汽车机械基础 第十一章
（一）齿轮常见的失效形式 2.齿面磨损： 磨损是开式传动的主
要失效形式。
主要措施：采用闭式传动；
问抗题磨：损如能何力提？高齿轮的汽车机械基提糙础高度齿；第面采硬用十度清一；洁章降的低润齿滑面油粗。
（一）齿轮常见的失效形式 3.齿面点蚀： ——轮齿工作面某一
固定点受到近似脉动的变应力作用，由 于疲劳而产生的麻点状剥蚀损伤的现象。
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(二) 齿轮的常用材料及许用应力
2. 齿轮常用材料及其热处理 钢：许多钢材经适当的热处理或表面处理，可以成为常用的
齿轮材料；
常用材料
铸铁：常作为低速、轻载、不太重要场合的齿轮材料；
非金属材料：适用于高速、轻载、且要求降低噪声的场合。
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汽车机械基础 第十一章
汽车机械基础 第十一章
齿轮传动
汽车机械基础 第十一章
第一节 齿轮传动的特点与类型
一. 特点： 传动动力大，效率高 寿命长，工作平稳，可靠性高 能保证恒定的传动比，能传递任意夹角两轴间的运动 制造、安装精度要求较高，因而成本也 较高 不宜作轴间距离过大的传动
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二.齿轮传动的类型
三、变位齿轮的概念
1. 变位齿轮 标准齿轮的局限性
•受根切限制，齿数不得少于17，使传动结构不够紧凑；
•不适用于安装中心距a'不等于标准中心距a的场合。
•一对标准齿轮传动时，小齿轮的齿根厚度小而啮合次数又 较多，故小齿轮的强度较低，齿根部分磨损也较严重，因此 小齿轮容易损坏，同时也限制了大齿轮的承载能力。
➢原理 利用一对齿轮无侧隙啮合时两轮的齿廓互为包络线的原理
加工齿轮
➢常用的刀具
齿轮插刀
齿条插刀
齿轮滚刀
➢展成法加工的基本要求 用展成法加工齿轮时，只要刀具与被加工齿轮的模数和压力
角相同，不管被加工齿轮的齿数是多少，都可以用同一把刀具 来加工。
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2. 渐开线齿轮的加工方法
3) 根切现象
三、标准直齿轮的几何尺寸
1.一对标准齿轮中心距：
a
1 2
(d 2
d1 )
1 2
m( z 2
z1 )
径向方向上留有间隙c
c (ha* c* )m ha*m c*m
一对标准安装的标准直齿轮，其 分度圆上的齿厚等于齿槽宽，即
S1=e1=s2=e2=πm/2
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2.非标安装时，中心距
用展成法加工齿轮时，若刀具的齿顶线（或齿顶圆）超过理 论啮合线极限点N1时，被加工齿轮齿根附近的渐开线齿廓将被切 去一部分，这种现象称为根切。
轮齿的根切大大削弱了轮齿 的弯曲强度，降低齿轮传动的 平稳性和重合度，因此应力求 避免
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标准外齿轮的最少齿数
要使被切齿轮不产生根切，刀具的齿项线不得超过N点，即
圆盘铣刀加工齿数的范围
刀号
1
2
3
4
5
6
பைடு நூலகம்
7
加工齿数范围 12~13 14~16
仿型法加工动画演示
17~2 0
21~2 5
26~34
35~5 4
55~13 4
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8 135以上
2. 渐开线齿轮的加工方法
用盘铣刀切齿
用指状铣刀切齿
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2.渐开线齿轮的加工方法
2) 展成法
主要措施：提高齿面硬度；降低 齿面粗糙度；增大润滑油粘度； 采用合理变位。
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（一）齿轮常见的失效形式
4.齿面胶合：
高速重载传动中，齿面间压力大，瞬 时温度高，润滑油膜被破坏，齿面间 会发生粘接在一起的现象，在轮齿表 面沿滑动方向出现条状伤痕，称为胶 合。
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（一）齿轮常见的失效形式
模数m
p Z p = d 则d= z = m z
模数单位为mm，标准模数见表。 它是确定齿轮尺寸的重要参数。 压力角: 渐开线齿廓在分度圆处
的压力角。用 表示。
C o s k =r b/r k C o s =rb/r
我国规定标准压力角为20 汽车机械基础 第十一章
２. 基本参数及几何尺寸运算
基本参数 z、m、、ha、c
第十一章 齿轮传动
汽车机械基础 第十一章
第十一章 齿轮传动
本章的教学目标：
1)了解齿轮传动的特点、分类与应用；齿轮传动基本知识。 2)熟悉掌握渐开线直齿圆柱齿轮齿轮各部分名称、基本参数
及各部分几何尺寸计算。 3)掌握渐开线斜齿轮传动的特点与应用、基本参数及各部分
几何尺寸计算； 4)了解标准直齿圆锥齿轮传动的特点与应用、基本参数及各
a r1'
r'
rb1
cos
' 1
rb2
