直齿圆柱齿轮传动的设计与选用

1、所属课程：机械设计与应用所属课程：机械设计与应用所属专业：机械制造与自动化所属专业：机械制造与自动化 数控技术数控技术 模具设计与制造等模具设计与制造等直齿圆柱齿轮传动的设计与选用任务任务2 2：直齿圆柱齿轮传动的设计与选用：直齿圆柱齿轮传动的设计与选用 学习情境学习情境2 2 传动零部件的设计与选用传动零部件的设计与选用 哈尔滨职业技术学院哈尔滨职业技术学院 机械设计与应用机械设计与应用学习情境学习情境2 2 传动零部件的设计与选用传动零部件的设计与选用 任务任务2 2 直齿圆柱齿轮传动的设计与选用直齿圆柱齿轮传动的设计与选用 任务引入任务引入 学习目标学习目标 任务描述与分析任务描述与分析

2、 相关知识相关知识 任务实施任务实施 检查与评价检查与评价 压力机压力机中中齿轮传动起齿轮传动起什么作用？什么作用？有什么特性？有什么特性？如何设计齿如何设计齿轮传动？轮传动？ 哈尔滨职业技术学院哈尔滨职业技术学院 机械设计与应用机械设计与应用学习情境学习情境2 2 传动零部件的设计与选用传动零部件的设计与选用 任务任务2 2 直齿圆柱齿轮传动的设计与选用直齿圆柱齿轮传动的设计与选用1. 掌握齿轮传动的类型、特点和应用。掌握齿轮传动的类型、特点和应用。2. 能够分析齿轮传动的特性。能够分析齿轮传动的特性。3 3. .能够进行直齿圆柱齿轮传动的几何尺寸计算。能够进行直齿圆柱齿轮传动的几何尺寸计算

3、。4 4. .能够设计直齿圆柱齿轮传动。能够设计直齿圆柱齿轮传动。 哈尔滨职业技术学院哈尔滨职业技术学院 机械设计与应用机械设计与应用学习情境学习情境2 2 传动零部件的设计与选用传动零部件的设计与选用 任务任务2 2 直齿圆柱齿轮传动的设计与选用直齿圆柱齿轮传动的设计与选用学习目标学习目标学习情境一 压力机传动系统工作分析任务描述与分析任务描述与分析任务描述：任务描述：设计压力机中直设计压力机中直齿圆柱齿轮传动。齿圆柱齿轮传动。任务分析：任务分析：通过直齿轮工作通过直齿轮工作分析与设计，能计算其几何分析与设计，能计算其几何尺寸，会设计压力机中直齿尺寸，会设计压力机中直齿圆柱齿轮传动。圆柱齿轮

4、传动。 哈尔滨职业技术学院哈尔滨职业技术学院 机械设计与应用机械设计与应用学习情境学习情境2 2 传动零部件的设计与选用传动零部件的设计与选用 任务任务2 2 直齿圆柱齿轮传动的设计与选用直齿圆柱齿轮传动的设计与选用一、齿轮传动的类型、特点和应用一、齿轮传动的类型、特点和应用二、直齿圆柱齿轮传动的主要参数、几何尺寸计算、工作二、直齿圆柱齿轮传动的主要参数、几何尺寸计算、工作原理和工作特性原理和工作特性三、直齿圆柱齿轮传动的参数选择和设计方法三、直齿圆柱齿轮传动的参数选择和设计方法 哈尔滨职业技术学院哈尔滨职业技术学院 机械设计与应用机械设计与应用学习情境学习情境2 2 传动零部件的设计与选用传

5、动零部件的设计与选用 任务任务2 2 直齿圆柱齿轮传动的设计与选用直齿圆柱齿轮传动的设计与选用 齿轮传动齿轮传动用来传递任意两用来传递任意两轴间的运动和动力，是现代机轴间的运动和动力，是现代机械中应用最广的一种机械传动。械中应用最广的一种机械传动。一、齿轮传动的类型、特点和应用一、齿轮传动的类型、特点和应用齿轮传动特点：齿轮传动特点： （1）传递动力大、效率高；）传递动力大、效率高； （2）寿命长，工作平稳，可靠性高；）寿命长，工作平稳，可靠性高； （3）能保证恒定的传动比，能传递任意夹角两轴间）能保证恒定的传动比，能传递任意夹角两轴间的运动。的运动。（4）制造、安装精度要求较高，因而成本也较

