齒輪傳動（機械設計基礎課件）

§8.1齒輪傳動的特點和基本類型§8.2漸開線齒輪的齒廓及傳動比§8.3漸開線標準齒圓柱齒輪的主要參數(shù)§8.4漸開線直齒圓柱齒輪的嚙合傳動§8.5漸開線齒輪的加工方法§8.6根切現(xiàn)象與最少齒數(shù)§8.7變位齒輪傳動§8.8齒輪常見的失效形式與設計準則§8.9齒輪的常用材料及許用應力§8.10齒輪傳動的強度計算§8.11斜齒圓柱齒輪傳動§8.12直齒圓錐齒輪傳動§8.13齒輪的結(jié)構(gòu)設計及潤滑和效率§8.14標準齒輪傳動的設計計算第8章齒輪傳動§8－1齒輪機構(gòu)的特點和類型作用：傳遞空間任意兩軸（平行、相交、交錯）的旋轉(zhuǎn)運動，或?qū)⑥D(zhuǎn)動轉(zhuǎn)換為移動。結(jié)構(gòu)特點：圓柱體或圓錐體外（或內(nèi)）均勻分布有大小一樣的輪齒。特點：傳動動力大，功率范圍大，從幾瓦到10萬千瓦，效率高壽命長，工作平穩(wěn)，可靠性高能保證恒定的傳動比，能傳遞任意夾角兩軸間的運動制造、安裝精度要求較高，因而成本也較高不宜作軸間距離過大的傳動齒輪傳動平面齒輪傳動空間齒輪傳動直齒圓柱齒輪傳動斜齒圓柱齒輪傳動傳遞相交運動傳遞交錯軸運動內(nèi)嚙合外嚙合齒輪齒條內(nèi)嚙合外嚙合齒輪齒條直齒斜齒交錯軸斜齒輪傳動蝸桿渦輪準雙曲面齒輪曲線齒人字齒齒輪運動按相對運動分漸開線齒輪(1765年)按齒廓曲線分擺線齒輪(1650年)圓弧齒輪(1950年）)拋物線齒輪(近年)按速度高低分:高速、中速、低速齒輪傳動。按傳動比分:定傳動比、變傳動比齒輪傳動。齒輪傳動2ω21ω1橢圓齒輪準雙曲面齒輪作者：潘存云教授斜齒圓錐齒輪作者：潘存云教授曲線齒圓錐齒輪齒輪傳動動畫（3D)（1）直齒圓柱齒輪：

a)外嚙合直齒輪b)內(nèi)嚙合直齒輪外嚙合直齒輪傳動動畫（3D)內(nèi)嚙合直齒輪傳動動畫(3D)斜齒圓柱齒輪傳動動畫(3D)人字齒圓柱齒輪人字齒圓柱齒輪傳動動畫(3D)直齒圓錐齒輪傳動曲線齒圓錐齒輪傳動動畫(3D)交錯軸斜齒圓柱齒輪機構(gòu)動畫(3D)

蝸輪蝸桿傳動§8－2齒廓嚙合基本規(guī)律和漸開線齒廓1.齒廓嚙合基本定律得：

i12＝ω1/ω2＝O2P/O1P

兩輪的角速度與連心線被齒廓接觸點的公法線分得的兩線段成正比。根據(jù)三心定律可知：P點為相對瞬心。由：

v12＝O1Pω1＝O2Pω2o1ω1nn公法線Po2ω2kv12如果要求傳動比為常數(shù)，則應使O2P/O1P為常數(shù)。由于O2

、O1為定點，即O1O2

為定長，故P必為一個定點，稱為節(jié)點。節(jié)圓r’1r’2o1ω1nnPo2ω2ka齒廓嚙合基本定律:

無論齒輪齒廓在哪個位置接觸，過接觸點所作齒廓公法線須通過節(jié)點P。

節(jié)圓設想在P點放一只筆，則筆尖在兩個齒輪運動平面內(nèi)所留軌跡。即分別以O2

、O1為圓心，過節(jié)點P所做的圓稱為齒輪的節(jié)圓。兩節(jié)圓相切于P點，且兩輪節(jié)點處速度相同，故兩節(jié)圓作純滾動。a=r’1+r’2中心距：節(jié)圓r’1r’2o1ω1nnPo2ω2ka2.齒廓曲線的選擇

