齒輪學(xué)習(xí)知識(shí).doc

第6章 齒 輪 傳 動(dòng)本章將介紹漸開(kāi)線圓柱直齒、斜齒輪以及直齒錐齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算，內(nèi)容包括齒輪原理和齒輪強(qiáng)度兩個(gè)方面，其中將著重討論圓柱直齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算方法。齒輪原理部分將介紹漸開(kāi)線特性、嚙合特性、嚙合傳動(dòng)等，關(guān)于變位齒輪僅介紹傳動(dòng)計(jì)算的內(nèi)容。齒輪強(qiáng)度將介紹齒輪材料的選擇、失效形式、設(shè)計(jì)準(zhǔn)則等，從而得出具體的設(shè)計(jì)計(jì)算方法。6.1 齒輪傳動(dòng)的特點(diǎn)和基本類(lèi)型齒輪傳動(dòng)用來(lái)傳遞任意兩軸之間的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力，其圓周速度可達(dá)到300m/s，傳遞功率可達(dá)105kw，齒輪直徑可從1mm到150m以上，是現(xiàn)代機(jī)械中應(yīng)用最廣的一種機(jī)械傳動(dòng)。齒輪傳動(dòng)與摩擦輪和帶輪傳動(dòng)相比主要有以下優(yōu)點(diǎn)：(1)傳遞動(dòng)力大、效率高；(2)壽命長(zhǎng)，工作平穩(wěn)，可靠性高；(3)能保證恒定的傳動(dòng)比，能傳遞成任意夾角兩軸間的運(yùn)動(dòng)。它的主要缺點(diǎn)有：(1)制造、安裝精度要求較高，因而成本也較高；(3)不宜作軸間距離過(guò)大的傳動(dòng)。表6.1 齒輪傳動(dòng)的分類(lèi)按照一對(duì)齒輪傳動(dòng)的角速比是否恒定，可將齒輪傳動(dòng)分為非圓齒輪傳動(dòng)(角速比變化)及圓形齒輪傳動(dòng)(角速比恒定)兩大類(lèi)。本章只研究圓形齒輪傳動(dòng)。齒輪的具體分類(lèi)方法見(jiàn)圖6.1和表6.1。按照齒輪齒廓曲線的不同齒輪又可分為漸開(kāi)線齒輪、圓弧齒輪、擺線齒輪等，本章僅討論制造、安裝方便，應(yīng)用最廣的漸開(kāi)線齒輪。按照工作條件的不同，齒輪傳動(dòng)又可分為開(kāi)式齒輪傳動(dòng)和閉式齒輪傳動(dòng)兩種。前者輪齒外露，灰塵易于落于齒面，后者輪齒封閉在箱體內(nèi)。按照齒廓表面的硬度可分為軟齒面(硬度350HBS)齒輪傳動(dòng)和硬齒面(硬度350HBS)齒輪傳動(dòng)兩種。6.2 漸開(kāi)線齒輪的齒廓及傳動(dòng)化6.2.1 漸開(kāi)線的形成如圖6.2a所示，一條直線nn沿一個(gè)半徑為rb的圓的圓周作純滾動(dòng)，該直線上任一點(diǎn)K的軌跡AK稱(chēng)為該圓的漸開(kāi)線。這個(gè)圓稱(chēng)為基圓 ，該直線稱(chēng)為漸開(kāi)線的發(fā)生線。漸開(kāi)線上任一點(diǎn)K的向徑OK與起始點(diǎn)A的向徑OA的夾角AOK(AOK=K)稱(chēng)為漸開(kāi)線(AK段)的展角。6.2.2 漸開(kāi)線的性質(zhì)根據(jù)漸開(kāi)線的形成，可知漸開(kāi)線具有如下性質(zhì)：(1)發(fā)生線在基圓上滾過(guò)的長(zhǎng)度等于基圓上被滾過(guò)的弧長(zhǎng)，即NK= ；(2)因?yàn)榘l(fā)生線在基圓上作純滾動(dòng)，所以它與基圓的切點(diǎn)N就是漸開(kāi)線上K點(diǎn)的瞬時(shí)速度中心，發(fā)生線NK就是漸開(kāi)線在K點(diǎn)的法線，同時(shí)它也是基圓在N點(diǎn)的切線；(3)切點(diǎn)N是漸開(kāi)線上K點(diǎn)的曲率中心，NK是漸開(kāi)線上K點(diǎn)的曲率半徑。離基圓越近，曲率半徑越小，如圖6.2a所示，N1K1N2K2；(4) 漸開(kāi)線的形狀取決于基圓的大小。如圖6.2b所示，基圓越大，漸開(kāi)線越平直，當(dāng)基圓半徑無(wú)窮大時(shí)，漸開(kāi)線為直線；(5) 基圓內(nèi)無(wú)漸開(kāi)線。6.2.3 漸開(kāi)線方程如圖6.2a所示，漸開(kāi)線上任一點(diǎn)K的位置可用向徑rk和展角K來(lái)表示。若以此漸開(kāi)線作為齒輪的齒廓，當(dāng)兩齒輪在K點(diǎn)嚙合時(shí)，其正壓力方向沿著K點(diǎn)的法線（NK）方向，而齒廓上K點(diǎn)的速度垂直于OK線。K點(diǎn)的受力方向與速度方向之間所夾的銳角稱(chēng)為壓力角aK，由圖可知NOKak。由可見(jiàn)，漸開(kāi)線齒廓上各點(diǎn)的壓力角值不同，在NOK中可得出上式表明，k隨壓力角ak而改變，稱(chēng)k為壓力角ak的漸開(kāi)線函數(shù)，記作invak，即kinvak=tan akak, k以弧度（rad）度量。工程上已將不同壓力角的漸開(kāi)線函數(shù)inv ak的值列成表格（表6.2）以備查用。表6.2漸開(kāi)線函數(shù)inv ak=tan akakak(0)0510152025303540455055100.00179411839718860193321981220299207952129921810223302285923396110.00239412449525057256282620826797273942800128616292412987530518120.00311713183232504331853387534575352853600536735374743822438984130.00397544053441325421264293843760445934543746291471574803348921140.00498195072951650525825352654482554485642757417584205943460460150.00614986254863611646866577366873679856911070248713987256173738160.0074930761307735078570798208107082340836208492086230875608889170.0090250916109299