齒輪傳動設計齒輪傳動的特點、應用及類型齒輪傳動的特點優(yōu)點：傳遞功率大；速度范圍廣，圓周速度,可達300m/s；傳動效率高；結構緊湊，工作可靠，壽命長缺點：制造和安裝精度要求高，成本高，不適于中心距較大的兩軸間的傳動。齒輪傳動的特點瞬時傳動比恒定，傳動比準確齒輪傳動的應用應用：廣泛應用于各類機械中的傳動系統(tǒng)舉例：機床傳動系統(tǒng)，電動機產生的動力和運動，通過齒輪傳動可以把運動傳輸?shù)礁鬏S，從而完成機床主軸、刀架和工作臺的工作。齒輪傳動的應用齒輪傳動的分類根據(jù)兩軸之間的位置關系分類平面齒輪傳動空間齒輪傳動齒輪傳動的分類內嚙合外嚙合齒輪傳動的分類一、平面齒輪傳動----外嚙合（1）直齒圓柱齒輪

（兩軸平行）

結構簡單容易制造

（2）斜齒圓柱齒輪

（兩軸平行）結構緊湊，承載能力高、平穩(wěn)但產生軸向載荷齒輪傳動的分類一、平面齒輪傳動----外嚙合（3）人字齒輪（兩軸平行）可以抵消軸向載荷,結構復雜（4）齒輪齒條回轉運動與直線運動相互轉換齒輪傳動的分類平面齒輪傳動----內嚙合兩齒輪轉向相同齒輪傳動的應用類型二、空間齒輪傳動（2）圓錐齒輪傳動

（兩軸垂直相交）（1）螺旋斜齒輪

（兩軸傾斜交叉）（3）蝸輪蝸桿（兩軸垂直交叉）蝸桿主動，能自鎖但效率低容易發(fā)熱按傳動裝置的形式分開式齒輪傳動半開式齒輪傳動閉式齒輪傳動齒輪傳動的分類

（1）開式齒輪傳動:沒有防塵罩或機殼，齒輪完全暴露在外邊。

應用舉例:農業(yè)機械、建筑機械以及簡易的機械設備。外界雜物極易侵入，潤滑不良，工作條件不好，輪齒也容易磨損，故只宜用于低速傳動。

齒輪傳動的分類

（2）半開式齒輪傳動:裝有簡單的防護罩，有時還把大齒輪部分地浸入油池中。工作條件雖有改善，但不能做到嚴密防止外界雜物侵入，潤滑條件也不算最好。

齒輪傳動的分類（3）閉式齒輪傳動:裝在經過精確加工而且封閉嚴密的箱體(機匣)內。與開式或半開式的相比，潤滑及防護等條件最好，多用于重要的場合。齒輪傳動的分類二、齒輪傳動的分類平面齒輪傳動空間齒輪傳動內嚙合外嚙合開式齒輪傳動半開式齒輪傳動閉式齒輪傳動一、齒輪傳動的特點小結傳動比，恒定準確傳動中心距短傳動效率高休息片刻！齒輪傳動的作用及運動特性參數(shù)02齒輪傳動的傳動比主要內容03齒輪傳動的轉矩比01齒輪傳動的作用齒輪傳動的作用齒輪傳動的作用將一根軸的旋轉運動傳遞給另一根軸，并在傳遞過程中

（1）改變轉速（2）改變轉矩（3）改變轉向齒輪傳動的作用齒輪傳動的傳動比改變轉速：改變齒輪齒數(shù)，就能得到不同的輸出轉速

傳動比公式：

假如：小齒輪齒數(shù)20大齒輪齒數(shù)60那么：小齒輪轉3圈大齒輪轉1圈兩齒輪的傳動比：

傳動比----表示兩齒輪的轉速比，它與兩齒輪齒數(shù)成反比齒輪傳動的傳動比舉例：

已知解：齒輪傳動的轉矩比問題：哪根軸更有力？齒輪的轉矩----是指驅動齒輪轉動的力矩.齒輪傳動的轉矩齒輪傳動的轉矩齒輪傳動，通過嚙合點的相互推動，來傳遞轉矩

顯然：

小結一齒輪傳動的作用將一根軸的旋轉運動傳遞給另一根軸，并在傳遞過程中二、齒輪傳動的傳動比---表示兩齒輪的轉速比，它與兩齒輪齒數(shù)成反比改變轉速：

只要用不同齒數(shù)的齒輪，配對就能得到不同的轉速（1）改變轉速（2）改變轉矩（3）旋轉方向三、齒輪傳動的轉矩一對齒輪中，速度慢的齒輪轉矩大休息片刻！常見齒輪傳動的運動簡圖運動簡圖繪制可以查閱GB4460-84常見齒輪傳動的運動簡圖一、直齒圓柱齒輪負號表示兩齒輪轉向相反箭頭表示齒輪轉向常見齒輪傳動的運動簡圖二、斜齒圓柱齒輪運動簡圖中的斜線表示斜齒輪的螺旋角方向。相互嚙合的一對斜齒輪，螺旋角方向相反，大小相等。斜線表示螺旋角方向三、內嚙合齒輪傳動

