齿轮传动教案
第七章 齿轮传动(汽车机械基础教案)
第三节 渐开线直齿圆柱齿轮传动
一、渐开线齿轮传动的啮 合过程 如图7-10所示，齿轮1为主 动轮，齿轮2为从动轮。 二、齿轮传动正确啮合条 件 一对渐开线齿轮要正确啮 合，必须满足一定的条件。由 于模数m和压力角a都是标准化 了的，所以两齿轮正确啮合条 件为： m1=m2=m a1=a2=a
三、齿轮连续传动的条件 所以齿轮连续传动的条件为：两齿轮的实际啮合线B1B2应大于或等于齿 轮的基圆齿距pb。 四、变位齿轮的概念 用展成法加工齿轮时，当齿数较少时，有时会发现刀具的顶部切入齿轮 的根部，将齿轮根部的渐开线切去的现象，通常称之为根切，如图7-11所示。 与标准齿轮相比，正变位齿轮分度圆齿厚和齿根圆齿厚增大，轮齿强度 增大，但齿顶变尖；负变位齿轮齿厚的变化恰好相反，轮齿强度削弱，如图 7-12所示。
两轴线平行—圆柱
｛
直齿 图7-1f 曲齿 图7-1g 图7-1h 图7-1i
两轴线相错—
｛
圆柱斜齿 蜗杆蜗轮
2）按齿 轮的齿廓曲 线不同，齿 轮传动又可 分为渐开线、 摆线和圆弧 等三种。
第二节 渐开线直齿圆柱齿轮
一、渐开线的形成及其啮合特性 1．渐开线的形成 如图7-2所示，当直线NK 沿一圆作纯滚动时，直线上 任意一点K的轨迹AK称为该 圆的渐开线。这个圆称为渐 开线的基圆，其半径和直径 分别用rb和db表示，直线NK 称为渐开线的发生线。
4．齿面胶合 胶合是相啮合齿面的金属，在一定压力下直接接触发生粘着，同时随着齿 面间的相对运动，使金属从齿面上撕落而引起的一种严重粘着磨损现象。胶合 又有热胶合和冷胶合之分。 5．塑性变形 在过大的应力作用下，轮齿材料因屈服产生塑性流动而形成齿面或齿体的 塑性变形。 齿轮的失效形式与传动工作情况相关。 按工作情况，齿轮传动可分为开式传动和闭式传动两种。开式传动是指传 动裸露或只有简单的遮盖，工作时环境中粉尘、杂物易侵入啮合齿间，润滑条 件较差的情况，如图7-13a所示。闭式传动是指被封闭在箱体内，且润滑良好 的（常用浸油润滑）的齿轮传动，如图7-13b所示。开式传动以磨损及磨损后 的折齿失效为主，闭式传动则以疲劳点蚀或胶合为主。
齿轮传动小学教案
齿轮传动小学教案教学目标：1. 让学生了解齿轮的基本概念和特点，知道齿轮的作用。
2. 让学生通过实验观察齿轮传动的过程，理解齿轮传动的原理。
3. 培养学生的观察能力、动手能力和解决问题的能力。
教学重点：1. 齿轮的基本概念和特点。
2. 齿轮传动的过程和原理。
教学难点：1. 齿轮的绘制和制作。
2. 齿轮传动过程中速度和力的计算。
教学准备：1. 齿轮模型或图片。
2. 齿轮传动实验器材。
3. 绘图工具。
教学过程：一、导入（5分钟）1. 向学生介绍齿轮的基本概念和特点，引导学生思考齿轮的作用。
2. 展示齿轮模型或图片，让学生观察齿轮的形状和结构。
二、探究齿轮传动的过程（15分钟）1. 引导学生观察齿轮传动实验器材，让学生了解齿轮传动的基本原理。
2. 分组进行实验，让学生亲自动手操作，观察齿轮传动的过程。
3. 引导学生总结齿轮传动的特点和规律。
三、齿轮的制作和绘制（15分钟）1. 教授齿轮的制作方法，让学生动手制作齿轮模型。
2. 教授齿轮的绘制方法，让学生绘制齿轮的示意图。
四、齿轮传动的应用（15分钟）1. 让学生思考齿轮在生活中的应用，举例说明。
2. 引导学生分析齿轮传动过程中速度和力的变化。
