第十一章齒輪傳動(dòng)geardrives1本章主要從滿足強(qiáng)度角度出發(fā)學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)方法。通過學(xué)習(xí)，著重了解以下內(nèi)容：1、齒輪的失效形式和防止或減輕各種失效的主要措施；理解齒輪強(qiáng)度計(jì)算準(zhǔn)則。

2、正確選擇齒輪材料及其熱處理，掌握齒輪傳動(dòng)載荷計(jì)算和受力分析。

3、掌握齒輪傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算，明確計(jì)算公式中的有關(guān)系數(shù)的意義和選取方法。

4、掌握傳動(dòng)的潤(rùn)滑方法；了解齒輪結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)。學(xué)習(xí)提示2齒輪傳動(dòng)按工作條件分類：◆閉式傳動(dòng)：——齒輪被封閉在箱體內(nèi)，具有良好的潤(rùn)滑和工作條件。窺視孔

（觀察嚙合情況）通氣器

（排除熱氣）放油塞

（定期換油）油標(biāo)

（觀測(cè)油位）啟蓋螺釘齒輪潤(rùn)滑3制育秧缽機(jī)電阻打彎?rùn)C(jī)◆開式傳動(dòng)：——齒輪直接外露，不能保證良好的潤(rùn)滑，工作條件惡劣，磨損嚴(yán)重。（帶式運(yùn)輸機(jī)）4◆半開式傳動(dòng)：——齒輪浸入油池內(nèi)，上裝防護(hù)罩，不封閉。自行車鈴鐺5齒輪傳動(dòng)按齒面硬度分類：◆軟齒面：（HB≤350）——軟齒面齒輪制造簡(jiǎn)便、經(jīng)濟(jì)，但齒面硬度低?！粲昌X面：（HB＞350）——齒面接觸強(qiáng)度較高，抗磨損、抗膠合和抗塑性變形能力強(qiáng)。因此，采用硬齒面齒輪是當(dāng)前發(fā)展的趨勢(shì)。6輪齒失效形式1、輪齒折斷：——折斷一般發(fā)生在齒根部分，并均起始于輪齒受拉應(yīng)力一側(cè)。F30°幾種折斷：（1）過載折斷——由短時(shí)嚴(yán)重過載或沖擊載荷引起的突然折斷。（尤其是脆性材料，如淬火鋼或鑄鐵易發(fā)生這種折斷）7（2）疲勞折斷——在載荷反復(fù)作用下，齒根部產(chǎn)生裂紋，然后裂紋逐步擴(kuò)展，最終引起的折斷。對(duì)雙工作面的輪齒因所受的彎曲應(yīng)力為對(duì)稱循環(huán)變應(yīng)力，所以易發(fā)生疲勞折斷。（3）全齒折斷——是指齒根裂紋沿橫向擴(kuò)展，引起整個(gè)輪齒折斷。輪齒全齒折斷主要發(fā)生在齒寬較小的直齒輪。8（3）局部折斷——是指齒根裂紋從齒根向斜向齒頂方向擴(kuò)展，引起的局部輪齒折斷。輪齒局部折斷主要發(fā)生在齒寬較大的直齒輪（常因載荷集中在齒的一端），斜齒輪和人字齒輪（因接觸線是傾斜的，載荷有時(shí)會(huì)作用在一端齒頂上）。9防止齒根折斷的強(qiáng)度條件：彎曲強(qiáng)度計(jì)算σF≤[σF]理論依據(jù)：路易士理論FF10提高輪齒抗疲勞折斷能力的改善措施：◆增大齒根過渡曲線半徑；◆降低表面粗糙度值；◆減輕加工損傷（如：磨削燒傷、滾切拉傷）；◆采用表面強(qiáng)化處理（如：噴丸、輾壓）。11疲勞點(diǎn)蝕形成的特點(diǎn)：首先在表面下約15~20μm處產(chǎn)生疲勞裂紋，裂紋沿與表面成銳角的方向發(fā)展。潤(rùn)滑油進(jìn)入裂紋，“脹開”裂紋到達(dá)一定深度，躍出表面，形成小坑。注意：如沒有潤(rùn)滑油，將引起磨損，且V磨損>>V點(diǎn)蝕2、齒面接觸疲勞點(diǎn)蝕（點(diǎn)蝕、麻點(diǎn)化）12◆點(diǎn)蝕是潤(rùn)滑良好的閉式齒輪傳動(dòng)中常

