第十一章齿轮传动设计

第11章齿轮传动§11-1齿轮传动的受力分析与计算载荷(12)§11-2

齿轮传动的失效形式及设计准则(8)§11-3齿轮材料及许用应力(2)§11-4直齿圆柱齿轮传动的强度计算(16)(注意有例题)§11-5斜齿圆柱齿轮与直齿锥齿轮的强度计算特点(10注意有例题)§11-6齿轮的结构设计§11-7齿轮传动的润滑(3)作业：5--9、10、11、12、13、14、15、20作业：11-1~11-17一、齿轮传动的主要特点：

传动效率高

结构紧凑

与各类传动相比，齿轮传动工作可靠，寿命长；

传动比稳定

与带传动、链传动相比，齿轮的制造及安装精度要求高，价格较贵。齿轮传动是机械传动中最重要的传动之一，其应用范围十分广泛，型式多样，传递功率从很小到很大（可高达数万千瓦）。精度低时，噪音较大。不适用于轴间距大的场合。15齿轮传动概述可达99％。在常用的机械传动中，齿轮传动的效率为最高；与带传动、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；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；二、齿轮传动的分类按齿轮类型分：按装置形式分：按使用情况分：按齿面硬度分：硬齿面齿轮图片闭式传动：开式传动：半开式传动：齿轮传动概述支承刚度大，精度高，润滑好。如：汽车变速箱、减速器等。不能保证良好的润滑，灰尘易进入，用于次要、低速场合。如：农业机械、建筑机械等。有油池、防护罩─以运动准确为主，动力齿轮─以动力传输为主，传动齿轮软齿面齿轮（齿面硬度≤350HBS(布式硬度

)）（齿面硬度＞350HBS）人字齿轮传动直齿圆柱齿轮传动

斜齿圆柱齿轮锥齿轮传动常为高速重载或低速重载传动。一般为轻载高精度传动。四、本章的学习目的掌握齿轮传动的设计方法，设计齿轮是指设计确定齿轮的主要参数以及结构形式。三、对齿轮传动的基本要求传动平稳：承载能力强：齿轮传动概述要求i=c，保证传动的精度，避免过大冲击、振动、噪音等，要求在尺寸小，重量轻的前提下，齿轮的强度高、寿命长，主要靠渐开线及加工精度来保证。主要靠材料、热处理、合理选择参数(m、a、b)来保证。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。一、直齿圆柱齿轮传动的受力分析啮合传动中，轮齿的受力分析力的方向：

径向力Fr：圆周力Ft：Ft1为阻力，与1方向相反；动画演示FnFrFtd1T11圆周力:径向力:轮齿所受总法向力Fn可分解为:P§11-1直齿圆柱齿轮传动的受力分析与计算载荷从动轮，主动轮，Ft2为驱动力，与2方向相同。由啮合点指向各自轮心；

考虑各种实际影响因素，而确定的计算载荷为：其值为：K＝KA

Kv

K

K式中：LFn

法向载荷Fn为名义载荷。§11-1齿轮传动的受力分析与计算载荷二、计算载荷

实际传动中由于原动机、工作机性能的影响以及制造误差的影响，载荷会有所增大，且沿接触线分布不均匀。Kα─齿间载荷分配系数KA─使用系数Kβ─齿向载荷分布系数

Kv─动载系数

K为载荷系数，1、使用系数KA(外部动载荷系数）考虑原动机、工作机的运转特性和联轴器的缓冲性能等外部因素引起的动载荷对齿轮传动实际载荷大小的影响。见表11-1。§11-1齿轮传动的受力分析与计算载荷2、动载系数KV