五、总结和反思（5分钟）1. 让学生总结本节课所学的内容，巩固知识点。
2. 引导学生反思齿轮传动在实际生活中的意义和价值。
教学评价：1. 学生对齿轮的基本概念和特点的掌握程度。
2. 学生对齿轮传动的过程和原理的理解程度。
3. 学生的动手能力和解决问题的能力。
齿轮传动幼儿园教案
齿轮传动幼儿园教案1. 教学目标•知道什么是齿轮传动；•能够辨认齿轮和认识不同的齿轮传动方式；•能够制作简单的齿轮传动物件，并解释其工作原理；•提高幼儿的动手能力和观察能力。
2. 教学准备•齿轮模型或实物；•手动绕线器、电动马达、小电灯泡、电池盒、各种大小和形状齿轮、轴承；•齿轮传动的图片或视频；•齿轮传动的书籍或教具。
3. 教学过程3.1 齿轮传动的介绍•用图片或视频等形式展示齿轮传动的动画；•谈论齿轮的基本概念，如齿数、模数等。
3.2 齿轮的分类•将不同齿轮的实物拿出来让孩子观察、感受；•介绍不同齿轮的分类，如圆柱齿轮、锥齿轮、蜗轮等。
3.3 齿轮传动实例•引入一些日常生活中使用齿轮传动的物件，例如手表、自行车、玩具车等；•分享一些关于齿轮传动原理的故事或趣闻，使孩子们感受到齿轮传动的实用价值和趣味性。
3.4 制作齿轮传动物件•由老师或家长出示制作齿轮传动物件的样例或模型，例如手摇发电机、小火车等；•让孩子们依照样例或模型的要求自行制作。
4. 教学总结•要求孩子们将自己制作的齿轮传动物件拿出来展示给大家；•在交流中总结齿轮传动的原理和分类等内容；•激发孩子们对齿轮传动的兴趣和探究欲望。
5. 课后延伸•由老师或家长引导孩子们寻找齿轮传动的应用，例如看看手表或闹钟的内部构造、豆浆机或榨汁机中的齿轮传动等；•指导孩子们制作更为复杂的齿轮传动物件，并讲解更深入的齿轮原理和技术；6. 教学评价通过本次课程，希望孩子们能够对齿轮传动有一定的了解，认识到其在社会生活中的重要性，从而提升其动手能力和对科技的兴趣，培养其对未来物理、工程科学的探索精神。
齿轮传动课程设计
齿轮传动课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解齿轮传动的定义、原理及类型；2. 学生能掌握齿轮传动的基本参数，如模数、齿数、压力角等；3. 学生能运用齿轮传动相关知识分析简单机械系统的传动比和效率。
技能目标：1. 学生能够运用齿轮传动知识设计简单的齿轮传动系统；2. 学生能够通过实际操作，组装和调试齿轮传动模型；3. 学生能够运用计算工具，对齿轮传动系统进行计算分析。
情感态度价值观目标：1. 学生培养对齿轮传动技术的兴趣，增强对机械工程领域的认识；2. 学生通过小组合作，培养团队协作精神和沟通能力；3. 学生在学习过程中，形成良好的工程意识，认识到齿轮传动在现代工程技术中的重要性。
课程性质：本课程为实践性较强的课程，结合理论知识与实际操作，培养学生对齿轮传动的认识和应用能力。
学生特点：学生处于具备一定物理知识和数学基础的高年级阶段，对实际操作和工程设计有较高的兴趣。
教学要求：注重理论与实践相结合，强调学生动手能力和解决问题的能力，鼓励学生积极参与讨论和思考。
通过课程目标分解，确保学生达到预定的学习成果，为后续教学设计和评估提供依据。
二、教学内容1. 理论知识：- 齿轮传动的定义、原理及类型；- 齿轮的基本参数，包括模数、齿数、压力角等；- 齿轮传动系统的传动比和效率的计算方法；- 齿轮材料及热处理知识。