理論上，滿足齒廓嚙合定律的曲線有無窮多，但考慮到便于制造和檢測等因素，工程上只有極少數(shù)幾種曲線可作為齒廓曲線，如漸開線齒廓、擺線齒廓、圓弧齒廓，其中應用最廣的是漸開線。

漸開線齒廓的提出已有近兩百多年的歷史，目前還沒有其它曲線可以替代。主要在于它具有很好的傳動性能，而且便于制造、安裝、測量和互換使用等優(yōu)點。本章只研究漸開線齒輪。8.2漸開線齒輪的齒廓及傳動比8.2.1漸開線的形成觀看漸開線生成動畫如圖所示，一條直線nn沿一個半徑為rb的圓周作純滾動，該直線上任一點k的軌跡稱為該圓的漸開線。這個圓稱為基圓，該直線nn稱為漸開線的發(fā)生線，漸開線上任一點K的向徑的夾角<AOK=θ稱為漸開線展角。8.2漸開線齒輪的齒廓及傳動比8.2.2漸開線的性質(zhì)發(fā)生線在基圓上滾過的長度等于基圓上被滾過的弧長，即BK=BA；因為發(fā)生線在基圓上作純滾動，所以它與基圓的切點B就是漸開線上K點的瞬時速度中心，發(fā)生線BK就是漸開線在K點的法線，同時它也是基圓在N點的切線；切點B是漸開線上K點的曲率中心，BK是漸開線上K點的曲率半徑。離基圓越近，曲率半徑越小漸開線的形狀取決于基圓的大小?；鶊A越大，漸開線越平直，當基圓半徑無窮大時，漸開線為直線；

發(fā)生線沿基圓滾過的線段長度等于基圓上被滾過的相應弧長。如圖所示。漸開線的展開過程演示動畫

漸開線上任意一點法線必然與基圓相切。

換言之，基圓的切線必為漸開線上某點的法線。

③B點為曲率中心，BK為曲率半徑。漸開線越接近基圓，其曲率半徑越小，即曲率越大。漸開線起始點A處曲率半徑為0。定義：漸開線齒廓上某點的法線與該點的速度方向所夾的銳角稱為該點的壓力角。如圖所示cosαk=rb/rk

④K點離圓心越遠，漸開線上的壓力角越大。⑤漸開線的形狀只取決于基圓大小。當rb→∞，變成直線。⑥基圓內(nèi)無漸開線。順口溜：弧長等于發(fā)生線，基圓切線是法線，曲線形狀隨基圓，基圓內(nèi)無漸開線。8.2漸開線齒輪的齒廓及傳動比8.2.3漸開線方程8.2.4漸開線齒廓的嚙合特點1.四線合一2.中心距可分性3.嚙合角不變8.2.4漸開線齒廓的嚙合特點1、實現(xiàn)定傳動比傳動

上式表明：漸開線齒輪的傳動比等于兩輪基圓半徑的反比。工程意義：i12為常數(shù)可減少因速度變化所產(chǎn)生的附加動載荷、振動和噪音，延長齒輪的使用壽命，提高機器的工作精度。2、漸開線齒廓傳動中心距可分性漸開線齒輪的傳動比又與兩輪基圓半徑成反比。其基圓的大小是不變的，所以當兩輪的實際中心距與設計中心距不一致時，而兩輪的傳動比卻保持不變。這一特性稱為傳動的可分性。3.齒廓間正壓力方向不變N1N2是嚙合點的軌跡，稱為嚙合線由漸開線的性質(zhì)可知：嚙合線又是接觸點的法線，正壓力總是沿法線方向，故正壓力方向不變。該特性對傳動的平穩(wěn)性有利。嚙合線與節(jié)圓公切線之間的夾角α’

