齒輪傳動(dòng)-2(楊)

1、a.a.仿形法（成形法）仿形法（成形法） 仿形法是在普通銑床上用與被切齒輪齒槽形狀相同的圓盤(pán)仿形法是在普通銑床上用與被切齒輪齒槽形狀相同的圓盤(pán)銑刀或指狀銑刀切出齒形的方法。銑完一個(gè)齒槽后，分度頭將銑刀或指狀銑刀切出齒形的方法。銑完一個(gè)齒槽后，分度頭將齒坯轉(zhuǎn)過(guò)齒坯轉(zhuǎn)過(guò)3603600 0/ /z z，再銑下一個(gè)齒槽，直到銑出所有的齒槽。，再銑下一個(gè)齒槽，直到銑出所有的齒槽。銑直齒銑斜齒六、漸開(kāi)線齒輪的加工方法和精度選擇六、漸開(kāi)線齒輪的加工方法和精度選擇齒輪的加工方法有：齒輪的加工方法有：切削法、鑄造法、沖壓法、熱軋法切削法、鑄造法、沖壓法、熱軋法等。等。最常用的最常用的切削法切削法又分為：又分為：

2、仿形法和展成法（范成法）。仿形法和展成法（范成法）。a. 仿形法（成形法）仿形法（成形法）分度分度切削切削 進(jìn)給進(jìn)給 加工方便易行，但精度難以保證。加工方便易行，但精度難以保證。由于漸開(kāi)線齒廓形由于漸開(kāi)線齒廓形狀取決于基圓的大小，而基圓直徑狀取決于基圓的大小，而基圓直徑d d b b = = mzcosmzcos，欲加工精確，欲加工精確齒廓，對(duì)模數(shù)和壓力角相同，齒數(shù)不同的齒輪，應(yīng)采用不同的齒廓，對(duì)模數(shù)和壓力角相同，齒數(shù)不同的齒輪，應(yīng)采用不同的刀具，而這在實(shí)際中是不可能的。生產(chǎn)中通常用同一號(hào)銑刀切刀具，而這在實(shí)際中是不可能的。生產(chǎn)中通常用同一號(hào)銑刀切制同模數(shù)、不同齒數(shù)的齒輪，故齒形通常是近似的。

3、表中列出制同模數(shù)、不同齒數(shù)的齒輪，故齒形通常是近似的。表中列出了了1-81-8號(hào)圓盤(pán)銑刀加工齒輪的齒數(shù)范圍。號(hào)圓盤(pán)銑刀加工齒輪的齒數(shù)范圍。圓盤(pán)銑刀加工齒數(shù)的范圍圓盤(pán)銑刀加工齒數(shù)的范圍刀號(hào) 1 2 3 4 5 6 7 81 2 3 4 5 6 7 812-13 14-16 17-20 21-25 26-34 35-54 55-134 13512-13 14-16 17-20 21-25 26-34 35-54 55-134 135以上以上刀號(hào)刀號(hào) 1 2 3 4 5 6 7 81 2 3 4 5 6 7 8加工齒加工齒數(shù)范圍數(shù)范圍加工不連續(xù)，生產(chǎn)效率低，不宜用于批量生產(chǎn)加工不連續(xù)，生產(chǎn)效率低，不

4、宜用于批量生產(chǎn)?？稍谄胀ㄣ姶采霞庸ぃ恍鑼Ｓ脵C(jī)床可在普通銑床上加工，不需專用機(jī)床。這種方法適用于單件生產(chǎn)而且精度要求不高的齒輪加工。這種方法適用于單件生產(chǎn)而且精度要求不高的齒輪加工。仿形法仿形法特點(diǎn)：特點(diǎn)：b.b.展成法（范成法）展成法（范成法） 范成法是利用一對(duì)齒輪無(wú)側(cè)隙嚙合時(shí)兩輪的范成法是利用一對(duì)齒輪無(wú)側(cè)隙嚙合時(shí)兩輪的齒廓互為包絡(luò)線的原理加工齒輪的。加工時(shí)刀具齒廓互為包絡(luò)線的原理加工齒輪的。加工時(shí)刀具與齒坯的運(yùn)動(dòng)就像一對(duì)互相嚙合的齒輪，最后刀與齒坯的運(yùn)動(dòng)就像一對(duì)互相嚙合的齒輪，最后刀具將齒坯切出漸開(kāi)線齒廓。范成法切制齒輪常用具將齒坯切出漸開(kāi)線齒廓。范成法切制齒輪常用的的刀具有三種刀具有三種