094390958009722098661001210158103071045610608180.0107601091511071112281138711547117091187312038122051237312543190.0127151288813063132401341813598137791396314148143341452314713200.0149041509815293154901568915890160921629616502167101692017132210.0173451756017777179961821718440186651889119120193501958319817220.0200542029220533207752101921266215142176522018222722252922788230.0230492331223577238452411424386246602493625214254952577826062240.0263502663926931272252752127820281212842428729290372934829660250.0299753029330613309353126031587319173224932583329203326033602260.0339473429434644349973535235709360693643236798371663753737910270.0382873866639047394323981940209406024099741395417974220142607280.0430174343043845442644468545110455374596746400468374727647718290.0481644861249064495184997650437509015136851838523125278853268300.0537515423854728552215571756217567205722657736582495876559285310.0598096033660866614006193762478630226357064122646776523665799320.0663646693467507680846866569250698387043071026716267223072838330.0734497406474684753077656576565772007783978483791307978180437340.0810978176082428831008445784457851428583286525872238792588631350.0393429005890777915029296392963937019444395190959429669897459360.098220989909977100551021210212102921037110452105331061410696370.107781086110944110281119711197112831136911455115421163011718380.118061189511985120751225712257123481244112534126271272112815390.129111300613102131991339513395134931359213692137921389313995400.140971420014303144071461614616147221482914936150431515215261410.153701548015591157031592815928160411615616270163861650216619420.167371685516974170931733617336174571757917702178261795118076430.182021832918457185851884418844189751910619238193711950519639440.197741991020047201852046320463206032074320885210282117121315450.214602160621753219002219822198223482249922651228042295823112460.232682342423582237402405924059242202438224545247092487425040470.252062537425543257132605526055262282640126575267522692927107480.272852746527646278282819628196283812856728755289432913329324490.295162970929903300983049230492306913089131092312953149831703500.319093211632324325343295732957331713338533601338183403734257510.344783470034924351493560435604358333606336295365293676336999520.372373747637716379583844638446386933894139190394413969339947530.402024045940717409774150241502417674203442302425714284343116540.433904366743945442254478944789450744536145650459404623246526550.468224711947419477204832848328486354894449255495684988250199560.505185083851161514865214152141524725230553141534785381754159570.545035484955197555475625556255566125697257333576985806458433580.588045917859554599336069760697610836147261863622576265363052590.6345463858642656467465501655016591966340667636718967618680506.2.4漸開(kāi)線齒廓的嚙合特點(diǎn)一對(duì)齒輪傳動(dòng)是靠主動(dòng)輪齒廓依次推動(dòng)從動(dòng)輪齒廓來(lái)實(shí)現(xiàn)的。