6、高；）制造、安装精度要求较高，因而成本也较高； （5）不宜作远距离传动。）不宜作远距离传动。 哈尔滨职业技术学院哈尔滨职业技术学院 机械设计与应用机械设计与应用学习情境学习情境2 2 传动零部件的设计与选用传动零部件的设计与选用 任务任务2 2 直齿圆柱齿轮传动的设计与选用直齿圆柱齿轮传动的设计与选用齿轮传动的类型齿轮传动的类型 按轴系位置分按轴系位置分 哈尔滨职业技术学院哈尔滨职业技术学院 机械设计与应用机械设计与应用学习情境学习情境2 2 传动零部件的设计与选用传动零部件的设计与选用 任务任务2 2 直齿圆柱齿轮传动的设计与选用直齿圆柱齿轮传动的设计与选用 齿轮传动按装置形式分齿轮传动按装

7、置形式分1 1）开式、半开式传动）开式、半开式传动 2 2）闭式传动）闭式传动 哈尔滨职业技术学院哈尔滨职业技术学院 机械设计与应用机械设计与应用学习情境学习情境2 2 传动零部件的设计与选用传动零部件的设计与选用 任务任务2 2 直齿圆柱齿轮传动的设计与选用直齿圆柱齿轮传动的设计与选用齿轮传动的类型齿轮传动的类型 按齿面硬度分按齿面硬度分1 1）软齿面齿轮）软齿面齿轮 轮齿工作面的硬度小于或等于轮齿工作面的硬度小于或等于 350HBS350HBS或或38HRC38HRC； 2 2）硬齿面齿轮）硬齿面齿轮 轮齿工作面的硬度大于轮齿工作面的硬度大于350HBS350HBS或或38HRC38HRC

8、。 按轮齿齿廓曲线的不同分按轮齿齿廓曲线的不同分1 1）渐开线齿轮）渐开线齿轮2 2）圆弧齿轮）圆弧齿轮3 3）摆线齿轮）摆线齿轮 哈尔滨职业技术学院哈尔滨职业技术学院 机械设计与应用机械设计与应用学习情境学习情境2 2 传动零部件的设计与选用传动零部件的设计与选用 任务任务2 2 直齿圆柱齿轮传动的设计与选用直齿圆柱齿轮传动的设计与选用齿轮传动的类型齿轮传动的类型 齿轮实物齿轮实物 哈尔滨职业技术学院哈尔滨职业技术学院 机械设计与应用机械设计与应用学习情境学习情境2 2 传动零部件的设计与选用传动零部件的设计与选用 任务任务2 2 直齿圆柱齿轮传动的设计与选用直齿圆柱齿轮传动的设计与选用齿轮

9、实物齿轮实物 哈尔滨职业技术学院哈尔滨职业技术学院 机械设计与应用机械设计与应用学习情境学习情境2 2 传动零部件的设计与选用传动零部件的设计与选用 任务任务2 2 直齿圆柱齿轮传动的设计与选用直齿圆柱齿轮传动的设计与选用1.渐开线渐开线的形成和性质的形成和性质 哈尔滨职业技术学院哈尔滨职业技术学院 机械设计与应用机械设计与应用学习情境学习情境2 2 传动零部件的设计与选用传动零部件的设计与选用 任务任务2 2 直齿圆柱齿轮传动的设计与选用直齿圆柱齿轮传动的设计与选用二、渐开线齿廓及啮合特性二、渐开线齿廓及啮合特性渐开线的性质渐开线的性质1 ）发生线沿基圆滚过的线段长度等于基圆上被滚过的相）发

10、生线沿基圆滚过的线段长度等于基圆上被滚过的相应弧长。应弧长。 哈尔滨职业技术学院哈尔滨职业技术学院 机械设计与应用机械设计与应用学习情境学习情境2 2 传动零部件的设计与选用传动零部件的设计与选用 任务任务2 2 直齿圆柱齿轮传动的设计与选用直齿圆柱齿轮传动的设计与选用二、渐开线齿廓及啮合特性二、渐开线齿廓及啮合特性2）渐开线上任意一点法线必然与基圆相切。）渐开线上任意一点法线必然与基圆相切。3）渐开线齿廓上某点的法线与该点的速度方向所夹的锐）渐开线齿廓上某点的法线与该点的速度方向所夹的锐角称为该点的压力角。角称为该点的压力角。 哈尔滨职业技术学院哈尔滨职业技术学院 机械设计与应用机械设计与应