見的失效形式(尤其是軟齒面)?！糸_式齒輪沒有點(diǎn)蝕現(xiàn)象。原因：V磨粒磨損＞＞V疲勞點(diǎn)蝕注意13（3）特魯賓(Г.К.Трубин)的關(guān)于追越面與被追越面疲勞裂紋產(chǎn)生和擴(kuò)展的推證.(結(jié)論:★點(diǎn)蝕易發(fā)生在被追越面上;★齒根總是被追越面;)為什么疲勞點(diǎn)蝕首先發(fā)生在靠近節(jié)線的齒根面上?節(jié)線VsVs=0Vs小被追越面追越面原因：（1）節(jié)線附近相對(duì)滑動(dòng)速度低，不易形成油膜，易產(chǎn)生裂紋；（2）節(jié)線處為單齒嚙合區(qū),接觸應(yīng)力大；14防止齒面疲勞點(diǎn)蝕的強(qiáng)度條件：接觸強(qiáng)度計(jì)算σH≤[σH]理論依據(jù)：赫茲理論15防止或減輕疲勞點(diǎn)蝕的改善措施：◆提高齒面硬度；◆降低表面粗糙度；◆在許可范圍內(nèi)采用大的變位系數(shù)和（xΣ=x1+x2)以增大綜合曲率半徑ρ；◆采用較高粘度的潤(rùn)滑油；◆減小動(dòng)載荷等163、齒面膠合——是一種比較嚴(yán)重的粘著磨損。主要是由于高速重載（尤其潤(rùn)滑不良），因滑動(dòng)速度高而產(chǎn)生的瞬時(shí)高溫會(huì)使油膜破裂，造成齒面間的粘焊現(xiàn)象，隨著齒面間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)粘焊處被撕脫（通常是硬齒面將軟齒面撕脫），在齒表面沿滑動(dòng)方向形成溝痕。17◆低速重載時(shí)，不易形成油膜，摩擦熱盡管不太大，但也可能因重載而出現(xiàn)冷焊粘著。18防止或減輕齒面膠合的改善措施：◆提高齒面硬度、降低表面粗糙度值；◆材料相同時(shí)，使大小齒輪保持適當(dāng)?shù)挠捕炔睿弧舨捎米兾积X輪傳動(dòng)以降低滑動(dòng)系數(shù)；◆選用抗膠合性能好的齒輪副材料；◆采用極壓潤(rùn)滑油；對(duì)高速齒輪傳動(dòng)采用含抗膠合添加擠的潤(rùn)滑油；對(duì)低速齒輪傳動(dòng)采用粘度較大的潤(rùn)滑油。194、齒面磨損原因——外界的硬屑落入齒輪嚙合表面間，產(chǎn)生磨粒磨損。后果：◆正確的齒形被破壞，傳動(dòng)質(zhì)量下降，產(chǎn)生振動(dòng)和噪音；◆齒根變薄，彎曲強(qiáng)度下降，壽命降低。20對(duì)閉式齒輪傳動(dòng)減輕或防止磨粒磨損的改善措施：◆提高齒面硬度；◆降低表面粗糙度值；◆降低滑動(dòng)系數(shù)；◆注意潤(rùn)滑油的清潔，并更換定期（尤其跑合階段之后）。對(duì)開式齒輪：（磨粒磨損失主要失效形式）注意環(huán)境清潔，減少磨粒侵入。215、齒面塑性變形：——重載時(shí)，齒面較軟的輪齒可能產(chǎn)生局部的塑性變形，從而失去正確齒形?！粲赡Σ亮σ鸬凝X面塑性流動(dòng)：（主動(dòng)齒輪）（從動(dòng)齒輪）ω節(jié)圓22變尖倒牙23●適當(dāng)提高表面硬度；●采用粘度較大的潤(rùn)滑油；●避免過載和頻繁起動(dòng)。減輕或防止齒面塑性變形的改善措施：24齒輪設(shè)計(jì)準(zhǔn)則：在閉式齒輪傳動(dòng)中：

