螺旋齿轮传动原理课件

螺旋齿轮传动原理课件（共11篇）由网友“拔腿毛”投稿提供，下面是小编整理过的螺旋齿轮传动原理课件，欢迎您阅读分享借鉴，希望对您有所帮助。

篇1：螺旋齿轮传动原理课件

螺旋齿轮传动原理课件

1.阿基米德螺旋齿轮和圆柱形齿轮（Archimedean spiral gear and Spur gear）

输入：螺旋齿轮1启动（Z1）

输出：圆柱形齿轮18启动（Z2）

螺旋齿轮的轴必须放置在圆柱形齿轮的正面。

圆柱形齿轮的螺旋角必须与螺旋齿轮的螺旋方向一致。

输入的1启动对应输出的1/18启动（Z1/Z2）。

启动的次数可以增加。

2.阿基米德螺旋齿轮和销齿轮1（Archimedean spiral gear and Pin gear 1）

输入：螺旋齿轮1启动（Z1）

输出：销齿轮40销（Z2）

输入的1启对应输出的1/40启

启动的次数可以增加。

3.阿基米德螺旋齿轮和销齿轮2（Archimedean spiral gear and Pin gear 2）

输入：螺旋齿轮的1启动（Z1）

输出：销齿轮30销（Z2）

输入的1启对应输出的1/30启（Z1/Z2）

齿轮的两轴并不平行。

启动的次数可以增加。

4.阿基米德传动1a（Archimedean drive 1a）

阿基米德机制中绿色和橙色凸轮是相同的。

绿色凸轮输入。

两个凸轮以相同速度向相反方向旋转，类似于两个相同齿轮的齿轮传动。

如果阿基米德的凸轮有不同的齿距（P1和P2），那么传动比 = P1/P2

阿基米德机制的齿距必须足够大以防止发生故障。

一个螺旋弹簧可以代替图中的重力。

5.阿基米德传动1b（Archimedean drive 1b）

阿基米德机制中绿色和橙色凸轮是相同的。

绿色凸轮输入。

两个凸轮以相同速度向相同方向旋转，类似于两个滑轮在皮带传动中运动。

如果阿基米德的凸轮有不同的齿距（P1和P2），那么传动比 = P1/P2

阿基米德机制的`齿距必须足够大以防止发生故障。

一个螺旋弹簧可以代替图中的重力。

6.阿基米德传动1c（Archimedean drive 1c）

阿基米德机制中绿色凸轮和橙色凸轮的齿距不同（P1和P2，P1=2*P2）

绿色凸轮输入。

两个凸轮以不同的速度向不同方向旋转，类似于两个不同齿数的齿轮传动。

传动比 = 1/2。

阿基米德机制的齿距必须足够大以防止发生故障。

一个螺旋弹簧可以代替图中的重力。

7.阿基米德传动1d（Archimedean drive 1d）

阿基米德机制中绿色凸轮和橙色凸轮的齿距不同（P1和P2，P1=P2/2）

绿色凸轮输入。

两个凸轮以不同的速度向相同方向旋转，类似于两个不同的滑轮在皮带传动中运动。

传动比 = 2。

阿基米德机制的齿距必须足够大以防止发生故障。

一个螺旋弹簧可以代替图中的重力。

8.阿基米德传动2a（Archimedean drive 2a）

阿基米德槽中的绿色和橙色轮是相同的。

绿色轮输入。

两个槽之间的粉色滑块在一个固定杆的直槽中。

当粉色滑块运动到固定杆直槽中间时，两轮将以相同的速度反向旋转，类似于两个相同齿轮的齿轮传动。

如果粉色滑块不处于中间位置，那么橙色输出轮不规律旋转。

9.阿基米德传动2c（Archimedean drive 2c）

阿基米德槽中的绿色和橙色轮是相同的。

绿色轮输入。

两个槽之间的粉色滑块在一个固定杆的直槽中。

10.阿基米德螺旋齿轮和蜗杆1（Archimedean spiral gear and Worm 1）

输入：螺旋齿轮1启动

输出：蜗杆1启动

传动比：1

启动次数可以增加

11.阿基米德螺旋齿轮和蜗杆2（Archimedean spiral gear and Worm 2）

输入：螺旋齿轮2启动（Z1）

输出：蜗杆1启动（Z2）

输入的1启对应输出的2启（Z1/Z2）

篇2：螺旋传动

一、螺旋传动的类型和应用

螺旋传动是利用螺杆和螺母组成的螺旋副来实现传动要求的，它主要用于将回转运动转变为直线运动，同时传递运动和动力。

根据螺杆和螺母的相对运动关系，螺旋传动的常用运动形式主要有以下两种：

螺杆转动，螺母移动（多用在机床进给机构中）

螺母固定，螺杆转动并移动（多用于螺旋起重器） 螺旋传动按其用途不同，可分为以下三种类型：

传力螺旋 它以传递动力为主，要求以较小的转矩产生较大的轴向推力，用以克服工件阻力，

如各种起重或加压装置的螺旋。这种传力螺旋主要是承受很大的轴向力，一般为间

歇性工作，每次的工作时间较短，工作速度也不高，通常具有自锁能力；

传导螺旋 它以传递运动为主，有时也承受较大的轴向力，如机床进给机构的螺旋等。传导螺

旋常需在较长的时间内连续工作，工作速度较高，要求具有较高的传动精度；

调整螺旋 它用以调整、固定零件的相对位置，如机床、仪器及测试装置中的微调机构螺旋，

调整螺旋不经常转动，一般在空载下调整。

螺旋传动按其螺旋副摩擦性质的不同，又可分为：

滑动螺旋滚动螺旋

静压螺旋

二、滑动螺旋的结构和材料

滑动螺旋的结构主要是指螺杆、螺母的固定和支承的结构形式。螺旋传动的工作刚度与精度等和支承结构有直接关系，当螺杆短而粗且垂直布置时，如起重及加压装置的传力螺旋，可以利用螺母本身作为支承（右图所示）。当螺杆细长且水平布置时，如机床的传导螺旋（丝杠）等，应在螺杆两端或中间附加支承，以提高螺杆工作刚度。螺杆的支承结构与轴的支承结构基本相同，可参见第12、13和15章的内容。

组合螺母 螺母的结构有整体螺母、组合螺母和剖分螺母等形式。整体螺母结构简单，但由磨损而产生的轴向间隙不能补偿，只适合在精度要求较低的螺旋中使用。对于经常双向传动的传导螺旋，为了消除轴向间隙和补偿旋合螺纹的磨损，常采用组合螺母（左图）或剖分螺母。

螺旋起重器螺杆的材料要有足够的强度和耐磨性。螺母的材料除了要有足够的强度外，还要求在与螺杆材料相配合时摩擦系数小和耐磨。螺旋传动常用的材料见下表。

篇3：齿轮传动概述

齿轮传动是机械传动中最主要的一类传动，型式很多，应用广泛，传递的功率可达数十万千瓦，圆周速度可达200m/s，本章主要介绍最常用的渐开线齿轮传动。   齿轮传动的主要特点有:   1)效率高 在常用的机械传动中，以齿轮传动的效率为最高。如一级圆柱齿轮传动的效率可达99%。这对大功率传动十分重要，因为即使效率只提高1%，也有很大的经济意义。   2)结构紧凑 在同样的使用条件下，齿轮传动所需的空间尺寸一般较小。   3)工作可靠、寿命长 设计制造正确合理、使用维护良好的齿轮传动，工作十分可靠，寿命可长达一二十年，这也是其它机械传动所不能比拟的，