，稱為嚙合角實際上α’就是節(jié)圓上的壓力角8.3漸開線齒輪主要參數(shù)及幾何尺寸計算8.2.1齒輪各部分的名稱和符號1、齒數(shù)：齒輪整個圓周上輪齒的總數(shù),用z表示。8.2.2基本參數(shù)及幾何尺寸運算8.2漸開線齒輪主要參數(shù)及幾何尺寸計算2、模數(shù)：根據(jù)圓的周長和齒距的定義可知式中,比值pk/π含有無理數(shù)π,這給設計、制造及測量帶來不便,為此需在齒輪上取一圓,將該圓pk/π的比值規(guī)定為標準值,并使該圓上的壓力角也為標準值,這個圓即為分度圓。規(guī)定分度圓上的齒距p對π的比值為標準值(整數(shù)或有理數(shù))稱為模數(shù),用m表示,即8.2漸開線齒輪主要參數(shù)及幾何尺寸計算

式中,m的單位為mm。模數(shù)是齒輪的一個重要的基本參數(shù),我國已制定了標準模數(shù)系列(見下表)。因此,分度圓的直徑為分度圓的齒距p為

p=s+e=πm

8.2漸開線齒輪主要參數(shù)及幾何尺寸計算標準模數(shù)系列表（摘自GB/T1357—2008）第一系列11.251.522.5345681012162025324050第二系列1.752.252.75（3.25）3.5（3.75）4.55.5（6.5）79（11）14182228（30）36458.2漸開線齒輪主要參數(shù)及幾何尺寸計算

不同模數(shù)輪齒大小的比較8.2漸開線齒輪主要參數(shù)及幾何尺寸計算3、壓力角

漸開線上各點的壓力角是不同的,通常所說的壓力角指分度圓上的壓力角,用α表示。國家標準規(guī)定齒輪分度圓壓力角為標準值α=20°。

8.2漸開線齒輪主要參數(shù)及幾何尺寸計算

不同壓力角時輪齒的形狀8.2漸開線齒輪主要參數(shù)及幾何尺寸計算4、齒頂高系數(shù)

ha=ha*m

（ha*=1）5、頂隙系數(shù)

C=c*m

(c*=0.25)

hf=(ha*+c*)m

全齒高

h=ha+hf=(2ha*+c*)m

標準齒輪是指模數(shù)、壓力角、齒頂高系數(shù)和頂隙系數(shù)均為標準值，且分度圓上的齒厚等于齒槽寬的齒輪。8.2漸開線齒輪主要參數(shù)及幾何尺寸計算齒輪各部分尺寸的計算公式：齒頂高：ha=ha*m齒根高：hf=(ha*+c*)m全齒高：h=ha+hf=(2ha*+c*)m齒頂圓直徑：

da=d+2ha=(z+2ha*)m齒頂高系數(shù):ha*頂隙系數(shù):c*分度圓直徑：d=mz正常齒：

ha*＝1短齒制：

ha*＝0.8正常齒：

c*＝0.25短齒制：

c*＝0.3基圓直徑：法向齒距：標準齒輪：一個標準齒輪的基本參數(shù)和參數(shù)的值確定之后，其主要尺寸和齒廓形狀就完全確定了。=πdb/z=πmcosα=pcosα統(tǒng)一用pb表示m、z、α、ha*、c*

取標準值，且e=s的齒輪。db=dcosα=mzcosαpn=pb8.2漸開線齒輪主要參數(shù)及幾何尺寸計算一對相嚙合齒輪的輪齒分布要滿足的幾何條件,稱為正確嚙合條件:

由漸開線性質(zhì)可知，法向齒距與基圓齒距相等，故上式也可寫成:

8.3漸開線直齒圓柱齒輪的嚙合傳動8.3.1正確嚙合條件8.3漸開線直齒圓柱齒輪的嚙合傳動即嚙合條件為：兩輪的模數(shù)和壓力角必須分別相等。兩齒輪的正確嚙合條件為8.3.2連續(xù)傳動條件圖中B2點（從動輪2齒頂圓與嚙合線N1N2的交點），是一對輪齒嚙合的起始點。隨著嚙合傳動的進行，兩齒廓的嚙合點沿著嚙合線移動，直到B1點（主動輪1的齒頂圓與嚙合線的交點）時，兩輪齒即將脫離接觸，B1點為輪齒嚙合的終止點。從一對輪齒的嚙合過程來看，嚙合點實際走過的軌跡只是嚙合線上的一段，即B1B2，稱為實際嚙合線。8.3漸開線直齒圓柱齒輪的嚙合傳動

