【正文】 300 300 187~255 HT350 350 197~269 QT5005 500 147~241 QT6002 600 229~302 ZG310570 ?；? 580 320 156~217 ZG340640 650 350 169~229 45 580 290 162~217 45 217~255 40~50HRC 40Cr 241~286 48~55HRC 調質后表面淬火 續(xù)表 101 常用齒輪材料及其力學性能 材料牌號 熱處理方法 強度極限 屈服極限 硬度 (HBS) σB / MPa σS / Mpa 齒芯部 齒面 ZG340~640 700 380 241~269 45 650 360 217~255 30CrMnSi 1100 900 310~360 35SiMn 750 450 217~269 38SiMnMo 700 550 217~269 40Cr 700 500 241~286 20Cr 650 400 300 20CrMnTi 1100 850 300 12Cr2Ni4 1100 850 320 35CrAlA 950 750 255~321 85HV 滲碳后淬火 調質 20Cr2Ni4 1200 1100 350 38CrMnAlA 1000 850 255~321 85HV 夾布膠木 100 25~35 調質后氮化 (氮化層 δ~) 三、齒輪材料選用的基本原則 1) 齒輪材料必須滿足工作條件的要求。 非金屬材料 二、常用的齒輪材料 鋼材的韌性好，耐沖擊，通過熱處理和化學處理可改善材料的機械性能，最適于用來制造齒輪。 ▲ 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。 102 輪齒的失效形式及設計準則 輪齒折斷 失效形式 塑性變形 一、輪齒的失效形式 表面凸出 表面凹陷 二、齒輪的 設計準則 ▲ 保證足夠的齒根彎曲疲勞強度，以免發(fā)生齒根折斷。當齒面向對滑動時，較軟的齒面沿滑動方向被撕下而形成溝紋。點蝕首先出現(xiàn)在節(jié)線處，齒面越硬，抗點蝕能力越強。 102 輪齒的失效形式及設計準則 輪齒折斷 失效形式 塑性變形 一、輪齒的失效形式 表面凸出 表面凹陷 167。 102 輪齒的失效形式及設計準則 輪齒折斷 疲勞折斷 一、輪齒的失效形式 過載折斷 局部折斷 齒面磨損 (磨粒磨損 ) 167。 167。 107 標準斜齒圓柱齒輪傳動的強度計算 本章學習的基本要求： （一）熟練掌握的內容 1）齒輪傳動的失效形式及設計準則 2）齒輪常用材料及熱處理方法的選擇； 3）直齒和斜齒輪、直齒錐齒輪的受力分析； 4）圓柱齒輪接觸和彎曲疲勞強度計算的理論依據、計算公式及公式中各參數的物理意義、公式的運用； 5）直齒錐齒輪強度計算 （二）一般了解的內容 1）圓柱齒輪和錐齒輪強度計算公式的推導； 2）齒輪傳動的計算載荷 本章的重點： 標準直齒圓柱齒輪傳動的設計原理及強度計算方法 （一）齒輪傳動的特點： ▲ 傳動效率高 η 可達 99％； ▲ 結構緊湊 。 108 標準圓錐齒輪傳動的強度計算 167。 103 齒輪材料及其選擇原則 167。 102 齒輪傳動的失效形式及設計準則 167。 105 標準直齒圓柱齒輪傳動的強度計算 167。 101 概述 167。 學習本章的目的 本章學習的根本目的是掌握齒輪傳動的設計方法，即要能夠根據齒輪工作條件的要求，設計出傳動可靠的齒輪。 102 齒輪傳動的失效形式及設計準則 輕載齒輪 重載齒輪 167。 102 輪齒的失效形式及設計準則 一、輪齒的失效形式 從動齒 主動齒 從動齒主動齒 從動齒 主動齒 齒面膠合 齒面磨損 齒面點蝕 167。 