學習情境6齒輪傳動

1、 任務描述任務描述 任務描述任務描述 齒輪傳動用來傳遞任意兩軸間的運動和動力（平行，相交，空齒輪傳動用來傳遞任意兩軸間的運動和動力（平行，相交，空 間）是現(xiàn)代機械中應用最廣的一種機械傳動間）是現(xiàn)代機械中應用最廣的一種機械傳動( (汽車汽車 飛機飛機 兒童玩具兒童玩具 手表手表) )。 優(yōu)點：優(yōu)點： （1 1）傳遞動力大）傳遞動力大( (最大可達最大可達6 610105 5kw)kw)、效率高（、效率高（max max=99.5 =99.5）； （2 2）壽命長（工作情況良好的可達幾年甚至幾十年），工作平穩(wěn)）壽命長（工作情況良好的可達幾年甚至幾十年），工作平穩(wěn) （比鏈傳動平穩(wěn)的多，鏈傳動工作中有

2、沖擊和動載荷，不平穩(wěn)），（比鏈傳動平穩(wěn)的多，鏈傳動工作中有沖擊和動載荷，不平穩(wěn)）， 工作可靠性高工作可靠性高( (傳遞運動準確可靠，恒定的瞬時傳動比）；傳遞運動準確可靠，恒定的瞬時傳動比）； （3 3）能保證恒定的傳動比，能傳遞任意夾角兩軸間的運動。）能保證恒定的傳動比，能傳遞任意夾角兩軸間的運動。 缺點：缺點： （1 1）制造、安裝精度要求較高，因而成本也較高；）制造、安裝精度要求較高，因而成本也較高； （2 2）不宜作遠距離傳動。）不宜作遠距離傳動。 1.齒輪傳動的特點和基本類型 資資 訊訊 齒輪傳動是現(xiàn)代機械中應用最廣的一種機械傳動，在生產實踐中應用廣泛，種類繁多。齒輪傳動是現(xiàn)代機械中應

3、用最廣的一種機械傳動，在生產實踐中應用廣泛，種類繁多。 認識常用的齒輪傳動種類。認識常用的齒輪傳動種類。 平行軸傳動平行軸傳動 相交軸傳動相交軸傳動 資資 訊訊 資資 訊訊 資資 訊訊 2.漸開線齒輪的齒廓與嚙合特性 發(fā)生線 基圓 展角(漸開線上任意一點的向徑與起始點的向徑之間的夾角) 資資 訊訊 2.2漸開線的性質 1 1、發(fā)生線沿基圓滾過的線段長度等、發(fā)生線沿基圓滾過的線段長度等 于基圓上被滾過的相應弧長。于基圓上被滾過的相應弧長。 2 2、( (由于發(fā)生線在基圓上作純滾動由于發(fā)生線在基圓上作純滾動, , 無相對滑動無相對滑動),),則發(fā)生線與基圓的切點則發(fā)生線與基圓的切點 B B為漸開線

4、上為漸開線上K K點的瞬時速度中心點的瞬時速度中心, ,發(fā)發(fā) 生線是漸開線在生線是漸開線在K K點的法線點的法線,(,(又由于又由于 發(fā)生線始終與基圓相切發(fā)生線始終與基圓相切) )故發(fā)生線又故發(fā)生線又 是基圓在是基圓在B B點的切線點的切線. . 資資 訊訊 3 3、( (由于切點由于切點B B是漸開線上是漸開線上K K點的瞬時點的瞬時 速度中心速度中心),),則則B B點是點是K K點的曲率中心點的曲率中心,BK,BK 為漸開線上為漸開線上K K點的曲率半徑點的曲率半徑. . 4 4、漸開線的形狀只取決于基圓大小。、漸開線的形狀只取決于基圓大小。 ( (從形成可看出即大小相等的基圓從形成可看

5、出即大小相等的基圓, ,漸漸 開線形狀相同開線形狀相同.)(.)(基圓越小基圓越小, ,漸開線越漸開線越 彎曲彎曲, ,基圓越大基圓越大, ,漸開線越平直漸開線越平直, ,當基當基 圓半徑無窮大時圓半徑無窮大時, ,漸開線成為直線漸開線成為直線.).) 5 5、( (由于發(fā)生線始終相切于基圓由于發(fā)生線始終相切于基圓),), 基圓內無基圓內無 漸開線。漸開線。 漸開線方程漸開線方程 KKK K b K tg r r cos n漸開線上任一點的位置可用向徑rk和展角k 來表示。（向徑rk和展角k確定以后，該點 的位置就是確定的。）當兩齒輪在k點嚙合時， 其正壓力方向沿著k點的法線（BK）方向，而

6、齒廓上k點的速度垂直于OK線， k點的受力方 向與速度方向之間所夾的銳角稱為壓力角a k， 由圖知BOK= a k， n且coscos a a k k=OB/OK=OB/OK= r rb b/ r/ rk, k, n tan a k =BK/OB=BA/OB= rb(a k +k)/ rb n= a k+ k n則極坐標方程 K inv KKK tg 注意查表注意查表5-15-1 資資 訊訊 2、嚙合特性 四線合一 1.傳動比的表達 兩齒輪的基圓為rb1、rb2，過兩輪齒廓嚙合點K作漸開線的齒廓的法線，由于兩齒廓 相切，得公法線N1N2，根據(jù)漸開線的性質，該公法線必與兩基圓相切，即為兩基圓 的

7、內公切線。因齒輪安裝完畢后兩輪的基圓為定圓，在其同一方向的內公切線只有 一條。所以無論兩齒廓在任何位置接觸，過接觸點所作兩齒廓的公法線僅此一線， 即兩基圓的內公切線；公法線是經過嚙合點做出的，嚙合點在公法線上，而公法線 只有一條，故所有的嚙合點都在此線上，即嚙合線也為此線；齒輪傳動時，正壓力 的作用線必然沿著接觸點處的法線方向，即沿公法線方向，故此線又是正壓力作用線。 資資 訊訊 （2 2）中心距可分性）中心距可分性 由此得出：漸開線齒輪的傳動比等于兩由此得出：漸開線齒輪的傳動比等于兩 輪基圓半徑的反比輪基圓半徑的反比。（而齒輪一旦加工完畢， 基圓大小就確定了，傳動比就確定了，這使得齒輪對 中

8、心距的變化不敏感，在安裝和使用過程中，安裝的 誤差或者軸承的磨損使得中心距略有變化時， 齒輪 的傳動比不變。這種性質稱為中心距可分性） 找到嚙合線以后，它與連心線O1O2的交點C必是一定點。 C點稱為節(jié)點，分別以圓心為中心，以O1C和O2C為半徑 作圓，稱為節(jié)圓。則兩個齒輪的嚙合傳動可看作兩個節(jié)圓 的純滾動。則它們在C點線速度大小和方向均相同。即： V1=V2 而V1= 1O1C V2=2 O2C 而三角形O1CN1 和O2CN2相似。 資資 訊訊 （3 3）齒輪的傳力方向不變）齒輪的傳力方向不變 若不計摩擦，則主動輪齒施加給 從動輪齒的力只有正壓力，其方 向必然是沿著接觸點處的法線方 向，根