◆硬齒面（HB＞350）：先按防止輪齒折斷設(shè)計(jì)（即按彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)）；再按防止齒面疲勞點(diǎn)蝕校核（即按接觸強(qiáng)度校核）。

◆軟齒面（HB≤350）：先按防止齒面疲勞點(diǎn)蝕設(shè)計(jì)（即按接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)）；再按防止輪齒折斷校核（即按彎曲強(qiáng)度校核）。在開式齒輪傳動(dòng)中：按輪齒折斷設(shè)計(jì)（可以不校核疲勞點(diǎn)蝕）。25齒輪材料及熱處理（194頁表10-1）齒輪材料應(yīng)具備的條件：（1）齒面應(yīng)具有足夠的硬度，以獲得較高的抗點(diǎn)蝕、抗膠合、抗磨粒磨損和抗塑性變形的能力；（2）在變載荷和沖擊載荷作用下，應(yīng)有足夠的彎曲疲勞強(qiáng)度；（3）應(yīng)具有良好的加工和熱處理工藝性；（4）價(jià)格較低。26齒輪常用的材料：——是各種牌號(hào)的優(yōu)質(zhì)碳素鋼、合金結(jié)構(gòu)鋼、鑄鋼和鑄鐵。一般多用鍛件或軋制鋼材。直徑較大（da≥400mm）時(shí)，用鑄鋼；開式低速傳動(dòng)可用灰鑄鐵、球墨鑄鐵。27齒輪常用材料的特點(diǎn)：鍛鋼——硬齒面齒輪可用整體淬火、表面淬火、氮化和碳氮共滲等方法得到。軟齒面齒輪可由正火或調(diào)質(zhì)得到，精切齒形可在熱處理后進(jìn)行。鑄鋼——常用于直徑較大（da≥400mm）的齒輪，其毛坯應(yīng)進(jìn)行正火處理以消除殘余應(yīng)力和硬度不均勻現(xiàn)象。常用牌號(hào)為:ZG35~ZG55,或低合金鑄鋼ZG35Mn、ZG40Cr。28鑄鐵