當兩輪齒頂圓加大時，點B2和B1將分別趨近于點N1和N2，實際嚙合線將加長，但因基圓內(nèi)無漸開線，所以實際嚙合線不會超過N1N2，即N1N2是理論上可能的最長嚙合線，稱為理論嚙合線。要保證齒輪連續(xù)傳動，須實際嚙合線段必須大于或等于齒輪的基圓齒距，稱為重合度：ε為重合度

ε大，表明同時參與嚙合輪齒的對數(shù)多，或同時參與嚙合所占的時間比例大，每對齒的負荷小，傳動平穩(wěn)性好。因此ε是衡量齒輪傳動質(zhì)量的主要指標之一。8.3漸開線直齒圓柱齒輪的嚙合傳動8.3.3中心距與嚙合角

一對齒輪外嚙合時，不論其是否為標準安裝，兩輪的中心距總是等于兩輪節(jié)圓半徑之和。標準安裝時的中心距稱為標準中心距，用a表示。標對于一對外嚙合標準齒輪傳動，其標準中心距為

實際由于制造、安裝、磨損，實際中心距a’≠a,a’>a,節(jié)圓>分度圓，嚙合角>壓力角；a’<a,節(jié)圓<分度圓，嚙合角<壓力角；8.3漸開線直齒圓柱齒輪的嚙合傳動

由于齒輪制造和安裝的誤差、運轉(zhuǎn)時徑向力的作用以及軸承磨損等原因，齒輪的實際中心距離往往與標準中心距不相一致，而略有變動。如圖所示，兩輪的分度圓不再相切，這時節(jié)圓與分度圓不再重合，兩輪的節(jié)圓半徑大于各自的分度圓半徑。不難求出，此時兩輪的中心距與嚙合角的關系為8.3漸開線直齒圓柱齒輪的嚙合傳動8.4.1齒輪加工方法

近代齒輪的加工方法很多，有鑄造法、熱軋法、沖壓法、模鍛法和切齒法等。其中最常用的是切削方法，就其原理可以概括分為仿形法和范成法兩大類。8.4漸開線齒輪的加工方法和根切1．仿形法

顧名思義，仿形法就是刀具的軸剖面刀刃形狀和被切齒槽的形狀相同。其刀具有盤狀銑刀和指狀銑刀等，如圖所示。8.4漸開線齒輪的加工方法和根切

切削時，銑刀轉(zhuǎn)動，同時毛坯沿它的軸線方向移動一個行程，這樣就切出一個齒間，也就是切出相鄰兩齒的各一側(cè)齒槽；然后毛坯退回原來的位置，并用分度盤將毛坯轉(zhuǎn)過，再繼續(xù)切削第二個齒間（槽）。依次進行即可切削出所有輪齒。在加工齒數(shù)不同的齒輪時，每一種齒數(shù)的齒輪就需要一把銑刀。顯然，這在實際上是作不到的。所以，在工程上加工同樣模數(shù)的齒輪時，根據(jù)齒數(shù)不同，一般備有8把或15把一套的銑刀，來滿足加工不同齒數(shù)齒輪的需要。8.4漸開線齒輪的加工方法和根切1、齒數(shù)：齒輪整個圓周上輪齒的總數(shù),用z表示。8.4漸開線齒輪的加工方法和根切刀號12345678加工齒數(shù)范圍12~1314~1617~2021~2526~3435~5455~134135以上圓盤銑刀加工齒數(shù)的范圍8.4漸開線齒輪的加工方法和根切仿形法加工動畫（3D)8.4漸開線齒輪的加工方法和根切2．范成法（又稱展成法）

這種方法是加工齒輪中最常用的一種方法。利用一對齒輪互相嚙合傳動時，兩輪的齒廓互為包絡線的原理來加工的。將一對互相嚙合傳動的齒輪之一變?yōu)榈毒撸硪粋€作為輪坯，并使二者仍按原傳動比進行傳動，則在傳動過程中，刀具的齒廓便在輪坯上包絡出與其共軛的齒廓。8.4漸開線齒輪的加工方法和根切