这对车辆及在矿井内工作的机器尤为重要。   4)传动比稳定 传动比稳定往往是对传动性能的基本要求。齿轮传动获得广泛应用，也就是由于具有这一特点。   但是齿轮传动的制造及安装精度要求高，价格较贵，且不宜用于传动距离过大的场合。   齿轮传动可做成开式、半开式及闭式。如在农业机械、建筑机械以及简易的机械设备中，有一些齿轮传动没有防尘罩或机壳，齿轮完全暴露在外边，这叫开式齿轮传动。这种传动不仅外界杂物极易侵入，而且润滑不良，因此工作条件不好，轮齿也容易磨损，故只宜用于低速传动。齿轮传动装有简单的防护罩，有时还把大齿轮部分地浸入油池中，则称为半开式齿轮传动。它工作条件虽有改善，但仍不能做到严密防止外界杂物侵入，润滑条件也不算最好。而汽车、机床、航空发动机等所用的齿轮传动，都是装在经过精确加工而且封闭严密的箱体(机匣)的，这称为闭式齿轮传动(齿轮箱)。它与开式或半开式的相比，润滑及防护等条件最好，多用于重要的场合。

篇4：齿轮传动实验报告

齿轮：轮缘上有齿能连续啮合传递运动和动力的机械元件。齿轮是能互相啮合的有齿的机械零件，齿轮在传动中的应用很早就出现了。19世纪末，展成切齿法的原理及利用此原理切齿的专用机床与刀具的相继出现，随着生产的发展，齿轮运转的平稳性受到重视。

一、实验目的

1.通过测试常见机械传动装置(如带传动、链传动、齿轮传动、蜗杆传动等)在传递运动与动力过程中的参数曲线(速度曲线、转矩曲线、传动比曲线、功率曲线及效率曲线等),加深对常见机械传动性能的认识和理解;

2. 通过测试由常见机械传动组成的不同传动系统的参数曲线，掌握机械传动合理布置的基本要求;

3. 通过实验认识智能化机械传动性能综合测试实验台的工作原理，掌握计算机辅助实验的新方法, 培养进行设计性实验与创新性实验的能力。

二、实验设备

螺栓联接实验台

三、实验设备简介

本实验在“机械传动性能综合测试实验台”上进行。本实验台采用模块化结构，由不同种类的机械传动装置、联轴器、变频电机、加载装置和工控机等模块组成，学生可以根据选择或设计的实验类型、方案和内容，自己动手进行传动连接、安装调试和测试，进行设计性实验、综合性实验或创新性实验。

机械传动性能综合测试实验台各硬件组成部件的结构布局如图1所示。

图1实验台的`结构布局

1-变频调速电机 2-联轴器 3-转矩转速传感器 4-试件

5-加载与制动装置 6-工控机 7-电器控制柜 8-台座

实验台组成部件的主要技术参数如表1所示。

机械传动性能综合测试实验台采用自动控制测试技术设计，所有电机程控起停，转速程控调节，负载程控调节，用扭矩测量卡替代扭矩测量仪，整台设备能够自动进行数据采集处理，自动输出实验结果，是高度智能化的产品。其控制系统主界面如图2所示。

图2 实验台控制系统主界面

机械传动性能综合测试实验台的工作原理如图3所示。

图3 实验台的工作原理

四、实验原理

运用“机械传动性能综合测试实验台”能完成多类实验项目(表2)，学生自主选择或设计实验类型与实验内容。

无论选择哪类实验, 其基本内容都是通过对某种机械传动装置或传动方案性能参数曲线的测试, 来分析机械传动的性能特点;

实验利用实验台的自动控制测试技术，能自动测试出机械传动的性能参数, 如转速n (r/min)、扭矩M (N.m)、功率N(K.w)。并按照以下关系自动绘制参数曲线：

传功比 I=n1/n2 扭矩 M=9550 N/n (Nm)

传功效率 η=N2/N1= M1 n2/ M2 n1

根据参数曲线(图4所示)可以对被测机械传动装置或传动系统的传动性能进行分

五、实验步骤

参考图5所示实验步骤，用鼠标和键盘进行实验操作。

1. 准备阶段

(1)认真阅读《实验指导书》和《实验台使用说明书》;

(2)确定实验类型与实验内容;

选择实验A(典型机械传动装置性能测试实验) 时, 可从V带传动、同步带传动、套筒滚子链传动、圆柱齿轮减速器、蜗杆减速器中，选择1-2种进行传动性能测试实验;

选择实验B(组合传动系统布置优化实验)时, 则要确定选用的典型机械传动装置及其组合布置方案，并进行方案比较实验。如表3所示。

选择实验C(新型机械传动性能测试实验) 时, 首先要了解被测机械的功能与结构特点。

(3)布置、安装被测机械传动装置(系统)。注意选用合适的调整垫块，确保传动轴之间的同轴线要求;

(4)按《实验台使用说明书》要求对测试设备进行调零，以保证测量精度。

2.测试阶段

(1)打开实验台电源总开关和工控机电源开关;

(2)点击Test显示测试控制系统主界面，熟悉主界面的各项内容;

(3)键入实验教学信息标：实验类型、实验编号、小组编号、实验人员、指导老师、实验日期等;

(4)点击“设置”，确定实验测试参数：转速n1、n2 扭矩M1、M2等;

(5)点击“分析”，确定实验分析所需项目：曲线选项、绘制曲线、打印表格等;

(6)启动主电机，进入“试验”。使电动机转速加快至接近同步转速后(链轮70左右，蜗轮蜗杆90左右)，进行加载。加载时要缓慢平稳，否则会影响采样的测试精度;待数据显示稳定后，即可进行数据采样。分级加载(一次升5)，分级采样，采集数据10组左右即可;

(7) 从“分析”中调看参数曲线，确认实验结果;

(8) 打印实验结果;

(9) 结束测试。注意逐步卸载，关闭电源开关。

3.分析阶段

(1) 对实验结果进行分析;对于实验A和实验C，重点分析机械传动装置传递运动的平稳性和传递动力的效率。对于实验B, 重点分析不同的布置方案对传动性能的影响。

(2) 整理实验报告;实验报告的内容主要为：测试数据(表)、参数曲线;对实验结果的分析;实验中的新发现、新设想或新建议。

篇5：齿轮传动的润滑

齿轮材料

强度极限σB

/MPa 圆周速度v/(m/s) <0.50.5-11-2.52.5-55-12.512.5-25>25 运动粘度υ/(mm/s)(40℃) 塑料、铸铁、青铜 ---35008055 --- 钢450-10005003502201501008055 1000-125050050035022015010080 渗碳或表面淬火的钢1250-1580900500500350220150100

注：1）多级齿轮传动，采用各级传动圆周速度的平均值来选取润滑油粘度；

2）对于σB>800MPa的镍铬钢制齿轮（不渗碳）的润滑油粘度应取高一档的数值。

篇6：标准锥齿轮传动

由于工作要求的不同，锥齿轮传动可设计成不同的型式，下面着重介绍最常用的、轴交角∑=90°的标准直齿锥齿轮传动的强度计算。

（一）设计参数

直齿锥齿轮传动是以大端参数为标准值的。在强度计算时，则以齿宽中点处的当量齿轮作为计算的依据。对轴交角∑=90°的直齿锥齿轮传动，其齿数比u、锥距R(图<直齿锥齿轮传动的几何参数>)、分度圆直d1,d2、平均分度圆直径dm1,dm2、当量齿轮的分度圆直径dv1,dv2之间的关系分别为：

