第5章機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 齒輪傳動(dòng)

1、第第5 5章齒輪傳動(dòng)章齒輪傳動(dòng) 5.1 齒輪傳動(dòng)的特點(diǎn)和基本類型齒輪傳動(dòng)的特點(diǎn)和基本類型5.2 漸開線齒廓漸開線齒廓5.3 漸開線標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪的幾何尺寸計(jì)算漸開線標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪的幾何尺寸計(jì)算5.4 漸開線標(biāo)準(zhǔn)齒輪的嚙合傳動(dòng)漸開線標(biāo)準(zhǔn)齒輪的嚙合傳動(dòng)5.5 漸開線齒輪的切齒原理與根切現(xiàn)象漸開線齒輪的切齒原理與根切現(xiàn)象5.6 變位齒輪傳動(dòng)變位齒輪傳動(dòng)5.7 平行軸斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)平行軸斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)5.8 直齒錐齒輪傳動(dòng)直齒錐齒輪傳動(dòng)5.9 漸開線圓柱齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)漸開線圓柱齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)5.10 齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及齒輪傳動(dòng)的潤滑和效率齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及齒輪傳動(dòng)的潤滑和效率 齒輪傳動(dòng)：齒輪傳動(dòng)：

2、用于傳遞空間任意兩軸之間的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力。5.15.1齒輪傳動(dòng)的類型和特點(diǎn)齒輪傳動(dòng)的類型和特點(diǎn) 工作可靠、壽命長；優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：傳動(dòng)比準(zhǔn)確；傳動(dòng)效率高；結(jié)構(gòu)緊湊；適用范圍廣。一、一、齒輪傳動(dòng)的特點(diǎn)齒輪傳動(dòng)的特點(diǎn)缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：制造和安裝精度要求較高；不適宜用于兩軸 間距離較大的傳動(dòng)。齒輪傳動(dòng)動(dòng)畫（齒輪傳動(dòng)動(dòng)畫（3D)（1 1）直齒圓柱齒輪：）直齒圓柱齒輪： a)a)外嚙合直齒輪外嚙合直齒輪b)b)內(nèi)嚙合直齒輪內(nèi)嚙合直齒輪1 1、平行軸齒輪傳動(dòng)、平行軸齒輪傳動(dòng)二、齒輪傳動(dòng)的類型二、齒輪傳動(dòng)的類型外嚙合直齒輪傳動(dòng)動(dòng)畫外嚙合直齒輪傳動(dòng)動(dòng)畫（3D)3D)內(nèi)嚙合直齒輪傳動(dòng)動(dòng)畫內(nèi)嚙合直齒輪傳動(dòng)動(dòng)畫(3D)c)c)齒

3、輪齒條傳動(dòng)齒輪齒條傳動(dòng)齒輪齒條傳動(dòng)動(dòng)畫齒輪齒條傳動(dòng)動(dòng)畫(3D)(3D)（2 2）斜齒圓柱齒輪）斜齒圓柱齒輪斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)動(dòng)畫斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)動(dòng)畫(3D)(3D)（3 3）人字齒圓柱齒輪）人字齒圓柱齒輪人字齒圓柱齒輪傳動(dòng)動(dòng)畫人字齒圓柱齒輪傳動(dòng)動(dòng)畫(3D)(3D)直齒圓錐齒輪傳動(dòng)直齒圓錐齒輪傳動(dòng)2 2、相交軸齒輪傳動(dòng)、相交軸齒輪傳動(dòng)曲線齒圓錐齒輪傳動(dòng)動(dòng)畫曲線齒圓錐齒輪傳動(dòng)動(dòng)畫(3D)(3D)3 3、交錯(cuò)軸斜齒輪傳動(dòng)、交錯(cuò)軸斜齒輪傳動(dòng)交錯(cuò)軸斜齒圓柱齒輪機(jī)構(gòu)動(dòng)畫交錯(cuò)軸斜齒圓柱齒輪機(jī)構(gòu)動(dòng)畫(3D)(3D)4. 4. 蝸輪蝸桿傳動(dòng)蝸輪蝸桿傳動(dòng)蝸輪蝸桿傳動(dòng)動(dòng)畫蝸輪蝸桿傳動(dòng)動(dòng)畫(3D)(3D) 5.2 5.