9、據(jù)四線合一，即為N1N2線， 正壓力的方向始終沿此線，齒輪 加工安裝完畢以后，此方向上的 內公切線為一固定直線，故傳力 方向不變，這一特性對傳動的平 穩(wěn)性很有利。 資資 訊訊 3漸開線標準直齒齒輪的主要參數(shù)及幾何尺寸 3.1.齒輪各部分的名稱、符號和主要參數(shù) 以外齒輪（內外以輪齒分布在母體的內外表面劃分）為例： 1)1)齒頂圓齒頂圓: : 過所有輪齒頂部所作的圓稱為齒頂圓過所有輪齒頂部所作的圓稱為齒頂圓, , 其直徑和半徑分別用其直徑和半徑分別用dada和和rara表示。表示。 2)2)齒根圓齒根圓: : 過輪齒根部所作的圓稱為齒根圓過輪齒根部所作的圓稱為齒根圓, , 其直其直 徑和半徑分別用

10、徑和半徑分別用d df f和和r rf f表示。表示。 3)3)基圓基圓: : 發(fā)生漸開線齒廓的圓發(fā)生漸開線齒廓的圓 稱基圓稱基圓, , 其直徑和半徑分別其直徑和半徑分別 用用d db b和和r rb b表示。表示。 4)4)齒厚齒厚: : 在直徑為在直徑為d dk k的任一圓的任一圓 周上周上, , 一個輪齒兩側齒廓間一個輪齒兩側齒廓間 的弧長稱為該圓上的齒厚的弧長稱為該圓上的齒厚, , 用用s sk k表示。表示。 5)5)齒槽寬齒槽寬: :（相鄰輪齒之間的空（相鄰輪齒之間的空 間稱為齒槽。）在直徑為間稱為齒槽。）在直徑為d dk k 的圓周上的圓周上, , 齒槽兩側齒廓間齒槽兩側齒廓間

11、的弧長稱為該圓上的齒槽寬的弧長稱為該圓上的齒槽寬, , 用用e ek k表示。表示。 6)6)齒距齒距: : 在直徑為在直徑為d dk k的圓周上的圓周上, , 相相 鄰兩齒同側齒廓之間的弧長稱鄰兩齒同側齒廓之間的弧長稱 為該圓上的齒距為該圓上的齒距, , 用用p pk k表示表示, , p pk k=s=sk k+e+ek k。 基圓齒距用基圓齒距用p pb b表示表示, , p pb b=s=sb b+e+eb b。 s sb b、 e eb b分別為基圓分別為基圓 上的齒厚和齒槽寬。（引入齒上的齒厚和齒槽寬。（引入齒 數(shù)數(shù)Z Z：齒輪整個圓周上輪齒的總：齒輪整個圓周上輪齒的總 數(shù)）注意數(shù)

12、）注意: :由齒距定義，由齒距定義， p pk kZ=dZ=dk k則則 p pk k =d =dk k Z Z 把把p pk k用用m mk k表示，稱為模數(shù)。表示，稱為模數(shù)。 7)7)分度圓分度圓: : （為了設計和制造的方便，（為了設計和制造的方便， 在齒頂圓和齒根圓之間取定一個圓，在齒頂圓和齒根圓之間取定一個圓， 作為齒輪尺寸計算的基準作為齒輪尺寸計算的基準, , 使該圓使該圓 上的模數(shù)為一個標準值（簡單的有上的模數(shù)為一個標準值（簡單的有 理數(shù)），且壓力角也為標準值，我理數(shù)），且壓力角也為標準值，我 國規(guī)定為國規(guī)定為2020。 注意：分度圓上的參數(shù)不帶下標，注意：分度圓上的參數(shù)不帶下標

13、， 即為直徑即為直徑d d半徑半徑r r模數(shù)模數(shù)m m壓力角壓力角齒齒 距距P P 齒槽寬齒槽寬e e 齒厚齒厚s s 則則m=p/ =d/zm=p/ =d/z 9)9)齒根高齒根高: : 分度圓和齒根圓之分度圓和齒根圓之 間的徑向距離稱為齒根高間的徑向距離稱為齒根高, , 用用 h h 表示。表示。 顯然顯然h h =(d-d=(d-d )/2)/2。 10)10)全齒高全齒高: : 齒頂圓和齒根圓齒頂圓和齒根圓 之間的徑向距離稱為全齒高之間的徑向距離稱為全齒高, , 用用h h表示。表示。 顯然顯然h=hh=h +h+h 。 11)11)寬度：沿齒輪軸線的長度寬度：沿齒輪軸線的長度 稱為齒

14、寬稱為齒寬, , 用用b b表示。表示。 8)8)齒頂高：齒頂高： 齒頂圓和分度齒頂圓和分度 圓之間的徑向距離稱為齒頂圓之間的徑向距離稱為齒頂 高高, , 用用h h 表示。表示。 顯然顯然h h =(d=(d -d)/2-d)/2。 注意：每個齒輪有且僅有1個分度圓，在 分度圓上，模數(shù)是定值，壓力角為20。 壓力角： 漸開線上各點的壓力角是不同的, 通常所說的壓力角指分度圓上的壓力角, 用 表示。 國家標準規(guī)定齒輪分度圓壓力角 為標準值=20。 p m(1)(1)分度圓上的模數(shù)：分度圓上的模數(shù)： (2)(2)分度圓的直徑為：分度圓的直徑為： (3)(3)分度圓的齒距分度圓的齒距p p為：為：

15、 mz pz d p=s+e=mp=s+e=m 由由P Pk kZ=dZ=dk k，和把，和把P Pk k用用m mk k表示，則分度圓上表示，則分度圓上PZ=dPZ=d 則則P P =d =d Z = Z = m m 引出齒輪的主要參數(shù)：引出齒輪的主要參數(shù)： 1.齒頂高系數(shù)齒頂高系數(shù)haha* * ： 規(guī)定齒頂高規(guī)定齒頂高ha=haha=ha* * m m 2. 2.頂隙系數(shù)頂隙系數(shù)c c* * ： 頂隙（為了不卡死和儲油，兩頂隙（為了不卡死和儲油，兩 輪齒徑向留間隙，稱為頂隙。）輪齒徑向留間隙，稱為頂隙。） 規(guī)定齒根高規(guī)定齒根高 h hf f=(ha=(ha* *+c+c* *)m)m C