令φR=b/R，称为锥齿轮传动的齿宽系数，通常取φR=0.25-0.35,最常用的值为φR=1/3，

于是

由右图可找出当量直齿圆柱齿轮得分度圆半径rv与平均分度圆直径dm的关系式为

图<直齿锥齿轮传动的几何参数>

现以mm表示当量直齿圆柱齿轮的模数，亦即锥齿轮平均分度圆上轮齿的模数（简称平均模数），则当量齿数zv为

显然，为使锥齿轮不至发生根切，应使当量齿数不小于直齿圆柱齿轮的根切齿数。另外，由式(d) 极易得出平均模数mm和大端模数m的关系为

篇7：齿轮传动常用的润滑剂

名 称

牌 号

运动粘度υ/(mm/s)(40℃)

应 用

全损耗系统用油

（GB443-89）

L-AN46

L-AN68

L-AN100

41.4～50.6

61.2～74.8

90.0～110.0

适用于对润滑油无特殊要求的锭子、轴承、齿轮和其它低负荷机械等部件的润滑

工业齿轮油

（SY1172-88）

68

100

150

220

320

61.2～74.8

90～110

135～165

198～242

288～352

适用于工业设备齿轮的润滑

工业闭式齿轮油

(GB/T5903-1995)

68

100

150

220

320

460

61.2～74.8

90～110

135～165

198～242

288～352

414～506

适用于煤炭、水泥和冶金等工业部门的大型闭式齿轮传动装置的润滑

普通开式齿轮油

(SY1232-85)

68

100

150

100℃

主要适用于开式齿轮、链条和钢丝绳的润滑

60～75

90～110

135～165

硫－磷型极压工业

齿轮油

120

150

200

250

300

350

50℃

适用于经常处于边界润滑的重载、高冲击的直、斜齿轮和蜗轮装置轧钢机齿轮装置

110～130

130～170

180～220

230～270

280～320

330～370

钙钠基润滑脂

(ZBE86001-88)

ZGN-2

ZGN-3

适用于80～100℃，有水分或较潮湿的环境中工作的齿轮传动，但不适于低温工作情况。

石墨钙基润滑脂

(ZBE36002-88)

ZG-S

适用起重机底盘的齿轮传动、开式齿轮传动、需耐潮湿处。

篇8：差动螺旋传动教学点滴

差动螺旋传动教学点滴

差动螺旋传动教学点滴

吴恒华

摘要：在机械基础教学中，通过多年的教学积累了一定的经验，在知识重点与难点的突破上下了不少功夫，差动螺旋传动一直以来都是教学的重点，就该知识点的授课重点作了总结以达到与同行交流的目的。

关键词：机械基础教学；差动螺旋传动；教学经验

在普通高校提前单独招生机械专业综合理论考试大纲中，机械基础学科中有一个重点内容――掌握简单差动螺旋传动的移

距计算，并能进行移动件移动方向的判定。但凡重大考试都有该部分的内容，而该内容对于职业中学的学生来说一直是个棘手的问题。笔者通过多年的教学经验，认为从以下几个方面入手有利于学生接受并掌握，从而使复杂问题简单化，应对不同类型的题目能得心应手。

一、从组成构件入手

很多学生不能很好地掌握该问题的原因是对组成了解不够。教材中只有固定螺母、活动螺母、双螺纹螺杆，学生不会引申，在讲解时应把固定螺母引申为固定构件，不一定是固定螺母，还有可能是固定螺杆；把活动螺母引申为活动构件，不一定是活动螺母，还有可能是活动螺杆；把双螺纹螺杆引申为双螺纹构件，它可能为双螺纹螺杆，还有可能是一个外螺纹和一个内螺纹组成的构件，并且其一定为主动件，讲清楚该知识点，学生就能应对不同的差动螺旋传动。

二、从图形入手

很多学生不能很好掌握该问题的第二个原因是对图形不了解。学生的识图能力也决定了对该知识点能否掌握，针对这种情

况，在讲解时应适当补充一些画图知识点，比如内外螺纹的画法规定，螺纹件在剖视图中的画法，等等。另外，讲解时要注意将图形中构件采用隔离法将三个构件单独画出，使学生充分掌握具体题目中差动螺旋传动的组成，找出三个构件。

三、从题意入手

很多学生不能很好掌握该问题的第三个原因是不能正确审题。有些题目结果要求求活动件的移动距离及方向，有些求移动速度及方向，有些要求求的内容是倒着的，比如求螺距、求旋向等。该类型的问题可分成两种：一是圈数移距，二是转速移速。题设中主动件是转过的圈数，则所求的问题应是移动距离。例如，当主动件转2圈时求移动件的移动距离是多少？题设中若是主动件的转速，则所求的问题应是移动速度。例如，当主动件的转速为200转/分时，求移动件的速度是多少？或者是问题全反：把结果当成已知条件，把其他条件当作问题来求解。

四、从公式入手

很多学生不能很好掌握该问题的第四个原因是不能正确使用公式。为了让学生正确地使用公式，要讲清楚下面几个问题：

1.公式中“±”的取舍

何时采用“+”，何时采用“-”，这是关键知识，讲解后应使学生懂得在主动件两个螺纹旋向相同时用“-”，在主动件两个螺纹旋向相时用“+”，不需知道两螺纹的举具体分布。

2.导程的先后次序

学生在理解时往往会根据1、2或A、B等次序来决定导程的'先后次序，或者根据个人经验决定导程的先后次序，这种做法是错误的，在解题时应结合对图形理解的结果，与固定件相配合的螺纹导程要求放在前面，与活动件相配合的螺纹导程放在后面，这样的次序才能正确解题。

3.圈数的转化

题意中在给定主动件的圈数时，可能有多种数据，如何进行转化是关键，在给定整数、小数、分数时可直接求解。例如，主动件转2、1.5、2/3圈。在给定角度或弧度时应用角度除以360或弧度除以2π来转化。例如，主动件转180度，应用180/360=1/2圈来计算。在给定刻度数时应除以总刻度数来转化。例如，主动件与刻度盘相连，刻度盘圆周总刻度为200条均匀刻度线，现刻度盘转5格，则用

5/200=0.025来计算。

4.计算结果正、负号的含义

计算结果中有可能出现两种情况：正值与负值。正值表示活动件的移动方向与主动件的移动方向一致，负值表示移动件的移动方向与主动件的移动方向相反。另外要求学生不要忘记计算结果的单位。

在机械基础教学中有许多感悟的地方，我把对差动螺旋传动

教学的一些经验写下来与同行们交流，不到之处，不吝赐教。

（作者单位江苏省宝应商贸学校）

篇9：变位齿轮传动强度计算

变位齿轮传动的受力分析及强度计算的原理与标准齿轮传动的一样，经变位修正后的轮齿齿形有变化，轮齿弯曲强度计算式中的齿形系数YFa及应力校正系数YSa，也随之改变，但进行弯曲强度计算时，仍沿用标准齿轮传动的公式。

