机械设计基础课件 任务3.3 齿轮传动设计（步骤四 设计齿轮传动）

温馨提示1.请各位同学将手机关机或设置为静音模式；2.请各组长检查组员到位情况，课后统计给老师。单元三传动机构设计

开发团队：机械零部件设计教学团队任务3.3齿轮传动设计学习单元学习任务学习单元一：认知机器与机构任务1.1认知机器与机构学习单元二：执行机构设计任务2.1平面四杆机构设计任务2.2凸轮机构设计任务2.3螺旋机构设计学习单元三：传动机构设计任务3.1

带传动设计任务3.2链传动设计任务3.3齿轮传动设计任务3.4

蜗杆传动设计学习单元四：轴系零部件设计任务4.1

轴类零件设计任务4.2滚动轴承设计任务4.3联轴器设计选用学习单元五：连接类零件设计任务5.1螺纹连接设计任务5.2键连接设计行动导向模式教材《机械设计基础》教学内容

确定能力重心□了解齿轮传动的类型和特点；□掌握齿轮传动基本参数和几何尺寸计算；□熟悉齿轮传动的设计准则及设计过程；□掌握标准圆柱直齿齿轮传动的设计步骤和方法。专业能力个人能力社会能力方法/学习能力-乐于与人交流能力-敢于承担责任-培养环保意识-信息获取与传递能力-记录并展示工作成果能力-具有比较和评价能力-团队合作，小组沟通能力-批评与自我批评的能力学习单元传动机构设计

学习3.3齿轮传动设计目录一、任务目标

三、程序与方法二、任务描述任务3.3齿轮传动设计四、巩固与拓展一、任务目标□了解齿轮传动的类型和特点；□掌握齿轮传动的基本参数和几何尺寸计算；□熟悉齿轮传动的设计准则及设计过程；□掌握标准圆柱直齿齿轮传动的设计步骤和方法。通过本任务的学习，学生达到以下目标：任务3.3齿轮传动设计二、任务描述1、任务内容

带式输送机中的单级齿轮减速器装配图，分析减速器中齿轮传动的作用和类型。已知输入功率P1=10KW，小齿轮转速n1=960r/min，齿数比u=3.2，由电动机驱动，工作寿命15年（设每年工作300天），两班制，带式输送机工作平稳，转向不变。2、实施条件

（1）计算器、机械设计手册等绘图工具；

（2）减速器三维图。任务3.3齿轮传动设计相关知识学习：一、齿轮传动有两个基本的要求（1）传动要平稳，要求齿轮传动的瞬时传动比不变，尽量减小冲击、振动和噪声，以保证机器的正常工作；（2）要求齿轮传动承载能力高，要求在尺寸小、重量轻的前提下，轮齿的强度高、耐磨性好，在预定的使用期限内不出现断齿、齿面点蚀及严重磨损等失效现象。步骤四设计齿轮传动三、程序与方法对一般工况下的齿轮传动，其设计准则是：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。

二、齿轮传动的设计计算准则软齿面(HBS≤350)闭式齿轮传动，一般因齿面点蚀而失效，故通常先按接触疲劳强度设计几何尺寸，然后用弯曲疲劳强度验算其承载能力；对于开式齿轮传动一般因齿根折断和齿面磨损而失效，但目前尚无完善的磨损计算方法，故仅以齿根弯曲疲劳强度设计几何尺寸或验算其承载能力，并在设计计算时用适当加大模数的办法来考虑磨损因素的影响。硬齿面(HBS＞350)闭式齿轮传动一般因齿根折断而失效，故通常先按齿根弯曲疲劳强度设计几何尺寸，然后用齿面接触疲劳强度验算其承载能力；二、齿轮材料的选择及热处理（1）齿面应有足够的硬度，以抵抗齿面的磨损、点蚀、胶合以及塑性变形等；（2）齿芯应有足够的强度和较好的韧性，以抵抗齿根折断和冲击载荷；（3）应有良好的加工工艺性能及热处理性能，使之便于加工且便于提高其力学性能。最常用的齿轮材料是钢，此外还有铸铁及一些非金属材料等。步骤四设计齿轮传动齿轮的材料及其选择原则1齿轮材料

齿轮的齿体应有较高的抗折断能力，齿面应有较强的抗点蚀、抗磨损和较高的抗胶合能力，即要求：齿面硬、芯部韧、加工工艺性能及热处理性能良好。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。钢：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；铸铁：常作为低速、轻载、不太重要场合的齿轮材料；非金属材料：适用于高速、轻载、且要求降低噪声的场合。常用材料及性能点击查看三、齿轮材料及热处理齿轮的材料及其选择原则（1）表面淬火（2）渗碳淬火表面淬火常用于中碳钢或中碳合金钢，如45、40Cr钢等。淬火后表面硬度可达HRC45~50，芯部较软，有较高的韧性，齿面接触强度高、耐磨性好。一般用于受中等冲击载荷的重要齿轮传动。渗碳淬火常用的材料为低碳钢或低碳合金钢，如20、20Cr、20CrMnTi等。渗碳淬火后表面硬度可达HRC，芯部仍保持有较高的韧性，齿面接触强度高、耐磨性好。一般用于受冲击载荷的重要齿轮传动。2.齿轮的热处理

三、齿轮材料及热处理齿轮的材料及其选择原则4．调质氮化是一种化学热处理。氮化后表面硬度高(HRC＞65)，变形小，适用于难以磨齿的场合，如内齿轮等。常用材料如38CrMoAlA等。

正火处理能消除内应力，提高强度与韧性，改善切削性能。机械强度要求不高的齿轮传动可用中碳钢正火处理或铸钢正火处理。正火处理后齿面硬度一般为。3．氮化调质常用于中碳钢和中碳合金钢，如45、40Cr钢等。调质处理后齿面硬度一般为--。因硬度不高，故可在热处理后进行精加工。一般用于批量小、对传动尺寸没有严格限制的齿轮传动。5．正火(正常化)三、齿轮材料及热处理齿轮的材料及其选择原则

“渐开线圆柱齿轮精度”国标(GB10095—2001)简介我国颁布的“渐开线圆柱齿轮精度”国家标准中对齿轮和齿轮传动规定了13个精度等级。精度由高到低的顺序依次用数字0、1、2、3……12表示。四、齿轮传动的精度轮齿加工时，由于轮坯、刀具在机床上的安装误差，机床和刀具的制造误差以及加工时所引起的振动等原因，加工出来的齿轮存在着不同程度的误差。加工误差大、精度低，将影响齿轮的传动质量和承载能力；若精度要求过高，将给加工带来困难，提高制造成本。因此，应根据齿轮的实际工作需要，对齿轮加工精度提出适当的要求。在齿轮传动中，两个齿轮的精度等级一般相同，也允许用不同的精度等级组合。齿轮的精度等级应根据传动的用途、使用条件、传递功率、圆周速度及经济技术指标等决定。常用的精度等级是5、6、7、8级。常用精度等级的齿轮加工方法及其应用范围齿面接触疲劳强度计算直齿圆柱齿轮强度计算3齿面接触