4、2 漸開線齒廓漸開線齒廓 5.2.1 5.2.1 漸開線的形成漸開線的形成 如圖所示，一條直線沿一個(gè)半徑為rb的圓周作純滾動(dòng)，該直線上任一點(diǎn)k的軌跡稱為該圓的漸開線。這個(gè)圓稱為基圓，該直線稱為漸開線的發(fā)生線。5.2.2 5.2.2 漸開線的性質(zhì)漸開線的性質(zhì)1 1 、發(fā)生線沿基圓滾過的線段長度等于基圓上被滾過的、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(yīng)弧長。相應(yīng)弧長。如圖所示。 漸開線的展開過程演示動(dòng)畫漸開線的展開過程演示動(dòng)畫 2 2、 漸開線上任意一點(diǎn)法線必然與基圓相切。漸開線上任意一點(diǎn)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(diǎn)的法線。換言之，基圓的切線必為漸開線上某點(diǎn)的

5、法線。 因?yàn)楫?dāng)發(fā)生線在基圓上作純滾動(dòng)時(shí)，它與基圓的切點(diǎn)B是發(fā)生線上各點(diǎn)在這一瞬時(shí)的速度瞬心，漸開線上K點(diǎn)的軌跡可視為以B點(diǎn)為圓心， BK為半徑所作的極小圓弧，故B點(diǎn)為漸開線上K點(diǎn)的曲率中心，BK為其曲率半徑和K點(diǎn)的法線，而發(fā)生線始終相切于基圓，所以漸開線上任意一點(diǎn)法線必然與基圓相切。 3 3、漸開線齒廓上某點(diǎn)的法線與該點(diǎn)的速度方向所夾的銳、漸開線齒廓上某點(diǎn)的法線與該點(diǎn)的速度方向所夾的銳角稱為該點(diǎn)的壓力角。角稱為該點(diǎn)的壓力角。如圖所示 基圓與壓力角的關(guān)系動(dòng)畫基圓與壓力角的關(guān)系動(dòng)畫4 4、 漸開線的形狀只取漸開線的形狀只取 決于基圓大小。決于基圓大小。 如圖所示如圖所示5 5、 基圓內(nèi)無漸開線。基

6、圓內(nèi)無漸開線。 5.2.3 5.2.3 漸開線齒廓的嚙合特點(diǎn)漸開線齒廓的嚙合特點(diǎn)1、瞬時(shí)傳動(dòng)比恒定、瞬時(shí)傳動(dòng)比恒定 上式表明：漸開線齒輪的傳動(dòng)比等于兩輪基圓半徑的反比。 2、漸開線齒廓傳動(dòng)中心距可分性、漸開線齒廓傳動(dòng)中心距可分性 漸開線齒輪的傳動(dòng)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(dāng)兩輪的實(shí)際中心距與設(shè)計(jì)中心距不一致時(shí)，而兩輪的傳動(dòng)比卻保持不變。這一特性稱為傳動(dòng)的可分性傳動(dòng)的可分性。1212122112bbrrrrPOPOi3. 齒廓間正壓力方向不變齒廓間正壓力方向不變 如圖所示，過節(jié)點(diǎn)C作兩節(jié)圓的公切線t- t，它與嚙合線n-n的夾角稱為嚙合角。由理論力學(xué)知道，齒廓間正壓力方

7、向?yàn)榻佑|點(diǎn)公法線方向，由于公法線與嚙合線重合且位置不變，顯然，嚙合角是一個(gè)常數(shù)，所以齒廓間正壓力方向也不會(huì)改變。當(dāng)齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩為常數(shù)時(shí)，正壓力的大小也不變。這對于提高齒輪傳動(dòng)的平穩(wěn)性是極為有利的。由圖還可知道，嚙合角在數(shù)值上等于漸開線在節(jié)圓上的壓力角。 一對齒輪嚙合過程演示動(dòng)畫一對齒輪嚙合過程演示動(dòng)畫 5.3 5.3 漸開線標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪的幾何尺寸計(jì)算漸開線標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪的幾何尺寸計(jì)算 5.3.15.3.1、齒輪各部分名稱、齒輪各部分名稱 (1) 齒頂圓: 過所有輪齒頂部所作的圓稱為齒頂圓, 其直徑和半徑分別用da和ra表示。 (2) 齒根圓: 過輪齒根部所作的圓稱為齒根圓, 其直徑和半