(内部动载荷系数）原因：考虑齿轮自身误差和转动速度而引起的动载荷（K=1.02-1.4）。ic减小KV的措施：影响因素：轮齿修缘制造误差，pb1pb2轮齿变形，pb1pb2制造精度圆周速度轮齿修缘减小速度提高制造精度§11-1齿轮传动的受力分析与计算载荷啮合线3、齿向载荷分布系数K（K=1--1.35）考虑载荷沿轮齿接触线分布不均匀的影响扭转变形：弯曲变形的影响扭转变形的影响弯曲扭转变形的影响pmax§11-1齿轮传动的受力分析与计算载荷原因：是由于系统变形（轴、轴承、箱体等）引起的。弯曲变形：距轴承较近端受力大转矩输入端受力大§11-1齿轮传动的受力分析与计算载荷§11-1齿轮传动的受力分析与计算载荷§11-1齿轮传动的受力分析与计算载荷减小K的措施：提高轴、轴承、机架的刚度提高齿轮的制造、安装精度尽量使齿轮相对轴作对称布置，避免悬臂布置适当减小齿宽转矩从远离齿轮端输入重要传动中的齿轮作成鼓形齿§11-1齿轮传动的受力分析与计算载荷4、齿间载荷分配系数K（K=1--1.4）考虑同时啮合的各对轮齿间载荷分配不均匀程度。1，工作时，单齿啮合和双齿啮合交替进行，由于制造误差和轮齿变形等因素，双齿啮合时载荷在各对齿之间的分配不均匀。§11-1齿轮传动的受力分析与计算载荷§11-1齿轮传动的受力分析与计算载荷单双齿啮合的影响齿面磨损、一、齿轮的主要失效形式常见的失效形式有：1、轮齿折断过载折断：§11-2齿轮传动的失效形式及设计准则

提高抗断齿能力的措施：增大齿根过渡圆角半径，消除刀痕以减小应力集中；增大轴及支承的刚性，使轮齿受载均匀；在齿根处进行强化处理，如：喷丸、滚压；选用韧性好的材料，如：低碳钢；采用正变位，使sf增大。

轮齿折断、齿面点蚀、齿面胶合、塑性变形。轮齿受弯曲变应力作用。短时意外严重过载或冲击载荷时发生，疲劳折断：度破坏，多发生于铸铁齿轮、整体淬火齿轮。属于静强动画演示§11-2齿轮传动的失效形式及设计准则2、齿面点蚀是闭式软齿面齿轮传动的主要失效形式

原因脉动循环接触应力细微裂纹裂纹扩展润滑油剥落循环次数N增大§11-2齿轮传动的失效形式及设计准则

发生部位：

危害：<2，一般在节线处只有一对齿啮合，接触应力较大；§11-2齿轮传动的失效形式及设计准则

提高抗点蚀能力的措施：

提高齿面硬度，降低粗糙度提高润滑油粘度采用正传动，提高综合曲率半径，减小接触应力靠近节线的齿根面上，在节点处，相对滑动速度低，不易形成油膜，润滑不良。振动、噪声增大，传动平稳性降低。主要因为：§11-2齿轮传动的失效形式及设计准则§11-2齿轮传动的失效形式及设计准则3、齿面磨损

原因：危害：§11-2齿轮传动的失效形式及设计准则避免齿面磨损的措施：由于硬的颗粒进入齿面引起的由于表面相互搓削引起的渐开线失真，ic，轮齿变薄，易发生断齿注意润滑油的清洁，定时更换改开式传动为闭式传动提高齿面的硬度，降低粗糙度齿形破坏，传动精度降低，间隙增大，冲击、噪音增加----磨粒磨损----研磨磨损§11-2齿轮传动的失效形式及设计准则§11-2齿轮传动的失效形式及设计准则4、齿面胶合主要出现在高速重载的闭式齿轮传动原因：提高齿面硬度，降低粗糙度低速用粘度大的润滑油，采用变位齿轮，减小滑动系数减小模数，降低齿高，减小滑动系数两齿轮配对时，齿面有硬度差，HB1-HB2=30~50§11-2齿轮传动的失效形式及设计准则抗胶合的措施：齿面间压力大，瞬时速度高，润滑效果差，在高温高压下，相啮合的两齿面粘在一起，齿面相对滑动时粘着点被撕破，齿面上形成沟痕高、中速及重载低速用极压润滑油§11-2齿轮传动的失效形式及设计准则4、塑性变形