常見齒輪傳動的運動簡圖齒輪傳動的運動簡圖四、圓錐齒輪傳動空間齒輪傳動不能用正負號表示轉向五、蝸輪蝸桿傳動凡是兩軸交叉角度為90°常見齒輪傳動的運動簡圖五、蝸輪蝸桿傳動常見齒輪傳動的運動簡圖轉向判別方法：

右旋蝸桿，用右手四指順著蝸桿的轉向握住蝸桿軸線，則拇指的反方向即為蝸輪上節(jié)點的速度方向。齒輪系傳動的運動簡圖舉例齒輪系傳動的運動簡圖舉例謝謝！齒輪各部分名稱及參數(shù)簡介0102齒輪的模數(shù)m齒輪各部分名稱主要內容03齒輪傳動的壓力角04齒輪傳動正確嚙合的條件一、齒輪各部分名稱各部分名稱1.齒數(shù)Z2.齒頂圓da3.齒根圓df4.分度圓d5.齒頂高ha6.齒根高hf7.全齒高h8.齒距P9.齒輪寬度B二、認識模數(shù)齒輪的模數(shù)m模數(shù)是齒輪尺寸計算中重要的參數(shù)，其單位是mm。模數(shù)越大，則輪齒越粗大，輪齒能承受的載荷也越大。模數(shù)越大，輪齒越

粗

，輪齒強度越

強

。模數(shù)相同的才可以配對。齒輪的模數(shù)m注意：1、模數(shù)單位mm,已標準化2、兩個齒輪模數(shù)不同，則不能配對齒輪的模數(shù)m三、認識壓力角標準齒輪的壓力角：四、齒輪正確嚙合的條件兩輪的模數(shù)和壓力角分別相等。二、模數(shù)m模數(shù)越大，齒距離越大。輪齒越大，強度越高模數(shù)的單位是mm一、齒輪各部分名稱小結分度圓、齒頂圓、齒根圓齒距P齒全高齒輪寬度B三、標準齒輪壓力角四、齒輪正確嚙合的條件休息片刻！齒輪傳動的設計0102齒輪傳動的材料選擇齒輪傳動的失效形式主要內容03齒輪傳動的設計準則04齒輪傳動的設計分析05標準直齒圓柱齒輪的設計一、齒輪傳動的失效形式

1輪齒折斷輪齒折斷常發(fā)生在齒面硬度較高（>350HBS）的閉式硬齒面齒輪傳動中。防止輪齒折斷的措施：（1）改善材料的力學性能、增大材料的韌性。（2）限制輪齒根部彎曲疲勞應力、避免過載或沖擊。（3）增大齒根圓角半徑并提高圓角處的表面質量、對根部圓角處進行表面強化處理。（4）通過增大齒輪模數(shù)等。一、齒輪傳動的失效形式2.齒面點蝕點蝕常發(fā)生于潤滑狀態(tài)良好、齒面硬度較低（<350HBS）的閉式軟齒面齒輪傳動中。防止齒面點蝕措施：

齒面抗點蝕能力主要與齒面硬度有關，提高齒面硬度，則抗點蝕能力增強。一、齒輪傳動的失效形式4.齒面膠合3.齒面磨損5.齒面塑性變形在開式傳動中，特別是在粉塵濃度大的場合下，齒面磨損將是主要的失效形式。防止齒面膠合的措施：

為了防止產生膠合，除適當提高齒面硬度和降低表面粗糙度外，對于低速傳動宜采用粘度大的潤滑油，高速傳動則應采用含有抗膠合添加劑的潤滑油。高速重載傳動時常出現(xiàn)低速重載傳動時常出現(xiàn)二、齒輪傳動的設計準則設計準則

設計齒輪傳動時應根據(jù)齒輪傳動的工作條件、失效情況等，合理地確定設計準則，以保證齒輪傳動有足夠的承載能力。齒輪的材料不同、工作條件不同，輪齒的失效形式就不同，設計準則、設計方法也不同。1.閉式軟齒面齒輪傳動設計準則(配對齒輪之一的材料硬度≤350HBS)齒面點蝕是閉式軟齒面齒輪的主要的失效形式，在設計時，應先按齒面接觸疲勞強度設計，再按齒根彎曲疲勞強度校核。