兩輪的瞬時(shí)角速度之比稱(chēng)為傳動(dòng)比。在工程中要求傳動(dòng)比是定值。通常主動(dòng)輪用“I”表示，從動(dòng)輪用“2”表示。w1為主動(dòng)輪的角速度，w2為從動(dòng)輪的角速度，在一般情況下為降速的，故i1。上式中i12只表示其大小，而不考慮兩輪的轉(zhuǎn)動(dòng)方向。嚙合特性如下所述：1、四線合一如圖6.3所示，一對(duì)漸開(kāi)線齒郭在任意點(diǎn)K嚙合，過(guò)K點(diǎn)作兩齒廓的公法線N1、N2，根據(jù)漸開(kāi)線性質(zhì)，該公法線就是兩基圓的內(nèi)公切線。當(dāng)兩齒廓轉(zhuǎn)到K點(diǎn)嚙合時(shí)，過(guò)K點(diǎn)所作公法線也是兩基圓的公切線。由于齒輪基圓的大小和位置均固定，公法線nn是唯一的。因此不管齒輪在哪一點(diǎn)嚙合，嚙合點(diǎn)總在這條公法線上，該公法線也可稱(chēng)為嚙合線。由于兩個(gè)齒輪嚙合傳動(dòng)時(shí)其正壓力是沿著公法線方向的，因此對(duì)漸開(kāi)線齒廓的齒輪傳動(dòng)來(lái)說(shuō)，嚙合線、過(guò)嚙合點(diǎn)的公法線、基圓的內(nèi)公切線和正壓力作用線的四線合一。該線與連心線0102的交點(diǎn)P是一固定點(diǎn)，P點(diǎn)稱(chēng)為節(jié)點(diǎn)。2、中心距可分性如圖6.3所示，分別以輪心01與02為圓心，以r101P與r202P為半徑所作的圓，稱(chēng)為節(jié)圓。一對(duì)漸開(kāi)線齒輪的嚙合傳動(dòng)可以看作兩個(gè)節(jié)圓的純滾動(dòng)，且up1up2。設(shè)齒輪1、齒輪2的角速度分別為w1和w2，則up1w101Pup2w202P從圖6.3中可知，01PN102PN2，所以兩輪的傳動(dòng)比為由上式可知漸開(kāi)線齒輪的傳動(dòng)比是常數(shù)。齒輪一經(jīng)加工完畢，基圓大小就確定了，因此在安裝時(shí)若中心距略有變化也不會(huì)改變傳動(dòng)比的大小，此特性稱(chēng)為中心距可分性。該特性使?jié)u開(kāi)線齒輪對(duì)加工、安裝的誤差及軸承的磨損不敏感，這一點(diǎn)對(duì)齒輪傳動(dòng)十分重要。3、嚙合角不變嚙合線與兩節(jié)圓公切線所夾的銳角稱(chēng)為嚙合角，用a表示，它就是漸開(kāi)線在節(jié)圓上的壓力角。顯然齒輪傳動(dòng)時(shí)嚙合角不變，力作用線方向不變。若傳遞的扭矩不變，其壓力大小也保持不變，因而傳動(dòng)較平穩(wěn)。4、齒面的滑動(dòng)如圖6.3所示在節(jié)點(diǎn)嚙合時(shí)，兩個(gè)節(jié)圓作純滾動(dòng)，齒面上無(wú)滑動(dòng)存在。在任意點(diǎn)K嚙合時(shí)，由于兩輪在K點(diǎn)的線速度（uk1、uk1）不重合，必會(huì)產(chǎn)生沿著齒面方向的相對(duì)滑動(dòng)，造成齒面的磨損等。6.3漸開(kāi)線標(biāo)準(zhǔn)直圓柱齒輪的主要參數(shù)及幾何尺寸計(jì)算6.3.1齒輪各部分的名稱(chēng)和符號(hào)圖6.4所示為直齒圓柱齒輪的一部分，圖6.4a為外齒輪，圖6.4b為內(nèi)齒輪，圖6.4c為齒條。由圖可知，輪齒兩側(cè)齒廓是形狀相同、方向相反的漸開(kāi)線曲面。如圖6.4a所示，圓周上均勻分布的輪齒總數(shù)為齒數(shù)，用z表示。相鄰兩齒間的空間稱(chēng)為齒槽，過(guò)所有齒槽底部的圓稱(chēng)為齒根圓，半徑用rf表示。過(guò)所有輪齒頂部的圓稱(chēng)為齒頂圓，半徑用r表示。從圖6.4a、b兩圖可見(jiàn)，外齒輪的齒頂圓大于齒根圓，而內(nèi)齒輪則相反。在任意半徑rk的圓周上，同一輪齒兩側(cè)齒廓間的弧長(zhǎng)稱(chēng)為該圓上的齒厚，用sk表示，而相鄰兩齒齒間的弧長(zhǎng)稱(chēng)為該圓上的齒槽寬，用ek表示。相鄰兩齒同側(cè)齒廓間的弧長(zhǎng)稱(chēng)為該圓上的齒距，用pk表示，pksk + ek。由齒距定義可知，pkzd，則 dk=zpk/=zmk，式中 ，稱(chēng)為該圓上的模數(shù)。為使設(shè)計(jì)制造方便，人為取定一個(gè)圓，使該圓上的模數(shù)為標(biāo)準(zhǔn)值（一般是一些簡(jiǎn)單的有理數(shù)），并使該圓上的壓力角也為標(biāo)準(zhǔn)值，這個(gè)圓叫分度圓。分度圓上的所有參數(shù)不帶下標(biāo)，如分度圓上的模數(shù)為m，直徑為d，壓力角為a等。我國(guó)規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)壓力角為20，標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)如表6.3所列。其他各國(guó)常用的壓力角除20外，還有15和14.5等。表6.3漸開(kāi)線齒輪的模數(shù)（GB1357-87）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)3645注：1、選取時(shí)優(yōu)先采用第一系列，括號(hào)內(nèi)的模數(shù)盡可能不用； 2、對(duì)斜齒輪，該表所示為法面模數(shù)。分度圓與齒頂之間的徑向距離稱(chēng)為齒頂高，用ha表示，分度圓與齒根圓之間的徑向距離稱(chēng)為齒根高，用hf表示，齒頂高與齒根高之和稱(chēng)為全齒高，用h表示。當(dāng)基圓半徑趨向無(wú)窮大時(shí)，漸開(kāi)線齒廓變成直線齒廓，齒輪變成齒條，齒輪上的各圓都變成齒條相應(yīng)的線。如圖6.4c所示，齒 同側(cè)齒廓互相平行，所以齒廓上任意點(diǎn)的齒距都相等，但只有在分度線上齒厚與齒槽寬才相等，即s=e=m/2。齒條齒廓上各點(diǎn)的壓力角都相等，均為標(biāo)準(zhǔn)值。齒廓的傾斜角稱(chēng)為齒形角，其大小與壓力角相等。