2. 实践操作：- 齿轮传动系统的设计与分析；- 齿轮传动模型的组装与调试；- 齿轮传动实验操作，观察和分析实验现象。
3. 教学大纲：- 第一周：齿轮传动概述，学习齿轮传动的定义、原理及类型；- 第二周：齿轮基本参数学习，理解模数、齿数、压力角等参数的意义；- 第三周：齿轮传动系统传动比和效率的计算方法学习；- 第四周：齿轮材料及热处理知识学习；- 第五周：齿轮传动系统设计与分析实践；- 第六周：齿轮传动模型的组装与调试；- 第七周：进行齿轮传动实验，观察和分析实验现象。
教材章节关联：本教学内容与教材中关于齿轮传动章节紧密相关，包括齿轮的基本概念、齿轮传动系统设计、齿轮传动实验等内容，确保学生能够系统地学习和掌握齿轮传动的相关知识。
齿轮传动教案
节复习提问〔5分钟〕1、链传动的常用类型有哪些？2、链传动的应用特点？老师提问答复以下问题任务引入〔2分钟〕一、任务引入投影仪演示减速器重点额齿轮传动动画，动力从轴1输入，经过小齿轮和大齿轮的啮合传动后，动力从轴2输出。
观察并思考，图示齿轮的传动有何特点？工作中，轴1和轴2的转速是怎样的关系。
计算一对相啮合的标准直齿圆柱齿轮，齿数z1=20，z2=32，模数m=10。
试计算其分度圆直径d、齿顶圆直径d a、齿根圆直径df 、齿厚s、基圆直径db和中心距a。
老师讲课学生听课任务分析〔3分钟〕二、任务分析分析齿轮的传动转向如何，有何特点必须要知道齿轮传动的类型及其应用特点，要了解轴1和轴2的转速是怎样的关系必须要学习有关齿轮传动比的知识。
为了计算上面例题，需学习渐开线标准直齿圆柱齿轮的基本参数和几何计算的知识，带着这些问题观看下面一组图片。
老师分析学生通过老师引导观察思考齿轮的转向，并带着问题进入新课内容。
节新课教学〔55分钟〕三、相关知识〔55分钟〕〔一〕齿轮传动的常用类型和应用1、按齿轮副两传动轴的相对位置不同分：平行轴、相交轴、交错轴齿轮传动2、按齿轮分度曲面不同分：圆柱齿轮传动、锥齿轮传动3、按齿线形状不同分：直齿齿轮传动、斜齿齿轮传动、曲线齿齿轮传动4、按齿廓曲线不同：渐开线齿轮传动、摆线齿轮传动、圆弧齿轮传动〔二〕传动比齿轮传动的传动比是主动齿轮与从动齿轮角速度〔或转速〕的比值，也等于两齿轮齿数的反比，即：2121zznni==式中n1、n2——主、从动轮的转速，r/min ；z1、z2——主、从动轮的直径，mm。
齿轮传动的传动比是主动齿轮转速与从动齿轮转速之比，也等于两齿轮齿数之反比。
2、分析任务提出的轴1和轴2的转速关系如何？3、举出实例（三）渐开线标准直齿圆柱齿轮的基本参数和几何尺寸1．渐开线标准直齿圆柱齿轮各部分的名称2．渐开线标准直齿圆柱齿轮的基本参数标准齿轮的齿形角α齿数z模数m齿顶高系数 ha*顶隙系数 c*3．外啮合标准直齿圆柱齿轮的几何尺寸计算老师分别演示各种不同的齿轮类型图片让学生观察异同，总结特点。
齿轮传动课程设计
齿轮传动课程设计一、教学目标通过本节课的学习，学生需要掌握齿轮的基本概念、类型和传动原理，了解齿轮传动的应用范围和特点。
在知识目标方面，学生应能够描述齿轮的结构、分类和传动方式，解释齿轮传动的工作原理。
在技能目标方面，学生应能够运用所学知识分析齿轮传动系统，进行简单的齿轮设计计算。
在情感态度价值观目标方面，学生应能够认识齿轮传动在工程技术中的重要性，培养对机械设计和制造的兴趣。
二、教学内容本节课的教学内容主要包括三个部分：齿轮的基本概念、齿轮的类型和传动原理、齿轮传动的应用。