11、用学习情境学习情境2 2 传动零部件的设计与选用传动零部件的设计与选用 任务任务2 2 直齿圆柱齿轮传动的设计与选用直齿圆柱齿轮传动的设计与选用渐开线的性质渐开线的性质4 ）渐开线的形状只取决于基）渐开线的形状只取决于基圆大小。圆大小。5 ）基圆内无渐开线。）基圆内无渐开线。 哈尔滨职业技术学院哈尔滨职业技术学院 机械设计与应用机械设计与应用学习情境学习情境2 2 传动零部件的设计与选用传动零部件的设计与选用 任务任务2 2 直齿圆柱齿轮传动的设计与选用直齿圆柱齿轮传动的设计与选用渐开线的性质渐开线的性质 哈尔滨职业技术学院哈尔滨职业技术学院 机械设计与应用机械设计与应用学习情境学习情境2 2

12、 传动零部件的设计与选用传动零部件的设计与选用 任务任务2 2 直齿圆柱齿轮传动的设计与选用直齿圆柱齿轮传动的设计与选用二、渐开线齿廓及啮合特性二、渐开线齿廓及啮合特性2. 渐开线齿廓啮合特性渐开线齿廓啮合特性1）保证恒定的转动比）保证恒定的转动比2）具有中心距可分性）具有中心距可分性 3）齿廓间正压力方向不变）齿廓间正压力方向不变 三、直齿圆柱齿轮传动的主要参数、几何尺寸计算、三、直齿圆柱齿轮传动的主要参数、几何尺寸计算、工作原理和工作特性工作原理和工作特性齿轮各部分齿轮各部分名称和符号名称和符号 哈尔滨职业技术学院哈尔滨职业技术学院 机械设计与应用机械设计与应用学习情境学习情境2 2 传动

13、零部件的设计与选用传动零部件的设计与选用 任务任务2 2 直齿圆柱齿轮传动的设计与选用直齿圆柱齿轮传动的设计与选用标准直齿圆柱齿轮的基本参数和尺寸计算标准直齿圆柱齿轮的基本参数和尺寸计算基本参数基本参数1）齿数）齿数2）模数）模数pm 不同模数轮齿大小的比较不同模数轮齿大小的比较 哈尔滨职业技术学院哈尔滨职业技术学院 机械设计与应用机械设计与应用学习情境学习情境2 2 传动零部件的设计与选用传动零部件的设计与选用 任务任务2 2 直齿圆柱齿轮传动的设计与选用直齿圆柱齿轮传动的设计与选用3）压力角）压力角 压力角指分度圆上的压力角压力角指分度圆上的压力角, 用用表示。表示。 标准标准值值=20。

14、不同压力角时轮齿的形状不同压力角时轮齿的形状 哈尔滨职业技术学院哈尔滨职业技术学院 机械设计与应用机械设计与应用学习情境学习情境2 2 传动零部件的设计与选用传动零部件的设计与选用 任务任务2 2 直齿圆柱齿轮传动的设计与选用直齿圆柱齿轮传动的设计与选用4 ）齿顶高系数）齿顶高系数 ha=ha*m （ha*=1） 5 ）顶隙系数）顶隙系数 C=c*m (c*=0.25) hf=(ha*+c*)m 全齿高 h=ha+hf=(2ha*+c*)m 标准齿轮标准齿轮是指模数、压力角、齿顶高系数和顶隙系数均为标准值，且分度圆上的齿厚等于齿槽宽的齿轮。 哈尔滨职业技术学院哈尔滨职业技术学院 机械设计与应用

15、机械设计与应用学习情境学习情境2 2 传动零部件的设计与选用传动零部件的设计与选用 任务任务2 2 直齿圆柱齿轮传动的设计与选用直齿圆柱齿轮传动的设计与选用渐开线标准直齿圆柱齿轮（外齿轮渐开线标准直齿圆柱齿轮（外齿轮 ）的主要几何尺寸计算）的主要几何尺寸计算 哈尔滨职业技术学院哈尔滨职业技术学院 机械设计与应用机械设计与应用学习情境学习情境2 2 传动零部件的设计与选用传动零部件的设计与选用 任务任务2 2 直齿圆柱齿轮传动的设计与选用直齿圆柱齿轮传动的设计与选用名称符号计算公式齿距p p = m齿厚s s = m/2 齿槽宽e e =m/2齿顶高ha ha = ha*m齿根高hf hf =