现象：避免塑性变形的措施：

原因：从动齿主动齿从动齿主动齿从动齿主动齿从动齿主动齿§11-2齿轮传动的失效形式及设计准则提高齿面硬度提高润滑油粘度在过大的应力作用下，软齿面齿轮，齿轮材料处于屈服状态而产生的塑性流动现象，由于摩擦力的作用，塑性变形沿摩擦力方向进行主动轮：从动轮：一般发生在低速重载的软齿面齿轮摩擦力相背，形成凹槽摩擦力相对，形成凸脊§11-2齿轮传动的失效形式及设计准则二、齿轮的设计准则对一般工况下的齿轮传动，其设计准则是：

闭式软齿面齿轮：§11-2齿轮传动的失效形式及设计准则■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■并在材料、热处理、润滑等方面采取措施，避免齿面胶合。闭式硬齿面齿轮：开式齿轮：易发生点蚀，易发生轮齿折断，主要失效是磨损、断齿，不会出现点蚀，按接触疲劳强度设计，校核弯曲强度按弯曲疲劳强度设计，强度。只按弯曲疲劳然后将计算出的模数m加大10%20%校核接触强度设计，1、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，2、常用的齿轮材料钢：铸铁：非金属材料：常用材料16§11-3齿轮材料一、齿轮的材料即要求：齿面硬、齿芯韧。许多钢材经适当的热处理或表面处理，可以成为常用的齿轮材料；

常作为低速、轻载、不太重要的场合的齿轮材料；适用于高速、轻载、且要求降低噪声的场合。齿面应有较强的抗点蚀、抗磨损和较高的抗胶合能力，软齿面齿轮(HB350)：锻造毛坯正火齿坯加工调质精切齿形成品特点：加工工艺：注意：§11-3齿轮材料用于对强度、速度、精度、结构尺寸要求不高的齿轮。制造容易，成本低，易跑合保持齿面硬度差，HB1-HB2=30~50主要材料：调质钢、中碳钢、中碳合金钢，例如：一般减速器中齿轮。如40、45、40Cr、40MnB、35SiMn、38CrMnMo，硬齿面齿轮(HB>350)：锻造毛坯正火齿坯加工调质切齿齿面硬化处理精加工成品加工工艺：齿面硬化处理：用于要求较高的齿轮，整体淬火、表面淬火、渗碳淬火、氮化……如汽车变速箱齿轮。§11-3齿轮材料齿轮的材料及其选择原则3表面淬火(高频、中频和火焰淬火)：渗碳淬火：

整体淬火：氮化：高速、轻载、精度不高的齿轮传动，为降低噪声、减轻重量§11-3齿轮材料及许用应力中碳钢、中碳合金钢，可承受中等冲击载荷45、40Cr、40CrMnTi、50Mn，可承受很大冲击载荷。低碳钢、低碳合金钢，15、20、20Cr、20CrMnTi，HRC58~63不适于承受冲击载荷，变形大，芯部韧性小，用得较少。变形小，不需磨削，但氮化层很薄(0.5mm厚)，且易于压碎，不适于冲击载荷和严重磨损场合当d≥400~500mm时采用铸钢:ZG310-570、ZG340-640、等材料开式传动、低速次要场合QT500-5、QT600-2、HT300、HT350等材料非金属材料3、齿轮材料选用的基本原则齿轮材料必须满足工作条件的要求，如强度、寿命、可靠性、经济性等；应考虑齿轮尺寸大小、毛坯成型方法及热处理和制造工艺；钢制软齿面齿轮，其配对两轮齿面的硬度差应保持在30~50HBS或更多。正火碳钢只能用于载荷平稳或轻度冲击载荷下的齿轮，合金钢常用于制作高速、重载并在冲击载荷下工作的齿轮；飞行器中的齿轮传动，要求尺寸尽可能小，应采用表面硬化处理的高强度合金钢；§11-3齿轮材料质碳钢可用在中等冲击载荷下的齿轮；调一、齿根弯曲疲劳强度计算30º30ºSpcapcacospcasinh