5、：（1 1）齒輪插刀齒輪插刀 是一個(gè)齒廓為刀刃的外齒輪；是一個(gè)齒廓為刀刃的外齒輪；（2 2）齒條插刀齒條插刀 是一個(gè)齒廓為刀刃的齒條；是一個(gè)齒廓為刀刃的齒條；（3 3）齒輪滾刀齒輪滾刀 像梯形螺紋的螺桿，軸向剖面齒像梯形螺紋的螺桿，軸向剖面齒廓為精確的直線齒廓，滾刀轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)相當(dāng)于齒條在廓為精確的直線齒廓，滾刀轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)相當(dāng)于齒條在移動(dòng)。可以實(shí)現(xiàn)連續(xù)加工，生產(chǎn)率高。移動(dòng)。可以實(shí)現(xiàn)連續(xù)加工，生產(chǎn)率高。六、漸開(kāi)線齒輪的加工方法和精度選擇（續(xù)）六、漸開(kāi)線齒輪的加工方法和精度選擇（續(xù)）b.b.范成范成法法 加工方法有：加工方法有：插齒和滾齒插齒和滾齒插直齒插直齒插斜齒插斜齒六、漸開(kāi)線齒輪的加工方法和精度選擇（

6、續(xù)）六、漸開(kāi)線齒輪的加工方法和精度選擇（續(xù)）b.b.范成范成法法 滾直齒滾直齒滾斜齒滾斜齒六、漸開(kāi)線齒輪的加工方法和精度選擇（續(xù)）六、漸開(kāi)線齒輪的加工方法和精度選擇（續(xù)） 用范成法加工齒輪時(shí)，只要刀具與被切齒輪的模用范成法加工齒輪時(shí)，只要刀具與被切齒輪的模數(shù)和壓力角相同，不論被加工齒輪的齒數(shù)是多少，都數(shù)和壓力角相同，不論被加工齒輪的齒數(shù)是多少，都可以用同一把刀具來(lái)加工，這給生產(chǎn)帶來(lái)了很大的方可以用同一把刀具來(lái)加工，這給生產(chǎn)帶來(lái)了很大的方便，因此范成法得到了廣泛的應(yīng)用。便，因此范成法得到了廣泛的應(yīng)用。 范成法加工精度高，生產(chǎn)效率高，但需要專門范成法加工精度高，生產(chǎn)效率高，但需要專門的加工機(jī)床。的

7、加工機(jī)床。b.b.范成范成法法 思考題思考題 現(xiàn)有現(xiàn)有4個(gè)標(biāo)準(zhǔn)齒輪：個(gè)標(biāo)準(zhǔn)齒輪：1) m1 = 4 mm, z1 = 25； 2) m2= 4 mm, z2 = 50； 3) m3=3mm, z3= 60； 4) m4= 2.5 mm, z4 =40。 試問(wèn)：試問(wèn)：1）哪兩個(gè)齒輪的漸開(kāi)線形狀相同？）哪兩個(gè)齒輪的漸開(kāi)線形狀相同？ 2）哪兩個(gè)齒輪能正確嚙）哪兩個(gè)齒輪能正確嚙合？合？ 3）哪兩個(gè)齒輪能用同一把滾刀制造）哪兩個(gè)齒輪能用同一把滾刀制造? 這兩個(gè)齒輪能否改這兩個(gè)齒輪能否改成用同一把銑刀加工？成用同一把銑刀加工？六、漸開(kāi)線齒輪的加工方法和精度選擇（續(xù)）六、漸開(kāi)線齒輪的加工方法和精度選擇（續(xù)）

8、刀坯坯刀ZZi根切現(xiàn)象根切現(xiàn)象: : 用范成法加工齒輪時(shí)，若用范成法加工齒輪時(shí)，若刀具的齒頂線（或齒頂圓）超刀具的齒頂線（或齒頂圓）超過(guò)理論嚙合線極限點(diǎn)過(guò)理論嚙合線極限點(diǎn)N N時(shí)，被時(shí)，被加工齒輪齒根附近的漸開(kāi)線齒加工齒輪齒根附近的漸開(kāi)線齒廓將被切去一部分，這種現(xiàn)象廓將被切去一部分，這種現(xiàn)象稱為根切。稱為根切。 根切使齒輪的抗彎強(qiáng)度根切使齒輪的抗彎強(qiáng)度削弱、承載能力降低、嚙合削弱、承載能力降低、嚙合過(guò)程縮短、傳動(dòng)平穩(wěn)性變差，過(guò)程縮短、傳動(dòng)平穩(wěn)性變差，因此應(yīng)避免根切。因此應(yīng)避免根切。六、漸開(kāi)線齒輪的加工方法和精度選擇（續(xù)）六、漸開(kāi)線齒輪的加工方法和精度選擇（續(xù)）分度圓分度圓基圓基圓根切現(xiàn)象：根切