16、ha + c =（ha*+c*）m全齿高h h = ha + hf =（2ha*+c*）m分度圆直径d d = m z 齿顶圆直径da da = d +2 ha = m（z +2 ha *）齿根圆直径df df = d 2hf = m（z 2ha * 2 c*）基圆直径db db = dcos= mzcos中心距a a = m（z1+z2）/ 2 （外啮合）一对渐开线标准直齿圆一对渐开线标准直齿圆柱齿轮的正确啮合条件柱齿轮的正确啮合条件 pb1=pb2 哈尔滨职业技术学院哈尔滨职业技术学院 机械设计与应用机械设计与应用学习情境学习情境2 2 传动零部件的设计与选用传动零部件的设计与选用 任务任

17、务2 2 直齿圆柱齿轮传动的设计与选用直齿圆柱齿轮传动的设计与选用一对渐开线标准直齿圆一对渐开线标准直齿圆柱齿轮的连续传动条件柱齿轮的连续传动条件 重合度大于等于重合度大于等于1 哈尔滨职业技术学院哈尔滨职业技术学院 机械设计与应用机械设计与应用学习情境学习情境2 2 传动零部件的设计与选用传动零部件的设计与选用 任务任务2 2 直齿圆柱齿轮传动的设计与选用直齿圆柱齿轮传动的设计与选用渐开线齿轮的加工方法渐开线齿轮的加工方法仿形法仿形法 在普通在普通铣床上用铣刀切铣床上用铣刀切制齿轮的方法。制齿轮的方法。 哈尔滨职业技术学院哈尔滨职业技术学院 机械设计与应用机械设计与应用学习情境学习情境2 2

18、 传动零部件的设计与选用传动零部件的设计与选用 任务任务2 2 直齿圆柱齿轮传动的设计与选用直齿圆柱齿轮传动的设计与选用圆盘铣刀加工齿数的范围圆盘铣刀加工齿数的范围 哈尔滨职业技术学院哈尔滨职业技术学院 机械设计与应用机械设计与应用学习情境学习情境2 2 传动零部件的设计与选用传动零部件的设计与选用 任务任务2 2 直齿圆柱齿轮传动的设计与选用直齿圆柱齿轮传动的设计与选用范成法（展成法）范成法（展成法） 利用一对齿轮啮合时两轮的齿廓互为利用一对齿轮啮合时两轮的齿廓互为包络线的原理加工齿轮的。包络线的原理加工齿轮的。 刀具有三种：刀具有三种： （1）齿轮插刀）齿轮插刀 （2）齿条插刀）齿条插刀

19、（3）齿轮滚刀）齿轮滚刀 哈尔滨职业技术学院哈尔滨职业技术学院 机械设计与应用机械设计与应用学习情境学习情境2 2 传动零部件的设计与选用传动零部件的设计与选用 任务任务2 2 直齿圆柱齿轮传动的设计与选用直齿圆柱齿轮传动的设计与选用切削切削 （沿轮坯轴向）（沿轮坯轴向）进刀和让刀进刀和让刀 （沿轮坯径向）（沿轮坯径向）范成运动范成运动 刀具与轮坯以刀具与轮坯以i i1212= = 1 1/ / 2 2=Z=Z2 2 /Z/Z1 1回转回转用同一把刀具用同一把刀具, ,通通过调节过调节i i1212 , ,就可以就可以加工相同模数、相加工相同模数、相同同压力角压力角 , ,不同齿不同齿数数的齿

20、轮。的齿轮。 哈尔滨职业技术学院哈尔滨职业技术学院 机械设计与应用机械设计与应用学习情境学习情境2 2 传动零部件的设计与选用传动零部件的设计与选用 任务任务2 2 直齿圆柱齿轮传动的设计与选用直齿圆柱齿轮传动的设计与选用 所做运动所做运动齿轮插刀齿轮插刀齿条插刀齿条插刀 哈尔滨职业技术学院哈尔滨职业技术学院 机械设计与应用机械设计与应用学习情境学习情境2 2 传动零部件的设计与选用传动零部件的设计与选用 任务任务2 2 直齿圆柱齿轮传动的设计与选用直齿圆柱齿轮传动的设计与选用齿轮滚刀齿轮滚刀 哈尔滨职业技术学院哈尔滨职业技术学院 机械设计与应用机械设计与应用学习情境学习情境2 2 传动零部件