常用的刀具有齒輪插刀、齒條插刀和齒輪滾刀。8.4漸開線齒輪的加工方法和根切齒輪滾刀加工動畫(3D)8.4漸開線齒輪的加工方法和根切齒輪插刀加工動畫(3D)8.4漸開線齒輪的加工方法和根切8.4.2根切現(xiàn)象和最少齒數(shù)

用范成法加工齒輪時，有時會發(fā)現(xiàn)刀具的頂部切入了輪齒的根部，而把齒根切去了一部分，破壞了漸開線齒廓，如圖所示。這種現(xiàn)象稱為根切。

根切的齒輪會削弱輪齒的抗彎強度、降低傳動的重合度和平穩(wěn)性。所以在設計制造中應力求避免根切。用范成法加工齒輪，若刀具的齒頂超過嚙合極限點N1則被切齒輪必定發(fā)生輪齒根切。8.4漸開線齒輪的加工方法和根切

用展成法加工齒輪時，若刀具的齒頂線（或齒頂圓）超過理論嚙合線極限點N時，被加工齒輪齒根附近的漸開線齒廓將被切去一部分，這種現(xiàn)象稱為根切。輪齒的根切大大削弱了輪齒的彎曲強度，降低齒輪傳動的平穩(wěn)性和重合度，因此應力求避免8.4漸開線齒輪的加工方法和根切不根切的條件可以表示為，即：因此，漸開線標準齒輪不根切的最少齒數(shù)為時，，8.4漸開線齒輪的加工方法和根切根切現(xiàn)象動畫（3D)8.4漸開線齒輪的加工方法和根切8.5平行軸斜齒圓柱齒輪傳動8.5.1、斜齒圓柱齒輪齒面的形成及嚙合特點

直齒輪輪齒漸開線曲面的形成由于圓柱齒輪是有一定寬度的，因此輪齒的齒廓沿軸線方向形成一曲面。平面與基圓柱相切于母線，當平面沿基圓柱作純滾動時，其上與母線平行的直線KK在空間所走過的軌跡即為漸開線曲面，平面稱為發(fā)生面，形成的曲面即為直齒輪的齒廓曲面。8.5平行軸斜齒圓柱齒輪傳動直齒輪輪齒漸開線曲面的形成動畫(3D)8.5平行軸斜齒圓柱齒輪傳動斜齒圓柱齒輪齒廓曲面的形成如右圖所示，當平面沿基圓柱作純滾動時，其上與母線成一傾斜角βb的斜直線KK在空間所走過的軌跡為漸開線螺旋面，該螺旋面即為斜齒圓柱齒輪齒廓曲面，βb稱為基圓柱上的螺旋角。8.5平行軸斜齒圓柱齒輪傳動斜齒圓柱齒輪齒廓曲面的形成動畫(3D)8.5平行軸斜齒圓柱齒輪傳動直齒圓柱齒輪嚙合時，齒面的接觸線均平行于齒輪軸線。因此輪齒是沿整個齒寬同時進入嚙合、同時脫離嚙合的，載荷沿齒寬突然加上及卸下。因此直齒輪傳動的平穩(wěn)性較差，容易產(chǎn)生沖擊和噪聲，不適合用于高速和重載的傳動中。圓柱齒輪嚙合的接觸線8.5平行軸斜齒圓柱齒輪傳動一對平行軸斜齒圓柱齒輪嚙合時，斜齒輪的齒廓是逐漸進入嚙合、逐漸脫離嚙合的。如圖所示，斜齒輪齒廓接觸線的長度由零逐漸增加，又逐漸縮短，直至脫離接觸，載荷也不是突然加上或卸下的，因此斜齒輪傳動工作較平穩(wěn)。斜齒輪嚙合的接觸線8.5平行軸斜齒圓柱齒輪傳動8.5.2斜齒圓柱齒輪的主要參數(shù)和幾何尺寸計算

1、斜齒圓柱齒輪的幾何尺寸

斜齒輪的輪齒為螺旋形，在垂直于齒輪軸線的端面（下標以t表示）和垂直于齒廓螺旋面的法面（下標以n表示）上有不同的參數(shù)。斜齒輪的端面是標準的漸開線，但從斜齒輪的加工和受力角度看，斜齒輪的法面參數(shù)為標準值。