cos
' 2
(r1
r2
)
cos cos '
a cos cos '
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3、传动比
i12
1 2
r2 r1
rb2 rb1
r2 r1
z2 z1
常数
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4. 齿轮齿条啮合 齿轮齿条啮合时，相当于齿轮的分度圆与齿条的节圆作纯
滚动。标准安装时，齿条的节线与齿轮的分度圆相切。
此时， ' 当齿条圆离或靠近齿轮时，啮合线位置不
变，啮合角不变，节点位置不变，齿轮与齿条啮合时齿轮的分 度圆永远与节圆重合，啮合角等于压力角。但只有标准安装时， 齿条的分度线才与节线重合。
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第三节 渐开线直齿圆柱齿轮的啮合传动
部分几何尺寸计算； 5)了解蜗杆传动的特点与应用、基本参数和几何尺寸计算； 6)了解齿轮传动设计方法及参数选择。
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目录
第一节 齿轮传动的特点与类型 第二节 渐开线直齿圆柱齿轮 第三节 渐开线直齿圆柱齿轮传动 第四节 斜齿圆柱齿轮传动 第五节 锥齿轮传动 第六节 蜗杆传动 第七节 圆弧齿轮传动 第八节 齿轮结构设计与齿轮传动润滑
抗胶合能力的准则进行设计。
由实践得知：闭式软齿面齿轮（≤350HBS）传动，以保证齿面接触疲劳强度 为主。
闭式硬齿面（>350HBS）或开式齿轮传动，以保证齿根弯曲疲劳 强度为主。
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(二) 齿轮的常用材料及许用应力
1.齿轮材料的基本要求 齿轮的齿体应有较高的抗折断能力，齿面应有较强的抗点
P
齿廓曲线：工业上通常采用渐开线、
n
摆线、变态摆线
2
汽车机械基础 第十一章
二、渐开线齿廓的形成及其啮合特性
1. 渐开线的形成
如图，当一直线n-n沿一个半径为
rb的圆的圆周作纯滚动时，该直线 上任一点K的轨迹AK称为该圆的渐 开线。这个圆称为基圆，该直线称 为渐开线的发生线。渐开线上任一 点K的向径与起始点A的向径的夹角 <AOK（ < AOK＝ θk）称为渐开线 (AK段)的展角。
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二. 齿轮传动的类型
内啮合
直齿圆柱齿轮传动 外啮合
平面齿轮传动
齿轮齿条 内啮合
斜齿圆柱齿轮传动 外啮合
齿
齿轮齿条
轮 传
人字齿齿轮运动
动
直齿
传递相交运动 斜齿
曲线齿
空间齿轮传动
交错轴斜齿轮传动
传递交错轴运动 蜗杆涡轮
准双曲面齿轮
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第二节 渐开线直齿圆柱齿轮
选择齿轮材料的注意事项：
•在确定大、小齿轮硬度时应注意： •小齿轮的齿面硬度—大齿轮的齿面硬度= 30~50HBS； •原因：小齿轮受载荷次数比大齿轮多，且小齿轮齿根 较薄．为使两齿轮的轮齿接近等强度，小齿轮的齿面 要比大齿轮的齿面硬一些。
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齿轮的常用材料
锻钢：强度高、韧性好、便于制造、便于热处理等，大多数 齿轮都用锻钢制造。 软齿面齿轮:齿面硬度≤350HBS，常用中碳钢和中碳合金 钢，如45钢．40Cr，35SiMn等材料，进行调质或正火处理。 硬齿面齿轮 齿面硬度≥350HBS，常用的材料为中碳钢或中碳合金钢经 表面淬火处理。
5.塑性变形：
重载且摩擦力很大时，齿面较软的 轮齿表面就会沿摩擦力方向产生塑性 变形。
措施：提高齿面硬度；增大润滑油粘度。 汽车机械基础 第十一章
齿轮传动设计准则
对一般工况下的齿轮传动，其设计准则是： 保证足够的齿根弯曲疲劳强度，以免发生齿根折断。 保证足够的齿面接触疲劳强度，以免发生齿面点蚀。 对高速重载齿轮传动，除以上两设计准则外，还应按齿面
（5）基圆内无渐开线
n
(6)cosak =R b/Rk
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2. 渐开线的性质
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3. 渐开线齿廓的啮合特点
1).四线合一 :满足齿廓啮合基本定律.
2).中心距可分性:
两轮中心距稍微有变化，也不会改变其瞬时 传动比.
3).啮合角不变
齿廓啮合线、压力作用线方向不变 .
P
r1' r2'
动画
n
i12
ω1 ω2
O2P O1P
r2 r1
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2
一. 齿廓啮合基本定律：
2、共轭齿廓，共轭曲线
凡满足齿廓啮合基本定律的一对齿轮的齿廓称共轭齿廓， 共轭齿廓的齿廓曲线称为共轭曲线
r1' r2'
3、齿廓曲线的选择
n
1)满足定传动比的要求；2)考虑设计、制造
等方面。
一. 齿廓啮合基本定律：(传动比：ｉ12=常数)