102 齒輪傳動的失效形式及設計準則 潘存云教授研制 齒面接觸疲勞 齒面接觸應力按脈動循環(huán)變化，當超過疲勞極限時，表面產生微裂紋、高壓油擠壓使裂紋擴展、微粒剝落。 102 輪齒的失效形式及設計準則 輪齒折斷 失效形式 一、輪齒的失效形式 齒面點蝕 齒面膠合 高速重載傳動中，常因嚙合區(qū)溫度升高而引起潤滑失效，致使齒面金屬直接接觸而相互粘連。 102 輪齒的失效形式及設計準則 輪齒折斷 失效形式 一、輪齒的失效形式 從動齒 主動齒 從動齒主動齒 從動齒 主動齒 齒面膠合 齒面磨損 齒面點蝕 167。 ▲ 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。 103 齒輪材料及選用原則 常用 齒輪 材料 鍛鋼 鑄鋼 鑄鐵 常作為低速、輕載、不太重要的場合的齒輪材料； 適用于高速、輕載、且要求降低噪聲的場合。 一般用齒輪用碳素鋼，重要齒輪用合金鋼。 104 齒輪傳動的計算載荷 齒面接觸線單位長度上所受的平均載荷： 接觸線單位長度上的最大載荷為： LKFKpp nca ??K載荷系數 ： K＝ KA Kv Kα Kβ LFp n? Fn 輪齒所受的公稱法向載荷 式中 ： KA ─使用系數 Kv ─動載系數 Kα─齒間載荷分配系數 Kβ─齒向載荷分布系數 167。 挖掘機、重型球磨機、橡膠揉合 機、破碎機、重型給水機、旋轉式鉆探裝置、壓磚機、帶材冷軋機、壓坯機等。 167。 104 齒輪傳動的計算載荷 112dTFt ??co s/tn FF ??t an21 trr FFF ??圓周力： 徑向力： 法向力： 小齒輪上的轉矩： mmNnPPT ????16161 ?各作用力的大?。? O2 ω2 O1 ω1 T1 d1 2 d2 2 α Ft1 Fr1 Fn1 Fn2 167。 rb O 30? 30? （二）齒根彎曲疲勞強度計算 假定載荷僅由一對輪齒承擔，按懸臂梁計算。 105 標準直齒圓柱齒輪傳動的強度計算 抗彎截面系數： 62bSW ?WMF ?0?彎曲應力： 2co s6bshp ca ??? ?bmYKFWM FatF ??0?YFa –齒 形系數 （二）齒根彎曲疲勞強度計算 167。 105 標準直齒圓柱齒輪傳動的強度計算 注意： 由設計公式可見，當齒輪的 材料 、 u 、 φd已給定時，影響齒輪彎曲強度的主要因素是模數 m。 齒面點蝕與齒面接觸應力的大小有關，而齒面的最大接觸應力可近似用赫茲公式進行計算。 節(jié)點處齒廓曲率半徑： 167。 105 標準直齒圓柱齒輪傳動的強度計算 3211 ][???????????HEdZuuKTd??（ 108a） （ 109a） 設計公式 3211 ][12???????????HEHdZZuuKTd??注意： 由設計公式可見，當齒輪的 材料 、 u 、 φd 已給定時，影響齒輪接觸強度的主要因素是齒輪的直徑 d1（或中心距 a） ，即取決于模數 m與齒數 Z的乘積。 軟齒面閉式齒輪傳動： 按接觸強度進行設計，按彎曲強度校核： 硬齒面閉式齒輪傳動： 按彎曲強度進行設計，按接觸強度校核 : 開式齒輪傳動： 按彎曲強度設計。 106 齒輪傳動的設計參數、許用應力與精度選擇 說明： 1) 大小齒輪皆為硬齒面時， ?d 應取小值，否則取大值； 2) 括號內的數值用于人字齒輪 ； 3) 機床中的齒輪，若傳遞功率不大時， ?d可小到 4) 非金屬齒輪可取 ?d =~ 表 107 圓柱齒輪的齒寬系數 ?d =b/d1 裝置狀況 兩支承相對 小齒輪對稱布置 兩支承相對 小齒 輪做非對稱布置 懸臂布置 ?d