21、的设计与选用传动零部件的设计与选用 任务任务2 2 直齿圆柱齿轮传动的设计与选用直齿圆柱齿轮传动的设计与选用渐开线标准直齿圆柱齿轮的根切现象和最少齿数渐开线标准直齿圆柱齿轮的根切现象和最少齿数 根切产生的原因根切产生的原因 根切：根切：用展成法加工齿轮时，若刀具的齿顶线（或齿顶圆）用展成法加工齿轮时，若刀具的齿顶线（或齿顶圆）超过啮合极限点超过啮合极限点N时，被加工齿轮齿根附近的渐开线齿廓将被时，被加工齿轮齿根附近的渐开线齿廓将被切去的现象。切去的现象。 哈尔滨职业技术学院哈尔滨职业技术学院 机械设计与应用机械设计与应用学习情境学习情境2 2 传动零部件的设计与选用传动零部件的设计与选用 任务

22、任务2 2 直齿圆柱齿轮传动的设计与选用直齿圆柱齿轮传动的设计与选用标准齿轮不根切的最标准齿轮不根切的最少齿数少齿数 避免根切的条件避免根切的条件 刀刀具的齿顶线不得超过具的齿顶线不得超过N点。点。 哈尔滨职业技术学院哈尔滨职业技术学院 机械设计与应用机械设计与应用学习情境学习情境2 2 传动零部件的设计与选用传动零部件的设计与选用 任务任务2 2 直齿圆柱齿轮传动的设计与选用直齿圆柱齿轮传动的设计与选用标准外啮合直齿轮不根切的最少齿数标准外啮合直齿轮不根切的最少齿数避免根切的条件避免根切的条件 哈尔滨职业技术学院哈尔滨职业技术学院 机械设计与应用机械设计与应用学习情境学习情境2 2 传动零部

23、件的设计与选用传动零部件的设计与选用 任务任务2 2 直齿圆柱齿轮传动的设计与选用直齿圆柱齿轮传动的设计与选用 变位齿轮传动变位齿轮传动标准齿轮传动的局限性：标准齿轮传动的局限性：（1）受根切限制，齿数不得少于）受根切限制，齿数不得少于Zmin，使传动结，使传动结构不够紧凑；构不够紧凑；（2）不适合于安装中心距）不适合于安装中心距a不等于标准中心距不等于标准中心距a的的场合。场合。（3）小齿轮的强度较低，齿根部分磨损较严重，）小齿轮的强度较低，齿根部分磨损较严重，容易损坏，同时也限制了大齿轮的承载能力。容易损坏，同时也限制了大齿轮的承载能力。 哈尔滨职业技术学院哈尔滨职业技术学院 机械设计与应

24、用机械设计与应用学习情境学习情境2 2 传动零部件的设计与选用传动零部件的设计与选用 任务任务2 2 直齿圆柱齿轮传动的设计与选用直齿圆柱齿轮传动的设计与选用变位齿轮加工原理变位齿轮加工原理变位齿轮：变位齿轮：改变刀具与齿坯相对位置后切制出来的齿轮。改变刀具与齿坯相对位置后切制出来的齿轮。变位量：变位量：刀具移动的距离。刀具移动的距离。正变位：正变位：刀具远离轮心的变位，刀具远离轮心的变位，x0。负变位：负变位：刀具移近轮心的变位，刀具移近轮心的变位，x0。标准齿轮就是变位系数标准齿轮就是变位系数x=0的齿轮。的齿轮。 哈尔滨职业技术学院哈尔滨职业技术学院 机械设计与应用机械设计与应用学习情境