8、徑分別用df和rf表示。 (3) 基圓: 發(fā)生漸開線齒廓的圓稱基圓, 其直徑和半徑分別用db和rb表示。 (4) 齒厚: 在直徑為dk的任一圓周上, 一個(gè)輪齒兩側(cè)齒廓間的弧長稱為該圓上的齒厚, 用sk表示。 (5) 齒槽寬: 在直徑為dk的圓周上, 相鄰輪齒兩側(cè)齒廓間的弧長稱為該圓上的齒槽寬, 用ek表示。 (6) 齒距: 在直徑為dk的圓周上, 相鄰兩齒同名齒廓之間的弧長稱為該圓上的齒距, 用pk表示, pk=sk+ek。 基圓齒距用pb表示, pb=sb+eb。sb、eb分別為基圓上的齒厚和齒槽寬。 (7) 分度圓: 在齒頂圓和齒根圓之間的作為齒輪尺寸計(jì)算基準(zhǔn)的圓, 其直徑和半徑分別用d和

9、r表示。在標(biāo)準(zhǔn)齒輪上齒厚與齒槽寬相等, 且分度圓的齒距p、齒厚s、齒槽寬e的關(guān)系是: s=e=p/2。 (8) 齒頂高： 齒頂圓和分度圓之間的徑向距離稱為齒頂高, 用ha表示。顯然ha=(da-d)/2。 (9) 齒根高: 分度圓和齒根圓之間的徑向距離稱為齒根高, 用hf表示。顯然hf=(d-df)/2。 (10) 齒高: 齒頂圓和齒根圓之間的徑向距離稱為齒高,用h表示。顯然h=ha+hf。 (11) 齒輪寬度： 沿齒輪軸線的長度稱為齒寬, 用b表示。 5.3.25.3.2、漸開線齒輪的基本參數(shù)和尺寸計(jì)算、漸開線齒輪的基本參數(shù)和尺寸計(jì)算1、齒數(shù)：、齒數(shù)：齒輪整個(gè)圓周上輪齒的總數(shù), 用z表示。

10、2、 模數(shù)：模數(shù)： 根據(jù)圓的周長和齒距的定義可知kkkkzpdzpd 式中, 比值pk/含有無理數(shù), 這給設(shè)計(jì)、制造及測量帶來不便, 為此需在齒輪上取一圓, 將該圓pk/的比值規(guī)定為標(biāo)準(zhǔn)值,并使該圓上的壓力角也為標(biāo)準(zhǔn)值, 這個(gè)圓即為分度圓。規(guī)定分度圓上的齒距p對的比值為標(biāo)準(zhǔn)值(整數(shù)或有理數(shù))稱為模數(shù),用m表示, 即pm 式中, m的單位為mm。 模數(shù)是齒輪的一個(gè)重要的基本參數(shù), 我國已制定了標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)系列(見下表)。 因此, 分度圓的直徑為 mzpzd分度圓的齒距p為 p=s+e=m 標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)系列表（摘自標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)系列表（摘自GB/T 13572008） 第一系列11.251.522.534568

11、1012162025324050第二系列1.75 2.25 2.75 （3.25） 3.5 （3.75） 4.5 5.5 （6.5） 7 9 （11） 14 18 22 28 （30） 36 45 不同模數(shù)輪齒大小的比較不同模數(shù)輪齒大小的比較3 3、 壓力角壓力角 漸開線上各點(diǎn)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, 用表示。 國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定齒輪分度圓壓力角為標(biāo)準(zhǔn)值=20。 不同壓力角時(shí)輪齒的形狀不同壓力角時(shí)輪齒的形狀 4 4、齒頂高系數(shù)、齒頂高系數(shù) ha=ha*m （ha*=1） 5 5、頂隙系數(shù)、頂隙系數(shù) C=c*m (c*=0.25) hf=(ha*+c*)m 全齒高 h=

12、ha+hf=(2ha*+c*)m 標(biāo)準(zhǔn)齒輪標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)值，且分度圓上的齒厚等于齒槽寬的齒輪。 漸開線標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪的幾何尺寸計(jì)算公式見教材表漸開線標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪的幾何尺寸計(jì)算公式見教材表5-3。5.3.3 5.3.3 漸開線齒圓柱齒輪常用的測量項(xiàng)目漸開線齒圓柱齒輪常用的測量項(xiàng)目 1公法線長度的測量計(jì)算2.9521(0.5)0.014 kWmkz 2分度圓弦齒厚的測量 標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪的分度圓弦齒厚和分度圓弦齒高的計(jì)算公式為90sinsmzz901(1 cos)2zhmz5.4 5.4 漸開線標(biāo)準(zhǔn)齒輪的嚙合傳動(dòng)漸開線標(biāo)準(zhǔn)齒輪的嚙合傳動(dòng) 一對相嚙合齒輪