9、現(xiàn)象： 如圖所示為齒條如圖所示為齒條插刀加工標(biāo)準(zhǔn)外齒輪插刀加工標(biāo)準(zhǔn)外齒輪的情況，齒條插刀的的情況，齒條插刀的分度線與齒輪的分度分度線與齒輪的分度圓相切。圓相切。要使被切齒要使被切齒輪不產(chǎn)生根切，刀具輪不產(chǎn)生根切，刀具的齒頂線不得超過(guò)極的齒頂線不得超過(guò)極限嚙合點(diǎn)限嚙合點(diǎn)N N。六、漸開(kāi)線齒輪的加工方法和精度選擇（續(xù)）六、漸開(kāi)線齒輪的加工方法和精度選擇（續(xù)）標(biāo)準(zhǔn)外齒輪不發(fā)生根切的最少齒數(shù)標(biāo)準(zhǔn)外齒輪不發(fā)生根切的最少齒數(shù) 模數(shù)一定時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)刀具的模數(shù)一定時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)刀具的齒頂高也一定，即刀具的齒頂高也一定，即刀具的齒頂線位置一定，所以要齒頂線位置一定，所以要使使刀具的齒頂線不得超過(guò)刀具的齒頂線不得超過(guò)極限嚙

10、合點(diǎn)極限嚙合點(diǎn)N N，就必須改變，就必須改變N N點(diǎn)的位置。點(diǎn)的位置。N N點(diǎn)位置與被點(diǎn)位置與被切齒輪的基圓半徑有關(guān)。切齒輪的基圓半徑有關(guān)?；鶊A半徑越小，基圓半徑越小，N N點(diǎn)越靠近點(diǎn)越靠近節(jié)點(diǎn)節(jié)點(diǎn)C C，產(chǎn)生根切的可能性，產(chǎn)生根切的可能性越大。又被切齒輪的模數(shù)越大。又被切齒輪的模數(shù)和壓力角與刀具的相同，和壓力角與刀具的相同，所以所以是否會(huì)產(chǎn)生根切取決是否會(huì)產(chǎn)生根切取決于被切齒輪齒數(shù)的多少。于被切齒輪齒數(shù)的多少。r b b= = rcoscos=(mzcos=(mzcos)/2)/2六、漸開(kāi)線齒輪的加工方法和精度選擇（續(xù)）六、漸開(kāi)線齒輪的加工方法和精度選擇（續(xù)）實(shí)際應(yīng)用中，為了使實(shí)際應(yīng)用中，為

11、了使齒輪傳動(dòng)結(jié)構(gòu)緊湊，齒輪傳動(dòng)結(jié)構(gòu)緊湊，允許有少量根切，可允許有少量根切，可取取Z min=14六、漸開(kāi)線齒輪的加工方法和精度選擇（續(xù)）六、漸開(kāi)線齒輪的加工方法和精度選擇（續(xù)）標(biāo)準(zhǔn)外齒輪不發(fā)生根切的最少齒數(shù)標(biāo)準(zhǔn)外齒輪不發(fā)生根切的最少齒數(shù)齒輪傳動(dòng)精度的選擇齒輪傳動(dòng)精度的選擇精度等級(jí)精度等級(jí)直齒圓直齒圓柱齒輪柱齒輪9級(jí)級(jí)斜齒圓斜齒圓柱齒輪柱齒輪直齒圓直齒圓錐齒輪錐齒輪圓周速度圓周速度 v(m/s)8級(jí)級(jí)7級(jí)級(jí)6級(jí)級(jí) 15 10 5 3 25 17 10 3.5 9 6 3 2.5應(yīng)應(yīng) 用用高速重載齒輪傳動(dòng)，如飛機(jī)、高速重載齒輪傳動(dòng)，如飛機(jī)、汽車和機(jī)床中的重要齒輪；分汽車和機(jī)床中的重要齒輪；分度機(jī)構(gòu)