6.3.2 標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪的基本參數(shù)及幾何尺寸計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪的基本參數(shù)有5個(gè)：z、m、ha*、c*，其中ha*稱(chēng)為齒頂高系數(shù)，c*稱(chēng)為頂隙系數(shù)。我國(guó)規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)值為ha*=1，c*=0.25。標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪的所有尺寸均可用上述5個(gè)參數(shù)來(lái)表示，幾何尺寸的計(jì)算公式列于表6.4中。如果一個(gè)齒輪的m、a、ha*、c*均為標(biāo)準(zhǔn)值，并且分度圓上s=e，則該齒輪稱(chēng)為標(biāo)準(zhǔn)齒輪。任意圓上的齒厚sk為sk=srk/r-2rk(inv k-inv )式中rk為任意圓的半徑，ak為任意圓上的壓力角，r為分度圓的半徑，為分度圓上的壓力角，s為分度圓上的齒厚。表6.4 標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪幾何尺寸的計(jì)算公式注：表中正負(fù)號(hào)處，上面符號(hào)用于外齒輪，下面符號(hào)用于內(nèi)齒輪。根據(jù)式(6.2)可得基圓上的齒厚為sb=srb/r-2rb(inv ab-inv a)=mcos a(/2+z inv a)齒輪上跨過(guò)一定齒數(shù)k所量得的漸開(kāi)線間的法線距離稱(chēng)為公法線長(zhǎng)度(如圖6.5所示)，用wk表示，wk的計(jì)算公式為：wk=(k-1)pb+sb式中k為跨測(cè)齒數(shù)，pb為基圓齒距，pb=m cos a,sb為基圓齒厚，將pb和sb代入上式得Wm cos(0.5)+z inv當(dāng)a=200時(shí)，k=0.111z+0.5(取整數(shù))。國(guó)際上有少數(shù)國(guó)家不采用模數(shù)制，而采用徑節(jié)制，徑節(jié)(DP)和模數(shù)成倒數(shù)關(guān)系。徑節(jié)DP的單位為1/in，可由下式將徑節(jié)換算成模數(shù)思考題6.1 齒輪齒廓上哪一點(diǎn)的壓力角為標(biāo)準(zhǔn)值？哪一點(diǎn)的壓力角最大？哪一點(diǎn)的壓力角最??？思考題6.2 為什么一般漸開(kāi)線齒輪分度圓上的壓力角取200左右？若取450有什么問(wèn)題？思考題6.3 現(xiàn)有一不知具體幾何尺寸的齒輪，試問(wèn)如何確定它的幾何尺寸？6.4 漸開(kāi)線直齒圓柱齒輪的嚙合傳動(dòng)6.4.1 漸開(kāi)線直齒圓柱齒輪的正確嚙合條件如圖6.6所示，設(shè)相鄰兩齒同側(cè)齒廓與嚙合線N1N2(同時(shí)為嚙合點(diǎn)的法線)的交點(diǎn)分別為K1和K2，線段K1K2的長(zhǎng)度稱(chēng)為齒輪的法向齒距。顯然，要使兩輪正確嚙合，它們的法向齒距必須相等。由漸開(kāi)線的性質(zhì)可知，法向齒距等于兩輪基圓上的齒距，因此要使兩輪正確嚙合，必須滿足pb1=pb2，而pb=mcos a，故可得m1 cos a1=m2 cos a2由于漸開(kāi)線齒輪的模數(shù)m和壓力角a均為標(biāo)準(zhǔn)值，所以兩輪的正確嚙合條件為即兩輪的模數(shù)和壓力角分別相等。于是，一對(duì)漸開(kāi)線直齒圓柱齒輪的傳動(dòng)比又可表達(dá)為即其傳動(dòng)比不僅與兩輪的基圓、節(jié)圓、分度圓直徑成反比，而且與兩輪的齒數(shù)成反比。思考題：6.4 在技術(shù)改造中擬使用兩個(gè)現(xiàn)成的標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪。已測(cè)得齒數(shù)z1=22，z2=98，小齒輪齒頂圓直徑dal=240mm，大齒輪的齒全高h(yuǎn)=22.5mm，試判斷這兩個(gè)齒輪能否正確嚙合。6.4.2 漸開(kāi)線齒輪傳動(dòng)的重合度齒輪傳動(dòng)是依靠?jī)奢喌妮嘄X依次嚙合而實(shí)現(xiàn)的。如圖6.7所示，齒輪1是主動(dòng)輪，齒輪2是從動(dòng)輪，齒輪的嚙合是從主動(dòng)輪的齒根推動(dòng)從動(dòng)輪的齒頂開(kāi)始的，因此初始嚙合點(diǎn)是從動(dòng)輪齒頂與嚙合線的交點(diǎn)B2點(diǎn)，一直嚙合到主動(dòng)輪的齒頂與嚙合線的交點(diǎn)B1點(diǎn)為止，由此可見(jiàn)B1和B2是實(shí)際嚙合線長(zhǎng)度。顯然，隨著齒頂圓的增大，B1B2線可以加長(zhǎng)，但不會(huì)超過(guò)N1、N2點(diǎn)，N1、N2點(diǎn)稱(chēng)為嚙合極限點(diǎn)，N1、N2是理論嚙合嚙合線長(zhǎng)度。當(dāng)B1B2恰好等于pb時(shí)，即前一對(duì)齒在B1點(diǎn)即將脫離，后一對(duì)齒剛好在B2點(diǎn)接觸時(shí)，齒輪能保證連續(xù)傳動(dòng)。但若齒輪2的齒頂圓直徑稍小，它與嚙合線的交點(diǎn)在B2，則B1B2pb。此時(shí)前一對(duì)齒即將分離，后一對(duì)齒尚未進(jìn)入嚙合，齒輪傳動(dòng)中斷。若如圖中虛線所示，前一對(duì)齒到達(dá)B1點(diǎn)時(shí)，后一對(duì)齒已經(jīng)嚙合多時(shí)，此時(shí)，B1B2pb。由此可見(jiàn)，齒輪連續(xù)傳動(dòng)的條件為稱(chēng)為重合度，它表明同時(shí)參與嚙合輪齒的對(duì)數(shù)。大表明同時(shí)參與嚙合輪齒的對(duì)數(shù)多，每對(duì)齒的負(fù)荷小，負(fù)荷變動(dòng)量也小，傳動(dòng)平穩(wěn)。因此是衡量齒輪傳動(dòng)質(zhì)量的指標(biāo)之一。圖6.8所示為=1.3的情況，當(dāng)前一對(duì)齒在c點(diǎn)嚙合時(shí)，后一對(duì)齒在B2點(diǎn)接觸，從此時(shí)開(kāi)始兩對(duì)齒同時(shí)嚙合，直到前一對(duì)齒到達(dá)B1點(diǎn)，后一對(duì)齒到達(dá)D點(diǎn)為止。