力作用点的确定：

危险截面的确定：B1B2pbpbDCpbO2N1N2PO1CDB1B2P单齿啮合区双齿啮合区§11-4直齿圆柱齿轮传动强度计算

计算模型：悬臂梁30°切线法18齿轮单侧受载时的弯曲应力齿轮双侧受载时的弯曲应力§11-4直齿圆柱齿轮传动强度计算计算公式：§11-4直齿圆柱齿轮传动强度计算30º30ºSFFnFncosFFnsinFFhFFc假设：

1、轮齿为一变截面的悬臂梁

2、全部载荷由一对齿承担

3、载荷作用于齿顶

4、忽略压、剪应力的影响则：则：--校核式--设计式考虑应力集中及压、剪应力，引入应力修正系数YSa其中：YFS=YFaYSa

----复合齿形系数讨论

1、齿形系数YFa

（YSa

）与m无关，只与齿数

z及变位系数x有关，反映轮齿几何形状对弯曲应力的影响；SfzxYFa强度Fz的影响x的影响§11-4直齿圆柱齿轮传动强度计算YFa与Ysa表2、一般Z1Z2，YFa1YFa2，YSa1YSa2，应分别校核§11-4直齿圆柱齿轮传动强度计算4、齿轮的弯曲疲劳强度主要取决于m(b、z、x、材料一定）；5、，要比较两齿轮的弯曲强度，应比较和的大小，等弯强的条件是3、一般，，应用设计公式时，应将中的较大值代入计算m；和---弹性系数(表11-3)

计算目的：二、齿面接触疲劳强度计算§11-4直齿圆柱齿轮传动强度计算FL12σHσH1FL2σHσH

理论基础：防止发生齿面点蚀赫芝公式计算点的确定：点蚀发生在节点附近计算方便§11-4直齿圆柱齿轮传动强度计算节点

计算公式：O22O1N1N2t1T1P

d12d22

21§11-4直齿圆柱齿轮传动强度计算----节点区域系数对于标准齿轮齿宽系数：ψd=b/d1----校核公式----设计公式2.齿面接触疲劳强度主要取决于齿轮直径d1(或中心距a)(b、u、x、材料一定），讨论一对啮合齿轮，H1=H2=H，§11-4直齿圆柱齿轮传动强度计算轮材料、硬度、齿面工作次数可能不同，但一般

[H1][H2]，因两齿3.接触强度=[H]/H，而H1=H2=H，要比较两齿轮的接触强度，应比较[H1]和[H2]的大小，计算时应将[H1]和[H2]中的较小值代入设计公式中；因此，一般在设计当d1或a值确定后，不论齿数和模数如何组合，接触应力不变；条件是[H1]=[H2]。因此两齿轮等接触强度的在满足弯曲强度的条件下，易取多齿数（z1），小模数（m）。三、齿轮传动设计参数的选择1．齿数的选择z1↑m↓齿高h↓→滑动系数磨损齿形小§11-4直齿圆柱齿轮传动强度计算2．齿宽系数d的选择

