第14章 齿轮传动设计

第14章齿轮传动设计学习内容：齿轮的工作情况轮齿的失效形式设计准则齿轮材料齿轮轮齿受力齿轮轮齿的强度计算齿轮传动设计一.齿轮的工作情况知识回顾轮齿折断轮齿工作表面的破坏二.齿轮的失效形式轮齿折断疲劳折断过载折断①齿面点蚀轮齿工作表面的破坏②齿面磨损③齿面胶合④齿面塑性变形三.设计准则工作条件主要失效形式设计准则闭式齿轮①齿面点蚀②齿根弯曲疲劳折断①外硬内韧的材料②齿面的接触强度③齿根弯曲疲劳强度开式齿轮①轮齿折断②齿面磨损①耐磨的材料②进行弯曲疲劳

强度计算高速重载齿轮齿面胶合①限制齿面润滑温度②齿面间良好的润滑软齿面齿轮：齿面硬度≤350HBS硬齿面齿轮：齿面硬度＞350HBS四.齿轮材料原则：齿轮的工作特点合理选择材料配对考虑加工工艺常用材料：塑料、铜合金优质碳素钢、合金结构钢、铸钢、铸铁要求：强度、耐磨性、外硬内韧表14-1五、直齿圆柱齿轮传动的受力分析1.轮齿上的作用力大小方向主动件从动件？？？2.计算载荷:F计=KFnFn:理想平稳状态下的理论载荷K：载荷系数（表14-2）F计：考虑影响齿轮实际载荷因素的计算载荷六、直齿圆柱齿轮传动的强度计算1.齿面接触疲劳强度计算i:传动比、T1:小轮的转矩、K:载荷系数、b:齿宽、a:中心距、齿宽系数、接触应力、许用接触应力“+”外啮合、“-”内啮合2)设计公式:（14-9）（14-8）1)强度校核：参数选择及公式说明：（1）传动比i

(2)齿宽系数（3）接触应力和许用接触应力查手册相等相等或不等min单级传动：i≤8i＞8:多级传动考虑结构紧凑和载荷集中轻型：0.2~0.4一般：0.4重型：0.4~1.2变速箱：0.12~0.22.齿根弯曲疲劳强度计算1)强度校核:2)设计公式:（14-12）（14-13）

齿数的函数，查图14-13YF:齿形系数、m:模数、弯曲应力、许用弯曲应力参数选择及公式说明：（1）齿数Z1

（2）弯曲应力和许用弯曲应力查手册不等软齿面的闭式传动：z为25~40开式传动和硬齿面及铸铁

：z＞

17例14-1某两级直齿圆柱齿轮减速机用电动机驱动，单向运转，载荷有中等冲击。高速级传动比i=3.7，高速轴转速n1=745r/min，传动功率P=17kW，试设计此高速级传动(采用软齿面)。

表14-1七、齿轮传动链的设计1.传动型式2.传动比3.确定参数4.结构设计1.传动型式的选择直齿圆柱齿轮传动斜齿圆柱齿轮传动圆锥齿轮传动蜗轮蜗杆传动结构条件、精度要求、工作速度、传动平稳性、噪音、工艺性、传动效率、润滑v≤50m/s，承载能力大，传动均匀，冲击和噪音小，有轴向力v≤5m/s精度低传动比大，效率低，易磨损2.传动比的分析确定传动级数表14-3分配各级传动比提高精度的原则最小体积原则最小转动惯量原则减速传动：“先小后大”增速传动：“先大后小”提高精度的原则增速传动减速传动最小体积原则各级速比相等各齿轮宽度相等各对齿轮主动轮d相等齿轮的材料相同不考虑轴与轴承体积条件迂回排布体积小最小转动惯量原则正反转例题14-2已知一齿轮减速器中，电机转速为3500r/min，输出轴转速为10r/min，按三种原则确定此减速器的级数和各级齿轮的传动比。减速传动：“先小后大”传动级数3.确定各级齿轮的模数和齿数模数类比法结构工艺强度齿数表14-44.齿轮传动结构设计齿轮的结构设计齿轮和轴的联接齿轮传动回差及消除方法齿轮的结构齿轮和轴的联接1)调整中心距齿轮传动的回差及消除的方法2)接触弹簧法3)双片齿轮法机械传动总论机械传动设计杆机构凸轮机构间歇运动机构齿轮传动螺旋传动带传动链传动一.类型机械传动设计运动形式的变换增速、减速和变速远距离传递运动和动力运动的合成和分解获得大的机械效益二.