1、一般開式齒輪傳動(dòng)的主要失效形式是、一般開式齒輪傳動(dòng)的主要失效形式是。A、齒面膠合、齒面膠合B、齒面疲勞點(diǎn)蝕、齒面疲勞點(diǎn)蝕C、齒面磨損或輪齒疲勞折斷、齒面磨損或輪齒疲勞折斷D、輪齒塑性變形、輪齒塑性變形2、高速重載齒輪傳動(dòng)，當(dāng)潤(rùn)滑不良時(shí)，最可能出現(xiàn)的失、高速重載齒輪傳動(dòng)，當(dāng)潤(rùn)滑不良時(shí)，最可能出現(xiàn)的失效形式是效形式是。A、齒面膠合、齒面膠合B、齒面疲勞點(diǎn)蝕、齒面疲勞點(diǎn)蝕C、齒

50、面磨損、齒面磨損D、輪齒疲勞折斷、輪齒疲勞折斷3、齒輪采用滲碳淬火的熱處理方法，則齒輪材料只可能、齒輪采用滲碳淬火的熱處理方法，則齒輪材料只可能是是。A、45號(hào)鋼號(hào)鋼B、ZG340640C、20CrD、20CrMnTi4、齒輪傳動(dòng)中齒面的非擴(kuò)展性點(diǎn)蝕一般出現(xiàn)在、齒輪傳動(dòng)中齒面的非擴(kuò)展性點(diǎn)蝕一般出現(xiàn)在。A、跑合階段、跑合階段B、穩(wěn)定性磨損階段、穩(wěn)定性磨損階段C、劇烈磨損階段、劇烈磨損階段D、齒面磨粒磨損階段、齒面磨粒磨損階段5、對(duì)于開式齒輪傳動(dòng)，在工程設(shè)計(jì)中，一般、對(duì)于開式齒輪傳動(dòng)，在工程設(shè)計(jì)中，一般。A、按接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)齒輪尺寸，再校核彎曲強(qiáng)度、按接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)齒輪尺寸，再校核彎曲強(qiáng)度B、按彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)齒輪尺寸，再校核接觸強(qiáng)度、按彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)齒輪尺寸，再校核接觸強(qiáng)度C、只需按接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)、只需按接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)D、只需按彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)、只需按彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)6、一減速齒輪傳動(dòng)，小齒輪、一減速齒輪傳動(dòng)，小齒輪1選用選用45號(hào)鋼調(diào)質(zhì)；大齒輪選號(hào)鋼調(diào)質(zhì)；大齒輪選用用45號(hào)鋼正火，它們的齒面接觸應(yīng)力號(hào)鋼正火，它們的齒面接觸應(yīng)力。A、H1H2B、H1500mm）、形狀復(fù)雜）、形狀復(fù)雜的齒輪，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)選擇的齒輪，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)選擇。A、自由鍛毛坯、自由鍛毛坯B、焊接毛坯焊接毛坯C、模鍛毛坯模鍛毛坯D、鑄造毛坯鑄造毛坯