d↑b1b2b<b2b2b1

b=b2fd的选取可参考齿宽系数表

节省材料齿轮重量切削量→重合度ε↑→传动平稳b=dd1，圆整，即b2=b

，b1=b2+(5~10)mm，便于安装，防止因装配误差产生轴向错位时导致啮合齿宽减小。齿宽b↑承载能力↑，齿宽b↑齿面上沿齿宽载荷分布不均匀，Kβ↑一般z1=20~40；3、齿轮精度的选择齿轮精度共分12级，1级精度最高，第12级精度最低。精度选择是以传动的用途、使用条件、传递功率、圆周速度等为依据来确定。详细说明§11-4直齿圆柱齿轮传动强度计算例：312当轮1和轮2分别为主动轮时，试说明两轮轮齿接触应力、弯曲应力变化性质，并求出两轮同侧齿面啮合次数j。j接触应力弯曲应力轮1轮2轮1轮21112脉动循环脉动循环脉动循环对称循环脉动循环脉动循环脉动循环脉动循环轮1主动轮2主动§11-4直齿圆柱齿轮传动强度计算§11-4直齿圆柱齿轮传动强度计算1、接触强度相等的条件：等强度条件为：2、弯曲强度相等的条件：等强度条件为：四、齿轮强度比较方法§11-4直齿圆柱齿轮传动强度计算例题：1：甲乙两人分别设计闭式软齿面直齿圆柱齿轮减速器，其工作条件、材料、硬度、齿宽等均相同，甲的参数为：m=3mm，z1=20，z2=80，乙的参数为：m=2.5mm，z1=24，z2=96，现经校核，乙方案完全符合强度要求，试问：1、甲方案是否可用？为什么？2、相对来说，哪个方案更合理？为什么？解1、接触强度相同。而m>m，甲的弯曲强度大于乙。甲方案可用。2、乙方案更合理。d不变，mz运动平稳性§11-4直齿圆柱齿轮传动强度计算例2：有一对闭式软齿面标准直齿圆柱齿轮传动，已知：m=10mm、Z1=20、Z2=40，齿宽B1=165mm，B2=160mm，[H1]=520MPa[H2]=400MPa。问：1、两齿轮的齿面接触疲劳强度哪个大？为什么？2、若参数改为：m=5mm、Z1=40、Z2=80，假设改进后其工作条件、载荷系数K、材料、热处理硬度、齿宽等条件都不变，该对齿轮的接触强度和弯曲强度是否有变化？如何变化？为什么？3、如果参数改变前后两个齿轮的接触强度和弯曲强度均满足要求，试分析应该选用哪套参数？为什么？解：1、齿轮1的接触疲劳强度大。例2：有一对闭式软齿面标准直齿圆柱齿轮传动，已知：m=10mm、Z1=20、Z2=40，齿宽B1=165mm，B2=160mm，[H1]=520MPa[H2]=400MPa。问：2、若参数改为：m=5mm、Z1=40、Z2=80，假设改进后其工作条件、载荷系数K、材料、热处理硬度、齿宽等条件都不变，该对齿轮的接触强度和弯曲强度是否有变化？如何变化？为什么？3、如果参数改变前后两个齿轮的接触强度和弯曲强度均满足要求，试分析应该选用哪套参数？为什么？§11-4直齿圆柱齿轮传动强度计算解：2、改进前后接触疲劳强度不变。3、改进后弯曲疲劳强度降低。应选用第2套参数。因为：1、2、3§11-4直齿圆柱齿轮传动强度计算4：有一对闭式钢制齿轮传动，已知T1=120×103Nmm，弹性系数ZE=189.8，载荷系数K=1.2；齿轮编号齿数模数(mm)齿宽(mm)齿形系数应力修正系数许用接触应力（N/mm2）许用弯曲应力（N/mm2）1Z1=204b1=85YFa1=2.8Ysa1=1.55[σH1]=550[σF1]=4202Z2=40b2=80YFa2=2.4Ysa2=1.67[σH2]=450[σF2]=380、试分析该对齿轮传动，哪个齿轮的接触疲劳强度较低？哪个齿轮的弯曲疲劳强度较低？为什么？、预测当出现失效时，将是齿面疲劳点蚀还是齿根疲劳折断？为什么？提示：§11-4直齿圆柱齿轮传动强度计算4：有一对闭式钢制齿轮传动，已知T1=120×103Nmm，弹性系数ZE=189.8，载荷系数K=1.2；齿轮编号齿数模数(mm)齿宽(mm)齿形系数应力修正系数许用接触应力（N/mm2）许用弯曲应力（N/mm2）1Z1=204b1=85YFa1=2.8Ysa1=1.55[σH1]=550[σF1]=4202Z2=40b2=80YFa2=2.4Ysa2=1.67[σH2]=450[σF2]=380解：1、齿轮2的接触疲劳强度较低。齿轮2的弯曲疲劳强度较低。4：有一对闭式钢制齿轮传动，已知T1=120×103Nmm，弹性系数ZE=189.8，载荷系数K=1.2；§11-4直齿圆柱齿轮传动强度计算齿轮编号齿数模数(mm)齿宽(mm)齿形系数应力修正系数许用接触应力（N/mm2）许用弯曲应力（N/mm2）1Z1=204b1=85YFa1=2.8Ysa1=1.55[σH1]=550[σF1]=4202Z2=40b2=80YFa2=2.4Ysa2=1.67[σH2]=450[σF2]=380解：2、先发生齿面疲劳点蚀。d1一、斜齿圆柱齿轮的受力分析1主动T1圆周力：径向力：轴向力：轮齿所受总法向力Fn可分解为三个分力:F'=Ft/cosβ