設計式校核式二、齒輪傳動的設計準則設計準則2.閉式硬齒面齒輪傳動設計準則（配對齒輪的硬度均>350HBS）齒根彎曲折斷是閉式硬齒面齒輪傳動的主要失效形式，故通常先按齒根彎曲疲勞強度進行設計計算，確定齒輪的模數(shù)和尺寸，再按齒面接觸疲勞強度進行校核。

其設計公式為其校核公式為σH—齒面接觸應力；ZE—材料的彈性系數(shù)，表11-4；

K—載荷系數(shù)；T1—主動輪上的轉矩；

b—齒寬；

u—兩輪齒數(shù)比，u=z2/z1；

d1—小齒輪分度圓直徑；[σH]—許用接觸應力二、齒輪傳動的設計準則設計準則3）開式齒輪傳動，一般按齒根彎曲疲勞強度進行計算。對于磨損的影響可通過將設計所得模數(shù)放大10%～15%或降低許用應力加以考慮。三

齒輪傳動的材料及熱處理1、選材原則：

1）使齒面具有足夠的硬度和耐磨性。2）合理選擇材料配對。3）材料具有良好的加工工藝性。

2、常用材料：優(yōu)質碳素結構鋼、合金結構鋼、鑄鋼、鑄鐵和非金屬材料

3、常用熱處理方法

1)表面淬火

2)滲碳淬火

3)滲氮

4)調質

5)正火

舉例：用于帶式運輸機上齒輪減速器，載荷平穩(wěn)，速度也不高，可以選用軟齒面齒輪，為了使得大小齒輪壽命相當，小齒輪硬度=大齒輪硬度+30~50HBS。所選擇材料為。

材料牌號熱處理方式硬度小齒輪

45調質

217-255HBS大齒輪

45正火

169-217HBS三

齒輪傳動的材料及熱處理

精度等級：高→低1，2，3，…5，6，7，8，9，10，11，12

遠等級常用精度規(guī)范：運動精度規(guī)范——第Ⅰ公差組；工作平穩(wěn)性精度規(guī)范——第Ⅱ公差組；接觸精度規(guī)范——第Ⅲ公差組；齒輪副側隙；齒坯公差精度等級選擇，按用途、工作條件、傳動功率和圓周速度V來確定，可參考P103頁（表8-14）

四、

齒輪傳動的材料及熱處理精度等級圓周速度v/(m/s)應用舉例直齒圓柱齒輪斜齒圓柱齒輪直齒圓錐齒輪6（高精度）≤15≤30≤9高速、重載齒輪傳動，如機床、汽車和飛機中的重要齒輪，分度機構的齒輪，高速減速器的齒輪等7（精密）≤10≤20≤6高速中載、中速重載齒輪傳動，如標準系列減速器的齒輪，機床和汽車變速箱中的齒輪等8（中等精度）≤5≤9≤3一般機械中的齒輪傳動，如機床、汽車和拖拉機中一般的齒輪，起重機械中的齒輪，農業(yè)機械中的重要齒輪等9（低精度）≤3≤6≤2.5低速重載的齒輪，低精度機械中的齒輪一般，初步按用途、工作條件、傳動功率選擇按照表8-14選擇齒輪精度

舉例：帶式運輸機減速器齒輪等級選擇8級精度。四、

齒輪傳動的材料及熱處理*對于周期性變化的載荷，為避免最大載荷總是作用在某一對齒或某幾對齒上而使磨損過于集中，z1、z2應互為質數(shù)。

（1）小齒輪齒數(shù)z1（選取）*閉式軟齒面齒輪

：d1大小不變且滿足齒根彎曲疲勞強度的條件下，宜采用較多齒數(shù)和較小模數(shù)。一般z1=20~40。

*閉式硬齒面齒輪和開式傳動齒輪

：采用較少齒數(shù)和較大模數(shù)。一般可以取z1=17~201.設計齒輪齒數(shù)（2）計算大齒輪齒數(shù)z2五、主要參數(shù)的選擇和設計步2模數(shù)m——要取標準值*在滿足輪齒彎曲強度的條件下，取較小的模數(shù)，以利于增大齒數(shù)，減少切齒量。*對于傳遞動力的齒輪傳動，為了防止因過載而導致輪齒折斷，一般模數(shù)m不小于2mm3.

齒寬系數(shù)φd

*齒寬系數(shù)不宜過大或過小，按推薦值選取。*一般精度的圓柱齒輪減速器中，為補償加工和裝配的誤差，應使小齒輪比大齒輪寬一些，小齒輪的齒寬取b1=b2+(