12、的齒輪傳動(dòng)。度機(jī)構(gòu)的齒輪傳動(dòng)。高速中載或低速重載齒輪傳動(dòng)，高速中載或低速重載齒輪傳動(dòng)，如飛機(jī)、汽車和機(jī)床中的齒輪；如飛機(jī)、汽車和機(jī)床中的齒輪；分度機(jī)構(gòu)的齒輪傳動(dòng)。分度機(jī)構(gòu)的齒輪傳動(dòng)。機(jī)械制造中對(duì)精度無(wú)特殊要求機(jī)械制造中對(duì)精度無(wú)特殊要求的齒輪。的齒輪。低速及對(duì)精度要求低的齒輪低速及對(duì)精度要求低的齒輪（一）齒輪的失效形式（一）齒輪的失效形式 機(jī)械零件由于機(jī)械零件由于強(qiáng)度強(qiáng)度、剛度、耐磨性剛度、耐磨性和和振動(dòng)穩(wěn)定性振動(dòng)穩(wěn)定性等因素不等因素不能正常工作時(shí)，稱為失效。齒輪傳動(dòng)的失效主要是輪齒的失效。能正常工作時(shí)，稱為失效。齒輪傳動(dòng)的失效主要是輪齒的失效。其失效形式有：其失效形式有：輪齒折斷輪齒折斷 ：輪

13、齒象一個(gè)懸臂梁，受載后齒輪齒象一個(gè)懸臂梁，受載后齒根部根部 產(chǎn)生的彎曲應(yīng)力最大。當(dāng)該應(yīng)力值超過(guò)產(chǎn)生的彎曲應(yīng)力最大。當(dāng)該應(yīng)力值超過(guò)材料的彎曲疲勞極限時(shí)，齒根處產(chǎn)生疲勞裂材料的彎曲疲勞極限時(shí)，齒根處產(chǎn)生疲勞裂紋，并不斷擴(kuò)展使輪齒斷裂，稱為紋，并不斷擴(kuò)展使輪齒斷裂，稱為疲勞折斷疲勞折斷。此外，突然過(guò)載或沖擊載荷作用時(shí)，也會(huì)造此外，突然過(guò)載或沖擊載荷作用時(shí)，也會(huì)造成輪齒折斷，稱為成輪齒折斷，稱為過(guò)載折斷過(guò)載折斷。提高輪齒抗折斷能力的措施：提高輪齒抗折斷能力的措施：增大齒根圓角半徑，消除加工刀增大齒根圓角半徑，消除加工刀痕以降低齒根應(yīng)力集中；增大軸及支承物的剛度以減輕局部過(guò)痕以降低齒根應(yīng)力集中；增大軸及

14、支承物的剛度以減輕局部過(guò)載的程度；對(duì)輪齒進(jìn)行表面處理以提高齒面硬度。載的程度；對(duì)輪齒進(jìn)行表面處理以提高齒面硬度。七、齒輪的失效形式和齒輪材料七、齒輪的失效形式和齒輪材料失效形式失效形式設(shè)計(jì)：潘存云潘存云教授研制輪齒折斷輪齒折斷齒寬較小的直齒圓柱齒齒寬較小的直齒圓柱齒輪，易發(fā)生輪，易發(fā)生全齒折斷全齒折斷。齒寬較大的直齒圓柱齒齒寬較大的直齒圓柱齒輪，易發(fā)生輪，易發(fā)生局部折斷局部折斷。（一）齒輪的失效形式（續(xù)）（一）齒輪的失效形式（續(xù)）齒面點(diǎn)蝕：齒面點(diǎn)蝕：輪齒工作面受脈動(dòng)循環(huán)變化的輪齒工作面受脈動(dòng)循環(huán)變化的接觸應(yīng)力作用，當(dāng)接觸應(yīng)力超過(guò)材料疲勞極接觸應(yīng)力作用，當(dāng)接觸應(yīng)力超過(guò)材料疲勞極限時(shí)，表面產(chǎn)生微裂

15、紋，裂紋擴(kuò)展使齒面微限時(shí)，表面產(chǎn)生微裂紋，裂紋擴(kuò)展使齒面微粒剝落，形成粒剝落，形成麻點(diǎn)狀凹坑麻點(diǎn)狀凹坑。點(diǎn)蝕首先出現(xiàn)在。點(diǎn)蝕首先出現(xiàn)在節(jié)線附近。齒面越硬，抗點(diǎn)蝕能力越強(qiáng)。節(jié)線附近。齒面越硬，抗點(diǎn)蝕能力越強(qiáng)。軟軟齒面閉式齒輪傳動(dòng)常因點(diǎn)蝕而失效。齒面閉式齒輪傳動(dòng)常因點(diǎn)蝕而失效。主要措施：主要措施：提高齒面硬度；降低齒面粗糙度；增大潤(rùn)滑提高齒面硬度；降低齒面粗糙度；增大潤(rùn)滑油粘度。油粘度。（一）齒輪的失效形式（續(xù)）（一）齒輪的失效形式（續(xù)）齒面膠合：齒面膠合：高速重載傳動(dòng)中，齒面間壓力大，瞬時(shí)溫度高，高速重載傳動(dòng)中，齒面間壓力大，瞬時(shí)溫度高，潤(rùn)滑油膜被破壞，致使齒面金屬直接接觸而相互粘連，當(dāng)齒潤(rùn)滑油