变位齿轮的齿形系数YFa及应力校正系数YSa的具体数值可查阅有关资料。

在一定的齿数范围内(如80齿以内)，正变位齿轮的齿厚增加(即YFa减小)，尽管齿根圆角半径有所减小(即YSa有所增大)，但YFaYSa的乘积仍然减小。故对齿轮采取正变位可以提高其弯曲强度。

在变位齿轮传动中，分别以x2,x1代表大、小齿轮的变位系数，x∑代表配对齿轮的变位系数和，即x∑=x2+x1.对于x∑=0的高度变位齿轮传动，轮齿的接触强度未变，故高度变位齿轮传动的接触强度计算仍沿用标准齿轮传动的公式。对于x∑≠0的角度变位齿轮传动，其轮齿接触强度的变化由区域系数ZH来体现。

角度变位的直齿圆柱齿轮传动的区域系数为 ：

角度变位的斜齿圆柱齿轮传动区域系数为：

式中αt、αt'分别为变位斜齿轮传动的端面压力角及端面啮合角，

角度变位齿轮传动的区域系数ZH的具体数值可查阅有关资料。

x∑>0的角度变位齿轮传动,节点的啮合角α'>α(或αt'〉αt)可使区域系数ZH减小，因而提高了轮齿的接触强度。

渐开线齿轮传动可借适当的变位修正获得所需要的特性，满足一定要求。为了提高外啮合齿轮传动的弯曲强度和接触强度，增强耐磨性抗胶合能力，推荐的变位系数列于下表中。按表中所列变位系数设计制造的齿轮传动皆能确保轮齿不产生相切与干涉、端面重合度εa≥1.2及齿顶厚sa≥0.25mn 。对于斜齿圆柱齿轮或直齿锥齿轮，按当量齿数zv查表，所得变位系数对斜齿圆柱齿轮为法向数值(xn1, xn2)。但为使大、小齿轮轮齿的弯曲强度相近可对锥齿轮传动进行切向变位修正。

篇10：齿轮传动的计算载荷

为了便于分析计算，通常取沿齿面接触线单位长度上所受的载荷进行计算，沿齿面接触线单位长度上的平均载荷p(单位为N/mm)为

式中：Fn--作用于齿面接触线上的法向载荷，N； L --沿齿面的接触线长，mm。

法向载荷Fn为公称载荷，在实际传动中，由于原动机及工作机性能的影响，以及齿轮的制造误差，特别是基节误差和齿形误差的影响，会使法向载荷增大。此外，在同时啮合的齿对间，载荷的分配并不是均匀的，即使在一对齿上，载荷也不可能沿接触线均匀分布。因此在计算齿轮传动强度时，应按接触线单位长度上的最大载荷，即计算载荷pca(单位为N/mm)进行计算。即

式中K为载荷系数。

计算齿轮强度用的载荷系数K，包括使用系数KA,动载系数Kv,齿间载荷分配系数Kα及齿向载荷分布系数Kβ,即

KA--使用系数

使用系数KA是考虑齿轮啮合时外部因素引起的附加动载荷影响的系数。这种动载荷取决于原动机和工作机的特性，质量比，联轴器类型以及运行状态等。KA的使用值应针对设计对象，通过实践确定。下表<使用系数>所列的KA值可供参考。

使用系数KA工作机的工作特性 原动机工作特性及其示例

工作机器

电动机、匀速转动的汽轮机

蒸汽机，燃气轮机液压装置

多缸内燃机单缸内燃机 均匀平稳

发电机,均匀传送的带式输送机或板式输送机,螺旋输送机,轻微升降机,包装机,机床进给机构,通风机,均匀密度材料搅拌机等

1.001.101.251.50 轻微冲击

不均匀传送的带式输送机或板式输送机,机床的主传动机构,重型升降机,工业与矿用风机,重型离心机,变密度材料搅拌机等

1.251.351.501.75 中等冲击

橡胶挤压机,橡胶和塑料作间断工作的搅拌机,轻型球磨机,木工机械,钢坯初轧机,提升装置,单缸活塞泵等

1.501.601.752.00 严重冲击 挖掘机,重型球磨机,橡胶揉合机,破碎机,重型给水泵,旋转式钻探装置,压砖机,带材冷轧机,压坯机等1.751.852.00

2.25

或更大

注：表中所列KA值仅适用于减速传动；若为增速传动，KA值约为表值的1.1倍。当外部机械与齿轮装置间有挠性连接时 ，通常KA值可适

Kv--动载系数

齿轮传动不可避免的会有制造及装配的误差，轮齿受载后还要产生弹性形变。这些误差及变形实际上将使啮合轮齿的法向齿距Pb1与Pb2不相等（参看图例），因而轮齿就不能正确的啮合传动，瞬时传动比就不是定值，从动齿轮在运转中就会产生角加速度，于是引起了动载荷或冲击。对于直齿轮传动，轮齿在啮合过程中，不论是由双对齿啮合过渡到单对齿啮合，或是由单对齿啮合过渡到双对齿啮合的期间，由于啮合齿对的刚度变化，也要引起动载荷。为了计及动载荷的影响，引入了动载系数Kv。

齿轮的制造精度及圆周速度对轮齿啮合过程中产生动载荷的大小影响很大。提高制造精度，减小齿轮直径以降低圆周速度，均可减小动载荷。

为了减小动载荷，可将轮齿进行齿顶修缘，即把齿顶的小部分齿廓曲线（分度圆压力角α=20°的渐开线）修正成α>20°的渐开线。如图1所示，因Pb2>Pb1,则后一对轮齿在未进入啮合区时就开始接触，从而产生动载荷。为此将从动轮2进行齿顶修缘，图中从动轮2的虚线齿廓即为修缘后的齿廓，实线齿廓则为未经修缘的齿廓。由图明显地看出，修缘后的轮齿齿顶处的法节P'b2Pb1时，对修缘了的轮齿，在开始啮合阶段(如图1)，相啮合的轮齿的法节差就小一些，啮合时产生的动载荷也就小一些。

图1

又如图2主动轮齿修缘动画演示所示，若Pb1>Pb2，则在后一对齿已进入啮合区时，其主动齿齿根与从动齿齿顶还未啮合。要待前一对齿离开正确啮合区一段距离以后，后一对齿才能开始啮合，在此期间，仍不免要产生动载荷。若将主动轮1也进行齿顶修缘（如图主动轮齿修缘中虚线齿廓所示），即可减小这种载荷。

图2

高速齿轮传动或齿面经硬化的齿轮，轮齿应进行修缘。但应注意，若修缘量过大，不仅重合度减小过多,而且动载荷也不一定就相应减小,故轮齿的修缘量应定得适当。

动载系数Kv的实用值，应针对设计对象通过实践确定，或按有关资料确定。对于一般齿轮传动的动载系数Kv,可参考动载系数图选用。若为直齿圆锥齿轮传动，应按图中低一级的精度线及锥齿轮平均分度圆处的圆周速度Vm插取Kv值。

α--齿间载荷分配系数

图3

一对相互啮合的斜齿（或直齿）圆柱齿轮，如在啮合区中有两对（或多对）齿同时工作时，则载荷应分配在这两对（或多对）齿上。

两对齿同时啮合（动画演示）的接触线总长L=PP'+QQ'。但由于齿距误差及弹性变形等原因，总载荷Fn并不是按 PP'/QQ'的比例分配在PP'及QQ'这两条接触线上。因此其中一条接触线上的平均单位载荷可能会大于p(动画演示），而另一条接触线上的平均单位载荷则小于p。进行强度计算时当然应按平均单位载荷大于p的值计算。为此，引入齿间载荷分配系数Kα。