Fr=

F'

tann

αnFaFaPFnFrFrFn1nnF'F'F'FtFt●

P§11-5斜齿圆柱齿轮与直齿锥齿轮的强度计算特点d1F’1T1PnFn由于Fa∝tan

，为了不使轴承承受的轴向力过大，螺旋角不宜选得过大，常在

=8º～20º之间选择。方向:轴向力Fa:主动轮：左旋用左手，右旋用右手。四指—

，拇指—轴向力FaFtFaFr§11-5斜齿圆柱齿轮与直齿锥齿轮的强度计算特点动画演示d1F’1T1PnFn由于Fa∝tan

，为了不使轴承承受的轴向力过大，螺旋角不宜选得过大，常在

=8º～20º之间选择。方向:轴向力Fa:主动轮：左旋用左手，右旋用右手。四指—

，拇指—轴向力Fa从动轮：左旋用右手，右旋用左手。FtFaFr§11-5斜齿圆柱齿轮与直齿锥齿轮的强度计算特点动画演示d1n1d1Fa2Ft2n2例11-1现有一标注斜齿圆柱齿轮传动，已知法向模数，齿数，螺旋角，传递功率P=10kW，主动轮转速和螺旋线方向如图所示。忽略齿轮间的摩擦，计算并在图中画出作用在从动轮2上的各分力。解：1.确定从动轮的转向和受力方向小齿轮的分度圆直径3.计算从动轮的受力径向力轴向力2.计算大齿轮的载荷和小齿轮分度圆直径小齿轮转矩切向力

Fr2，转动方向二、斜齿轮强度计算1.在轮齿的法面进行强度计算，特点：§11-5斜齿圆柱齿轮与直齿锥齿轮的强度计算特点----弯曲强度设计式----接触强度校核式----接触强度设计式2.接触线为斜线，3.当量齿轮齿数多，4.接触应力和弯曲应力比直齿轮低，重合度大，同时承载齿数多，对强度有利;分度园半径大，齿廓接触点曲率半径大，接强↑；调整系数：112→109。2000→1900;斜齿轮→当量直齿轮；二、直齿圆锥齿轮计算特点圆锥齿轮用来传递相交轴间的运动和动力。一般，轴交角=1+2=90º0.4bb1.按齿宽中点处的当量齿轮计算；19§11-5斜齿圆柱齿轮与直齿锥齿轮的强度计算特点1、计算特点2.将齿宽中点处的参数换算到大端。对轴交角为90º的直齿锥齿轮传动：