16、膜被破壞，致使齒面金屬直接接觸而相互粘連，當(dāng)齒面向?qū)瑒?dòng)時(shí)，較軟的齒面沿滑動(dòng)方向被撕下而形成溝紋，面向?qū)瑒?dòng)時(shí)，較軟的齒面沿滑動(dòng)方向被撕下而形成溝紋，稱為膠合。稱為膠合。防止膠合的措施：防止膠合的措施：提高齒面硬度；降低齒面粗糙提高齒面硬度；降低齒面粗糙度；增大潤(rùn)滑油粘度；限制油溫。度；增大潤(rùn)滑油粘度；限制油溫。（一）齒輪的失效形式（續(xù)）（一）齒輪的失效形式（續(xù)）齒面磨損：齒面磨損：灰塵、砂粒、金屬微粒等落入輪齒間，會(huì)使齒灰塵、砂粒、金屬微粒等落入輪齒間，會(huì)使齒面間產(chǎn)生摩擦磨損。嚴(yán)重時(shí)會(huì)因齒面減薄過(guò)多而折斷。磨損面間產(chǎn)生摩擦磨損。嚴(yán)重時(shí)會(huì)因齒面減薄過(guò)多而折斷。磨損是開(kāi)式傳動(dòng)的主要失效形式。是開(kāi)

17、式傳動(dòng)的主要失效形式。主要措施：主要措施：采用閉式傳動(dòng)；提高齒面硬度；降低齒面粗糙采用閉式傳動(dòng)；提高齒面硬度；降低齒面粗糙度；采用清潔的潤(rùn)滑油。度；采用清潔的潤(rùn)滑油。（一）齒輪的失效形式（續(xù)）（一）齒輪的失效形式（續(xù)）塑性變形塑性變形：重載且摩擦力很大時(shí)，重載且摩擦力很大時(shí)，齒面較軟的輪齒表面就會(huì)沿摩擦力齒面較軟的輪齒表面就會(huì)沿摩擦力方向產(chǎn)生塑性變形。方向產(chǎn)生塑性變形。措施：措施：提高齒面硬度；增大潤(rùn)滑油粘度。提高齒面硬度；增大潤(rùn)滑油粘度。主動(dòng)齒輪齒面所受摩擦力主動(dòng)齒輪齒面所受摩擦力背離節(jié)線，齒面在節(jié)線附背離節(jié)線，齒面在節(jié)線附近下凹；從動(dòng)齒輪齒面所近下凹；從動(dòng)齒輪齒面所受摩擦力指向節(jié)線，齒面受

18、摩擦力指向節(jié)線，齒面在節(jié)線附近上凸。在節(jié)線附近上凸。被動(dòng)相對(duì)滑動(dòng)方向主動(dòng)（二）齒輪材料（二）齒輪材料由輪齒的失效分析可知，由輪齒的失效分析可知，齒輪材料的基本要求齒輪材料的基本要求 ：齒面硬、齒芯韌齒面硬、齒芯韌a.a. 齒面應(yīng)有足夠的硬度齒面應(yīng)有足夠的硬度，以抵抗齒面磨損、點(diǎn)蝕、膠合，以抵抗齒面磨損、點(diǎn)蝕、膠合以及塑性變形等；以及塑性變形等；b.b. 齒芯應(yīng)有足夠的強(qiáng)度和較好的韌性齒芯應(yīng)有足夠的強(qiáng)度和較好的韌性，以抵抗齒根折斷，以抵抗齒根折斷和沖擊載荷；和沖擊載荷；c.c. 應(yīng)有應(yīng)有良好的加工工藝性能及熱處理性能良好的加工工藝性能及熱處理性能。使之便于加。使之便于加工且便于提高其力學(xué)性能。工