首先，介绍齿轮的定义、特点和基本参数，如齿数、模数、压力角等。
其次，讲解不同类型的齿轮，如圆柱齿轮、圆锥齿轮、蜗轮蜗杆等，并阐述各类齿轮的传动原理和应用场景。
最后，通过实例分析，让学生了解齿轮传动在现实生活中的应用，如汽车、机床、减速器等。
三、教学方法为了提高学生的学习兴趣和主动性，本节课将采用多种教学方法。
首先，运用讲授法，清晰地阐述齿轮的基本概念、类型和传动原理。
其次，采用案例分析法，让学生通过分析实际应用案例，加深对齿轮传动的理解。
此外，利用实验法，让学生亲自动手进行齿轮传动实验，观察齿轮的运动特性和传动效果。
最后，鼓励学生进行分组讨论，分享学习心得和研究成果。
四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施，我们将准备以下教学资源：教材《机械基础》、参考书《齿轮传动技术与应用》、多媒体资料（包括齿轮传动动画演示、实际应用场景视频等）、实验设备（齿轮模型、减速器等）。
通过这些资源的辅助，丰富学生的学习体验，提高学习效果。
五、教学评估本节课的评估方式将包括平时表现、作业和考试三个部分。
平时表现主要评估学生在课堂上的参与程度、提问回答和小组讨论的表现。
作业方面，将布置与课程内容相关的设计计算题和实践操作题，以考察学生对齿轮传动知识的掌握和应用能力。
考试则采取闭卷形式，包括选择题、填空题、计算题和论述题，全面测试学生对齿轮传动的基本概念、类型和传动原理的掌握情况。
了解齿轮传动教案
了解齿轮传动教案一、介绍齿轮传动齿轮传动是一种常见且重要的机械传动方式。
它利用齿轮之间的啮合来传递动力和扭矩。
齿轮传动广泛应用于工业机械、汽车、船舶等领域。
二、齿轮传动的原理和特点1. 齿轮传动的原理：齿轮间的啮合使得一个齿轮的转动能够传递到另一个齿轮上。
2. 齿轮传动的特点：- 传动效率高：齿轮传动具有高传动效率，能够有效地将输入的动力传递给输出端。
- 承载能力强：齿轮传动能够承受较大的负载和扭矩，适用于重载工况。
- 传动平稳可靠：齿轮传动具有较好的传动平稳性和可靠性，能够保证传动的稳定性和精度。
三、齿轮传动的应用齿轮传动广泛应用于许多领域，包括但不限于以下方面：1. 工业机械：齿轮传动被广泛运用于各类工业机械，如机床、起重设备、输送机等。
2. 汽车：齿轮传动是汽车传动系统的重要组成部分，包括变速箱、差速器等。
3. 船舶：船舶的主推进系统通常采用齿轮传动，以实现动力传递和控制。
四、齿轮传动的维护和故障排除为了保证齿轮传动的正常运行，需要进行定期的维护和检查。
常见的维护工作包括：1. 清洁和润滑：保持齿轮传动部件的清洁，并定期添加润滑剂。
2. 检查和调整：检查传动部件的磨损和松动，及时进行调整和更换。
同时，齿轮传动可能会出现一些故障，常见的故障包括齿轮磨损、啮合不良等。
在出现故障时，应及时进行排除和修复。
总结：本教案对齿轮传动进行了全面的介绍，包括原理、特点、应用以及维护和故障排除。
通过学习本教案，可以更深入地了解齿轮传动的工作原理和应用领域，并掌握相应的维护和故障排除方法。
机械设计教案齿轮传动
机械设计教案齿轮传动一、教学目标：1. 了解齿轮传动的基本概念、分类和特点。
2. 掌握齿轮传动的计算方法和工作原理。
3. 能够分析齿轮传动的设计要求和选择合适的齿轮材料。
4. 能够运用齿轮传动的知识解决实际工程问题。
二、教学内容：1. 齿轮传动的基本概念：齿轮、齿廓、齿轮副等。