Kα的值可用详尽的算法计算。对一般不需作精确计算的直齿轮和斜齿圆柱齿轮传动可查下表。

齿间载荷分配系数KHα、KFα

KAFt/b≥100N/mm<100N/m精度等级Ⅱ组5678 5级及更低 经表面硬化的直齿轮 KHα 1.0 1.1 1.2≥1.2 KFα≥1.2 经表面硬化的斜齿轮 KHα 1.0 1.1 1.2 1.4≥1.4 KFα 未经表面硬化的齿轮 KHα1.0 1.1≥1.2 KFα≥1.2 未经表面硬化的斜齿轮 KHα1.0 1.1 1.2≥1.4 KFα

注：1）对修形齿轮，取KHα=KFα=1，

2）如大、小齿轮精度等级不同时，按精度等级较低者取值。

3）KHα为齿面接触疲劳强度计算用的齿间载荷分配系数，KFα为齿根弯曲疲劳强度计算用的齿间载荷分配系数。

Kβ--齿向载荷分布系数

如图<齿轮作不对称配置>所示，当轴承相对于齿轮作不对称配置时，受载前，轴无弯曲变形，轮齿啮合正常，两个节柱恰好相切；受载后，轴产生弯曲变形（图<轮齿所受的载荷分布不均>）,轴上的齿轮也就随之偏斜，这就使作用在齿面的载荷沿接触线分布不均匀（图<轮齿所受的载荷分布不均>）。

图<轮齿所受的载荷分布不均>

当然，轴的扭转变形，轴承、支座的变形以及制造，装配的误差也是使齿面上载荷分布不均的因素。

计算轮齿强度时，为了计及齿面上载荷沿接触线分布不均的现象，通常以系数Kβ来表示齿面上分布不均的程度对轮齿强度的影响。

为了改善载荷沿接触线分布不均的程度，可以采用增大轴、轴承及支座的刚度，对称的配置轴承，以及适当的限制轮齿的宽度等措施。同时应尽可能避免齿轮作悬臂布置（即两个支承皆在齿轮的一边）。对高速、重载（如航空发动机）的齿轮传动应更加重视。

除上述一般措施外，也可把一个齿轮的轮齿做成鼓形（右图）。当轴产生弯曲变形而导致齿轮偏斜时，鼓形齿齿面上载荷分布的状态如图<轮齿所受的载荷分布不均>所示。显然，这对于载荷偏于轮齿一端的现象有所改善。

由于小齿轮轴的弯曲及扭转变形，改变了轮齿沿齿宽的正常啮合位置，因而相应于轴的这些变形量，沿小齿轮尺宽对轮齿作适当的修形，可以大大的改善沿接触线分布不均的现象。这种沿尺宽对轮齿进行修形，多用于圆柱斜齿轮及人字齿轮传动，故通常即称其为螺旋角修形。

图<鼓形齿>

齿向载荷分布系数Kβ可分为KHβ和KFβ。其中KHβ为按齿面接触疲劳强度计算时所用的系数，而 KFβ为按齿根弯曲疲劳强度计算时所用的系数。下表是用于圆柱齿轮（包括直齿及斜齿）的齿向载荷分布系数KHβ 。可根据齿轮在轴上的支承情况，齿轮的精度等级，齿宽b与齿宽系数φd从下表种查取。齿轮的KFβ可根据KHβ之值，齿宽b与齿高h之比值b/h从图弯曲疲劳强度计算用齿向载荷分布系数KFβ查得。

接触疲劳强度计算用齿向载荷分布系数KHβ的简化计算公式

调质齿轮精度等级小齿轮相对支承的布置KHβ 6对称KHβ =1.11+0.18+0.15×b 非对称KHβ =1.11+0.18(1+0.6)+0.15×b 悬臂KHβ =1.11+0.18(1+6.7)+0.15×b 7对称KHβ =1.12+0.18+0.23×b 非对称KHβ =1.12+0.18(1+0.6)+0.23×b 悬臂KHβ =1.12+0.18(1+6.7)+0.23×b 8对称KHβ =1.15+0.18+0.31×b 非对称KHβ =1.15+0.18(1+0.6)+0.31×b 悬臂KHβ =1.15+0.18(1+6.7)+0.31×b 硬齿面齿轮精度等级限制条件小齿轮相对支承的布置KHβ 5KHβ ≤1.34对称KHβ =1.05+0.26+0.10×b 非对称KHβ =1.05+0.26(1+0.6)+0.10×b 悬臂KHβ =1.05+0.26(1+6.7)+0.10×b KHβ> 1.34对称KHβ =0.99+0.31+0.12×b 非对称KHβ =0.99+0.31(1+0.6)+0.12×b 悬臂KHβ =0.99+0.31(1+6.7)+0.12×b 6KHβ≤1.34对称KHβ =1.05+0.26+0.16×b 非对称KHβ =1.05+0.26(1+0.6)+0.16×b 悬臂KHβ =1.05+0.26(1+6.7)+0.16×b KHβ> 1.34对称KHβ =1.0+0.31+0.19×b 非对称KHβ =1.0+0.31(1+0.6)+0.19×b 悬臂KHβ =1.0+0.31(1+6.7)+0.19×b