2、设计参数dm1令fR=b/R为锥齿轮传动的齿宽系数，设计中常取fR=0.25~0.35。则有：及b/2§11-5斜齿圆柱齿轮与直齿锥齿轮的强度计算特点3、轮齿的受力分析和强度计算总法向载荷集中作用于齿宽中点处的法面截面内。轴向力Fa的方向动画演示FrFtFFnFa1Fn可分解为圆周力Ft，径向力Fr和轴向力Fa三个分力:1T11P§11-5斜齿圆柱齿轮与直齿锥齿轮的强度计算特点（1）受力分析总是由锥齿轮的小端指向大端。RbFr1对轴交角=90º的直齿锥齿轮传动：

Fa1=Fr2Fa2=Fr1Fa2Fa1Fr2§11-5斜齿圆柱齿轮与直齿锥齿轮的强度计算特点（2）齿根弯曲疲劳强度计算按齿宽中点处的当量圆柱齿轮进行计算，再将计算结果换算到大端。弯曲疲劳强度校核公式：弯曲疲劳强度设计公式：§11-5斜齿圆柱齿轮与直齿锥齿轮的强度计算特点接触疲劳强度校核公式：

接触疲劳强度设计公式：

说明：1）YFS：齿形系数，用当量齿数ZV查表；

2）b↑→沿齿宽受力不均，小端作用不大，且不易加工；取ψR=0.25-0.3。

3）锥齿轮的安装精度要求较高，必须要求锥顶重合，所以齿宽要做成一样例11-7在图所示直齿锥齿轮传动中，已知齿数，模数齿宽传递功率主动小齿轮转速转动方向如图所示。忽略齿面间的摩擦，计算并在图中画出大齿轮的各分力。Fx2Fr2Ft2解：1.确定大齿轮所受各分力的方向2.计算大齿轮的受力小锥齿轮转矩分度圆直径锥距齿宽系数小锥齿轮平均直径小锥齿轮分度圆锥角§11-5斜齿圆柱齿轮与直齿锥齿轮的强度计算特点大锥齿轮的径向力大锥齿轮的轴向力

大锥齿轮的切向力§11-5斜齿圆柱齿轮与直齿锥齿轮的强度计算特点通过强度计算确定出了齿轮的齿数z、模数m、齿宽b、螺旋角β、分度圆直径d等主要尺寸。在综合考虑齿轮几何尺寸、毛坯、材料、加工方法、使用要求及经济性等各方面因素的基础上，按齿轮的直径大小，选定合适的结构形式，再根据推荐的经验数据进行结构尺寸计算。

齿轮的结构设计主要是确定轮缘、轮辐、轮毂等结构形式及尺寸大小。§11-6齿轮的结构设计常见的结构形式有1、齿轮轴直齿轮轴锥齿轮轴§11-6齿轮的结构设计圆柱齿轮：齿根圆到槽底部的距离e<2mt；锥齿轮：按齿轮小端尺寸计算e<1.6mt§11-6齿轮的结构设计2、实心式

da<160mm小尺寸齿轮结构虚拟现实中的齿轮结构1、2、3、4、5、6、7、83、腹板式§11-6齿轮的结构设计da<500mm虚拟现实中的齿轮结构1、2、3、4、5、6、7、84、轮辐式§11-6齿轮的结构设计400mm<da<1000mm一、齿轮传动润滑的目的避免金属直接接触，减少摩擦磨损；二、齿轮传动的润滑方式开式及半开式齿轮传动或速度较低的闭式齿轮传动，通常采用人工周期性加油润滑。通用的闭式齿轮传动，常采用浸油润滑和喷油润滑。三、润滑剂的选择详细介绍齿轮传动常用的润滑剂为润滑油或润滑脂。选用时，应根据齿轮的工作情况（转速高低、载荷大小、环境温度等），选择润滑剂的粘度、牌号。齿轮传动润滑油粘度荐用值润滑油与润滑脂的牌号表§11-7齿轮传动的润滑散热和防锈蚀。§11-7齿轮传动的润滑自测题一、选择题1、为了提高齿轮传动的齿面接触强度应____。A、分度圆直径不变增大模数B、增大分度圆直径C、分度圆直径不变增加齿数D、减小齿宽2、为了提高齿轮齿根弯曲强度应________。A、增大模数B、增大分度圆直径C、增加齿数D、减小齿宽3、一减速齿轮传动，主动轮1和从动轮2的材料相同，两轮齿根的弯曲应力___。A、F1>F2B、F1<F2C、F1=F24、齿轮传动在以下几种工况中＿＿的齿宽系数可取大些。

