影响载荷分布的均匀性 如：齿向误差
引起载荷分布不均匀
渐开线圆柱齿轮精度标准（GB10095－88）中规定了12个精度 等级。其中，1，2等级为远景级；
3，4，5级为高精度级； 6，7，8为中精度级，常用； 9，10，11，12级为低精度级。
常用6-9级
§11－4 直齿圆柱齿轮传动的作用力及计算载荷
措施：提高齿面硬度、 减小粗糙度；低速时采用 粘度大的润滑油；高速时 油中加抗胶合添加剂。
4、齿面磨损 原因：齿面进入磨料 后果：齿形破坏、变薄引起冲击
、振动，甚至断齿
措施：改善润滑、提高齿面硬度 、改用闭式传动
5 、轮齿塑性变形 齿体塑性变形：突然过载，引起齿体歪斜 齿面塑性变形：齿面表层材料沿摩擦力方向流动 原因：齿面软，润滑失效、摩擦变大 后果：齿廓形状变化，不能正确啮合 措施：提高齿面硬度、提高润滑油粘度
齿轮传动除需运转平稳外，还必须具有足够的承载能力。 本章讨论标准齿轮传动的强度计算。
齿轮传动的分类
开式：齿轮外露，不能防尘，周期润滑，精度低；
按工作条件
闭式：封闭在箱体内，安装精度高，润滑条件好。
按齿面硬度
软齿面: HBS<350 硬齿面: HBS>350
齿轮各部分的名称和符号
§11－1 轮齿的失效形式
最常用的材料：优质碳素钢，合金结构钢； 其次：铸钢、铸铁，还有非金属材料。
多采用锻件或轧制钢材。当直径大、不易 锻造时采用铸钢。低速传动可用灰铸铁。
二、齿轮的热处理 1. 表面淬火 表面淬火后再低温回火。
常用材料：中碳钢、中碳合金钢（45、40Gr） 齿面硬度52~56 HRC，齿变形不大，可不磨齿。 高频淬火、火焰淬火。 表面硬，芯部韧。
轮齿的失效形式主要有五种：
1 、轮齿的折断 发生在齿根部分。因轮齿受力时齿根 弯曲应力最大，且有应力集中。
疲劳折断：齿根应力集中、弯曲应力 反复作用、疲劳裂纹扩展
轮齿单侧工作时，齿根弯曲应力 是按脉动循环变化的；
轮齿双侧工作时，弯曲应力按对 称循环变化。
直齿 斜齿
过载折断：脆性材料，短时严重过载，突然折断。
碳氮共渗（氰化）
38GrMoAlA
特点：冲击载荷下硬化层易破碎，用于载荷平稳、润滑 良好处。
调质、正火处理后的齿面硬度较低，为软齿面； HBS350 表面淬火、渗碳淬火、渗氮处理后的齿面硬度较高，为硬齿面。
软齿面齿轮的加工工艺较简单，适用于一般传动。 小齿轮硬度大于大齿轮20-50 HBS 1）小齿轮齿根强度较弱（齿根薄） 2）小齿轮的应力循环次数较多
第11章 齿轮传动
§10-1 轮齿的失效形式 §10-2 齿轮材料及其热处理 §10-3 齿轮传动的精度 §10-4 直齿圆柱齿轮传动的作用力及计算载荷 §10-5 直齿圆柱齿轮传动齿面接触强度计算 §10-6 轮齿弯曲疲劳强度计算 §10-7 标准斜齿圆柱齿轮传动的受力分析 §10-9 齿轮的构造 §10-10 齿轮传动的润滑
硬齿面齿轮的承载能力较高，但需磨齿。常用于要求结构紧凑 或生产批量大的齿轮。
§11－3 齿轮传动的精度
在制造和安装时，不可避免地会产生各种误差。
影响传递运动准确性 如：齿距误差
误
齿轮在一转内实际转角与理论转角不一致。
差
影响传递运动平稳性 如：齿形误差
瞬时传动比不能保持恒定，在一转内会出现多次转速波动。
圆周力Ft : 在主动轮上与运动方向
相反，在从动轮上与运动方 向相同。
径向力Fr ： 指向各自的轮心 。
二、计算载荷 上述法向力 F n 为名义载荷。 理论上 F n 应沿齿宽均匀分布。但因轴和轴承的变形、传动
装置的制造和安装误差等原因，载荷沿齿宽的分布并不是均匀的， 即出现载荷集中现象。
齿轮位置对轴承不对称， 轴和轴承的刚度越小、 齿宽越宽载荷集中越严重
齿轮传动概述 1.功能：传递两轴间的运动或动力
2.应用：传递功率P可达数万千瓦，圆周速度可达150m/s; 直径能做到10m以上，单级传动比可达8或更大。
3.优缺点： 优点
工作可靠，使用寿命长 瞬时传动比为常数，传动效率高 结构紧凑 功率和速度适用范围广
缺点
齿轮制造需专用设备，成本高 精度低时，振动和噪音较大 不宜用于轴间距离大的传动
2 、齿面疲劳点蚀 原因：接触应力的反复作用，
齿面表层微裂纹扩展。 首先出现在齿根表面靠 近节线处。
后果：振动噪音
措施：增加齿面硬度、 降低粗糙度。
3 、齿面胶合 现象：高速重载传动，啮合区温度高，两齿面尖峰接触后粘连，
撕破形成沟纹。
原因：滑动速度大，啮合区温度高，润滑失效。
后果：产生振动、噪声。
轮齿塑性变形
设计准则
闭式软齿面齿轮传动：
主要失效形式： 齿面点蚀
先按齿面接触疲劳强度进行设计， 然后校核齿轮齿折断
先按齿根弯曲疲劳强度进行设计， 然后校核齿面接触疲劳强度。
§11－2 齿轮材料及热处理
一、齿轮材料 基本要求 齿面有足够的硬度 轮芯有足够的强度和韧性 具有良好的机械加工和热处理工艺性 价格较低
一、轮齿受力分析
一对标准直齿圆柱齿轮按标准中心距安装,齿廓在C点接触。略去摩擦力，则
轮齿间相互作用的总压力为法向力，方向沿啮合线。 F n 可分解为两个分力。
法向力
Fn
Ft
c os
圆周力
Ft
2T1 d1
径向力 Fr Ft tan
N1
力的方向判断:
作用于主、从动轮上的各 对力均大小相等，方向相反。
特点：轮齿变形不大，可承受中等冲击载荷，热处理后 不需要精加工。
2. 渗碳淬火
常用材料：低碳钢、低碳合金钢（20、20Gr） 齿面硬度56~62 H
特点：齿面接触强度高，芯部保持较高韧性。 用于受冲击载荷的重要传动。
但轮齿变形较大，热处理后需磨齿，载荷大时渗碳 层易剥落。
3. 调质
整体淬火+高温回火 常用材料：中碳钢、中碳合金钢 45、40Gr、35SiMn
齿面硬度220~260 HBS （350HBS=38HRC） 可在热处理后切齿,齿轮易跑合。 4. 正火 作用：消除内应力，细化晶粒，改善力学性能、切削性能。 中碳钢正火（要求不高的齿轮），铸钢正火（大直径）
材料：中碳钢、中碳合金钢
5. 渗氮
化学热处理。60~62 HRC 温度低，齿的变形小，用于难以磨齿的场合（内齿轮）