25、学习情境2 2 传动零部件的设计与选用传动零部件的设计与选用 任务任务2 2 直齿圆柱齿轮传动的设计与选用直齿圆柱齿轮传动的设计与选用变位齿轮的齿廓变位齿轮的齿廓变位齿轮的几何尺寸和传动类型变位齿轮的几何尺寸和传动类型1. 变位齿轮的几何尺寸变位齿轮的几何尺寸 参数和尺寸：参数和尺寸：变位齿轮的齿数、模数、压力角与标准齿变位齿轮的齿数、模数、压力角与标准齿轮相同，所以分度圆直径、基圆直径和齿距也都相同，但轮相同，所以分度圆直径、基圆直径和齿距也都相同，但变位齿轮的齿厚、齿顶圆、齿根圆等都发生了变化。变位齿轮的齿厚、齿顶圆、齿根圆等都发生了变化。 哈尔滨职业技术学院哈尔滨职业技术学院 机械设计与

26、应用机械设计与应用学习情境学习情境2 2 传动零部件的设计与选用传动零部件的设计与选用 任务任务2 2 直齿圆柱齿轮传动的设计与选用直齿圆柱齿轮传动的设计与选用变位齿轮传动的类型变位齿轮传动的类型 哈尔滨职业技术学院哈尔滨职业技术学院 机械设计与应用机械设计与应用学习情境学习情境2 2 传动零部件的设计与选用传动零部件的设计与选用 任务任务2 2 直齿圆柱齿轮传动的设计与选用直齿圆柱齿轮传动的设计与选用齿轮的失效形式与设计准则齿轮的失效形式与设计准则齿轮轮齿的失效形式齿轮轮齿的失效形式 1）轮齿折断）轮齿折断四、直齿圆柱齿轮传动的参数选择和设计方法四、直齿圆柱齿轮传动的参数选择和设计方法 哈尔

27、滨职业技术学院哈尔滨职业技术学院 机械设计与应用机械设计与应用学习情境学习情境2 2 传动零部件的设计与选用传动零部件的设计与选用 任务任务2 2 直齿圆柱齿轮传动的设计与选用直齿圆柱齿轮传动的设计与选用2）齿面点蚀）齿面点蚀 当接触应力超过了轮齿材料的接触疲劳极限时当接触应力超过了轮齿材料的接触疲劳极限时, 齿面产生裂纹齿面产生裂纹, 裂纹扩展致使表层金属微粒脱落裂纹扩展致使表层金属微粒脱落,形成一些浅坑形成一些浅坑(小麻点小麻点), 这种现象称为齿面点蚀这种现象称为齿面点蚀,。 哈尔滨职业技术学院哈尔滨职业技术学院 机械设计与应用机械设计与应用学习情境学习情境2 2 传动零部件的设计与选用

28、传动零部件的设计与选用 任务任务2 2 直齿圆柱齿轮传动的设计与选用直齿圆柱齿轮传动的设计与选用3）齿面磨损）齿面磨损 轮齿在啮合过程中存在相对滑动轮齿在啮合过程中存在相对滑动, 致使齿面间致使齿面间产生摩擦、产生摩擦、 磨损。磨损。 当金属微粒、当金属微粒、 砂粒、砂粒、 灰尘等硬质磨粒进灰尘等硬质磨粒进入轮齿间时引起磨粒磨损。入轮齿间时引起磨粒磨损。 哈尔滨职业技术学院哈尔滨职业技术学院 机械设计与应用机械设计与应用学习情境学习情境2 2 传动零部件的设计与选用传动零部件的设计与选用 任务任务2 2 直齿圆柱齿轮传动的设计与选用直齿圆柱齿轮传动的设计与选用4）齿面胶合）齿面胶合 在高速重载

29、齿轮传动和低速重载齿轮传动中在高速重载齿轮传动和低速重载齿轮传动中, 轮齿啮合区局部接触的齿面发生高温粘连或是压力粘连。轮齿啮合区局部接触的齿面发生高温粘连或是压力粘连。 同同时齿廓间存在相对滑动时齿廓间存在相对滑动, 致使齿面金属被撕落下来致使齿面金属被撕落下来, 在齿面沿在齿面沿滑动方向出现条状伤痕滑动方向出现条状伤痕, 这称为胶合。这称为胶合。 哈尔滨职业技术学院哈尔滨职业技术学院 机械设计与应用机械设计与应用学习情境学习情境2 2 传动零部件的设计与选用传动零部件的设计与选用 任务任务2 2 直齿圆柱齿轮传动的设计与选用直齿圆柱齿轮传动的设计与选用5）塑性变形）塑性变形 重载时重载时,