2. 齿轮传动的分类：圆柱齿轮、圆锥齿轮、蜗杆齿轮等。
3. 齿轮传动的特点：传动平稳、承载能力强、精度要求高等。
4. 齿轮传动的计算方法：齿数、模数、压力角等参数的计算。
5. 齿轮传动的工作原理：齿轮的啮合、传动比、传动效率等。
三、教学方法：1. 采用多媒体教学，展示齿轮传动的相关图片和动画，增强学生的直观感受。
2. 利用公式和实例相结合的方法，讲解齿轮传动的计算方法。
3. 通过实物模型或仿真软件，演示齿轮传动的工作原理。
4. 开展小组讨论，让学生分析实际工程中的齿轮传动应用案例。
四、教学准备：1. 准备相关多媒体教学资料，包括图片、动画和视频。
2. 准备齿轮传动计算公式的讲解示例。
3. 准备实物模型或仿真软件，用于演示齿轮传动的工作原理。
4. 准备实际工程中的齿轮传动应用案例，用于小组讨论。
五、教学过程：1. 引入：介绍齿轮传动在机械工程中的应用，引导学生关注齿轮传动的重要性。
2. 讲解：讲解齿轮传动的基本概念、分类和特点，引导学生理解齿轮传动的基本知识。
3. 计算：讲解齿轮传动的计算方法，示例讲解，让学生掌握齿轮传动计算的关键步骤。
4. 演示：利用实物模型或仿真软件，演示齿轮传动的工作原理，让学生直观地了解齿轮传动的工作过程。
5. 应用：分析实际工程中的齿轮传动应用案例，让学生学会运用齿轮传动的知识解决实际问题。
6. 小组讨论：让学生分组讨论，分享自己的理解和心得，互相学习和交流。
7. 总结：对本节课的内容进行总结，强调重点和难点，提醒学生注意齿轮传动的设计要求和选择合适的齿轮材料。
8. 作业布置：布置相关练习题，让学生巩固所学知识。
关于齿轮传动的教学设计
关于齿轮传动的教学设计引言齿轮传动是一种常见的机械传动方式，广泛应用于机械工程领域。
在工程教育中，教授齿轮传动的原理和应用对学生了解机械设计与制造具有重要意义。
本文将探讨一种教学设计，旨在帮助学生全面理解齿轮传动的工作原理、设计要点和应用场景。
一、教学目标1. 理解齿轮传动的基本原理；2. 掌握齿轮传动的设计方法；3. 能够分析和计算齿轮传动的传动比、转速和扭矩等参数；4. 了解齿轮传动在不同领域的应用。
二、教学内容和步骤1. 齿轮传动原理的讲解（30分钟）首先，教师应简要介绍齿轮传动的定义、分类和基本原理。
通过图示和动画展示，学生能够直观地了解齿轮的构造和工作方式。
重点介绍主动齿轮和从动齿轮之间的传动关系、传动比的计算方法以及齿轮压力角的影响等。
2. 齿轮传动设计的要点和方法的介绍（45分钟）教师应详细介绍齿轮传动的设计要点和设计方法。
对于常用的平行轴齿轮传动和斜齿轮传动，教师可以分别进行讲解。
包括齿轮的模数选择、齿轮的齿数选取、中心距的计算、齿轮齿形的修正等内容。
通过实例分析和计算练习，学生能够熟练应用设计方法进行齿轮传动的设计。
3. 齿轮传动参数计算和分析（45分钟）教师可以通过一些实际案例，引导学生进行齿轮传动的参数计算和分析。
例如，给定主动齿轮的齿数和转速，学生可以计算从动齿轮的齿数和转速，并进一步计算传动比、扭矩等参数。
通过这样的练习，学生不仅能够巩固所学的知识，还可以了解不同参数对齿轮传动性能的影响。
4. 齿轮传动的应用场景（20分钟）教师可以介绍齿轮传动在各个工程领域的应用。
例如，汽车传动系统、机床传动系统、风力发电机等。
通过了解不同场景下的齿轮传动设计和应用，学生能够更好地将所学的知识与实际工程应用相结合。