注：1）表中所列公式适用于装配时经过检验调整或对研跑合的齿轮传动（不作检验调整时用的公式见GB/T3480-）。

2）b为齿宽的数值。

篇11：机械设计教程－五、齿轮传动

第五章 齿轮传动

§5.1齿轮机构的应用和分类齿轮机构是历史上应用最早的传动机构之一，被广泛地  应用于传递空间任意两轴间的运动和动力，

机械设计教程－五、齿轮传动

。它与其它机械  传动相比，具有传递功率大、效率高、传动比准确、使用  寿命长、工作安全可靠等特点。但是要求有较高的制造和  安装精度，成本较高；不宜在两轴中心距很大的场合使用。一、齿轮传动类型按齿轮轴线位置分：平面齿轮机构（圆柱齿轮）；空间（用来传递两相交轴或交错轴 ）平面齿轮机构：1 、直齿圆柱齿轮机构（直齿轮） —— ①外啮合；②内啮合；③齿轮齿条平行轴斜齿齿轮机构（斜一）：①外；②内；③齿轮齿条2、空间齿轮机构：圆锥齿轮机构 —— ①直齿；②斜一；③曲线齿交错轴斜齿轮机构：二、基本要求对齿轮传动提出了以下的要求：1、传动平稳、可靠，能保证实现瞬时角速比（传动比）恒定；即对不同用途的齿轮，要求不同程度的工作平稳性指标，使齿轮传动中产生的振动、噪声在允许的范围内，保证机器的正常工作。2、有足够的承载能力。即要求齿轮尺寸小、重量轻，能传递较大的力，有较长的使用寿命。也就是在工作过程中不折齿、齿面不点蚀，不产生严重磨损而失效。§5.2 齿廓啮合基本定理对齿轮传动的基本要求之一，是两齿轮的瞬时角速度之比必须恒定我们可以得到齿廓啮合基本定理：任意一瞬时相互啮合传动的一对齿轮，其传动比与两啮合齿轮齿廓接触点公法线分两轮连心线的两线段长成正比。若要求两齿轮的传动比为常数， P 点应为定点。所以我们得到两齿轮作定传动比传动的齿廓啮合条件是：两齿廓在任一位置接触点处的公法线必须与两齿轮的连心线始终交于一固定点 。当两轮作定传动比传动时，节点 P 在两轮的运动平面上的轨迹是两个圆，我们分别称其为轮1和轮2的节圆，节圆半径分别为和。由于两节圆在 P 点相切，并且 P 点处两轮的圆周速度相等，即：，故两齿轮啮合传动可视为两轮的节圆在作纯滚动。目前常用的齿廓曲线有渐开线、摆线和变态摆线等，随着生产和科学的发展，新的齿廓曲线将会不断出现 。§5.3 渐开线齿廓一．渐开线的形成直线 BC 沿一圆周作纯滚动时，直线上任意点 I 的轨迹 AI ， 称为该圆的渐开线。这个圆称为渐开线的基圆，其半径用表示。直线 NI 称为渐开线的发生线。二．渐开线的特性根据渐开线的形成过程，可知渐开线具有下列特性：（1）发生线沿基圆滚过的长度，等于该基圆上被滚过圆弧的长度，即        。（2）发生线 NI 是渐开线在任意点 I 的法线，  也就是说：渐开线上任意点的法线，一定是基圆的切线（发生线）。（3）发生线与基圆的切点N是渐开线在点I的曲率中心，而线段是渐开线在I点的曲率半径。渐开线上越接近基圆的点，其曲率半径越小，渐开线在基圆上点A的曲率半径为零。第五章 齿轮传动§5.1齿轮机构的应用和分类齿轮机构是历史上应用最早的传动机构之一，被广泛地  应用于传递空间任意两轴间的运动和动力。它与其它机械  传动相比，具有传递功率大、效率高、传动比准确、使用  寿命长、工作安全可靠等特点。但是要求有较高的制造和  安装精度，成本较高；不宜在两轴中心距很大的场合使用。一、齿轮传动类型按齿轮轴线位置分：平面齿轮机构（圆柱齿轮）；空间（用来传递两相交轴或交错轴 ）平面齿轮机构：1 、直齿圆柱齿轮机构（直齿轮） —— ①外啮合；②内啮合；③齿轮齿条平行轴斜齿齿轮机构（斜一）：①外；②内；③齿轮齿条2、空间齿轮机构：圆锥齿轮机构 —— ①直齿；②斜一；③曲线齿交错轴斜齿轮机构：二、基本要求对齿轮传动提出了以下的要求：1、传动平稳、可靠，能保证实现瞬时角速比（传动比）恒定；即对不同用途的齿轮，要求不同程度的工作平稳性指标，使齿轮传动中产生的振动、噪声在允许的范围内，保证机器的正常工作。2、有足够的承载能力。即要求齿轮尺寸小、重量轻，能传递较大的力，有较长的使用寿命。也就是在工作过程中不折齿、齿面不点蚀，不产生严重磨损而失效。§5.2 齿廓啮合基本定理对齿轮传动的基本要求之一，是两齿轮的瞬时角速度之比必须恒定我们可以得到齿廓啮合基本定理：任意一瞬时相互啮合传动的一对齿轮，其传动比与两啮合齿轮齿廓接触点公法线分两轮连心线的两线段长成正比。若要求两齿轮的传动比为常数， P 点应为定点。所以我们得到两齿轮作定传动比传动的齿廓啮合条件是：两齿廓在任一位置接触点处的公法线必须与两齿轮的连心线始终交于一固定点 。当两轮作定传动比传动时，节点 P 在两轮的运动平面上的轨迹是两个圆，我们分别称其为轮1和轮2的节圆，节圆半径分别为和。由于两节圆在 P 点相切，并且 P 点处两轮的圆周速度相等，即：，故两齿轮啮合传动可视为两轮的节圆在作纯滚动。目前常用的齿廓曲线有渐开线、摆线和变态摆线等，随着生产和科学的发展，新的齿廓曲线将会不断出现 。§5.3 渐开线齿廓一．渐开线的形成直线 BC 沿一圆周作纯滚动时，直线上任意点 I 的轨迹 AI ， 称为该圆的渐开线。这个圆称为渐开线的基圆，其半径用表示。直线 NI 称为渐开线的发生线。二．渐开线的特性根据渐开线的形成过程，可知渐开线具有下列特性：（1）发生线沿基圆滚过的长度，等于该基圆上被滚过圆弧的长度，即        。（2）发生线 NI 是渐开线在任意点 I 的法线，  也就是说：渐开线上任意点的法线，一定是基圆的切线（发生线）。（3）发生线与基圆的切点N是渐开线在点I的曲率中心，而线段是渐开线在I点的曲率半径。渐开线上越接近基圆的点，其曲率半径越小，渐开线在基圆上点A的曲率半径为零。（4）同一基圆上任意两条渐开线之间各处的公法线长度相等。（5）渐开线的形状取决于基圆的大小。在相同展角处，基圆半径越大，其渐开线的曲率半径越大，当基圆半径趋于无穷大时，其渐开线变成直线。故齿条的齿廓就是变成直线的渐开线。（5）基圆内没有渐开线。三、渐开线齿廓啮合特点1、渐开线齿廓满足啮合基本定理并能保证定传动比传动2、渐开线齿廓传动中心距可分性渐开线齿轮的传动比又与两轮基圆半径成反比。，其基圆的大小是不变的，所以当两轮的实际中心距与设计中心距不一致时，而两轮的传动比却保持不变。这一特性称为 传动的可分性 。§5.4 渐开线标准齿轮的参数和几何尺寸一．齿轮各部分名称和符号其主要包含以下部分。（1）齿顶圆：齿轮所有各齿的顶端都在同一个圆上，这个过齿轮各齿顶端的圆称作齿顶圆，用da表示其直径。（2）齿根圆：齿轮所有各齿之间的齿槽底部也在同一圆上，这个圆称作齿根圆，用df表示其直径。