——普通灰鑄鐵的鑄造性能和切削性能好、價(jià)廉、抗點(diǎn)蝕和抗膠合能力強(qiáng)，但彎曲強(qiáng)度低、沖擊韌性差，常用于低速、無沖擊和尺寸大的場(chǎng)合。鑄鐵中的石墨有自潤(rùn)滑作用，尤其適用于開式傳動(dòng)。鑄鐵性脆，為避免載荷集中引起齒端折斷，齒寬宜較窄。常用牌號(hào)為HT200~HT400。球墨鑄鐵的機(jī)械性能和抗沖擊性能遠(yuǎn)高于灰鑄鐵，可代替某些調(diào)質(zhì)鋼的大齒輪。常用牌號(hào)為QT500-5QT600-2等。29非金屬材料——高速、小功率和精度要求不高的齒輪傳動(dòng)，可采用夾布膠木、尼龍等非金屬材料。非金屬材料的彈性模量小，可減輕因制造和安裝不精確所引起的不利影響，傳動(dòng)時(shí)噪音小。由于非金屬材料的導(dǎo)熱性差，與其嚙合的配對(duì)齒輪仍應(yīng)采用鋼或鑄鐵制造，以利于散熱。30齒輪常用的熱處理方法：整體淬火——整體淬火后再低溫回火。常用于中碳鋼或中碳合金鋼（如：45、40Cr等）。表面硬度可達(dá)HRC48~55。這種熱處理工藝較簡(jiǎn)單，但輪齒變形較大，心部韌性較差，質(zhì)量不能保證，不適于承受沖擊載荷。熱處理后，必須進(jìn)行磨齒、研齒等加工。31表面淬火——表面淬火后再低溫回火。常用于中碳鋼或中碳合金鋼（如：45、40Cr等）。表面淬火后，輪齒變形不大，可不磨齒，齒面硬度可達(dá)HRC52~56。由于心部韌性高，能用于承受中等沖擊載荷。中、小齒輪可采用中頻或高頻淬火，大尺寸齒輪可采用火焰淬火?；鹧娲慊鸨容^簡(jiǎn)單，但齒面難以獲得均勻的硬度，質(zhì)量不能保證。32滲碳淬火——沖擊載荷較大的齒輪，宜采用滲碳淬火。常用的材料：15、20、15Cr、20Cr、20CrMnTi等。低碳鋼滲碳淬火后，因其心部強(qiáng)度較低，且與滲碳層不易很好結(jié)合，載荷較大時(shí)有剝離的可能，輪齒的彎曲強(qiáng)度也較低。重要場(chǎng)合宜采用低碳合金鋼，齒面硬度可達(dá)HRC56~62。齒輪經(jīng)滲碳淬火后，輪齒變形較大，應(yīng)進(jìn)行磨齒。33滲氮（氮化）——滲氮后不再進(jìn)行其它的熱處理。氮化齒輪變形小，硬度高，齒面硬度可達(dá)HRC60~62。適用于內(nèi)齒輪和難以磨削的齒輪。常用的滲氮鋼為：42CrMo、38CrMoAlA等。由于強(qiáng)化層很薄，在沖擊載荷下易破碎，磨損較嚴(yán)重時(shí)也會(huì)因硬化層被磨掉而報(bào)廢，故易用于載荷平穩(wěn)、潤(rùn)滑良好的傳動(dòng)。34碳氮共滲——工藝時(shí)間短，且有氮化的優(yōu)點(diǎn)，可以代替滲碳淬火，其材料滲碳淬火相同。正火和調(diào)質(zhì)——對(duì)批量小、單件生產(chǎn)、對(duì)傳動(dòng)尺寸沒有嚴(yán)格要求的一般傳動(dòng)常采用正火或調(diào)質(zhì)處理，材料為中碳鋼和中碳合金鋼。大直徑齒輪可用鑄鋼正火處理。正火和調(diào)質(zhì)處理后的齒面硬度低（HB≤350），稱軟齒面。因硬度不高，故可在熱處理后再精切齒形。35

硬齒面齒輪——承載能力高，但工藝過程較復(fù)雜，需要專門的磨齒設(shè)備，故常用于要求結(jié)構(gòu)緊湊或生產(chǎn)批量大的齒輪傳動(dòng)。

軟齒面齒輪——工藝過程較簡(jiǎn)單，常用于批量小、單件生產(chǎn)、對(duì)傳動(dòng)尺寸沒有嚴(yán)格要求的一般傳動(dòng)。硬齒面和軟齒面齒輪應(yīng)用條件的區(qū)別：36注意設(shè)計(jì)一對(duì)軟齒面齒輪時(shí)，大小齒輪應(yīng)保證一定的硬度差（等強(qiáng)設(shè)計(jì)）：即：(HB1)-(HB2)≥HB20~50原因：小齒輪齒數(shù)少，循環(huán)次數(shù)較大易疲勞；小齒輪齒根薄，彎曲強(qiáng)度較低；硬度差可產(chǎn)生“冷作硬化”現(xiàn)象。37配對(duì)齒輪材料及熱處理選擇舉例小齒輪大齒輪適用45調(diào)質(zhì)HB23045正火HB200或ZG310-570正火HB18040Cr調(diào)質(zhì)HB28045調(diào)質(zhì)HB230一般傳動(dòng)無結(jié)構(gòu)緊湊要求40Cr表面淬火HRC5545表面淬火HRC4020CrMnTi滲碳淬火HRC5920CrMnTi滲碳淬火HRC59速度較高、載荷較大、有沖擊、要求結(jié)構(gòu)緊湊HT200QT500-5開式、低速、輕載無沖擊HT200QT500-545表面淬火HRC4038齒輪傳動(dòng)的精度◆齒輪有12個(gè)精度等級(jí)（其中：1級(jí)最高，