8.5平行軸斜齒圓柱齒輪傳動8.5平行軸斜齒圓柱齒輪傳動斜齒圓柱齒輪傳動的正確嚙合條件

一對平行軸外嚙合斜齒輪傳動的正確嚙合條件為：1）兩斜齒輪的法面模數(shù)相等；2）兩斜齒輪的法面壓力角相等；3）兩斜齒輪的螺旋角大小相等，方向相反。若不滿足條件3），就成為交錯軸斜齒輪傳動。8.5平行軸斜齒圓柱齒輪傳動

直齒圓錐齒輪傳動用于傳遞相交軸間的運動，其輪齒分布在圓錐體上，其中有五對圓錐：分度圓錐、齒頂圓錐、齒根圓錐、基圓錐、節(jié)圓錐。

用軸的夾角

來表示兩回轉(zhuǎn)軸線間的位置關系。8.6直齒圓錐齒輪傳動8.6.1錐齒輪傳動的特點及應用一般情況下，

=90°直齒圓錐齒輪傳動動畫（3D)8.6直齒圓錐齒輪傳動

球面漸開線的形成：與基圓錐相切于NO'，且半徑R等于基圓錐的錐距的扇形平面沿基圓錐作相切純滾動時，該平面上一點K在空間形成一條球面漸開線，半徑逐漸減小的一系列球面漸開線的集合，就組成了球面漸開面。o'o'kk'k0'N'RNk0O8.6直齒圓錐齒輪傳動8.6直齒圓錐齒輪傳動8.6.2直齒錐齒輪傳動的主要參數(shù)和幾何尺寸計算1.直齒圓錐齒輪以大端模數(shù)和壓力角為標準值。

標準齒：8.6直齒圓錐齒輪傳動8.6直齒圓錐齒輪傳動直齒錐齒輪傳動的正確嚙合條件

一對直齒錐齒輪的正確嚙合條件為：兩輪大端模數(shù)和壓力角分別相等且等于標準值，即8.6直齒圓錐齒輪傳動

蝸桿傳動用于傳遞空間兩交錯軸間的運動和動力。蝸桿傳動由蝸桿（主動件）、蝸輪和機架組成。蝸輪的螺旋角β大小、方向與蝸桿螺旋升角?的大小、方向相同。8.7蝸桿傳動8.7.1蝸桿蝸輪一般情況下，

=90°(1)傳功比大，結(jié)構(gòu)緊湊(2)傳動平穩(wěn)，噪聲小(3)有自鎖性(4)傳動效率低(5)蝸輪造價高使用場合：適用于傳動比大，傳遞功率不大，兩軸空間交錯的場合8.7蝸桿傳動8.7.2蝸桿傳動的特點8.8齒輪常見的失效形式與設計準則1、輪齒折斷

彎曲疲勞折斷——閉式硬齒面齒輪傳動最主要的失效形式。

過載折斷——載荷過大或脆性材料。

齒根整體折斷——直齒，齒寬較小時

局部折斷——斜齒或偏載時

措施：增大齒根過渡圓半徑、改善材料力學性能、降低表面粗糙度、齒根強化處理等。8.8齒輪常見的失效形式與設計準則2、齒面疲勞點蝕—閉式軟齒面齒輪傳動的主要失效形式。

收斂性點蝕——開始由于表面粗糙，局部接觸應力較大，引起點蝕，過后經(jīng)跑合，凸起磨平軟齒面逐漸消失。

疲勞點蝕——常發(fā)生于潤滑狀態(tài)良好、齒面硬度較低（≤350HBS）的閉式傳動中。位置：節(jié)線附近8.8齒輪常見的失效形式與設計準則3、齒面磨損——開式齒輪的主要失效形式類型——齒面磨粒磨損防止措施：1）提高齒面硬度；2）降低表面粗糙度；3）降低滑動系數(shù)；4）潤滑油定期清潔和更換；5）變開式為閉式。4、齒面膠合——高速重載傳動的主要失效形式——熱膠合。