13、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: 12nnppcosbpm12bbpp5.4.1 5.4.1 正確嚙合條件正確嚙合條件結(jié)論：一對漸開線齒輪，在模數(shù)和壓力角取標(biāo)準(zhǔn)值的情況下，只要它們分度圓上的模數(shù)和壓力角分別相等，就能正確嚙合。 1212mmm正確嚙合動(dòng)畫正確嚙合動(dòng)畫5.4.2 5.4.2 連續(xù)傳動(dòng)條件連續(xù)傳動(dòng)條件 圖中B2點(diǎn)（從動(dòng)輪2齒頂圓與嚙合線N1N2的交點(diǎn)），是一對輪齒嚙合的起始點(diǎn)。隨著嚙合傳動(dòng)的進(jìn)行，兩齒廓的嚙合點(diǎn)沿著嚙合線移動(dòng)，直到B1點(diǎn)（主動(dòng)輪1的齒頂圓與嚙合線的交點(diǎn)）時(shí)，兩輪齒即將脫離接觸，B1點(diǎn)為輪齒嚙

14、合的終止點(diǎn)。 從一對輪齒的嚙合過程來看，嚙合點(diǎn)實(shí)際走過的軌跡只是嚙合線上的一段，即B1B2，稱為實(shí)實(shí)際嚙合線際嚙合線。 當(dāng)兩輪齒頂圓加大時(shí)，點(diǎn)B2和B1將分別趨近于點(diǎn)N1和N2，實(shí)際嚙合線將加長，但因基圓內(nèi)無漸開線，所以實(shí)際嚙合線不會(huì)超過N1N2，即N1N2是理論上可能的最長嚙合線，稱為理論嚙合線理論嚙合線。要保證齒輪連續(xù)傳動(dòng)，須：為重合度 大，表明同時(shí)參與嚙合輪齒的對數(shù)多，或同時(shí)參與嚙合所占的時(shí)間比例大，每對齒的負(fù)荷小，傳動(dòng)平穩(wěn)性好。因此是衡量齒輪傳動(dòng)質(zhì)量的主要指標(biāo)之一。連續(xù)傳動(dòng)的條件演示動(dòng)畫連續(xù)傳動(dòng)的條件演示動(dòng)畫5.4.3 5.4.3 中心距與嚙合角中心距與嚙合角 一對齒輪外嚙合時(shí)，不論其

15、是否為標(biāo)準(zhǔn)安裝，兩輪的中心距總是等于兩輪節(jié)圓半徑之和。標(biāo)準(zhǔn)安裝時(shí)的中心距稱為標(biāo)準(zhǔn)中心距，用a表示。對于一對外嚙合標(biāo)準(zhǔn)齒輪傳動(dòng)，其標(biāo)準(zhǔn)中心距為 實(shí)際由于制造、安裝、磨損，實(shí)際中心距實(shí)際由于制造、安裝、磨損，實(shí)際中心距aa, aa,aa, aa,節(jié)圓節(jié)圓 分度圓，嚙合角分度圓，嚙合角 壓力角；壓力角； aa,aa,節(jié)圓節(jié)圓 分度圓，嚙合角分度圓，嚙合角 壓力角；壓力角； 由于齒輪制造和安裝的誤差、運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)徑向力的作用以及軸承磨損等原因，齒輪的實(shí)際中心距離往往與標(biāo)準(zhǔn)中心距不相一致，而略有變動(dòng)。如圖所示，兩輪的分度圓不再相切，這時(shí)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

16、時(shí)兩輪的 中心距與嚙合角的關(guān) 系為coscosaa齒廓嚙合基本定律動(dòng)畫齒廓嚙合基本定律動(dòng)畫5.5 5.5 漸開線齒輪的切齒原理與根切現(xiàn)象漸開線齒輪的切齒原理與根切現(xiàn)象5.5.1 5.5.1 漸開線齒輪的切齒原理漸開線齒輪的切齒原理 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。1 1仿形法仿形法 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。仿形法加工動(dòng)畫（仿形法加工動(dòng)畫（3D)3D) 切削時(shí)，銑刀轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)毛坯沿它的軸線方向移動(dòng)一個(gè)行程，這樣就切出一