12級(jí)最低），常用的是6~9級(jí)?！舾鶕?jù)運(yùn)動(dòng)準(zhǔn)確性、運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性和載荷分布均勻性的要求不同，圓柱齒輪的每個(gè)精度等級(jí)的各項(xiàng)公差相應(yīng)分成三個(gè)組：第Ⅰ公差組、第Ⅱ公差組和第Ⅲ公差組?！暨€規(guī)定：齒坯公差、齒厚偏差、圖紙標(biāo)注等。39表10-2齒輪傳動(dòng)精度等級(jí)的選用及應(yīng)用精度等級(jí)圓周速度

V(m/s)直齒輪斜齒輪錐齒輪應(yīng)用6級(jí)≤15≤25≤9高速、重載，重要齒輪7級(jí)≤10≤17≤6高速、中載或中速重載8級(jí)≤5≤10≤3對(duì)精度無特殊要求9級(jí)≤3≤3.5≤2.5低速、低精度40直齒圓柱齒輪傳動(dòng)的作用力輪齒上的作用力:d1ω1FnFtFrαω2圓周力Ft=2T1d1徑向力Fr=Ft

tgαFtcosα法向力Fn=其中：T1—小齒輪上的轉(zhuǎn)矩T1=9.55×106Pn1(N.mm)41徑向力Fr——指向各自的圓心o1o2ω1（主動(dòng)）ω2（從動(dòng)）Ft1Ft2Fr1Fr2ω1ω2Ft1Ft2Fr1Fr2力的方向判定:（直接影響軸、軸承等受力）o2o1ω1（主動(dòng)）ω2（從動(dòng)）射出射入Ft1Ft2Fr1Fr2圓周力Ft主動(dòng)輪——與圓周速度方向相反從動(dòng)輪——與圓周速度方向相同42輪齒上的作用力：d1ω1FnFtFrFaβαn圓周力：Ft=2T1d1徑向力：Fr=Fttgαncosβ軸向力：Fa=Fttgβ斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)的作用力43ω1（主動(dòng)）Ft2Fr1Fr2Ft1ω1Fa1Fa1Fa2◆圓周力Ft——同直齒輪◆徑向力Fr——同直齒輪◆軸向力Fa——由左右手法則判定力的方向判定:44例：圖示為兩級(jí)圓柱斜齒輪傳動(dòng)。已知Ⅰ軸轉(zhuǎn)向。（1）在圖中標(biāo)出1、2齒輪的受力方向。（2）若要求使Ⅱ軸所受的軸向力最小，試選擇3、4斜齒輪的螺旋方向。ⅠⅡⅢωⅠ1234Ft2Fr1Fr2Ft1Fa2Fa1Fa3ωⅡ45直齒圓錐齒輪傳動(dòng)的作用力輪齒上的作用力：圓周力：Ft=2T1dm1徑向力：Fr=Fttgαcosδ軸向力：Fa=Fttgαsinδω1dm12δFnFtFrFaαδ式中：

dm1——小齒輪齒寬中點(diǎn)分度圓直徑46ω1（主動(dòng)）Ft2Fr2Fa1Ft1Fa2Fr1◆圓周力Ft——同直齒輪◆徑向力Fr——同直齒輪◆軸向力Fa——恒指向各自的大端力的方向判定:47計(jì)算載荷：F=KFn式中：Fn——法向力（名義載荷）K——載荷系數(shù)載荷系數(shù)考慮的主要因素：◆原動(dòng)機(jī)與工作機(jī)等外部因素引起的動(dòng)載荷；◆齒輪副嚙合誤差（齒形誤差、輪齒變形等）