因此，嚙合線上的B1 C和D B2區(qū)間是雙齒嚙合區(qū)。從D點(diǎn)開(kāi)始到C點(diǎn)只有一對(duì)齒嚙合，是單齒嚙合區(qū)。所以=1.3表明在齒輪轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)基圓齒距的時(shí)間內(nèi)有30%的時(shí)間是雙齒嚙合，70%的時(shí)間是單齒嚙合。的計(jì)算公式為當(dāng)齒數(shù)趨向無(wú)窮多，齒輪變成齒條時(shí)，增大。兩個(gè)齒條嚙合時(shí)得到直齒圓柱齒輪重合度的最大值為：對(duì)于a=20，ha*=1的標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪4有max=1981表6.5所列為許用重合度的推薦值，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)滿足。表6.5 的推薦值使用場(chǎng)合一般機(jī)械制造業(yè)汽車(chē)、拖拉機(jī)金屬切削機(jī)床1.41.11.21.36.4.3 漸開(kāi)線齒輪的無(wú)側(cè)隙嚙合1、外嚙合傳動(dòng)為了避免沖擊、振動(dòng)、噪聲等，理論上齒輪傳動(dòng)應(yīng)為無(wú)側(cè)隙嚙合。如圖6.9所示，齒輪嚙合時(shí)相當(dāng)于一對(duì)節(jié)圓作純滾動(dòng)，齒輪的側(cè)隙可表示為e1-s2=0。由6.3.2節(jié)可知，標(biāo)準(zhǔn)齒輪分度圓上的齒厚等于齒槽寬，即s=e=m/2，而兩輪要正確嚙合必須保證m1=m2，所以若要保證無(wú)側(cè)隙嚙合，就要求分度圓與節(jié)圓重合。這樣的安裝稱(chēng)為標(biāo)準(zhǔn)安裝，此時(shí)的中心距稱(chēng)為標(biāo)準(zhǔn)中心距。a=r1 +r2= r1 +r2=m(z1 +z2)/2（6.8）此時(shí)兩齒輪在徑向方向留有間隙c，其值為一齒輪的齒根高減去另一齒輪的齒頂高，即c=(ha*+c*)m-(ha*=c*m，c稱(chēng)為標(biāo)準(zhǔn)頂隙。當(dāng)安裝中心距不等于標(biāo)準(zhǔn)中心距(即非標(biāo)準(zhǔn)安裝)時(shí)，節(jié)圓半徑要發(fā)生變化，但分度圓半徑是不變的，這時(shí)分度圓與節(jié)圓分離。嚙合線位置變化，嚙合角也不再等于分度圓上的壓力角。此時(shí)的中心距為但無(wú)論是標(biāo)準(zhǔn)安裝還是非標(biāo)準(zhǔn)安裝，其傳動(dòng)比i12均為式(6.5)，其值為一恒值2、齒輪齒條嚙合當(dāng)齒輪齒條嚙合時(shí)，相當(dāng)于齒輪的節(jié)圓與齒條的節(jié)線作純滾動(dòng)，如圖6.10所示。當(dāng)采用標(biāo)準(zhǔn)安裝時(shí)，齒條的節(jié)線齒輪的分度圓相切，此時(shí)a=a。當(dāng)齒條遠(yuǎn)離或靠近齒輪時(shí)(相當(dāng)于齒輪中心距改變)，由于齒條的齒廓是直線，所以嚙合線位置不變，嚙合角不變，節(jié)點(diǎn)位置不變，所以不管是否為標(biāo)準(zhǔn)安裝，齒輪與齒條嚙合時(shí)齒輪的分度圓永遠(yuǎn)與節(jié)圓重合，嚙合角恒等于壓力角。但只有在標(biāo)準(zhǔn)安裝時(shí)，齒條的分度線才與節(jié)線重合。必須指出，為了保證齒面潤(rùn)滑，避免輪齒因磨擦發(fā)生熱膨脹而產(chǎn)生卡死現(xiàn)象，以及為了補(bǔ)償加工誤差等，齒輪傳動(dòng)應(yīng)留有很小的側(cè)隙。此側(cè)隙一般在制造齒輪時(shí)由齒厚負(fù)偏差來(lái)保證，而在設(shè)計(jì)計(jì)算齒輪尺寸時(shí)仍按無(wú)側(cè)隙計(jì)算。例6.1 已知一對(duì)標(biāo)準(zhǔn)安裝外嚙合標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪的參數(shù)為：z1=22，z2=33,a=200,m=2.5mm,ha*=1,求其重合度。若兩輪中心距比標(biāo)準(zhǔn)值大1mm，則其重合度又為多少？解（1）r1=mz1/2=2.522/2mm=27.5mmr2=mz2/2=2.533/2mm=41.25mmral=r1+ha=(27.5+2.51)mm=30mmra2=r2+ha=(41.5+2.51)mm=43.75mmrb1=r1cos=27.5cos20mm=25.84mmrb2=r2cos=41.25cos20mm=38.76mma1=arcos(rb1/ra1)=arccos(25.84/30)=3032a2=arcos(rb2/ra2)=arccos(38.76/43.75)=2738z1(tan a1-tan )+z2(tan a2-tan )/2 22(tan 3032-tan229)+33(tan2738-tan229) 1.252由此可知，中心距略有增大則重合度將明顯降低。6.5 漸開(kāi)線齒輪的加工方法與根切現(xiàn)象切削漸開(kāi)線齒輪的方法分為仿形法和展成法兩類(lèi)。1、仿形法仿形法是在普通銑床上用軸向剖面形狀與被切齒輪齒槽形狀完全相同的銑刀切制齒輪的方法，如圖6.11所示。銑完一個(gè)齒槽后，分度頭將齒坯轉(zhuǎn)過(guò)3600/z，再銑下一個(gè)齒槽，直到銑出所有的齒槽。仿形法加工方便易行，但精度難以保證。由于漸開(kāi)線齒廓形狀取決于基圓的大小，而基圓半徑rb=(mzcos a)/2，故齒廓形狀與m、z、a有關(guān)。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)采用不同的刀具，而這實(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。表6.6列出了18號(hào)圓盤(pán)銑刀加工齒數(shù)的范圍刀 號(hào)12345678加工齒數(shù)范 圍12131416172021252634355455134135以上2、展成法展成法是利用一對(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，如圖6.12所示。