17、個(gè)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(gè)齒間（槽）。依次進(jìn)行即可切削出所有輪齒。 在加工齒數(shù)不同的齒輪時(shí)，每一種齒數(shù)的齒輪就需要一把銑刀。顯然，這在實(shí)際上是作不到的。所以，在工程上加工同樣模數(shù)的齒輪時(shí)，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。2 2范成法（又稱展成法）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(dòng)時(shí)，兩輪的齒廓互為包絡(luò)線的原理來加工的。 將一對互相嚙合傳動(dòng)的齒輪之一變?yōu)榈毒撸硪粋€(gè)作為輪坯，并使二者仍按原傳動(dòng)比進(jìn)行傳動(dòng)，則在傳動(dòng)過程中，刀具的

18、齒廓便在輪坯上包絡(luò)出與其共軛的齒廓。 常用的刀具有齒輪插刀、齒條插刀和齒輪滾刀。齒輪滾刀加工動(dòng)畫齒輪滾刀加工動(dòng)畫(3D)(3D)齒輪插刀加工動(dòng)畫齒輪插刀加工動(dòng)畫(3D)(3D)5.5.2 5.5.2 根切現(xiàn)象和最少齒數(shù)根切現(xiàn)象和最少齒數(shù) 用范成法加工齒輪時(shí)，有時(shí)會(huì)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。 根切的齒輪會(huì)削弱輪齒的抗彎強(qiáng)度、降低傳動(dòng)的重合度和平穩(wěn)性。所以在設(shè)計(jì)制造中應(yīng)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(diǎn)N1則被切齒輪必定發(fā)生輪齒根切。不根切的條件可以表示為 ，即：11PNPB 2sinsin*m

19、zmha2*sin2ahz 因此，漸開線標(biāo)準(zhǔn)齒輪不根切的最少齒數(shù)為因此，漸開線標(biāo)準(zhǔn)齒輪不根切的最少齒數(shù)為200 . 1*ah17minz時(shí)，2*minsin2ahz根切現(xiàn)象動(dòng)畫根切現(xiàn)象動(dòng)畫根切現(xiàn)象動(dòng)畫（根切現(xiàn)象動(dòng)畫（3D)3D) 5.6 5.6 變位齒輪傳動(dòng)變位齒輪傳動(dòng)5.6.1 5.6.1 變位齒輪變位齒輪 前面討論的都是漸開線標(biāo)準(zhǔn)齒輪，它們設(shè)計(jì)計(jì)算簡單，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）不適合于安裝中心距a不等于標(biāo)準(zhǔn)中心距a的場合。當(dāng)aa時(shí)，雖然可以安裝，但會(huì)產(chǎn)生過大的側(cè)隙而引起沖擊振動(dòng)，影響傳動(dòng)的平穩(wěn)性；（3）一

20、對標(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。如下圖所示，當(dāng)齒條插刀齒頂線超過極限嚙合點(diǎn)N1，切出來的齒輪發(fā)生根切。若將齒條插刀遠(yuǎn)離輪心O1一段距離（xm），齒頂線不再超過極限點(diǎn)N1，則切出來的齒輪不會(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位置后切制出來的齒輪稱為變位齒變位齒輪輪，刀具移動(dòng)的距離xm稱為變位量變位量，x稱為變位變位系數(shù)系數(shù)。刀具遠(yuǎn)離輪心的變位稱為正變位正變位，此時(shí)x0；刀具移近輪心的變位稱為負(fù)變位負(fù)變位

21、，此時(shí)x350） 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(jí)。 適合于高速、重載及精密機(jī)械（如精密機(jī)床、航空發(fā)動(dòng)機(jī)等）2 2、鑄鐵、鑄鐵脆，機(jī)械強(qiáng)度、抗沖擊和耐磨性較差，但抗膠合和點(diǎn)蝕能力較強(qiáng)，用于工作平穩(wěn)、低速和小功率場合。 球墨鑄鐵：有較好的機(jī)械性能和耐磨性。3 3、非金屬材料、非金屬材料工程塑料（ABS、尼龍）、夾布膠木。5.9.3 5.9.3 齒輪傳動(dòng)精度等級(jí)的選擇齒輪傳動(dòng)精度等級(jí)的選擇 國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T10095.1-2008對漸開線圓柱齒輪規(guī)定了13個(gè)精度等級(jí)，其中0級(jí)精度最高，12級(jí)精度最低。常用的是6