引起的動(dòng)載荷；◆齒間載荷分配不均勻的影響；◆齒向載荷分配不均勻的影響。48表10-3（198頁）

載荷系數(shù)K工作機(jī)載荷特性原動(dòng)機(jī)均勻平穩(wěn)帶式運(yùn)輸機(jī)螺旋運(yùn)輸機(jī)機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)電動(dòng)機(jī)（均勻平穩(wěn)）1~1.2多缸內(nèi)燃機(jī)(輕微沖擊)1.2~1.6單缸內(nèi)燃機(jī)(中等沖擊)1.6~1.8中等沖擊重型升降機(jī)機(jī)床主傳動(dòng)礦山通風(fēng)機(jī)1.2~1.61.6~1.81.8~2嚴(yán)重沖擊沖床、剪床挖泥機(jī)、挖掘機(jī)1.6~1.81.9~2.12.2~2.449直齒圓柱齒輪傳動(dòng)的齒面接觸強(qiáng)度計(jì)算◆針對(duì)的失效形式——疲勞點(diǎn)蝕◆理論依據(jù)——赫茲理論（1881年）◆強(qiáng)度條件——σH≤[σH]◆計(jì)算點(diǎn)——計(jì)算節(jié)點(diǎn)的接觸應(yīng)力50o2o1ω1主動(dòng)從動(dòng)ω2cN1ttN2αααd12d22FnFnρ1=N1C=d12sinαρ2=N2C=d22sinασH=ZEFn

bρ根據(jù)赫茲公式：代入赫茲公式，并計(jì)入載荷系數(shù)K，得：51σH=335iba2(i±1)3kT1校核公式（鋼制齒輪）設(shè)計(jì)公式（令ψa

=b/a——經(jīng)驗(yàn)值見199頁）a≥335[σH]()2kT1iψa

3式中：負(fù)號(hào)用于內(nèi)嚙合≤[σH](i±1)52幾點(diǎn)說明：[σH1][σH2]σH1σH2例：若＞，則1齒輪接觸強(qiáng)度高。[σH1][σH2]齒輪強(qiáng)度的比較方法：σH1σH2（比較）一對(duì)齒輪傳動(dòng)，σH1≡σH2[σH1]≠[σH2]（不一定）53當(dāng)材料一定時(shí)，接觸應(yīng)力的大?。ɑ蚪佑|強(qiáng)度的高低）只取決于a或d(d=m×Z)的大小，不單單取決于m。min{[σH1]，[σH2]}設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)將:[σH]＝代入設(shè)計(jì)公式。設(shè)計(jì)時(shí)，為便于裝配和調(diào)整，應(yīng)保證大小齒輪有一定的齒寬差：b1-b2=5~10mm（但對(duì)錐齒輪、人字齒輪不要齒寬差）54直齒圓柱齒輪傳動(dòng)的輪齒彎曲強(qiáng)度計(jì)算◆針對(duì)的失效形式——疲勞折斷

◆理論依據(jù)——路易士（[美國]W.Lewis)理論

(1892年《齒輪強(qiáng)度研究》論文）◆強(qiáng)度條件——σF≤[σF]◆計(jì)算點(diǎn)——針對(duì)齒根受拉側(cè)。并假設(shè)全部載荷作用一對(duì)輪齒的齒頂。55危險(xiǎn)剖面的確定：αFFn——30°切線法。即：作與齒輪對(duì)稱中心線成30°角的兩直線，與齒根兩過渡圓曲線相切，則兩切點(diǎn)的連線的剖面稱危險(xiǎn)剖面。30°30°56αFhFSF危險(xiǎn)剖面的彎曲應(yīng)力：FnFnF1（F1作用下產(chǎn)生的彎曲應(yīng)力不計(jì)F1引起的剪應(yīng)力）F2（F2作用下產(chǎn)生的壓應(yīng)力）（合成應(yīng)力）F1=FncosαFF2=FnsinαF則危險(xiǎn)剖面的彎曲應(yīng)力：σF=MW=F1hFbSF26再經(jīng)整理，并計(jì)入K,可得：若不計(jì)F2的影響（安全），57校核公式：設(shè)計(jì)公式：4KT1YFΨa(i±1)Z12[σF]m≥.3式中：負(fù)號(hào)用于內(nèi)嚙合σF=2KT1YFbd1m2KT1YFbm2Z1=≤[σF]58幾點(diǎn)說明：◆許用彎曲應(yīng)力：[σF]=σFLimSFSF——由表10-4查取σFLim——彎曲極限應(yīng)力單側(cè)工作面時(shí)：σFLim由圖10-10查取雙側(cè)工作面時(shí)：σFLim雙側(cè)=0.7σFLim單側(cè)(單側(cè)工作面)(主動(dòng)輪)惰輪為雙側(cè)工作面tσFσFt[σF]開式=0.7~0.8[σF]閉式59◆齒形系數(shù)YF=hFm6()cosαFSFm()2cosα——說明YF與m無關(guān)，只取決于齒的形狀。對(duì)標(biāo)準(zhǔn)齒輪（α=20°），YF只取決于齒數(shù)Z。即：（祥見教材202頁,圖10-9）σFZYFa60◆設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)將YF[σF]YF1[σF1]YF2[σF2];=max{}代入彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)公式。◆σF1≠σF2（一般不等）YF1σF1≡YF2σF2◆當(dāng)材料一定時(shí)，彎曲應(yīng)力的大?。ɑ驈澢?/p>