（3）基圆：前面我们已经提到过这个圆。也就是形成渐开线的基础圆，其直径用db表示。（4）分度圆：为便于齿轮几何尺寸的计算、测量所规定的一个基准圆，其直径d表示。（5）齿厚：轮齿在任意圆周上的弧长，用 S 表示。（6）齿槽宽：又称齿间宽，齿槽在任意圆周上的弧长，用 e 表示。（7）齿距：任意圆周上相邻两齿间同侧齿廓之间的弧长，用P 表示（ 9 ）齿顶高：分度圆与齿顶圆之间的径向高度，用表示。（ 10 ）齿根高：分度圆与齿根圆之间的径向高度，用表示。（ 11 ）齿全高：齿顶圆与齿根圆之间的径向高度，用 h 表示。二、齿轮基本参数（1）齿数：在齿轮整个圆周上轮齿的总数，用 z 表示。它将影响传动比和齿轮尺寸。（2）模数：模数是分度圆作为齿轮几何尺寸计算依据的基准而引入的参数。d=mz（ 3 ）压力角我们通常所说的齿轮压力角是指在分度圆上的压力角，国家标准（ GB1356-88 ） 中规定分度圆压力角为标准值，一般情况下为（4）齿顶高系数和顶隙系数：为了以模数 m 表示齿轮的几何尺寸，规定齿顶高和齿根高分别为：两个参数也已经标准化，其值分别为三、几何尺寸计算如书表6-2  （略）§5.5 渐开线圆柱直齿轮的啮合传动一、一对渐开线齿轮正确啮合的条件两对齿分别在 K ， K ’ 点啮合，根据啮合基本定律（也可根据渐开线齿廓啮合特点）K 在 N1N2 上 , K ’ 在 N1N2 上KK ’—— 法向齿距在齿轮1上： KK ’ =Pb1在齿轮2上： KK ’ =Pb2∴ Pb1=Pb2→所以即: 正确啮合条件是二、渐开线齿轮连续传动的条件对齿轮的啮合只能推动从动轮转过一定的角度，而要使齿轮连续地进行转动，就必须在前一对轮齿尚未脱离啮合时，后一对轮齿能及时地进入啮合。显然，为此必须使，我们用符号表示与的比值，称为重合度一般可在1.1～1.4范围三、无侧隙啮合条件在齿轮传动中，为避免或减小轮齿的冲击，应使两轮齿侧间隙为零；而为防止轮齿受力变形、发热膨胀以及其它因素引起轮齿间的挤轧现象，两轮非工作齿廓间又  要留有一定的齿侧间隙。这个齿侧间隙一般很小，通常由制造公差来保证。所以在我们的实际设计中，齿轮的公称尺寸是按无侧隙计算的。由于轮齿传动时，仅两轮节圆作纯滚动，故无侧隙啮合条件是：一个齿轮节圆上的齿厚等于另一个齿轮节圆上的齿槽宽，即：与一对标准外啮合齿轮传动的情况，当保证标准顶隙时，两轮的中心距应为§ 5.6渐开线齿轮的加工方法一、齿轮的加工方法近代齿轮的加工方法很多，有铸造法、热轧法、冲压法、模锻法和切齿法等。其中最常用的是切削方法，就其原理可以概括分为仿形法和范成法两大类 。1．仿形法顾名思义，仿形法就是刀具的轴剖面刀刃形状和被切齿槽的形状相同。其刀具有盘状铣刀和指状铣刀等，如图所示。切削时，铣刀转动，同时毛坯沿它的轴线方向 移动一个行程，这样就切出一个齿间，也就是切出相邻两齿的各一侧齿槽；然后毛坯退回原来的位置，并用分度盘将毛坯转过，再继续切削第二个齿间（槽）。依次进行即可切削出所有轮齿。在加工 z 不同的齿轮时，每一种齿数的齿轮就需要一把铣刀。显然，这在实际上是作不到的。所以，在工程上加工同样 m 与的齿轮时，根据齿数不同，一般备有8把或15把一套的铣刀，来满足加工不同齿数齿轮的需要。书表6-4。2．范成法（又称展成法）这种方法是加工齿轮中最常用的一种方法。利用一对齿轮互相啮合传动时，两轮的齿廓互为包络线的原理来加工的。将一对互相啮合传动的齿轮之一变为刀具，而另一个作为轮坯，并使二者仍按原传动比进行传动，则在传动过程中，刀具的齿廓便将在轮坯上包络出与其共轭的齿廓 。常用的刀具有齿轮插刀、齿条插刀和齿轮滚刀。二、 根切与 Zmin用范成法加工齿轮时，有时会发现刀具的顶部切入了轮齿的根部，而把齿根切去了一部分，破坏了渐开线齿廓，如图所示，这种现象称为根切。根切的齿轮会削弱轮齿的抗弯强度、降低传动的重合度和平稳性。所以在设计制造中应力求避免根切。用范成法加工齿轮，若刀具的齿顶超过啮合极限点 N1 则被切齿轮必定发生轮齿根切。不根切的条件可以表示为，即：此，渐开线标准齿轮不根切的最少齿数为，时，§5.8 齿轮传动失效形式及材料一、失效形式齿轮传动的失效主要是指齿轮轮齿的破坏，主要有以下5种形式：1、轮齿折断弯曲疲劳折断 —— 闭式硬齿面齿轮传动最主要的失效形式。过载折断 —— 载荷过大或脆性材料部分形式：齿根整体折断 —— 直齿， b 较小时局部折断 —— 斜齿或偏载时提高轮齿抗折断能力的措施：1）   减小齿根应力集中（增加齿根过渡圆角，降低齿根部分表面粗糙度）2）   高安装精度及支承刚性，避免轮齿偏载，设计时限制齿根弯曲应力小于许用值3）   改善热处理，使其有足够的齿芯韧性和齿面硬度,齿根部分进行表面强化处理（喷丸、滚压）2、齿面疲劳点蚀 — 闭式软齿面齿轮传动的主要失效形式收敛性点蚀 —— 开始由于表在粗糙，局部接触应力较大引起点蚀，过后经跑合，凸起磨平软齿面逐渐消失扩展性点蚀 —— 硬齿面发生点蚀或软齿面时位置：节线附近原因：1）单齿对啮合接触应力较大；2）节线处相对滑  动速度较低，不易形成润滑油膜；3）另外油起到一个媒介作用，润滑油渗入到微裂纹中，在较大接触应力挤压下使裂纹扩展直至表面金属剥落。防止措施：1）提高齿面硬度；2）降低表面粗糙度；3）采用角度变位（增加综合曲率半径）；4）选用较高粘度的润滑油；5）提高精度（加工、安装）；6）改善散热。开式齿轮传动由于磨损较快，一般不会点蚀3、齿面磨损——开式齿轮的主要失效形式类型 —— 齿面磨粒磨损防止措施：1）提高齿面硬度；2）降低表面粗糙度；3）降低滑动系数；4）润滑油定期清洁和更换；5）变开式为闭式。4、齿面胶合 —— 高速重载传动的主要失效形式 —— 热胶合。原因：高速、重载→压力大，滑动速度高→摩擦热大→高温→啮合齿面粘结（冷焊结点）→结点部位材料被剪切→沿相对滑动方向齿面材料被撕裂。低速重载或缺油→冷胶合（压力过大、油膜被挤破引起胶合）形式：热胶合 —— 高速重载；冷胶合 —— 低速重载，缺润滑油防止措施：1）采用抗胶合能力强的润滑油 （ 加极压添加剂）；2）采用角度变位齿轮传动，使滑动速度 VS 下降。3）减小 m 和齿高 h ， 降低滑动速度 VS ； 4） 提高齿面硬度；5）降低表面粗糙度；6）配对齿轮有适当的硬度差；7）改善润滑与散热条件。5、齿面塑性变形 — 低速重载软齿轮传动的主要失效形式齿面在过大的摩擦力作用下处于屈服状态，产生沿摩擦力方向的齿面材料的塑性流动，从而使齿面正确轮廓曲线被损坏。防止措施：1）提高齿面硬度；2）采用高粘度的润滑油或加极压添加剂二 、齿轮材料选择齿轮材料总体上要考虑防止产生齿面失效和轮齿折断。