19、且便于提高其力學(xué)性能。 最常用的齒輪材料是最常用的齒輪材料是鋼鋼。此外還有。此外還有鑄鐵鑄鐵及一及一些些非金屬材料非金屬材料等。等。（二）齒輪材料（二）齒輪材料（二）齒輪材料（續(xù)）（二）齒輪材料（續(xù)）常用常用齒輪材料齒輪材料優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼合金結(jié)構(gòu)鋼合金結(jié)構(gòu)鋼鑄鋼鑄鋼鑄鐵鑄鐵（二）齒輪材料（續(xù)）（二）齒輪材料（續(xù)）鍛鋼鍛鋼非金屬材料非金屬材料熱處理方法熱處理方法表面淬火表面淬火滲碳淬火滲碳淬火調(diào)質(zhì)調(diào)質(zhì)正火正火滲氮滲氮-高頻淬火、火焰高頻淬火、火焰淬火淬火（1 1）鍛鋼）鍛鋼（二）齒輪材料（續(xù)）（二）齒輪材料（續(xù)）軟齒面齒輪：軟齒面齒輪：齒面硬度齒面硬度350HB材料：中碳鋼，如：材

20、料：中碳鋼，如：45、35 中碳合金鋼，如：中碳合金鋼，如：40Cr、40MnB、42SiMn熱處理：正火或調(diào)質(zhì)熱處理：正火或調(diào)質(zhì)加工工藝流程：鍛造加工工藝流程：鍛造正火正火切齒切齒 或，鍛造或，鍛造正火正火粗車粗車調(diào)質(zhì)調(diào)質(zhì)切齒切齒特點(diǎn)及應(yīng)用：制造簡(jiǎn)便，成本低廉，齒面硬度低。特點(diǎn)及應(yīng)用：制造簡(jiǎn)便，成本低廉，齒面硬度低。 適用于強(qiáng)度、速度、精度要求不高的場(chǎng)合。適用于強(qiáng)度、速度、精度要求不高的場(chǎng)合。（1 1）鍛鋼）鍛鋼（二）齒輪材料（續(xù)）（二）齒輪材料（續(xù)）硬齒面齒輪：硬齒面齒輪：齒面硬度齒面硬度350HB，一般為，一般為4562HRC材料：低碳鋼或低碳合金鋼，如：材料：低碳鋼或低碳合金鋼，如：2

21、0、20Cr、20CrMnTi （熱處理采用（熱處理采用滲碳滲碳+淬火淬火+低溫回火低溫回火） 中碳鋼或中碳合金鋼，如：中碳鋼或中碳合金鋼，如：45、40Cr、40MnB、42SiMn、 38CrMoAl、42CrMo （熱處理采用（熱處理采用表面淬火或滲氮表面淬火或滲氮）加工工藝流程：鍛造加工工藝流程：鍛造正火正火切齒切齒滲碳、淬火、低溫回火滲碳、淬火、低溫回火 或，鍛造或，鍛造正火或退火正火或退火粗車粗車調(diào)質(zhì)調(diào)質(zhì) 切齒切齒表面淬火或滲氮表面淬火或滲氮特點(diǎn)及應(yīng)用：制造工藝復(fù)雜，成本高，齒面具有高硬度，耐磨、特點(diǎn)及應(yīng)用：制造工藝復(fù)雜，成本高，齒面具有高硬度，耐磨、 耐沖擊。適用于高速、重載、精

22、密的場(chǎng)合。耐沖擊。適用于高速、重載、精密的場(chǎng)合。 （2 2）鑄鋼）鑄鋼（二）齒輪材料（續(xù)）（二）齒輪材料（續(xù)）材料：材料：ZG270-500、ZG310-570、ZG340-640熱處理：正火或調(diào)質(zhì)熱處理：正火或調(diào)質(zhì)適用于：尺寸較大（直徑適用于：尺寸較大（直徑400 600mm）、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的齒輪。）、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的齒輪。（3 3）鑄鐵）鑄鐵材料：材料：HT250、HT300、QT600-3、QT500-7熱處理：正火或不熱處理熱處理：正火或不熱處理適用于：低速開(kāi)式齒輪傳動(dòng)。適用于：低速開(kāi)式齒輪傳動(dòng)。（4 4）非金屬材料）非金屬材料材料：塑料、尼龍等材料：塑料、尼龍等適用于：高速、輕載、精度不高、要