展成法切制齒輪常用的刀具有三種：(1)齒輪插刀 是一個(gè)齒廓為刀刃的外齒輪；(2)齒條插刀 是齒廓為刀刃的齒條；(3)齒輪滾刀 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)于齒條在移動(dòng)?？梢詫?shí)現(xiàn)連續(xù)加工，生產(chǎn)率較高。用展成法加工齒輪時(shí)，只要刀具與被加工齒輪的模數(shù)和壓力角相同，不管被加工齒輪的齒數(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)了很大的方便，因此展成法得到了廣泛的應(yīng)用。3 根切現(xiàn)象用展成法加工齒輪時(shí)，若刀具的齒頂數(shù)(或齒頂圓)超過(guò)理論嚙合線極限點(diǎn)N時(shí)(如圖6.13所示)，被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)象稱(chēng)為根切，如圖6.14所示。輪齒的根切大大削弱了輪齒的彎曲強(qiáng)度，降低齒輪傳動(dòng)的平穩(wěn)性和重合度，因此應(yīng)力求避免。4. 標(biāo)準(zhǔn)外嚙合直齒輪的最少齒數(shù)圖6.15所示為齒條插刀加工標(biāo)準(zhǔn)外齒輪的情況，齒條插刀的分度線與齒輪的分度圓相切。要使被切齒輪不產(chǎn)生根切，刀具的齒頂線不得超過(guò)N點(diǎn)，即6.6 變位齒輪傳動(dòng)6.6.1 變位齒輪前面討論的都是漸開(kāi)線標(biāo)準(zhǔn)齒輪，它們?cè)O(shè)計(jì)計(jì)算簡(jiǎn)單，互換性好。但標(biāo)準(zhǔn)齒輪傳動(dòng)仍存在著一些局限性：(1)受根切限制，齒數(shù)不得少于zmin，使傳動(dòng)結(jié)構(gòu)不夠緊湊；(2)不適用于安裝中心距a不等于標(biāo)準(zhǔn)中心距a的場(chǎng)合。當(dāng)aa時(shí)無(wú)法安裝，當(dāng)aa時(shí)，雖然可以安裝，但會(huì)產(chǎn)生過(guò)大的側(cè)隙而引起沖擊振動(dòng)，影響傳動(dòng)的平穩(wěn)性；(3)一對(duì)標(biāo)準(zhǔn)齒輪傳動(dòng)時(shí)，小齒輪的齒根厚度小而嚙合次數(shù)又較多，故小齒輪的強(qiáng)度較低，齒根部分磨損也較嚴(yán)重，因此小齒輪容易損壞，同時(shí)也限制了大齒輪的承載能力。為了改善齒輪傳動(dòng)的性能，出現(xiàn)了變位齒輪。如圖6.16所示，當(dāng)齒條插刀按虛線位置安裝時(shí)，齒頂線超過(guò)極限點(diǎn)N1，切出來(lái)的齒輪產(chǎn)生根切。若將齒條插刀遠(yuǎn)離輪心O1一段距離(xm)至實(shí)線位置，齒頂線不再超過(guò)極限點(diǎn)N1，則切出來(lái)的齒輪不會(huì)發(fā)生根切，但此時(shí)齒條的分度線與齒輪的分度圓不再相切。這種改變刀具與齒坯相對(duì)位置后切制出來(lái)的齒輪稱(chēng)為變位齒輪，刀具移動(dòng)的距離xm,稱(chēng)為變位量，x稱(chēng)為變位系數(shù)。刀具遠(yuǎn)離輪心的變位稱(chēng)為正變位，此時(shí)x0；刀具移近輪心的變位稱(chēng)為負(fù)變位，此時(shí)x0。標(biāo)準(zhǔn)齒輪就是變位系數(shù)x=0的齒輪。由圖6.16可知，加工變位齒輪時(shí)，齒輪的模數(shù)、壓力角、齒數(shù)以及分度圓、基圓均與標(biāo)準(zhǔn)齒輪相同，所以兩者的齒廓曲線是相同的漸開(kāi)線，只是截取了不同的部位(如圖6.17所示)。由圖可知，正變位齒輪齒根部分的齒厚增大，提高了齒輪的抗彎強(qiáng)度，但齒頂減??；負(fù)變位齒輪則與其相反。6.6.2 最小變位系數(shù)用展成法切制齒數(shù)少于最少齒數(shù)的齒輪時(shí)，為避免根切必須采用正變位齒輪。當(dāng)?shù)毒叩凝X頂線正好通過(guò)N1點(diǎn)時(shí),刀具的移動(dòng)量為最小，此時(shí)的變位系數(shù)為最小變位系數(shù)，用xmin來(lái)表示。由圖6.16可知，不發(fā)生根切的條件為 ha*m-xmN1Ezzmin時(shí)，xmin0，說(shuō)明此時(shí)必須采用正變位方可避免根切；當(dāng)zzmin時(shí)，xmin0，xxmin說(shuō)明只要xxmin，雖采用了負(fù)變位齒輪也不會(huì)產(chǎn)生根切。6.6.3 變位齒輪的幾何尺寸和傳動(dòng)類(lèi)型1、變位齒輪的幾何尺寸變位齒輪的齒數(shù)、模數(shù)、壓力角都與標(biāo)準(zhǔn)齒輪相同，所以分度圓直徑、基圓和齒距也都相同，但變位齒輪的齒厚、齒頂圓、齒根圓等都發(fā)生了變化，具體的尺寸計(jì)算公式列于表6.7中。表6.7 外嚙合變位直齒輪基本尺寸的計(jì)算公式2、變位齒輪傳動(dòng)的類(lèi)型根據(jù)變位系數(shù)之和的不同值，變位齒輪傳動(dòng)可分為三種類(lèi)型(見(jiàn)表6.8)，標(biāo)準(zhǔn)齒輪傳動(dòng)可看作是零傳動(dòng)的特例。表6.8還列出了種類(lèi)齒輪傳動(dòng)的性能與特點(diǎn)。3、變位齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)步驟設(shè)計(jì)變位齒輪時(shí)，根據(jù)不同的已知條件，可采用不同的設(shè)計(jì)步驟。(1)已知z1、z2、m、a、ha*和c*時(shí)，其設(shè)計(jì)步驟為：表6.8 變位齒輪傳動(dòng)的類(lèi)型及性能比較傳動(dòng)類(lèi)型高變位傳動(dòng)又稱(chēng)零傳動(dòng)角變位傳動(dòng)正傳動(dòng)負(fù)傳動(dòng)齒數(shù)條件Z1+z22zminZ1+z22zminZ1+z22zmin變位系數(shù)要求x1=-x20,x1+x2=0x1+x20x1+x20傳動(dòng)特點(diǎn)a=a, a=a,y=0,=0aa, aa,y0,0aa, aa,y0,0主要優(yōu)點(diǎn)小齒輪取正變位，允許Z1zmin，減小傳動(dòng)尺寸。