22、9級(jí)。 GB/T10095.2-2008對單個(gè)漸開線圓柱齒 輪徑向綜合偏差和徑向跳動(dòng)公差的精度作了較詳細(xì)的規(guī)定，徑向綜合偏差共分9個(gè)等級(jí)，4級(jí)最高，12級(jí)最低；徑向跳動(dòng)公差分13級(jí)，0級(jí)最高，12級(jí)最低，具體使用時(shí)，可直接查閱國家標(biāo)準(zhǔn)。5.9.4 5.9.4 直齒圓柱齒輪傳動(dòng)的強(qiáng)度設(shè)計(jì)直齒圓柱齒輪傳動(dòng)的強(qiáng)度設(shè)計(jì) 1輪齒的受力分析輪齒的受力分析 對輪齒進(jìn)行受力分析，可為齒輪傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算以及支承齒輪的軸和軸承的計(jì)算提供數(shù)據(jù)。如圖所示為一對標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪嚙合傳動(dòng)時(shí)的受力情況。 在分度圓上可分解為兩個(gè)互相垂直的分力：切于圓周的切向力和沿半徑方向并指向輪心的徑向力。各力的大小分別為11112tanr

23、tTdFFt1切向力 F徑向力 式中， 為主動(dòng)輪傳遞的轉(zhuǎn)矩（Nmm） 1T主動(dòng)輪傳遞的轉(zhuǎn)矩為61119.55 10PTn 2 2齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算 鋼制標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪齒面接觸疲勞強(qiáng)度的校核公式為1311671HdKT udu H設(shè)計(jì)公式為2136711()HdKT uu1d 3 3齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算 齒根彎曲疲勞強(qiáng)度的校核公式為111231122bbFSFSdKTKTYYbmdz m 1bb設(shè)計(jì)公式為13212()FSdbbYKTzm 4 4齒輪傳動(dòng)參數(shù)的選擇齒輪傳動(dòng)參數(shù)的選擇（1）齒數(shù)）齒數(shù) 通常對軟齒面的閉式齒輪傳動(dòng)，可取 ；對硬齒面的閉式齒輪

24、傳動(dòng)或開式傳動(dòng)，主要應(yīng)保證輪齒的彎曲強(qiáng)度，應(yīng)適當(dāng)選取較少的齒數(shù)，但要避免發(fā)生根切，一般取 。120 40z 117 20z （2）模數(shù)）模數(shù) 在滿足輪齒彎曲疲勞強(qiáng)度的條件下，宜取小模數(shù)。但對傳遞動(dòng)力的齒輪，為防止意外斷齒，應(yīng)保證模數(shù) m2mm。 （3）齒寬系數(shù)）齒寬系數(shù) 當(dāng)齒寬一定時(shí)，增大齒寬系數(shù)可減小齒輪直徑和傳動(dòng)中心距，降低齒輪的圓周速度。但當(dāng)齒輪直徑一定時(shí)，齒寬系數(shù)愈大，齒寬就愈大，則載荷沿齒寬分布就愈不均勻。對于一般機(jī)械， 可按教材表5-13選取。 d5 5齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)步驟齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)步驟（1）選擇齒輪材料及熱處理方法 （2）設(shè)計(jì)計(jì)算 （3）計(jì)算齒輪的幾何尺寸 （4）確定齒輪的結(jié)構(gòu)形式和結(jié)構(gòu)尺寸 （5）繪制齒輪工作圖5.9.5 5.9.5 斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)的強(qiáng)度設(shè)計(jì)斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)的強(qiáng)度設(shè)計(jì)1輪齒的受力分析輪齒的受力分析 如圖所示為平行軸斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)中輪齒的受力情況。 11211121122tancostanttnrtrataTFFdFFFFFF 切向力 徑向力 軸向力 斜齒輪的受力分析動(dòng)畫斜齒輪的受力分析動(dòng)畫2 2齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算 對于鋼制標(biāo)準(zhǔn)斜齒圓柱齒輪，其