16、=c C=c* *m m 則則: :全齒高：全齒高： h=hh=ha a+h+hf f=(2ha=(2ha* *+c+c* *)m)m 三三. .標準齒輪：標準齒輪： 模數(shù)、壓力角、齒頂高系模數(shù)、壓力角、齒頂高系 數(shù)和頂隙系數(shù)均為標準值，且數(shù)和頂隙系數(shù)均為標準值，且 分度圓上的齒厚等于齒槽寬的分度圓上的齒厚等于齒槽寬的 齒輪。齒輪。 幾個系數(shù)：幾個系數(shù)： 我國標準規(guī)定： 正常齒制： haha* *=1，c c* * =0.25 短齒制： haha* *=0.8， c c* * =0.3 則由則由p=s+e=m p=s+e=m s=e=p/2=m/2s=e=p/2=m/2 資資 訊訊 一個外齒輪

17、： d=mz da=d+2ha=(z+2 ha*)m df=d-2hf=(z-2 ha*-2 c*)m db=dcos ha= ha*m hf=( ha*+ c*)m h=ha+hf=(2 ha*+ c*)m P=m 一對標準齒輪： )( 2 1 )( 2 1 1212 zzmdda 3.3.標準直齒圓柱齒輪幾何尺寸計算 資資 訊訊 與齒輪相比,齒條具有兩大特點: n1.同側齒廓互相平行，故齒廓上任意點的齒距都相 等，都為m。 n2.齒條為直線齒廓，齒廓上各點的壓力角相等，且 等于齒廓的傾斜角，均為20。 n當基圓半徑無窮大時,漸開線齒廓就變成直線齒廓，齒輪就 變成了齒條，齒輪上的各個圓就變成

18、了齒條上的各條線。 資資 訊訊 3.5.模數(shù)制與徑節(jié)制 我國 模數(shù)制 m= d/z 單位mm 歐美 徑節(jié)制 P=z/d 單位1/in 換算: 1英寸=25.4mm 故m=25.4/P 4.漸開線標準直齒圓柱齒輪的嚙合傳動 1.1.正確嚙合是指兩輪齒既不正確嚙合是指兩輪齒既不 卡死又不產生側向間隙?？ㄋ烙植划a生側向間隙。 2.2.要使兩齒輪正確嚙合，則要使兩齒輪正確嚙合，則 兩齒輪上相鄰兩齒同側齒廓兩齒輪上相鄰兩齒同側齒廓 在嚙合線上的長度必須相等在嚙合線上的長度必須相等, , 否則就會出現(xiàn)兩輪齒廓分離否則就會出現(xiàn)兩輪齒廓分離 或重疊的情況，即產生側向或重疊的情況，即產生側向 間隙或卡死。間隙或

19、卡死。 4.1 漸開線直齒圓柱齒輪正確 嚙合條件 資資 訊訊 故兩齒輪正確嚙合條件為：兩齒輪的模數(shù)和壓力角分別相等。 由pbz=db得pb=db/z得pb=dcos/z 由于模數(shù)和壓力角均為標準值，要使此式相等 rb =rcos 則rb2/rb1=r2/r1 故：傳動比 i12=r2/r1=Z2/Z1 4.2 漸開線齒輪連續(xù)傳動的條件 4.2.1一對輪齒嚙合過程 資資 訊訊 輪齒嚙合從主動輪的齒根部分某點推動從動 輪的齒頂開始，故起始嚙合點為從動輪的齒 頂圓與嚙合線N1N2的交點B2。 嚙合點沿N1N2向N2方向移動,同時在主動輪齒 廓上由齒根向齒頂移動,在從動輪齒廓上由齒 頂 向齒根移動;

20、輪齒嚙合到主動輪的齒頂推動從動輪的齒根處某 點結束，故終止嚙合點為主動輪的齒頂圓與嚙合 線N1N2的交點B1。 起始嚙合點： 繼續(xù)嚙合: 終止嚙合點： 21B B實際嚙合線 21N N理論嚙合線 4.2.2連續(xù)傳動條件 1.要求：前一對輪齒脫離嚙合時，后一對輪齒必須已經進入嚙合 或剛剛進入嚙合（若否等待） 或 1 21 b P BB 2.重合度的定義 1 21 b P BB 3.齒輪傳動的連續(xù)性條件： 5.重合度的意義 ： 重合度不僅是齒輪傳動的連續(xù) 性條件，而且是衡量齒輪承載 能力和傳動平穩(wěn)性的重要指標。 4.重合度的含義： 舉例:在齒輪轉過一個基圓齒距的 時間內，有30%的時間是雙齒嚙合，

21、 70%的時間是單齒嚙合。 （由于制造或安裝誤差的影響， 要求1，通常取1.11.4） 4.2.3無側隙嚙合條件 （側隙應等于一齒輪節(jié)圓上的齒距減去另一齒輪節(jié)圓上的齒槽寬。） 2 )( 21 2121 zzm rrrra 非標準安裝：安裝中心距不等于標準中心距。 （分度圓和節(jié)圓不重合） 分度圓與節(jié)圓重合的安裝。 （即無側隙安裝） 標準中心距：標準安裝時的中心距。 資資 訊訊 當安裝中心距不等于 標準中心距（即非標 準安裝）時，節(jié)圓半 徑要發(fā)生變化，但分 度圓半徑是不變的， 這時分度圓與節(jié)圓分 離。嚙合線位置發(fā)生 變化，嚙合角也不再 等于分度圓上的壓力 角。 思考：非標準安裝時，齒輪傳動比變不變

22、？ 任務實施 基本參數(shù)及幾何尺寸運算 25. 01 cha， chmz a、 、 基本參數(shù) 我國規(guī)定 )(2invinvr r r ss KK K K 任意圓齒厚 )(2invinvr r r ss bb b b ) 2 (cos zinvm 基圓齒厚 公法線長度 bbk spkW) 1( e s p hahf O h 齒根圓 分度圓 齒頂圓 df d 端面 da db 計算有關參數(shù) 匯總結果，填表 檢查評價檢查評價 任務執(zhí)行人評價表： 知識拓展 5漸開線齒輪的加工方法 齒輪加工方法：鑄造法、模鍛法、熱軋法沖法、粉末冶金法、切制法等。 切制法（最常用的）：仿形法 范成法（展成法共軛法包絡法）

23、一、仿形法一、仿形法 1 1、加工方法、加工方法: :仿形法是在普通銑床上用軸向剖面形狀與被切齒仿形法是在普通銑床上用軸向剖面形狀與被切齒 輪齒槽形狀完全相同的銑刀切制齒輪的方法，如圖所示。銑完一輪齒槽形狀完全相同的銑刀切制齒輪的方法，如圖所示。銑完一 個齒槽后，分度頭將齒坯轉過個齒槽后，分度頭將齒坯轉過3603600 0/z/z，再銑下一個齒槽，直到銑，再銑下一個齒槽，直到銑 出所有的齒槽。（指狀出所有的齒槽。（指狀 盤狀盤狀) ) 齒坯：作軸向移動齒坯：作軸向移動 銑刀：作旋轉運動銑刀：作旋轉運動 銑完一個齒槽后，分度頭將齒坯轉過銑完一個齒槽后，分度頭將齒坯轉過3600/z 2.2.特點：