提高了小齒輪齒根強(qiáng)度，減小了小齒輪齒面磨損，可成對(duì)替換標(biāo)準(zhǔn)齒輪。傳動(dòng)機(jī)構(gòu)更加緊湊，提高了抗彎強(qiáng)度和接觸強(qiáng)度，提高了耐磨性能，可滿足aa的中心距要求重合度略有提高，滿足aa的中心距要求主要缺點(diǎn)互換性差，小齒輪齒頂易變尖，重合度略有下降互換性差，齒頂變尖，重合度下降較多互換性差，抗彎強(qiáng)度和接觸強(qiáng)度下降，輪齒磨損加劇1)選擇傳動(dòng)類(lèi)型，若Z1+z22zmin，必須采用正傳動(dòng)，否則可考慮其他傳動(dòng)類(lèi)型；2)選擇兩齒輪的變位系數(shù)；3)計(jì)算兩齒輪的幾何尺寸；4)驗(yàn)算重合度及輪齒強(qiáng)度。(2)已知Z1、z2、m、 a、a、ha*和c*時(shí)，其設(shè)計(jì)步驟為：1)計(jì)算嚙合角a3)同(1)之3)、4)步驟。(3)已知i、m、 a、a、ha*和c*時(shí)，其設(shè)計(jì)步驟為：1)確定兩齒輪的齒數(shù)2)其余步驟同(2)思考題6.8 某機(jī)器中的一對(duì)外嚙合標(biāo)準(zhǔn)圓柱直齒輪，小齒輪輪齒嚴(yán)重磨損，擬報(bào)廢，大齒輪輪齒磨損較輕，擬修復(fù)。試問(wèn)用什么方法可使傳動(dòng)能恢復(fù)使用？思考題6.9 圖6.18所示為一單聯(lián)滑移齒輪機(jī)構(gòu)，已知基本參數(shù)為m=3mm，z1=18，z2=30，z3=27。試問(wèn)有幾種設(shè)計(jì)方案？哪種方案較好？思考題 6.10 吊車(chē)行走機(jī)構(gòu)中有一對(duì)標(biāo)準(zhǔn)直齒輪傳動(dòng)，已知z1=13，z2=47，m=3mm,齒輪1因根切經(jīng)常斷齒。試問(wèn)采用什么方案來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題？例6.2 用齒條插刀加工一個(gè)直齒圓柱齒輪。已知被加工齒輪輪坯的角速度w1=5rad/s，刀具的移動(dòng)速度為0.375m/s，刀具的模數(shù)m=10mm,壓力角a=200。1)求被加工齒輪的齒數(shù)z1;2)若齒條分度線與被加工齒輪中心的距離為77mm，求被 加工齒輪的分度圓齒厚；3)若已知該齒輪與大齒輪2相嚙合時(shí)的傳動(dòng)比i12=4，無(wú)側(cè)隙準(zhǔn)確安裝時(shí)的中心距a=377mm，求這兩個(gè)齒輪的節(jié)圓半徑r1、r2及嚙合角a。解(1)齒條插刀加工齒輪時(shí)，被加工齒輪的節(jié)圓與其分度圓重合，且與刀具的節(jié)線作展成運(yùn)動(dòng)，則有r1w1=v刀 而r1=mz1/2故得 z1=2v刀/mw1 =2375/(105)=15(2)因刀具安裝的距離(L=77mm)大于被加工齒輪的分度圓半徑(r1=75mm)，被加工齒輪為正變位，其變位量為xm=L-r1=(77-75)mm=2mm得 x=xm/m=2/10=0.2故被加工齒輪的分度圓齒厚為s=(/2+2xtan a)m=(/2+20.2tan20o)10mm=17.164mm(3)由兩齒輪的傳動(dòng)比i12和實(shí)際中心距a可知z2=i12z1=415=60i12=w1/w2=r2/r1=4r2 =4 r1r1+r2= a=377mm聯(lián)立求解上面兩式可得r1=75.4mm r2=301.6mm兩齒輪的標(biāo)準(zhǔn)中心距為a=m(z1+z2)/2=10(15+60)/2mm=375mm由式acos a =a cos a可求得cos a =a cos a/ a=375 cos200/377=0.93471a=20.81906.7 齒輪常見(jiàn)的失效形式與設(shè)計(jì)準(zhǔn)則齒輪傳動(dòng)是靠輪齒的嚙合來(lái)傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力的，輪齒失效是齒輪常見(jiàn)的主要失效形式。由于傳動(dòng)裝置有開(kāi)式、閉式，齒面硬度有軟齒面(硬度350 HBS)、硬齒面(硬度)350 HBS，齒輪轉(zhuǎn)速有高與低，載荷有輕與重之分，所以實(shí)際應(yīng)用中常會(huì)出現(xiàn)各種不同的失效形式。分析研究失效形式有助于建立齒輪設(shè)計(jì)的準(zhǔn)則，提出防止和減輕失效的措施。6.7.1 輪齒常見(jiàn)的失效形式1、輪齒折斷輪齒像一個(gè)懸臂梁，受載后以齒根部產(chǎn)生的彎曲應(yīng)力為最大，而且是交應(yīng)力。當(dāng)輪齒單側(cè)受載時(shí)，應(yīng)力按脈動(dòng)循環(huán)變化；當(dāng)輪齒雙側(cè)受載時(shí)，應(yīng)力按對(duì)稱(chēng)循環(huán)變化。輪齒受變化的彎曲應(yīng)力的反復(fù)作用，齒根過(guò)渡部分存在應(yīng)力集中，當(dāng)應(yīng)力值超過(guò)材料的彎曲疲勞極限時(shí)，齒根處產(chǎn)生疲勞裂紋，裂紋逐漸擴(kuò)展致使輪齒折斷。這種折斷稱(chēng)為疲勞折斷，如圖6.19a所示。當(dāng)輪齒突然過(guò)載，或經(jīng)嚴(yán)重磨損后齒厚過(guò)薄時(shí)，也會(huì)發(fā)生輪齒折斷，稱(chēng)為過(guò)載折斷。如果輪齒寬度過(guò)大，由于制造、安裝的誤差使其局部受載過(guò)大時(shí)，會(huì)造成局部折斷，如圖6.19b所示。在斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)中，輪齒工作面上的接觸線為一斜線，輪齒受載后如有載荷集中時(shí)，就會(huì)發(fā)生局部折斷。若軸的彎曲變形過(guò)大而引起輪齒局部受載過(guò)大時(shí)，也會(huì)發(fā)生局部折斷。提高輪齒抗折斷能力的措施很多，如增大齒根圓角半徑，消除該處的民痕以降低齒根的應(yīng)力集中；增大軸及支承物的剛度以減輕齒面局部過(guò)載的程度；對(duì)輪齒進(jìn)行噴丸、碾壓等冷作處理以提高齒面硬度、保持芯部的韌性等。2、齒面點(diǎn)蝕輪齒進(jìn)入嚙合時(shí)，齒面接觸處產(chǎn)生很大的接觸應(yīng)力，脫離嚙合后接觸應(yīng)力即消失。