23、求噪聲小的場(chǎng)合。適用于：高速、輕載、精度不高、要求噪聲小的場(chǎng)合。設(shè)計(jì)準(zhǔn)則：設(shè)計(jì)準(zhǔn)則：針對(duì)齒面膠合、磨損及塑性變形失效，目前針對(duì)齒面膠合、磨損及塑性變形失效，目前無(wú)比較完善的通用計(jì)算方法。因此，在齒輪設(shè)計(jì)時(shí)，僅進(jìn)無(wú)比較完善的通用計(jì)算方法。因此，在齒輪設(shè)計(jì)時(shí)，僅進(jìn)行行齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算和和輪齒彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算。輪齒彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算。齒輪工作條件齒輪工作條件主要失效形式主要失效形式設(shè)計(jì)準(zhǔn)則設(shè)計(jì)準(zhǔn)則 軟齒面閉式齒輪軟齒面閉式齒輪 傳動(dòng)傳動(dòng)齒面點(diǎn)蝕齒面點(diǎn)蝕按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)校核齒根彎曲強(qiáng)度校核齒根彎曲強(qiáng)度 硬齒面閉式齒輪硬齒面閉式齒輪傳動(dòng)傳動(dòng)齒根折斷齒根折斷按齒根

24、彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)校核齒面接觸疲勞強(qiáng)度校核齒面接觸疲勞強(qiáng)度 開(kāi)式齒輪傳動(dòng)開(kāi)式齒輪傳動(dòng)磨磨 損損只按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)只按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)適當(dāng)降低許用應(yīng)力，以考慮磨適當(dāng)降低許用應(yīng)力，以考慮磨損對(duì)齒厚的影響。損對(duì)齒厚的影響。（將閉式傳動(dòng)的許用應(yīng)力乘以（將閉式傳動(dòng)的許用應(yīng)力乘以0.70.70.80.8）七、標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪的選用和強(qiáng)度計(jì)算七、標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪的選用和強(qiáng)度計(jì)算1.1.輪齒的受力分析輪齒的受力分析111122/dTdTFtcos2cos11dTFFtntan2tan11dTFFtr圓周力：圓周力：徑向力：徑向力：法向力：法向力：小齒輪上的扭矩：小齒輪上的扭矩：mmNnP

25、T1611055.9P P 傳遞的功率（傳遞的功率（kwkw）n n1 1 小齒輪的轉(zhuǎn)速（小齒輪的轉(zhuǎn)速（r/minr/min）d d1 1-小齒輪的分度圓直徑小齒輪的分度圓直徑七、標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪的選用和強(qiáng)度計(jì)算（續(xù)）七、標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪的選用和強(qiáng)度計(jì)算（續(xù)）輪齒的計(jì)算載荷輪齒的計(jì)算載荷: Fc = KFn K K 載荷系數(shù)載荷系數(shù) K K = = 1.2 1.2 2 2 一般取一般取1.3 1.3 1.61.6七、標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪的選用和強(qiáng)度計(jì)算（續(xù)）七、標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪的選用和強(qiáng)度計(jì)算（續(xù)）2.2.計(jì)算載荷計(jì)算載荷F Fn n 名義載荷名義載荷當(dāng)載荷平穩(wěn)、精度較高、圓周速度較低、當(dāng)載荷平穩(wěn)

26、、精度較高、圓周速度較低、齒寬較小時(shí)，取較小值。齒寬較小時(shí)，取較小值。接觸應(yīng)力的接觸應(yīng)力的計(jì)算點(diǎn)計(jì)算點(diǎn)： 節(jié)點(diǎn)節(jié)點(diǎn)力學(xué)模型：將一對(duì)輪齒的嚙合簡(jiǎn)化為力學(xué)模型：將一對(duì)輪齒的嚙合簡(jiǎn)化為 兩個(gè)圓柱體接觸的模型。兩個(gè)圓柱體接觸的模型。目的目的：防止齒面點(diǎn)蝕防止齒面點(diǎn)蝕強(qiáng)度條件：強(qiáng)度條件：1O2OCN2N1HH HH H H七、標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪的選用和強(qiáng)度計(jì)算（續(xù)）七、標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪的選用和強(qiáng)度計(jì)算（續(xù)）3.3.齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算 3.3.齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算 H 齒面接觸應(yīng)力（齒面接觸應(yīng)力（MPa）；）； u 齒輪的齒數(shù)比；齒輪的齒數(shù)比； K 載荷系數(shù)；載荷系