強(qiáng)度的高低）取決于m的大小，其次是Z。61齒輪齒數(shù)的合理選擇：閉式傳動(dòng)：一般取Z1=20~40開式傳動(dòng)：Z1=17~20(目的：因主要失效是磨損，故為使輪齒大一些）承受變載荷的齒輪傳動(dòng)：宜取Z1和

Z2互為質(zhì)數(shù)，或兩者最大公約數(shù)為最小。（目的：有利于減小或避免周期振動(dòng)）對(duì)軟齒面：宜偏多取

(目的：提高傳動(dòng)的平穩(wěn)性、降低動(dòng)載荷、使摸數(shù)減小，從而減小加工工時(shí)）對(duì)硬齒面：宜偏少?。康模阂螨X數(shù)Z1取得小，則設(shè)計(jì)出來的模數(shù)就大，彎曲強(qiáng)度高。）62例：有以下兩組齒輪傳動(dòng)方案：1組：m=2Z1=20Z2=402組：m=1Z1=40Z2=80已知兩組方案的材料、齒寬等條件相同。試定性分析：（1）哪一組強(qiáng)度低？（2）哪一組傳動(dòng)平穩(wěn)？（3）哪一組切削工藝性好？分析：（1）因接強(qiáng)兩組相同（因兩組的d1=40,d2=80相等，故綜合曲率半徑相同）且1組彎強(qiáng)高（因模數(shù)大）故2組強(qiáng)度低。（2）2組傳動(dòng)平穩(wěn)（Z多）（3）2組切削工藝性好(m?。?3例10-2（206頁）例10-1（203頁）64例10-1兩級(jí)直齒圓柱減速機(jī)，用電機(jī)驅(qū)動(dòng)，單向運(yùn)轉(zhuǎn)，載荷有中等沖擊。高速級(jí)傳動(dòng)比i=3.7,高速軸轉(zhuǎn)速n1=745rpm，傳動(dòng)功率P=17KW，采用軟齒面，試計(jì)算此高速級(jí)傳動(dòng)。解：（1）選擇材料及確定許用值小齒輪40MnB調(diào)質(zhì)，260HBS由表10-1選?。捍簖X輪ZG35SiMn調(diào)質(zhì)，225HBS由圖10-7b，σHlim1=700Mpa，σHlim2=540Mpa由表10-4，SH=1.165[σH1]=σHlim1SH=7001.1=636MPa[σH2]=σHlim2SH=5401.1=490.91MPa

[σF1]=σFlim1SF=2401.3=185MPa[σF2]=σFlim2SF=1801.3=138MPaσFlim1=240MPa，σFlim2=180MPa由表10-10由表10-4，SF=1.366(2)按接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)：依據(jù)設(shè)計(jì)準(zhǔn)則由198頁，表10-3,查得：表10-3

載荷系數(shù)K工作機(jī)載荷特性原動(dòng)機(jī)均勻平穩(wěn)電動(dòng)機(jī)1~1.2多缸內(nèi)燃機(jī)1.2~1.6單缸內(nèi)燃機(jī)1.6~1.8中等沖擊1.2~1.61.6~1.81.8~2嚴(yán)重沖擊1.6~1.81.9~2.12.2~2.41.5注:齒輪在軸承之間不對(duì)稱布置取大值K=1.5由199頁,?。害譨=0.4小齒輪上的轉(zhuǎn)矩:T1=9.55×106Pn1=2.18×105(N.mm)67最小的許用值a≥335[σH]()2kT1iψa