對(duì)齒廓工作面上某一固定點(diǎn)來(lái)說(shuō)，它受到的是近似于脈動(dòng)變化的接觸應(yīng)力。如果接觸應(yīng)力超過(guò)了輪齒材料的接觸疲勞極限時(shí)，齒面上產(chǎn)生裂紋，裂紋擴(kuò)展致使表層金屬微粒剝落，形成小麻點(diǎn)，這種現(xiàn)象稱(chēng)為齒面點(diǎn)蝕。實(shí)踐表明，由于輪齒在節(jié)線附近嚙合時(shí)，同時(shí)嚙合的齒對(duì)數(shù)少，且輪齒間相對(duì)滑動(dòng)速度小，潤(rùn)滑油膜不易形成，所以點(diǎn)蝕首先出現(xiàn)在靠近節(jié)線的齒根面上(圖6.20)。一般閉式傳動(dòng)中的軟齒面較易發(fā)生點(diǎn)蝕失效，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)保證齒面有足夠的接觸強(qiáng)度。為防止過(guò)早出現(xiàn)點(diǎn)蝕，可采用提高齒面硬度、降低表面粗糙度值、增加潤(rùn)滑粘度等措施。而對(duì)于開(kāi)式齒輪傳動(dòng)，由于磨損嚴(yán)重，一般不出現(xiàn)點(diǎn)蝕。3、齒面磨損輪齒在嚙合過(guò)程中存在相對(duì)滑動(dòng)，使齒面間產(chǎn)生摩擦磨損。如果有金屬微粒、砂粒、灰塵等進(jìn)入輪齒間，將引起磨粒磨損。如圖6.21所示，磨損將破壞漸開(kāi)線齒形，并使側(cè)隙增大而引起沖擊和振動(dòng)，嚴(yán)重時(shí)甚至因齒厚減薄過(guò)多而折斷。對(duì)于新的齒輪傳動(dòng)裝置來(lái)說(shuō)，在開(kāi)始運(yùn)轉(zhuǎn)一段時(shí)間內(nèi)，會(huì)發(fā)生跑合磨損。這對(duì)傳動(dòng)是有利的，使齒面表面粗糙度值降低，提高了傳動(dòng)的承載能力。但跑合結(jié)束后，應(yīng)更換潤(rùn)滑油，以免發(fā)生磨粒磨損。磨損是開(kāi)式傳動(dòng)的主要失效形式。采用閉式傳動(dòng)、提高齒面硬度、降低齒面粗糙度及采用清潔的潤(rùn)滑油等，均可以減輕齒面磨損。4、齒面膠合在高速重載的齒輪傳動(dòng)中，齒面間的高壓、高溫使油膜破裂，局部金屬互相粘連繼而又相對(duì)滑動(dòng)，金屬?gòu)谋砻姹凰郝湎聛?lái)，而在齒面上沿滑動(dòng)方向出現(xiàn)條狀傷痕，稱(chēng)為膠合，如圖6.22所示。低速重載的傳動(dòng)因不易形成油膜，也會(huì)出現(xiàn)膠合。發(fā)生膠合后，齒廓形狀改變了，不能正常工作。在實(shí)際中采用提高齒面硬度、降低齒面粗糙度、限制油溫、增加油的粘度、選用加有抗膠合添加劑的合成潤(rùn)滑油等方法，可以防止膠合的產(chǎn)生。5、齒面塑性變形當(dāng)齒輪材料膠軟而載荷較大時(shí)，輪齒表層材料將沿著摩擦力方向發(fā)生塑性變形，導(dǎo)致主動(dòng)輪齒面節(jié)線處出現(xiàn)凹溝，從動(dòng)輪齒面節(jié)線處出現(xiàn)凸棱(如圖6.23所示)，齒形被破壞，影響齒輪的正常嚙合。為防止齒面的塑性變形，可采用提高齒面硬度、選用粘度較高的潤(rùn)滑油等方法。6.7.2 設(shè)計(jì)準(zhǔn)則設(shè)計(jì)齒輪傳動(dòng)時(shí)應(yīng)根據(jù)齒輪傳動(dòng)的工作條件、失效情況等，合理地確定設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，以保證齒輪傳動(dòng)有足夠的承載能力。工作條件、齒輪的材料不同，輪齒的失效形式就不同，設(shè)計(jì)準(zhǔn)則、設(shè)計(jì)方法也不同。對(duì)于閉式軟齒面齒輪傳動(dòng)，齒面點(diǎn)蝕是主要的失效形式，應(yīng)先按齒面接觸疲勞強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算，確定齒輪的主要參數(shù)和尺寸，然后再按彎曲疲勞強(qiáng)度校核齒根的彎曲強(qiáng)度。閉式硬齒面齒輪傳動(dòng)常因齒根折斷而失效，故通常先按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算，確定齒輪的模數(shù)和其他尺寸，然后再按接觸疲勞強(qiáng)度校核齒面的接觸強(qiáng)度。對(duì)于開(kāi)式齒輪傳動(dòng)中的齒輪，齒面磨損為其主要失效形式，故通常按照齒根彎曲疲勞強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算，確定齒輪的模數(shù)，考慮磨損因素，再將模數(shù)增大10%-20%，而無(wú)需校核接觸強(qiáng)度。我國(guó)已制定了齒輪強(qiáng)度計(jì)算的標(biāo)準(zhǔn)；GB3480-1997“斷開(kāi)線圓柱齒輪承載能力計(jì)算方法”及GB 10063-88“能用機(jī)械漸開(kāi)線圓柱齒輪承載能力簡(jiǎn)化計(jì)算方法”以及GB 6413-86 斷開(kāi)線圓柱齒輪膠合承載能力計(jì)算方法可作為齒輪傳動(dòng)承載能力計(jì)算依據(jù)。6.8 齒輪的常用材料及許用應(yīng)力6.8.1齒輪材料的基本要求由輪齒的失效分析可知，對(duì)齒輪材料的基本要求為：（1）齒面應(yīng)有足夠的硬度，以抵抗齒面磨損、點(diǎn)蝕、膠合以及塑性變形等；（2）齒芯應(yīng)有足夠的強(qiáng)度和較好的韌性，以抵抗齒根折斷和沖擊載荷；（3）應(yīng)有良好的加工工藝性能及熱處理性能，使之便于提高其力學(xué)性能。最常用的齒輪材料是鋼，此外還有鑄鐵及一些非金屬材料等。6.8.2齒輪常用材料及其熱處理1、鍛鋼鍛鋼因具有強(qiáng)度高、韌性好、便于制造、便于熱處理等優(yōu)點(diǎn)，大多數(shù)齒輪都用鍛鋼制造。下面介紹軟齒輪的齒面硬度350HBS，常用中碳鋼和中碳合金鋼，如45鋼、40Cr，35SiMn等材料，進(jìn)行調(diào)質(zhì)或正火處理，這種齒輪適用于強(qiáng)度、精度要求不高的場(chǎng)合，輪坯經(jīng)過(guò)熱處理后進(jìn)行插齒或滾齒加工，生產(chǎn)便利、成本