30、 轮齿表层材料将沿着摩擦力方向发轮齿表层材料将沿着摩擦力方向发生塑性流动生塑性流动, 导致主动齿轮齿面节线处出现凹坑导致主动齿轮齿面节线处出现凹坑, 从动齿轮从动齿轮齿面节线处出现凸脊齿面节线处出现凸脊, 称为齿面塑性变形。称为齿面塑性变形。1主动轮从动轮2摩擦力主向 哈尔滨职业技术学院哈尔滨职业技术学院 机械设计与应用机械设计与应用学习情境学习情境2 2 传动零部件的设计与选用传动零部件的设计与选用 任务任务2 2 直齿圆柱齿轮传动的设计与选用直齿圆柱齿轮传动的设计与选用齿轮的设计准则齿轮的设计准则 1）闭式传动）闭式传动 闭式传动的主要失效形式为齿面点蚀和闭式传动的主要失效形式为齿面点蚀和

31、轮齿的弯曲疲劳折断。轮齿的弯曲疲劳折断。 2）开式传动）开式传动 主要失效形式为磨粒磨损。主要失效形式为磨粒磨损。 按齿根弯曲按齿根弯曲疲劳强度进行设计计算疲劳强度进行设计计算, 但考虑磨粒磨损的影响再将模数增但考虑磨粒磨损的影响再将模数增大大10%20%, 无须校核接触强度。无须校核接触强度。 软齿面时软齿面时, 按齿面接触疲劳强度条件进行设计计算按齿面接触疲劳强度条件进行设计计算, 再按再按轮齿的弯曲疲劳强度进行校核。轮齿的弯曲疲劳强度进行校核。 硬齿面时硬齿面时, 按轮齿的弯曲疲劳强度条件进行设计计算按轮齿的弯曲疲劳强度条件进行设计计算, 再再校核其齿面接触疲劳强度。校核其齿面接触疲劳强

32、度。 哈尔滨职业技术学院哈尔滨职业技术学院 机械设计与应用机械设计与应用学习情境学习情境2 2 传动零部件的设计与选用传动零部件的设计与选用 任务任务2 2 直齿圆柱齿轮传动的设计与选用直齿圆柱齿轮传动的设计与选用齿轮的常用材料及热处理齿轮的常用材料及热处理 哈尔滨职业技术学院哈尔滨职业技术学院 机械设计与应用机械设计与应用学习情境学习情境2 2 传动零部件的设计与选用传动零部件的设计与选用 任务任务2 2 直齿圆柱齿轮传动的设计与选用直齿圆柱齿轮传动的设计与选用齿轮传动受力分析切向力 径向力 法向力cos2costan21111dTFFFFdTFtntrt 1）力的大小：）力的大小：渐开线标

33、准直齿圆柱齿轮传动的渐开线标准直齿圆柱齿轮传动的强度计算强度计算齿轮传动的受力分析齿轮传动的受力分析 哈尔滨职业技术学院哈尔滨职业技术学院 机械设计与应用机械设计与应用学习情境学习情境2 2 传动零部件的设计与选用传动零部件的设计与选用 任务任务2 2 直齿圆柱齿轮传动的设计与选用直齿圆柱齿轮传动的设计与选用baFtFncFrC1O1d1abFnFtFrcCd11O1(a)(b)直齿圆柱齿轮的受力分析直齿圆柱齿轮的受力分析 哈尔滨职业技术学院哈尔滨职业技术学院 机械设计与应用机械设计与应用学习情境学习情境2 2 传动零部件的设计与选用传动零部件的设计与选用 任务任务2 2 直齿圆柱齿轮传动的设

34、计与选用直齿圆柱齿轮传动的设计与选用1Fr1Ft1FnFt2FnFr222）力的方向）力的方向 哈尔滨职业技术学院哈尔滨职业技术学院 机械设计与应用机械设计与应用学习情境学习情境2 2 传动零部件的设计与选用传动零部件的设计与选用 任务任务2 2 直齿圆柱齿轮传动的设计与选用直齿圆柱齿轮传动的设计与选用校核公式校核公式HEHubduKTZ211) 1(52. 3 引入齿宽系数d=b/d1， 并带入上式, 得到齿面接触疲劳强度的设计公式设计公式 321152. 3) 1(HEdZuuKTd齿面接触强度计算齿面接触强度计算 哈尔滨职业技术学院哈尔滨职业技术学院 机械设计与应用机械设计与应用学习情境