原因：高速、重載→壓力大，滑動速度高→摩擦熱大→高溫→嚙合齒面粘結(jié)（冷焊結(jié)點）→結(jié)點部位材料被剪切→沿相對滑動方向齒面材料被撕裂。低速重載或缺油→冷膠合（壓力過大、油膜被擠破引起膠合）

形式：熱膠合——高速重載；冷膠合——低速重載，缺潤滑油。

5、齒面塑性變形—低速重載軟齒輪傳動的主要失效形式。齒面在過大的摩擦力作用下處于屈服狀態(tài)，產(chǎn)生沿摩擦力方向的齒面材料的塑性流動，從而使齒面正確輪廓曲線被損壞。

防止措施：1）提高齒面硬度；2）采用高粘度的潤滑油或加極壓添加劑。對一般工況下的齒輪傳動，其設計準則是：保證足夠的齒根彎曲疲勞強度，以免發(fā)生齒根折斷。保證足夠的齒面接觸疲勞強度，以免發(fā)生齒面點蝕。對高速重載齒輪傳動，除以上兩設計準則外，還應按齒面抗膠合能力的準則進行設計。由實踐得知：閉式軟齒面齒輪傳動，以保證齒面接觸疲勞強度為主。

閉式硬齒面或開式齒輪傳動，以保證齒根彎曲疲勞強度為主。8.8.2設計準則8.8齒輪常見的失效形式與設計準則8.9.1齒輪材料

選擇齒輪材料總體上要考慮防止產(chǎn)生齒面失效和輪齒折斷?；疽螅糊X面要硬，齒芯要韌。常用的齒輪材料1、鋼——最常用，可通過熱處理改善機械性能。（1）鍛鋼：軟齒面齒輪（HBS≤350）如45、40Cr，熱處理：正火調(diào)質(zhì)，熱處理后精切齒形—8、7級，適合于對精度、強度和速度要求不高的齒輪傳動（2）鑄鋼：用于尺寸較大齒輪，需正火和退火以消除鑄造應力。強度稍低。8.9齒輪材料

硬齒面齒輪（HBS>350）20Cr、20CrMnTi、40Cr、30CrMoAl表面淬火，滲碳淬火，氮化和氰化，先切齒→表面硬化→磨齒精切齒形→5、6級。適合于高速、重載及精密機械（如精密機床、航空發(fā)動機等）2、鑄鐵——脆，機械強度、抗沖擊和耐磨性較差，但抗膠合和點蝕能力較強，用于工作平穩(wěn)、低速和小功率場合。

3、非金屬材料——工程塑料（ABS、尼龍）、夾布膠木。適合于高速、輕載而又要求低噪聲的齒輪傳動齒輪的材料及其選擇原則齒輪材料選用的基本原則齒輪材料必須滿足工作條件的要求，如強度、壽命、可靠性、經(jīng)濟性等；應考慮齒輪尺寸大小，毛坯成型方法及熱處理和制造工藝；鋼制軟齒面齒輪，其配對兩輪齒面的硬度差應保持在30~50HBS或更多。8.10齒輪傳動精度等級的選擇

國家標準GB/T10095.1-2008對漸開線圓柱齒輪規(guī)定了13個精度等級，其中0級精度最高，12級精度最低。常用的是6～9級。

GB/T10095.2-2008對單個漸開線圓柱齒輪徑向綜合偏差和徑向跳動公差的精度作了較詳細的規(guī)定，徑向綜合偏差共分9個等級，4級最高，12級最低；徑向跳動公差分13級，0級最高，12級最低，具體使用時，可直接查閱國家標準。8.10齒輪傳動精度8.12齒輪的結(jié)構(gòu)設計及齒輪傳動的潤滑和效率8.12.1齒輪的結(jié)構(gòu)設計齒輪的結(jié)構(gòu)設計主要包括：選擇合理適用的結(jié)構(gòu)型式依據(jù)經(jīng)驗公式確定齒輪的輪轂、輪輻、輪緣等各部分的尺寸繪制齒輪的零件加工圖等常用的齒輪結(jié)構(gòu)形式有以下幾種：實心式圓柱齒輪8.12齒輪的結(jié)構(gòu)設計及齒輪傳動的潤滑和