27、數(shù)； b 齒寬（齒寬（mm）；）； T1 小齒輪所傳遞的扭矩小齒輪所傳遞的扭矩(Nmm) ； a 中心距中心距(mm)； H許用接觸應(yīng)力許用接觸應(yīng)力(MPa)，取，取H1與與H2中的較小者。中的較小者。七、標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪的選用和強(qiáng)度計(jì)算（續(xù)七、標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪的選用和強(qiáng)度計(jì)算（續(xù)）)1(335213HHubaKTu一對(duì)鋼制標(biāo)準(zhǔn)齒輪傳動(dòng)的齒面接觸強(qiáng)度的一對(duì)鋼制標(biāo)準(zhǔn)齒輪傳動(dòng)的齒面接觸強(qiáng)度的校核公式校核公式：注：注：“ + + ”用于外嚙合，用于外嚙合，“ - - ”用于內(nèi)嚙合用于內(nèi)嚙合 對(duì)于鋼對(duì)鑄鐵齒輪，將式中的系數(shù)對(duì)于鋼對(duì)鑄鐵齒輪，將式中的系數(shù)335改為改為285對(duì)于鑄鐵對(duì)鑄鐵齒輪，將式中的系

28、數(shù)對(duì)于鑄鐵對(duì)鑄鐵齒輪，將式中的系數(shù)335改為改為2523.3.齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算 a a 中心距中心距(mm)(mm)； u u 齒輪的齒數(shù)比；齒輪的齒數(shù)比； T T1 1 小齒輪傳遞的扭矩（小齒輪傳遞的扭矩（N Nmmmm）； K K 載荷系數(shù)；載荷系數(shù)； a a 齒寬系數(shù)；齒寬系數(shù)； a a=b/a=b/a H H 許用接觸應(yīng)力許用接觸應(yīng)力(MPa(MPa) )，取，取 H1H1 與與 H2H2 中的較小者。中的較小者。七、標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪的選用和強(qiáng)度計(jì)算（續(xù)）七、標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪的選用和強(qiáng)度計(jì)算（續(xù)）312)335()1(uKTuaaH一對(duì)鋼制標(biāo)準(zhǔn)齒輪傳動(dòng)的齒面接觸

29、強(qiáng)度的一對(duì)鋼制標(biāo)準(zhǔn)齒輪傳動(dòng)的齒面接觸強(qiáng)度的設(shè)計(jì)公式設(shè)計(jì)公式：注：注：“ + + ”用于外嚙合，用于外嚙合，“ - - ”用于內(nèi)嚙合用于內(nèi)嚙合 對(duì)于對(duì)于鋼對(duì)鑄鐵鋼對(duì)鑄鐵齒輪，將式中的系數(shù)齒輪，將式中的系數(shù)335改為改為285對(duì)于對(duì)于鑄鐵對(duì)鑄鐵鑄鐵對(duì)鑄鐵齒輪，將式中的系數(shù)齒輪，將式中的系數(shù)335改為改為252目的：目的：防止輪齒疲勞折斷防止輪齒疲勞折斷強(qiáng)度條件：強(qiáng)度條件： F F F F 將輪齒簡(jiǎn)化為懸臂梁。將輪齒簡(jiǎn)化為懸臂梁。 按按3030切線法確定齒根危險(xiǎn)截面。切線法確定齒根危險(xiǎn)截面。 按在齒頂嚙合計(jì)算齒根應(yīng)力。按在齒頂嚙合計(jì)算齒根應(yīng)力。30 30FnF1F2sFhF危險(xiǎn)截面危險(xiǎn)截面FF七、標(biāo)

30、準(zhǔn)直齒圓柱齒輪的選用和強(qiáng)度計(jì)算（續(xù)）七、標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪的選用和強(qiáng)度計(jì)算（續(xù)）4.4.齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算4.4.齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算七、標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪的選用和強(qiáng)度計(jì)算（續(xù)）七、標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪的選用和強(qiáng)度計(jì)算（續(xù)）齒根彎曲疲勞強(qiáng)度的齒根彎曲疲勞強(qiáng)度的校核公式校核公式：2212111FFFFzbmYKTmbdYKT F 齒根彎曲應(yīng)力（齒根彎曲應(yīng)力（MPa）；）； K 載荷系數(shù)；載荷系數(shù)； T1 小齒輪所傳遞的扭矩小齒輪所傳遞的扭矩(Nmm)； b 齒寬（齒寬（mm）；）； m 模數(shù)（模數(shù)（mm）；）； Z1 小齒輪齒數(shù)；小齒輪齒數(shù)； F齒輪的許用彎曲應(yīng)力齒輪的許用彎曲應(yīng)力(MPa) ； YF 齒形系數(shù)，無(wú)量綱量，其大小與齒的形狀有關(guān)而與模齒形系數(shù)，無(wú)量綱量，其大小與齒的形狀有關(guān)而與模 數(shù)無(wú)關(guān)，對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)齒輪，數(shù)無(wú)關(guān)，對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)齒輪，YF僅取決于齒數(shù)。僅取決于