基本要求：齿面要硬，齿芯要韧常用的齿轮材料1、钢 —— 最常用，可通过热处理改善机械性能（1）锻钢：软齿面齿轮（ HBS ≤ 350）如45、40 Cr 热处理，正火调质，加工方法，热处理后精切齿形 — 8、7级，适合于对精度、强度和速度要求不高的齿轮传动（2）铸钢 —— 用于尺寸较大齿轮，需正火和退火以消除铸造应力。强度稍低硬齿面齿轮（ HBS>350 ）（ 是发展趋势）20 Cr ， 20CrMnTi， 40Cr， 30CrMoAlA， 表面淬火，渗碳淬火，氮化和氰化，先切齿→表面硬化→磨齿精切齿形→5、6级适合于高速、重载及精密机械（如精密机床、航空发动机等）2、铸铁 —— 脆、机械强度，抗冲击和耐磨性较差，但抗胶合和点蚀能力较强，用于工作平稳、低速和小功率场合。铸铁：灰铸铁；球墨铸铁 —— 有较好的机械性能和耐磨性3、非金属材料 —— 工程塑料（ ABS 、 尼龙）、夹布胶木§5.9 直齿圆柱齿轮传动的设计一、受力分析在不计及齿面摩擦力时，即为作用于齿面法线方向上的法向载荷 Fn 。 渐开线齿形任何一点上的法线均与基圆相切，如图所示。则小齿轮名义转距 T 为二、计算载荷考虑原动机和工作机的不平稳，轮齿啮合时产生的动载荷 ， 应对名义载荷进行修正  Fnc=KFn系数 K 可由表6-7查得 。三、齿根弯曲疲劳强度计算 —— 防止弯曲疲劳折断其依据是材料力学中的悬臂梁的应力分析。齿根上的弯矩最大，轮齿的弯曲疲劳强度齿根处最弱即校核公式设计公式YFa —— 齿形系数，只与齿形有关令—— 齿宽系数四、齿面接触疲劳强度计算直齿圆柱齿轮接触疲劳强度计算是防止齿面点蚀破坏的计算方法，其 理论依据是两平行圆柱体的接触应力理论接触应力对于标准直齿轮，，，校核公式设计公式五、 齿轮传动强度计算说明1、弯曲强度计算，要求，，）对大小齿轮，其它参数均相同只有不同，应将其中较大者代入计算。2、接触强度计算公式中，，许用值取小的。3、轮齿面 —— 按齿面接触疲劳强度设计，再校核齿根弯曲疲劳强度硬齿面 —— 按齿根弯曲疲劳强度设计，再校核齿面接触疲劳强度六、参数选择1、齿数 Z1闭式软齿面齿轮（点蚀）→ Z1 可取多一些（20~40闭式硬齿面齿轮（弯曲疲劳）→ a 一定时，宜取 Z1 少 一些（使 m ↑）， Z1=17~202、许用弯曲应力3、 许用接触应力4、传动比单级闭式传动，一般取（直齿）、（斜齿§5.10  斜齿圆柱齿轮传动设计一．齿面形成及啮合特点斜齿圆柱齿轮齿面形成的原理与直齿轮相似，所不同的是直线与轴线不平行，而有一个夹角啮合特点：1）当两直齿轮啮合时，其齿面接触线是与整个齿轮轴线平行的直线。因此，直齿轮啮合时，整个齿宽同时进入和退出啮合，所以容易引起冲击、振动和噪声，从而影响传动的平稳性，不适宜于高速传动。2）当两斜齿轮啮合时，由于轮齿的倾斜，一端先进入啮合，另一端后进入啮合，其接触线由短变长，再由长变短，极大地降低冲击、振动和噪声，改善了传动的平稳性。相对于直齿轮而言更适合高速传动。3）斜齿圆柱齿轮相对于直齿圆柱齿轮而言，可以增大重合度、降低根切齿数，可以提高齿轮承载能力，减小结构尺寸。二、斜齿轮的基本参数 及尺寸计算1．法面模数与端面模数由上面两式可以得到所以一般2．法面压力角与端面压力角3．法面、端面齿高系数与顶隙系数式中、为标准值。三．斜齿圆柱齿轮的几何尺寸计算见教材表(6-13)。其中特别要注意：公式中的法面参数为标准值。四、斜齿圆柱齿轮的当量齿数为确定当量齿数，如图所示。过斜齿轮分度圆上 C 点，作斜齿轮法面剖面，得到一椭圆。该剖面上 C 点附近的齿型可以视为斜齿轮的法面齿型。以椭圆上点 C 的曲率半径作为虚拟直齿轮的分度圆半径，并设该虚拟直齿轮的模数和压力角分别等于斜齿轮的法面模数和压力角，该虚拟直齿轮即为当量齿轮，其齿数即为当量齿数。五、斜齿圆柱齿轮传动 正确啮合条件§5.11  直齿圆锥齿轮传动圆锥齿轮机构主要用来传递两相交轴之间的运动和动力,如图6-44。圆锥齿轮的轮齿是分布在一个截锥体上的，一对圆锥齿轮两轴之间的夹角可根据传动的需要来决定。但通常情况下，工程上多采用的是的传动一、直齿圆锥齿轮齿廓的形成锥齿轮的齿廓是发生面 S 在基圆锥上作纯滚动时形成的，发生面上 K 点将在空间展开成一渐开线 AK 。 显然，渐开线是在以锥顶 O 为中心，锥距 R 为半径的球面上。背锥是过锥齿轮的大端，其母线与锥齿轮分度圆锥母线垂直的圆锥。将两锥齿轮大端球面渐开线齿廓向两背锥上投影，得到近似渐开线齿廓。接下来将两背锥展成两扇形齿轮，设想把扇形齿轮补足成一个完整的圆柱齿轮。该假想的圆柱齿轮称作圆锥齿轮的当量齿轮齿数称作圆锥齿轮的 当量齿数 ，用表示四、直齿圆锥齿轮传动的参数及几何尺寸1．基本参数压力角一般为圆锥齿轮传动的传动比为2．几何参数计算书表6-155.12 齿轮结构设计及齿轮传动的润滑一、齿轮结构设计1、齿轮轴当齿轮的齿根直径与轴径很接近时，如图，可以将齿轮与轴作成一体的，称为齿轮轴2、实体式齿轮齿顶圆直径小于160 mm （ 当轮缘内径 D 与轮毂外径相差不大时，而轮毂长度要大于等于1.6倍的轴径尺寸）时可以采用这种实体式结构，如图所示3、腹板式结构当直径大于160 mm时，为了减轻重量，节约材料，同时由于不易锻出辐条，常采用腹板式结构4、对于齿轮齿顶圆直径小于500 mm的齿轮，一般采用锻或铸造轮辐式二、齿轮传动润滑1 、润滑方法及油量选择开式齿轮传动速度较低，一般采用润滑脂或定时滴油润滑。闭式齿轮传动常利用浸油法或喷油法润滑：1）浸油法：大齿轮浸入一个齿高，对于多级齿轮传动的高速级，可以采用带油轮。由于大齿轮或带油轮可以将油带起，溅落到被润滑处，也称为飞溅润滑。此时要求齿轮线速度不高于。对于单级，每传递1 Kw 功率约需要0.35 L或更多的油量，多级传动可以按比例（级数）增加 。2）喷油润滑：在线速度超过上述数值使用时，要求齿轮宽度大时增加喷嘴的数目。在节圆线速度不大于时，直接由进入啮合的一侧向啮合处喷油。油量按10mm齿宽用0.45L/min或者每千瓦用8.5L/s来计算，喷油压力一般为0.01～0.2MPa。对于非金属齿轮，载荷较小时可以不进行润滑。有时也可加入适量油以改善摩擦性能，提高承载能力，或改善材料使其具有自润滑能力。2）润滑剂的选择润滑剂有三大类：（1）液体润滑剂（常用）（2）润滑脂：用于低速传动，无法使用液体润滑剂时使用。（3）固体润滑剂：其使用取决于使用条件及工艺水平 。

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