24、仿形法加工方便易行，但精度難以保證。由于漸開線齒廓特點：仿形法加工方便易行，但精度難以保證。由于漸開線齒廓 形狀取決于基圓的大小，而基圓半徑形狀取決于基圓的大小，而基圓半徑r rb b=(mzcos)/2=(mzcos)/2，故，故齒廓形齒廓形 狀與狀與m m、z z、有關。有關。欲加工精確齒廓，對模數(shù)和壓力角相同的、欲加工精確齒廓，對模數(shù)和壓力角相同的、 齒數(shù)不同的齒輪，應采用不同的刀具，而這在工程實際中是不可齒數(shù)不同的齒輪，應采用不同的刀具，而這在工程實際中是不可 能的。生產中通常用同一號銑刀切制同模數(shù)、不同齒數(shù)的齒輪，能的。生產中通常用同一號銑刀切制同模數(shù)、不同齒數(shù)的齒輪， 故齒形通常是

25、近似的。表中列出了故齒形通常是近似的。表中列出了1-81-8號圓盤銑刀加工齒輪的齒號圓盤銑刀加工齒輪的齒 數(shù)范圍。數(shù)范圍。 3.3.應用應用: :適于修配或單件生產。（因其為間斷切削，生產率低。）適于修配或單件生產。（因其為間斷切削，生產率低。） 二、范成法二、范成法 1 1、加工方法、加工方法: : 利用一對齒輪無側隙嚙合時兩輪的齒廓互為包絡線的原理利用一對齒輪無側隙嚙合時兩輪的齒廓互為包絡線的原理 加工齒輪的。加工時刀具與齒坯的運動就像一對互相嚙合的齒加工齒輪的。加工時刀具與齒坯的運動就像一對互相嚙合的齒 輪，最后刀具將齒坯切出漸開線齒廓。范成法切制齒輪常用的輪，最后刀具將齒坯切出漸開線齒

26、廓。范成法切制齒輪常用的 刀具有三種：刀具有三種： （1 1）齒輪插刀）齒輪插刀 是一個齒廓為刀刃的外齒輪；是一個齒廓為刀刃的外齒輪； （2 2）齒條插刀）齒條插刀 是一個齒廓為刀刃的齒條；（又叫梳齒刀）是一個齒廓為刀刃的齒條；（又叫梳齒刀） 方法:插刀沿輪坯的軸線方向往復 移動且轉動，輪坯以一定的角速 度回轉。 特點：間斷切削，生產率不高。 方法：輪坯和滾刀以一定的角速比回轉。 特點：連續(xù)切削，生產率高。 （3 3）齒輪滾刀）齒輪滾刀 像梯形螺紋的螺桿，軸向剖面齒廓為像梯形螺紋的螺桿，軸向剖面齒廓為 精確的直線齒廓，即齒條，滾刀轉動時相當于齒條精確的直線齒廓，即齒條，滾刀轉動時相當于齒條 在

27、移動。可以實現(xiàn)連續(xù)加工，生產率高。在移動。可以實現(xiàn)連續(xù)加工，生產率高。 2.特點: 用展成法加工齒輪時，只要刀具與 被切齒輪的模數(shù)和壓力角相同不論被加工 齒輪的齒數(shù)是多少，都可以用同一把刀具 來加工，這給生產帶來了很大的方便，因 此展成法得到了廣泛的應用。 3.應用： (因生產效率高，精度高，)廣泛用于批量生 產。 用展成法加工齒輪時，被加工齒輪齒根附近的漸開線齒用展成法加工齒輪時，被加工齒輪齒根附近的漸開線齒 廓被切去一部分的現(xiàn)象稱為根切。廓被切去一部分的現(xiàn)象稱為根切。 1.1.根切的后果：根切的后果： 削弱輪齒的抗彎強度；削弱輪齒的抗彎強度； 使重合度使重合度下降。下降。 （對于標準齒輪，

28、是用限制最少齒數(shù)的方法來避免根切的。）對于標準齒輪，是用限制最少齒數(shù)的方法來避免根切的。） 2. 2. 標準齒輪不發(fā)生根切的最少齒數(shù)：標準齒輪不發(fā)生根切的最少齒數(shù)： ZminZmin2 ha2 ha* */ sin2 / sin2 取取=20=20，haha* *=1=1，得：，得： Zmin=17Zmin=17 若被加工的齒輪的齒數(shù)若被加工的齒輪的齒數(shù)Z ZminZ Zmin，要不發(fā)生根切，常采用變位齒輪。，要不發(fā)生根切，常采用變位齒輪。 原理： W=(K-1)Pb+Sb 注意：測量時，為了提高 測量精度，卡尺的兩卡腳 應相切于齒廓的分度圓附 近。 要求：中心距是300mm，傳動 比是3，壓

29、力角200 1、漸開線直齒圓柱齒輪的嚙合傳動 1.1 正確嚙合條件 mmm 21 21 即嚙合條件為：兩輪的模 數(shù)和壓力角必須分別相等。 兩齒輪的正確嚙合條件為 資資 訊訊 1.2 漸開線齒輪傳動的重合度 齒輪傳動是依靠兩輪 的輪齒依次嚙合而實 現(xiàn)的。 具體嚙合及重合度的 概念觀看右圖演示。 資資 訊訊 2、 漸開線直齒圓柱齒輪的嚙合傳動 資資 訊訊 3 、漸開線齒輪的無側隙嚙合 標準中心距 )( 2121 1 zzmrrrra 徑向方向上留有間隙c mcmhmchc aa * )( 非標安裝時，中心距 21 2 2 1 1 1 cos cos cos cos )( coscos arr rr

30、 rra bb 1）外嚙合傳動 資資 訊訊 2）齒輪齒條嚙合 齒輪齒條嚙合時，相當于齒輪的分度圓與齒條的節(jié)圓作純 滾動。標準安裝時，齒條的節(jié)線與齒輪的分度圓相切。 此時， 當齒條圓離或靠近齒輪時，嚙合線位置不 變， 嚙合角不變，節(jié)點位置不變，齒輪與齒條嚙合時齒輪的分度圓 永遠與節(jié)圓重合，嚙合角等于壓力角。但只有標準安裝時，齒 條的分度線才與節(jié)線重合。 資資 訊訊 4、 漸開線齒輪的加工方法 仿形法是在普通銑床上用軸向剖面形狀與被切齒輪齒槽形狀 完全相同的銑刀切制齒輪的方法。銑完一個齒槽后，分度頭將齒 坯轉過360z，再銑下一個齒槽，直到銑出所有的齒槽。 1） 仿型法 仿形法加工方便易行，但精度

