机械设计基础-模块七

齿轮传动学习情境一齿轮传动的失效形式和齿轮的材料学习情境二齿轮传动的精度学习情境三直齿圆柱齿轮传动学习情境四斜齿圆柱齿轮传动学习情境五学习情境六齿轮的结构与齿轮传动的润滑直齿圆锥齿轮传动知识目标

1．理解齿轮传动失效形式和设计准则；2．了解误差对传动的影响和齿轮精度的选择；3.掌握直齿圆柱齿轮传动的强度计算和设计步骤；4.了解斜齿圆柱齿轮、直齿圆锥齿轮传动的设计；5.认识齿轮的结构与齿轮传动的润滑。齿轮传动技能目标

1．能够根据齿轮传动应用的场合，选择齿轮的材料和齿轮精度；2．能够设计简单的齿轮传动，并采取措施避免齿轮传动的失效；3.能够根据需要，选择适当的齿轮结构与润滑形式。齿轮传动一、齿轮传动的失效形式学习情境一齿轮传动的失效形式与齿轮的材料轮齿折断12345齿面点蚀齿面磨损齿面胶合塑性变形二、齿轮的设计准则学习情境一齿轮传动的失效形式与齿轮的材料1.闭式传动2.开式传动

三、齿轮的材料与热处理学习情境一齿轮传动的失效形式与齿轮的材料

1.软齿面齿轮2.硬齿面齿轮一、误差对传动的影响学习情境二齿轮传动的精度（1）相啮合齿轮在一转范围内实际转角与理论转角不一致，即影响传递运动的准确性。（2）瞬时传动比不能保持恒定不变，齿轮在一转范围内会出现多次重复的转速波动，特别在高速传动中将引起振动、冲击和噪声，即影响传动的平稳性。一、误差对传动的影响学习情境二齿轮传动的精度（3）齿向误差能使齿轮上的载荷分布不均匀，当传递较大转矩时，易引起早期损坏，即影响载荷分布的均匀性。二、齿轮精度等级的选择学习情境二齿轮传动的精度二、齿轮精度等级的选择学习情境二齿轮传动的精度一、直齿圆柱齿轮传动的受力分析学习情境三直齿圆柱齿轮传动直齿圆柱齿轮的受力分析二、轮齿的计算载荷学习情境三直齿圆柱齿轮传动Fc

=

KFn齿轮所受的法向力计算公式二、轮齿的计算载荷学习情境三直齿圆柱齿轮传动三、直齿圆柱齿轮传动的强度计算学习情境三直齿圆柱齿轮传动1.齿面接触疲劳强度齿面接触强度的校核计算公式为:学习情境三直齿圆柱齿轮传动2.齿根弯曲疲劳强度轮齿齿根弯曲疲劳强度的校核计算公式为:三、直齿圆柱齿轮传动的强度计算学习情境三直齿圆柱齿轮传动3.公式应用注意事项三、直齿圆柱齿轮传动的强度计算

（1）软齿面闭式齿轮传动在满足弯曲强度的条件下，为提高传动的平稳性，小齿轮齿数一般取z1＝20～40，速度较高时取较大值；硬齿面的弯曲强度是薄弱环节，宜取较少的齿数，以便增大模数，通常取

z1=17～20。学习情境三直齿圆柱齿轮传动三、直齿圆柱齿轮传动的强度计算

（2）为保证减小加工量，也为了装配和调整方便，大齿轮齿宽应小于小齿轮齿宽。取：

b2

=

ψdd1，则：

b1

=

b2

+

(5～10)。学习情境三直齿圆柱齿轮传动三、直齿圆柱齿轮传动的强度计算

（3）大小两齿轮的齿根弯曲应力σF1≠σF2

，两轮的许用弯曲应力也不同，所以，校核时应分别验算大小齿轮的弯曲强度，即使σF1≤［σF1］，

σF2≤［σF2］。学习情境三直齿圆柱齿轮传动四、直齿圆柱齿轮传动设计步骤1.齿轮传动参数的选择3）2）1）齿数

z模数

m齿宽

b学习情境三直齿圆柱齿轮传动四、直齿圆柱齿轮传动设计步骤2.直齿圆柱齿轮传动设计步骤学习情境四斜齿圆柱齿轮传动平行轴斜齿轮传动人字齿轮传动学习情境四斜齿圆柱齿轮传动一、斜齿圆柱齿轮传动的基本参数

分度圆柱上的螺旋线展开后成为一条斜直线，该直线与齿轮轴线之间的夹角称为分度圆柱上的螺旋角，简称螺旋角，用β表示。

螺旋角是反映斜齿轮特征的一个重要参数，可反映出轮齿的倾斜程度。螺旋角学习情境四斜齿圆柱齿轮传动一、斜齿圆柱齿轮传动的基本参数斜齿轮分度圆柱面的展开图学习情境四斜齿圆柱齿轮传动一、斜齿圆柱齿轮传动的基本参数

除螺旋角β之外，斜齿轮与直齿轮一样，也有齿数、模数、压力角、齿顶高系数和顶隙系数这五个基本参数。一对外啮合斜齿圆柱齿轮的正确啮合条件是：齿轮副的法面模数和法面压力角分别相等，而且螺旋角大小相等，旋向相反。其他基本参数学习情境四斜齿圆柱齿轮传动二、标准斜齿圆柱齿轮的尺寸计算学习情境四斜齿圆柱齿轮传动三、斜齿圆柱齿轮的受力分析学习情境四斜齿圆柱齿轮传动四、斜齿圆柱齿轮传动的强度计算1.齿面接触疲劳强度齿面接触强度的校核计算公式为:学习情境四斜齿圆柱齿轮传动四、斜齿圆柱齿轮传动的强度计算2.齿根弯曲疲劳强度轮齿齿根弯曲疲劳强度的校核计算公式为:学习情境五直齿圆锥齿轮传动直齿圆锥齿轮传动学习情境五直齿圆锥齿轮传动一、直齿圆锥齿轮传动受力分析学习情境五直齿圆锥齿轮传动二、直齿圆锥齿轮传动的强度计算1.齿面接触疲劳强度齿面接触强度的校核计算公式为:学习情境五直齿圆锥齿轮传动二、直齿圆锥齿轮传动的强度计算2.齿根弯曲疲劳强度轮齿齿根弯曲疲劳强度的校核计算公式为:学习情境六齿轮的结构与齿轮传动的润滑一、齿轮的结构1.锻造齿轮2）实心式齿轮3）腹板式齿轮1）齿轮轴

学习情境六齿轮的结构与齿轮传动的润滑一、齿轮的结构2.铸造齿轮学习情境六齿