35、学习情境2 2 传动零部件的设计与选用传动零部件的设计与选用 任务任务2 2 直齿圆柱齿轮传动的设计与选用直齿圆柱齿轮传动的设计与选用校核公式校核公式 FSFSFFYYzbmKTYYbmdKT1211122齿根弯曲疲劳强度的计算齿根弯曲疲劳强度的计算 引入齿宽系数d=b/d1并带入上式, 得设计公式设计公式321126. 1FdSFzYYKTm 哈尔滨职业技术学院哈尔滨职业技术学院 机械设计与应用机械设计与应用学习情境学习情境2 2 传动零部件的设计与选用传动零部件的设计与选用 任务任务2 2 直齿圆柱齿轮传动的设计与选用直齿圆柱齿轮传动的设计与选用圆柱齿轮传动的设计计算圆柱齿轮传动的设计计算

36、 齿轮传动设计的主要内容齿轮传动设计的主要内容: 选择齿轮材料和热处理方法、选择齿轮材料和热处理方法、 确定齿轮的主要参数、确定齿轮的主要参数、 几何尺寸、几何尺寸、 结构形式和精度等级等结构形式和精度等级等, 绘制齿轮工作图。绘制齿轮工作图。 1. 参数选择参数选择 (1) 传动比传动比i 传动比传动比i8可采用单级传动；可采用单级传动； i 8时时, 宜采宜采用多级传动。用多级传动。 直齿圆柱齿轮的传动比一般取直齿圆柱齿轮的传动比一般取i3, 最大可达最大可达5； 斜齿圆柱齿轮的传动比可取斜齿圆柱齿轮的传动比可取i5, 最大可达最大可达8。 (2) 齿数齿数 闭式软齿面齿轮传动中闭式软齿面

37、齿轮传动中, 推荐取推荐取z1=2040。 对对于闭式硬齿面齿轮、于闭式硬齿面齿轮、 开式齿轮和铸铁齿轮传动开式齿轮和铸铁齿轮传动, 应取较小应取较小齿数。齿数。 哈尔滨职业技术学院哈尔滨职业技术学院 机械设计与应用机械设计与应用学习情境学习情境2 2 传动零部件的设计与选用传动零部件的设计与选用 任务任务2 2 直齿圆柱齿轮传动的设计与选用直齿圆柱齿轮传动的设计与选用(3) 模数模数m(mn) 设计时在保证弯曲强度的条件下取较小的模设计时在保证弯曲强度的条件下取较小的模数数, 对于传递动力的齿轮其模数应保证对于传递动力的齿轮其模数应保证m(mn)1.52 mm。 (4) 齿宽系数齿宽系数d

38、增大齿宽系数会增大齿宽增大齿宽系数会增大齿宽, 承载能力提高承载能力提高, 但载荷沿齿宽分布的不均匀性增大但载荷沿齿宽分布的不均匀性增大, 而使传动能力降低，而使传动能力降低， 因因此此, 齿宽系数应选择适当。齿宽系数应选择适当。(5) 螺旋角螺旋角 螺旋角螺旋角太小会失去斜齿轮传动的优点；太小会失去斜齿轮传动的优点； 太大太大则齿轮的轴向力增大则齿轮的轴向力增大,且传动效率降低。且传动效率降低。 一般高速大功率传一般高速大功率传动的场合动的场合, 应取大些；应取大些； 低速小功率传动的场合低速小功率传动的场合, 应取小些。应取小些。 一般设计时常取一般设计时常取=815。 哈尔滨职业技术学院哈尔滨职业技术学院 机械设计与应用机械设计与应用学习情境学习情境2 2 传动零部件的设计与选用传动零部件的设计与选用 任务任务2 2 直齿圆柱齿轮传动的设计与选用直齿圆柱齿轮传动的设计与选用计划与决策计划与决策 哈尔滨职业技术学院哈尔滨职业技术学院 机械设计与应用机械设计与应用学习情境学习情境2 2 传动零部件的设计与选用传动零部件的设计与选用 任务任务2 2 直齿圆柱齿轮传动的设计与选用直齿圆柱齿轮传动的设计与选用 1.根据任务内容制定小组任务计划，简要说明任务根据任务内容制定小组任务计划，简要说明