31、難以保證。在生產中通常用同一號 銑刀切制同模數(shù)、不同齒數(shù)的齒輪，故仿形法通常是近似的。 圓盤銑刀加工齒數(shù)的范圍 仿型法加工動畫演示 資資 訊訊 2）展成法 原理 利用一對齒輪無側隙嚙合時兩輪的齒廓互為包絡線的原理 加工齒輪 常用的刀具 齒輪插刀齒條插刀齒輪滾刀 展成法加工的基本要求 用展成法加工齒輪時，只要刀具與被加工齒輪的模數(shù)和壓力 角相同，不管被加工齒輪的齒數(shù)是多少，都可以用同一把刀具 來加工。 （動畫演示工作原理） 資資 訊訊 5. 根切現(xiàn)象與最少齒數(shù) 5.1 根切現(xiàn)象 用展成法加工齒輪時，若刀具的齒頂線（或齒頂圓）超過理 論嚙合線極限點N時，被加工齒輪齒根附近的漸開線齒廓將被切 去一部

32、分，這種現(xiàn)象稱為根切。 輪齒的根切大大削弱了輪齒的彎曲強度，降低齒輪傳動的平穩(wěn)性 和重合度，因此應力求避免 資資 訊訊 5.2 標準外齒輪的最少齒數(shù) 要使被切齒輪不產生根切，刀具的齒項線不得超過N點，即 mhNM a * 由圖中可看出 22 sin 2 sinsin mz OPPNNM 帶入上式得 22 sin 2 sinsin mz OPPNNE 整理后得 2 * sin 2 a h z 2 * min sin 2 a h z即 120 * a h、當17 min z時 資資 訊訊 要求：中心距是300mm，傳動 比是3，壓力角200 6、齒輪常見的失效形式與設計準則 對一般工況下的齒輪傳動

33、，其設計準則是： 保證足夠的齒根彎曲疲勞強度，以免發(fā)生齒根折斷。 保證足夠的齒面接觸疲勞強度，以免發(fā)生齒面點蝕。 對高速重載齒輪傳動，除以上兩設計準則外，還應按齒面抗膠合能力 的準則進行設計。 由實踐得知：閉式軟齒面齒輪傳動，以保證齒面接觸疲勞強度為主。 閉式硬齒面或開式齒輪傳動，以保證齒根彎曲疲勞強度為主。 1、設計準則 任務實施 2.1 對齒輪材料性能的要求 齒輪的齒體應有較高的抗折斷能力，齒面應有較強的抗點蝕、抗磨損 和較高的抗膠合能力，即要求：齒面硬、芯部韌、加工工藝性能及熱處理 性能良好。 齒輪材料選用的基本原則 齒輪材料必須滿足工作條件的要求，如強度、壽命、可靠性、經濟性等； 應考

34、慮齒輪尺寸大小，毛坯成型方法及熱處理和制造工藝； 鋼制軟齒面齒輪，其配對兩輪齒面的硬度差應保持在3050HBS或更多。 鋼：許多鋼材經適當?shù)臒崽幚砘虮砻嫣幚?，可以成為常用的齒輪材料； 鑄鐵：常作為低速、輕載、不太重要的場合的齒輪材料； 非金屬材料：適用于高速、輕載、且要求降低噪聲的場合。 2、齒輪的常用材料及許用應力 2.2 常用的齒輪材料 2.3 許用應力 3.齒輪的結構設計 齒輪的結構設計主要包括： 選擇合理適用的結構型式 依據(jù)經驗公式確定齒輪的輪轂、輪輻、輪緣等各部分的尺寸 繪制齒輪的零件加工圖等 4.齒輪傳動的潤滑和效率 齒輪傳動的潤滑 1.潤滑方式 2.潤滑劑的選擇 任務實施 任務實

35、施 檢查評價檢查評價 任務執(zhí)行人評價表： 檢查評價檢查評價 任務執(zhí)行人評價匯總表： 2 設計標準齒輪傳動 要求：中心距是300mm，傳動 比是3，壓力角200 要了解齒輪的失效，首先必須了解齒輪的傳動形式，因為 不同的傳動形式的齒輪，失效形式是不同的。 一、齒輪的傳動形式 1、按工作條件不同分類 開式 工作條件:齒輪裸露(硬質顆粒進入，潤滑不良，易磨損） 應用：適于低速或簡單機械的場合 閉式 工作條件：齒輪密封在潤滑良好的箱體內(潤滑良好，不 易磨損。） 應用：汽車、機床及航空發(fā)動機等重要的齒輪傳動中 2、按照兩嚙合齒輪的齒面硬度不同分類 軟齒面齒輪（齒面硬度350HBS）（常見失效齒面點蝕）

36、 硬齒面齒輪（齒面硬度350HBS） （常見失效輪齒折斷） 1 1、輪齒折斷：、輪齒折斷： 從形態(tài)看從形態(tài)看, , 輪齒折斷有整體折斷和局部折斷兩種形式。輪齒折斷有整體折斷和局部折斷兩種形式。 整整 體折斷一般發(fā)生在齒根體折斷一般發(fā)生在齒根, , 這是因為輪齒相當于一個懸臂梁這是因為輪齒相當于一個懸臂梁, , 受載后輪齒根部產生的彎曲應力最大受載后輪齒根部產生的彎曲應力最大, , 而且是交變應力。而且是交變應力。 二、 齒輪常見失效形式（齒輪傳動的失效主要是輪齒的失效， 輪齒的失效形式又有多種。) 2. 2. 齒面點蝕：齒面點蝕： 輪齒工作時輪齒工作時, , 齒面接觸處產生很大的接觸應力齒面接

37、觸處產生很大的接觸應力, , 脫離嚙合后接脫離嚙合后接 觸應力消失觸應力消失, , 對齒面某一固定點來說它受到的接觸應力是周期對齒面某一固定點來說它受到的接觸應力是周期 變化的脈動循環(huán)應力。當這種接觸應力超過了輪齒材料的接觸變化的脈動循環(huán)應力。當這種接觸應力超過了輪齒材料的接觸 疲勞極限時疲勞極限時, , 齒面產生裂紋齒面產生裂紋, , 裂紋擴展致使表層金屬微粒脫落裂紋擴展致使表層金屬微粒脫落, , 形成一些淺坑形成一些淺坑( (小麻點小麻點), ), 這種現(xiàn)象稱為齒面點蝕。這種現(xiàn)象稱為齒面點蝕。 齒面點蝕通常出現(xiàn)在潤滑良好的閉式齒輪傳動中。齒面點蝕通常出現(xiàn)在潤滑良好的閉式齒輪傳動中。 實實

38、踐表明踐表明, , 點蝕的部位發(fā)生在點蝕的部位發(fā)生在輪齒齒面節(jié)線附近靠齒根的一輪齒齒面節(jié)線附近靠齒根的一 側側, , 這是由于該處通常只有一對輪齒嚙合這是由于該處通常只有一對輪齒嚙合, , 接觸應力較高接觸應力較高, , 輪齒間相對滑動速度小輪齒間相對滑動速度小, , 潤滑油膜不易形成的緣故。（相潤滑油膜不易形成的緣故。（相 對滑動速度越高，越易于形成油膜）對滑動速度越高，越易于形成油膜） 為防止齒面過早點蝕為防止齒面過早點蝕, , 可采用提高齒面硬度可采用提高齒面硬度, , 降低齒面粗糙度降低齒面粗糙度, , 使用粘度較高的使用粘度較高的 潤滑油等措施。潤滑油等措施。 一般在一般在閉式軟齒面