A、悬臂布置B、不对称布置C、对称布置自测题5、有两个标准直齿圆柱齿轮，齿轮1模数m1=5mm，Z1=25；齿轮2模数m2=3mm，Z2=25，它们的齿形系数______。A、YFa1>YFa2B、YFa1<YFa2C、YFa1=YFa26、圆柱齿轮传动中，常使小齿轮齿宽b1略大于大齿轮齿宽b2，其目的是_____。A、提高小齿轮齿面接触强度B、提高小齿轮齿根弯曲强度C、补偿安装误差，以保证全齿宽接触D、减少小齿轮载荷分布不均7、闭式软齿面齿轮传动中，小轮齿面硬度与大轮齿面硬度差，应取___较为合理。A、30~50HBSB、0C、<30HBS自测题8、对于重要的齿轮传动，可将齿顶进行修缘，目的是________。A、减小齿间载荷分配不均B、减小齿向载荷分配不均C、减小附加动载荷9、对于闭式软齿面齿轮传动，在传动尺寸不变并满足弯曲疲劳强度的前提下，齿数宜适当取多些，其目的是____。A、提高轮齿的弯曲强度B、提高齿面的接触强度C、提高传动的平稳性10、对于闭式硬齿面齿轮传动，宜取较少齿数以增大模数，其目的是____。A、提高齿面接触强度B、减小滑动系数，提高传动效率C、减小轮齿的切削量D、保证轮齿的弯曲强度自测题11、圆柱齿轮传动中，当齿轮直径不变而减小模数时，可以_____。A、提高轮齿的弯曲强度B、提高轮齿的接触强度C、提高轮齿的静强度D、改善传动的平稳性12、齿轮传动中，轮齿齿面的疲劳点蚀破坏，通常首先发生在___。A、接近齿顶处B、接近齿根处

C、靠近节线的齿顶部分D、靠近节线的齿根部分13、按有限寿命设计一对齿轮，如大、小齿轮的材料相同，热处理硬度也相同，则接触疲劳破坏将发生在________。A、大轮B、小轮C、同时D、不一定自测题14、一对相啮合的齿轮z2>z1，b1>b2，其接触应力的大小为____。A、H1<H2B、H1>H2C、H1=H2D、可能相等，也可能不等15、一般开式齿轮传动的主要失效形式是＿＿。

A、齿面胶合B、齿面疲劳点蚀

C、齿面磨损或轮齿疲劳折断D、轮齿塑性变形16、高速重载齿轮传动，当润滑不良时，最可能出现的失效形式是＿＿。

A、齿面胶合B、齿面疲劳点蚀

C、齿面磨损D、轮齿疲劳折断17、轮齿弯曲强度计算中齿形系数与＿＿无关。

A、齿数B、变位系数C、模数18、直齿圆锥齿轮强度计算中，是以____为计算依据的。A、大端当量直齿圆柱齿轮B、平均分度圆处的当量直齿圆柱齿轮C、大端分度圆柱齿轮D、平均分度圆柱齿轮自测题二、填空题1、一般参数的闭式软齿面齿轮传动的主要失效形式是_______。2、一般参数的闭式硬齿面齿轮传动的主要失效形式是_______。3、高速重载且散热条件不良的闭式齿轮传动，其最可能出现的失效形式是___。4、一般参数的开式齿轮传动，其主要失效形式是____。5、减小动载荷，可采取的措施有____、____、____。6、在推导轮齿齿根弯曲疲劳应力计算公式时，它的计算模型是____，