5. 实践操作（1小时）为了加深学生对齿轮传动的理解和实践操作能力，教师可以安排一些实践操作的环节。
例如，给定一套齿轮组件，要求学生进行齿轮传动的拆装和装配，并验证传动关系。
必修二齿轮传动教学设计
必修二齿轮传动教学设计引言：齿轮传动是机械工程中最常见和重要的一种传动形式之一，广泛应用于各个领域，如工业生产、交通运输、航空航天等。
在高中物理中，学生需要学习和理解齿轮传动的基本原理和应用。
本文将介绍一种针对高中必修二物理课程中的齿轮传动教学设计。
一、教学目标1. 了解齿轮传动的基本原理，包括齿轮的定义、齿轮的分类以及齿轮传动的原理；2. 掌握计算齿轮传动的速比、转速、功率等参数的基本方法；3. 能够分析和解决齿轮传动中的实际问题，如齿轮的选择、齿轮传动的效率等；4. 培养学生的动手能力和实践操作能力，能够正确地使用齿轮传动进行实验和测量。
二、教学内容1. 齿轮的定义和分类：介绍齿轮的基本概念和分类，如直齿轮、斜齿轮、蜗轮蜗杆等，展示各种齿轮传动装置的实例图，并引导学生观察和分析它们的结构特点。
2. 齿轮传动的原理：讲解齿轮传动的基本原理，包括主动齿轮和从动齿轮的作用、齿轮传动的速比和转速关系等。
通过实例演示和运动模拟软件，让学生理解齿轮传动的基本工作原理。
3. 齿轮参数的计算：介绍计算齿轮传动的速比、转速和功率的基本方法。
通过具体的数值计算题目，让学生掌握计算齿轮传动参数的技巧和方法。
4. 齿轮传动的效率：讨论齿轮传动的效率问题，并引导学生思考如何提高齿轮传动的效率。
可以通过示范实验和讨论，让学生了解齿轮传动中能量损失的原因和如何减小损失。
5. 齿轮传动实验：设计简单的齿轮传动实验，让学生亲自动手进行齿轮传动的搭建和测量。
引导学生观察和记录实验数据，并通过数据分析和比较，让学生得出实验结论，进一步加深对齿轮传动的理解。
三、教学方法1. 教师讲解法：通过教师的讲解和示范，向学生介绍齿轮传动的基本原理和计算方法。
重点突出实际问题的分析和解决方法，引导学生思考和探索。
2. 实践操作法：通过设计简单的实验，让学生亲自动手进行齿轮传动的实践操作。
鼓励学生观察和记录实验数据，通过数据分析和处理，培养学生的实践能力和科学思维能力。
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一、常用的齿轮材料
1、钢——最常用，可通过热处理改善机械性能
（1）锻钢：
软齿面齿ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ（HBS≤350）
如45、40Cr 热处理，正火调质，加工方法，热处理后精切齿形—8、7级，适合于对精度、强度和速度要求不高的齿轮传动
硬齿面齿轮（HBS>350）（是发展趋势）
20Cr，20CrMnTi，40Cr，30CrMoAlA，表面淬火，渗碳淬火，氮化和氰化，先切齿→表面硬化→磨齿精切齿形→5、6级
2）齿轮宽度b b↑ ↑。
3）齿面硬度，硬度越高，赵易偏载，齿面较软时有变形退让。
4）制造、安装精度——精度越高， 越小。
减小 措施：1）提高制造安装精度；2）提高支承刚度，尽量避免悬臂布置；3）采用鼓形齿（如图9-2）；4）螺旋角修形——沿小齿轮齿宽进行修形，以补偿由于轴的弯曲和扭转变形引起的啮合线位置的改变。
形式：收敛性点蚀——开始由于表在粗糙，局部接触应力较大引起点蚀，过后经跑合，凸起磨平软齿面逐渐消失