39、齒輪設計時閉式軟齒面齒輪設計時, , 應按齒面應按齒面 接觸疲勞強度進行設計計算。接觸疲勞強度進行設計計算。 3. 3. 齒面磨損：齒面磨損： 輪齒在嚙合過程中存在相對滑動輪齒在嚙合過程中存在相對滑動, , 致使齒面間產生摩擦、致使齒面間產生摩擦、 磨損。磨損。 當金屬微粒、當金屬微粒、 砂粒、砂粒、 灰塵等硬質磨粒進入輪齒間時引起磨粒磨損灰塵等硬質磨粒進入輪齒間時引起磨粒磨損, , 如圖所示。如圖所示。 齒面磨損使?jié)u開線齒廓破壞齒面磨損使?jié)u開線齒廓破壞, , 齒厚減薄齒厚減薄, , 致使側隙增致使側隙增 大而引起沖擊和振動。大而引起沖擊和振動。 而且還會因齒厚減薄使強度降低而導致輪而且還會因

40、齒厚減薄使強度降低而導致輪 齒折斷。齒折斷。 閉式齒輪傳動中閉式齒輪傳動中, , 只要經常注意潤滑油的更換和清潔只要經常注意潤滑油的更換和清潔, , 一般不一般不 會發(fā)生磨粒磨損。會發(fā)生磨粒磨損。 而開式齒輪傳動中而開式齒輪傳動中, , 由于磨損速度較快由于磨損速度較快, , 通常通常 齒面還來不及達到點蝕的程度齒面還來不及達到點蝕的程度, , 其表層材料就已被磨粒其表層材料就已被磨粒, , 引起引起 磨粒磨損磨粒磨損, , 因此點蝕現(xiàn)象一般因此點蝕現(xiàn)象一般 不會發(fā)生。不會發(fā)生。 4. 4. 齒面膠合：齒面膠合： 在高速重載齒輪傳動中在高速重載齒輪傳動中, , 由于輪齒齒面受到很大的壓力由于輪

41、齒齒面受到很大的壓力, , 潤滑油膜容易破裂；潤滑油膜容易破裂； 而在低速重載齒輪傳動中而在低速重載齒輪傳動中, , 齒面潤滑油齒面潤滑油 膜不易形成膜不易形成, ,這些都會造成輪齒嚙合區(qū)局部相互接觸的齒面發(fā)這些都會造成輪齒嚙合區(qū)局部相互接觸的齒面發(fā) 生高溫粘連或是壓力粘連。生高溫粘連或是壓力粘連。 同時齒廓間存在相對滑動同時齒廓間存在相對滑動, , 致使致使 齒面金屬被撕落下來齒面金屬被撕落下來, , 在齒面沿滑動方向出現(xiàn)條狀傷痕在齒面沿滑動方向出現(xiàn)條狀傷痕, , 這這 稱為膠合。稱為膠合。 5. 5. 齒面塑性變形：齒面塑性變形： 重載時重載時, , 在摩擦力作用下在摩擦力作用下, , 輪

42、齒表層材料將沿著摩擦力輪齒表層材料將沿著摩擦力 方向發(fā)生塑性流動方向發(fā)生塑性流動, , 導致主動齒輪齒面節(jié)線處出現(xiàn)凹坑導致主動齒輪齒面節(jié)線處出現(xiàn)凹坑, , 從動齒輪齒面節(jié)線處出現(xiàn)凸脊從動齒輪齒面節(jié)線處出現(xiàn)凸脊, , 此稱為齒面塑性變形此稱為齒面塑性變形, , 齒面塑性變形使齒形被破壞齒面塑性變形使齒形被破壞, , 直接影響齒輪的正常嚙合。直接影響齒輪的正常嚙合。 為防止齒面的塑性變形為防止齒面的塑性變形, , 可采用提高齒面硬度可采用提高齒面硬度, , 選用粘選用粘 度較高的潤滑油等措施。度較高的潤滑油等措施。 總結主要失效形式：總結主要失效形式： 開式齒輪傳動：齒面磨損開式齒輪傳動：齒面磨損

43、 ( (輪齒折斷輪齒折斷) ) 閉式軟齒面齒輪傳動閉式軟齒面齒輪傳動: :齒面點蝕齒面點蝕 （輪齒折斷（輪齒折斷) ) 閉式硬齒面齒輪傳動閉式硬齒面齒輪傳動: :輪齒折斷（齒面點蝕輪齒折斷（齒面點蝕 ） （針對失效原因建立起來的工作能力判定條件稱為設計準（針對失效原因建立起來的工作能力判定條件稱為設計準 則。）則。） 總結設計準則總結設計準則 開式齒輪傳動開式齒輪傳動：（由于磨損無實用的設計準則，故考慮折：（由于磨損無實用的設計準則，故考慮折 斷）斷） 按照齒根彎曲疲勞強度設計，確定齒輪的模數(shù)，然后考慮磨按照齒根彎曲疲勞強度設計，確定齒輪的模數(shù)，然后考慮磨 損因素，將模數(shù)增大損因素，將模數(shù)增大

44、10-2010-20. . ( (注：無需校核接觸疲勞強度。注：無需校核接觸疲勞強度。) ) 閉式軟齒面齒輪傳動閉式軟齒面齒輪傳動: :按照齒面接觸疲勞強度設計，確定按照齒面接觸疲勞強度設計，確定 齒輪的主要參數(shù)和尺寸，然后校核齒根彎曲疲勞強度。齒輪的主要參數(shù)和尺寸，然后校核齒根彎曲疲勞強度。 閉式硬齒面齒輪傳動閉式硬齒面齒輪傳動: :按照齒根彎曲疲勞強度設計，確定按照齒根彎曲疲勞強度設計，確定 齒輪的主要參數(shù)和尺寸，然后校核齒面接觸疲勞強度。齒輪的主要參數(shù)和尺寸，然后校核齒面接觸疲勞強度。 1.1.閉式傳動閉式傳動 閉式傳動的主要失效形式為齒面點蝕和輪齒的彎閉式傳動的主要失效形式為齒面點蝕和

45、輪齒的彎 曲疲勞折斷。曲疲勞折斷。 當采用軟齒面當采用軟齒面( (硬度硬度350 HBS)350 HBS)時時, , 其其 齒面接觸疲勞強度相對較低齒面接觸疲勞強度相對較低, , 因此設計時首先按齒面因此設計時首先按齒面 接觸疲勞強度條件進行設計計算接觸疲勞強度條件進行設計計算, , 并確定齒輪的主要并確定齒輪的主要 參數(shù)和尺寸，參數(shù)和尺寸， 然后再按輪齒的彎曲疲勞強度進行校然后再按輪齒的彎曲疲勞強度進行校 核。核。 當采用硬齒面當采用硬齒面( (硬度硬度350 HBS)350 HBS)時時, , 一般首先按一般首先按 輪齒的彎曲疲勞強度條件進行設計計算輪齒的彎曲疲勞強度條件進行設計計算, ,