3(i±1)=335490.91()21.5×2.18×1050.4×3.73(3.7+1)=220.2mm齒數(shù)：取Z1=32,Z2=iZ1=3.7×32≈118,取Z2=118.m=模數(shù):2aZ1+Z22×220.232+118=2.94mm=由62頁,表4-1,查得：m=3mm中心距a=0.5m(Z1+Z2)=0.5×3(118+32)=225mm68d1=mZ1=3×32=96(mm)d2=mZ2=3×118=354(mm)df1=…da1=…df2=…da2=…齒寬:b=ψaa=0.4×225=90mm取:b2=90mm,b1=95mm69(3)按彎曲強(qiáng)度校核:由202頁圖10-9,查得：YFa1=2.57YFa2=2.18σF1=2KT1YF1bm2Z12×1.5×2.18×105×2.5790×32×32==64.8MPa≤[σF1]σF2=σF1YF2YF1=64.8×2.182.57=55MPa≤[σF2]安全代入最小寬度:b=90mm70(4)確定齒輪圓周速度及齒輪精度:齒輪圓周速度:V=πd1n160×1000=π×96×74560×1000=3.74m/s由196頁表10-2,查得：表10-2齒輪傳動(dòng)精度等級(jí)的選用及應(yīng)用精度等級(jí)圓周速度

V(m/s)直齒輪斜齒輪錐齒輪應(yīng)用6級(jí)≤15≤25≤9高速、重載，重要齒輪7級(jí)≤10≤17≤6高速、中載或中速重載8級(jí)≤5≤10≤3對(duì)精度無特殊要求9級(jí)≤3≤3.5≤2.5低速、低精度選取齒輪傳動(dòng)精度等級(jí)為8級(jí)(5)計(jì)算齒輪其它尺寸(略)71強(qiáng)度計(jì)算：對(duì)鋼制標(biāo)準(zhǔn)斜齒輪傳動(dòng):接觸強(qiáng)度校核公式：σH=iba2(i±1)3kT1305≤[σH]接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)公式:a≥(i±1)kT1305[σH]()2ψai3斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算72彎曲強(qiáng)度校核公式：σF=1.6KT1YFbd1mn1.6KT1YFbmn2Z1=≤[σF]3.2KT1cos2β

YFΨa(i±1)Z12[σF]彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)公式：mn≥.3式中：mn——法面模數(shù)β——螺旋角β=8~20°73例11-2（教材172頁）74接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)公式:R≥(i2+1)kT1335(1-0.5ψR(shí))[σH]{}2ψR(shí)i3對(duì)鋼制直齒圓錐齒輪傳動(dòng):接觸強(qiáng)度校核公式：σH=ib(i2+1)3kT1335≤[σH]R-0.5b式中:ψR(shí)—齒寬系數(shù),ψR(shí)=b/a=0.25~0.3R—錐距直齒圓錐齒輪傳動(dòng)強(qiáng)度計(jì)算75彎曲強(qiáng)度校核公式：σF=2KT1YFbdm1mm2KT1YFbmm2Z1=≤[σF]4KT1(1-0.5ψR(shí))

YF(i2+1)ΨRZ12[σF]mm≥.3彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)公式：式中：mm—平均模數(shù)，mm=m(1-0.5)ΨR76齒輪的構(gòu)造當(dāng)軸徑ds與齒輪分度圓直徑d相差很小（d<1.8ds)時(shí),可將齒輪和軸做成整體，即齒輪軸。（齒輪軸）齒輪與必須用同一種材料77dfdsdsdf>dfdsdsdf<當(dāng)齒輪齒頂圓或齒根圓小于軸徑時(shí),必須用滾刀加工。當(dāng)齒輪齒根圓大于軸徑,并且:X≥2.5×模數(shù)齒輪與軸可分開制造。X78頂圓直徑da≤500mm的齒輪可以是鍛造（重要的齒輪）或