46、 確定齒輪的確定齒輪的 模數(shù)及其主要幾何尺寸模數(shù)及其主要幾何尺寸, , 然后再校核其齒面接觸疲勞然后再校核其齒面接觸疲勞 強度。強度。 2. 2. 開式傳動開式傳動 開式傳動的主要失效形式為磨粒磨損。開式傳動的主要失效形式為磨粒磨損。 通常通常 按照齒根彎曲疲勞強度進行設計計算按照齒根彎曲疲勞強度進行設計計算, , 確定齒輪的確定齒輪的 模數(shù)及其他參數(shù)模數(shù)及其他參數(shù), , 但考慮磨粒磨損的影響再將模數(shù)但考慮磨粒磨損的影響再將模數(shù) 增大增大10%20%, 10%20%, 無須校核接觸強度。無須校核接觸強度。 五、齒輪的材料和熱處理 1、齒輪材料的基本要求 為了使齒輪能正常工作, 齒輪材料應保證輪

47、齒表 面有足夠的硬度, 以增強它的抗點蝕、 抗磨損、 抗 膠合和抗塑性變形的能力； 輪芯部應有足夠的強度和 韌性, 以抵抗齒根折斷和沖擊載荷； 同時材料應具有 良好的加工性和熱處理性能, 使之便于加工, 利于提 高其力學性能。 鋼：許多鋼材經適當?shù)臒崽幚砘虮砻嫣幚?，可成為常用鋼：許多鋼材經適當?shù)臒崽幚砘虮砻嫣幚?，可成為常?的齒輪材料；（鑄鋼的齒輪材料；（鑄鋼 鍛鋼鍛鋼 dada500mm)500mm) 鑄鐵：常作為低速、輕載、不太重要的場合的齒輪材料；鑄鐵：常作為低速、輕載、不太重要的場合的齒輪材料； 非金屬材料：適用于高速、輕載、且要求降低噪聲的場非金屬材料：適用于高速、輕載、且要求降低噪

48、聲的場 合。合。 表表5-65-6 2、常用齒輪材料 齒輪材料選用的基本原則 (1)軟齒面齒輪的齒面硬度500mmda500mm時，時， 可采用輪輻式結構。這種結構的齒輪常用鑄鋼可采用輪輻式結構。這種結構的齒輪常用鑄鋼 或鑄鐵制造?；蜩T鐵制造。 實體式齒輪 腹板式齒輪 由于齒輪在加工過程中，由于機床、刀具、夾具和輪坯的誤差和刀具、夾具和輪坯的安由于齒輪在加工過程中，由于機床、刀具、夾具和輪坯的誤差和刀具、夾具和輪坯的安 裝誤差，使齒輪不可避免的產生誤差。誤差太大則齒輪精度低，會不能滿足使用要求，裝誤差，使齒輪不可避免的產生誤差。誤差太大則齒輪精度低，會不能滿足使用要求， 誤差小則齒輪精度高，但

49、會增加制造的難度和成本，因此，應對精度提出適當?shù)囊?。誤差小則齒輪精度高，但會增加制造的難度和成本，因此，應對精度提出適當?shù)囊蟆?二、齒輪精度二、齒輪精度 1.1.國標規(guī)定：國標規(guī)定： GB10095-88GB10095-88標準對齒輪及齒輪副的精度規(guī)定了標準對齒輪及齒輪副的精度規(guī)定了1212個精度等級，個精度等級， 第第1 1級的精度最高，第級的精度最高，第1212級的精度最低。級的精度最低。 2.2.精度等級應用精度等級應用 1-21-2級應用很少，目前的工藝方法和測量條件很難達到，為待級應用很少，目前的工藝方法和測量條件很難達到，為待 發(fā)展級；發(fā)展級；3-53-5級是高精度等級，用于高

50、速、分度等要求高的齒輪傳級是高精度等級，用于高速、分度等要求高的齒輪傳 動，動，6 68 8級是中精度等級，一般機械中常用級是中精度等級，一般機械中常用6 68 8級，級， 9 91212級是級是 低精度等級，對精度要求不高的低速齒輪可使用低精度等級，對精度要求不高的低速齒輪可使用9 91212級。級。 3.3.精度指標（精度指標（4 4部分，齒輪每個精度等級的公差根據(jù)對運動準確部分，齒輪每個精度等級的公差根據(jù)對運動準確 性、傳動平穩(wěn)性、載荷分布均勻性和傳動側隙的合理性等四方面性、傳動平穩(wěn)性、載荷分布均勻性和傳動側隙的合理性等四方面 要求，劃分成三個公差組和齒側間隙，即第要求，劃分成三個公差組

51、和齒側間隙，即第I I公差組、第公差組、第IIII公差組、公差組、 第第IIIIII公差組和齒側間隙。公差組和齒側間隙。 ） 第第1 1公差組（傳動的準確性）公差組（傳動的準確性）; ;第第2 2公差組（傳動的平穩(wěn)性）公差組（傳動的平穩(wěn)性） 第第3 3公差組（載荷分布的均勻性）公差組（載荷分布的均勻性）; ;齒側間隙（傳動側隙的合理性）齒側間隙（傳動側隙的合理性） 3.3.精度等級選擇精度等級選擇 齒輪副中兩個齒輪的精度等級一般取成相同，也允許取成不相齒輪副中兩個齒輪的精度等級一般取成相同，也允許取成不相 同。具體選擇據(jù)傳動用途、使用條件、傳動功率同。具體選擇據(jù)傳動用途、使用條件、傳動功率 、

52、圓周速度及、圓周速度及 經濟性選擇。經濟性選擇。 在一般情況下，可選三個公差組為同一精度等級，但也容許根在一般情況下，可選三個公差組為同一精度等級，但也容許根 據(jù)使用要求的不同，選擇不同精度等級的公差組組合。據(jù)使用要求的不同，選擇不同精度等級的公差組組合。 一般齒輪傳動的通常選擇方法：一般齒輪傳動的通常選擇方法： 首先根據(jù)齒輪的圓周速度選擇第二公差組，第一公差組的精度首先根據(jù)齒輪的圓周速度選擇第二公差組，第一公差組的精度 等級在低于第二公差組兩級或高于一級的范圍內選取，第三公差等級在低于第二公差組兩級或高于一級的范圍內選取，第三公差 組不能低于第二公差組的精度等級。表組不能低于第二公差組的精度

53、等級。表5-75-7 齒側間隙（理論上齒輪應無側隙嚙合，但輪齒會熱膨脹，安裝齒側間隙（理論上齒輪應無側隙嚙合，但輪齒會熱膨脹，安裝 會產生誤差，故實際上應有側隙存在，只是數(shù)值很小，由齒厚公會產生誤差，故實際上應有側隙存在，只是數(shù)值很小，由齒厚公 差來控制。）差來控制。） GB10095-88GB10095-88標準規(guī)定了標準規(guī)定了1414種齒厚偏差，按照數(shù)值大小，依次為種齒厚偏差，按照數(shù)值大小，依次為 CDEFGHJKLMNPRSCDEFGHJKLMNPRS，其中，其中，C C為正偏差，為正偏差，D D為基準，偏差為為基準，偏差為0 0，其余，其余 為負偏差。齒厚公差帶用兩個極限偏差的字母表示

54、，上下偏差可為負偏差。齒厚公差帶用兩個極限偏差的字母表示，上下偏差可 以任意組合，以滿足不同需要。以任意組合，以滿足不同需要。 為了便于齒輪的測量和加工，在齒輪零件圖的參數(shù) 表中必須注明齒輪的精度等級和齒厚偏差得代號。 圓柱齒輪標注示例： 5.9標準直齒圓柱齒輪傳動的強度計算 切向力 徑向力 法向力 cos 2 cos tan 2 1 1 1 1 d TF F FF d T F t n tr t 1.1.式中式中, d1, d1為主動齒輪的分度圓直徑為主動齒輪的分度圓直徑, , 單位為單位為mmmm； T1T1為為 主動齒輪傳遞的名義轉矩主動齒輪傳遞的名義轉矩, , 單位為單位為N Nmmmm

55、。 如果主動輪傳遞如果主動輪傳遞 功率為功率為P1(kW), P1(kW), 轉速為轉速為n1(r/min), n1(r/min), 則則 mmN n P T 1 1 6 1 1055. 9 為分度圓壓力角為分度圓壓力角, =20, =20。 注意：注意： 2.2.根據(jù)作用力和反作用力原理，作用在從動輪上的力為：根據(jù)作用力和反作用力原理，作用在從動輪上的力為： Ft2=-Ft1,Fr2=-Fr1.Ft2=-Ft1,Fr2=-Fr1. 主動輪的圓周力是阻力，與轉動方向相反；主動輪的圓周力是阻力，與轉動方向相反； 從動輪的圓周力是動力，與轉動方向相同；從動輪的圓周力是動力，與轉動方向相同； 兩輪的

56、徑向力分別指向各自的輪心。兩輪的徑向力分別指向各自的輪心。 公式計算出的是齒輪在理想的平穩(wěn)工作條件下所承受的名公式計算出的是齒輪在理想的平穩(wěn)工作條件下所承受的名 義載荷，齒輪在實際工作時，由于原動機和工作機的工作義載荷，齒輪在實際工作時，由于原動機和工作機的工作 特性不同，會產生附加的動載荷，使齒輪所受載荷增加。特性不同，會產生附加的動載荷，使齒輪所受載荷增加。 考慮實際情況，齒輪計算時，應將名義載荷修正，引入計考慮實際情況，齒輪計算時，應將名義載荷修正，引入計 算載荷。算載荷。 二、齒輪的計算載荷 計算載荷計算載荷F Fncnc可表示為：可表示為： F Fnc= nc= KFKFn n 式中

57、式中, K, K為載荷系數(shù)為載荷系數(shù), , 可由表查取?？捎杀聿槿?。 1. 1. 齒面接觸疲勞強度的計算齒面接觸疲勞強度的計算 齒面接觸疲勞強度計算是針對齒面疲勞點蝕進齒面接觸疲勞強度計算是針對齒面疲勞點蝕進 行的。點蝕往往在節(jié)線附近的齒根表面出現(xiàn)行的。點蝕往往在節(jié)線附近的齒根表面出現(xiàn), , 所以所以 接觸疲勞強度的計算通常以節(jié)點為計算點。接觸疲勞強度的計算通常以節(jié)點為計算點。 輪齒強度設計理論輪齒強度設計理論 齒輪傳動在具體的工作條件下，必須有足夠的工作能力，以保證齒輪在整個齒輪傳動在具體的工作條件下，必須有足夠的工作能力，以保證齒輪在整個 工作過程中不致失效，必須針對齒輪傳動某種失效形式進

58、行齒輪傳動的設計計算。工作過程中不致失效，必須針對齒輪傳動某種失效形式進行齒輪傳動的設計計算。 目前，工程實際應用的計算方法是：目前，工程實際應用的計算方法是： 齒根的彎曲疲勞強度計算和齒面的接觸疲勞強度計算。齒根的彎曲疲勞強度計算和齒面的接觸疲勞強度計算。 防止齒面點蝕的強度條件為防止齒面點蝕的強度條件為: : 節(jié)點處的計算接觸節(jié)點處的計算接觸 應力應小于或等于齒輪材料的許用接觸應力應力應小于或等于齒輪材料的許用接觸應力, , 即即 H n H HH EE b F 2 2 2 1 2 1 21 11 11 為計算方便為計算方便, , 用轉矩用轉矩T1T1表示載荷表示載荷, , 并考慮各種影響

59、引并考慮各種影響引 入載荷系數(shù)入載荷系數(shù)K, K, 材料彈性系數(shù)，經等量變換、材料彈性系數(shù)，經等量變換、 整理后整理后, , 可可 得齒面接觸強度的得齒面接觸強度的校核公式校核公式為：為： HEH ubd uKT Z 2 1 1 ) 1( 52. 3 引入齒寬系數(shù)引入齒寬系數(shù)d d=b/d=b/d1 1， 并帶入上式并帶入上式, , 得到齒面接觸疲得到齒面接觸疲 勞強度的勞強度的設計公式設計公式為：為： 3 2 1 1 52. 3) 1( H E d Z u uKT d ZE稱為彈性系數(shù)，考慮配對材料的彈性模量和泊松比對接觸應力的影響引入的系數(shù)。 查表5-9. K：載荷系數(shù) T1:小齒輪傳遞的

60、名義轉矩 b:大齒輪的齒寬 d1:主動輪直徑 u:齒數(shù)比，（減速：u=i;增速：u=1/i) 外嚙合：；內嚙合：- 許用接觸應力H為： 接觸疲勞極限應力，查表5-11 接觸疲勞強度最小安全系數(shù)，查表5-12 注意：注意： 1. 1. 用于外嚙合，用于外嚙合，用于內嚙合。用于內嚙合。 2.2.相互嚙合的一對齒輪其齒面接觸應力是相同相互嚙合的一對齒輪其齒面接觸應力是相同 的，相互嚙合的一對齒輪由于齒輪的材料和硬的，相互嚙合的一對齒輪由于齒輪的材料和硬 度等一般不同，故其許用接觸應力一般不同，度等一般不同，故其許用接觸應力一般不同， 若校核接觸強度或按接觸強度設計齒輪傳動，若校核接觸強度或按接觸強度