扩展性点蚀——硬齿面发生点蚀或软齿面 时
位置：节线附近
原因：1）单齿对啮合接触应力较大；2）节线处相对滑动速度较低，不易形成润滑油膜；3）另外油起到一个媒介作用，润滑油渗入到微裂纹中，在较大接触应力挤压下使裂纹扩展直至表面金属剥落。
缺点：1）制造、安装精度要求较高（专用机床和刀具加工）；2）不适于中心距a较大两轴间传动；3）使用、维护、费用较高；4）精度低时、噪音、振动较大
二、齿轮传动的类型
1、按传动轴相对位置（图9-1）
平行轴齿轮传动（圆柱齿轮传动）：（外）直齿轮、斜齿轮、内齿轮、齿轮齿条、人字齿轮
相关轴齿轮传动：锥齿轮传动——1）直齿；2）斜齿；3）曲齿
重合度系数Yε——考虑非单齿对啮合的影响
∴弯曲疲劳强度的校核公式：
Mpa (9-4)
其中，Yε=0.25+0.75/ ——端面重合度
令 ——齿宽系数（设计时选定），将 和 ，代入上式得
校核公式： Mpa (9-5a)
设计公式： （mm） 取标准值 （9-5b）
三、齿面接触疲劳强度计算——防止疲劳点蚀
适合于高速、重载及精密机械（如精密机床、航空发动机等）
（2）铸钢——用于尺寸较大齿轮，需正火和退火以消除铸造应力。强度稍低
2、铸铁——脆、机械强度，抗冲击和耐磨性较差，但抗胶合和点蚀能力较强，用于工作平稳、低速和小功率场合。
铸铁：灰铸铁；球墨铸铁——有较好的机械性能和耐磨性
3、非金属材料——工程塑料（ABS、尼龙、取胜酰铵）、夹布胶木
由于轮齿啮合时，啮合点的位置从齿顶到齿根不断变化，且轮齿啮合时也是由单对齿到两对齿之间变化，由此，齿根部分的弯曲应力是在不断变化，最大弯曲应力产生在单齿对啮合区的最高点。但计算比较复杂。
计算假设：1）单齿对啮合；2）载荷作用于齿顶；3）计算模型为悬臂梁；4）用重合度系数考虑齿顶啮合时非单齿对啮合影响；5）只考虑弯曲应力，∵裂纹首先在受拉侧产生，且压应力对较小对拉应力有抵消作用；6）危险截面——30°切线法定
（3）正火碳钢用于载荷平稳或轻度冲击下工作的齿轮；调质钢用于中等冲击载荷下工作的齿轮
（4）合金钢用于高速、重载及在冲击载荷下工作的齿轮。
（5）钢制软齿面齿轮要求HBS1=HBS2+130~5D
原因：1）小齿轮齿根强度较弱；2）小齿轮的应力循环次数较多。
另：当大小齿轮有较大硬度差时，较硬的小齿轮会对较软的大齿轮齿面产生冷作硬化的作用，可提高大齿轮的接触疲劳强度
齿面在过大的摩擦力作用下处于屈服状态，产生沿摩擦力方向的齿面材料的塑性流动，从而使齿面正确轮廓曲线被损坏。图9-6所示
形式：滚压塑变——材料塑性流动方向与齿面受摩擦力方向一致，图9-6
锤击塑变——由冲击引起的齿面塑性变形，其特征是齿面上形成浅沟槽
防止措施：1）提高齿面硬度；2）采用高粘度的润滑油或加极压添加剂。
交错轴齿轮传动：交错轴斜齿轮（螺旋齿轮）、准双曲面齿轮传动、（蜗杆、蜗轮传动）
2、按工作条件
开式——适于低速及不重要的场合
半开式——农业机械、建筑机械及简单机械设备—只有简单防护罩
闭式——润滑、密封良好，—汽车、机床及航空发动机等的齿轮传动中
3、按齿形
渐开线——常用
摆线——计时仪器
圆弧——承载能力较强
注意：修缘要适当，过大则重合度下降过大。
一般高速齿轮和硬齿面齿轮应进行修缘，但修缘量与修缘的曲线确定则比较复杂。
3、齿向载荷分布系数 ——考虑轴的弯曲、扭转变形、轴承、支座弹性变形及制造和装配误差而引起的沿齿宽方向载荷分布不均匀的影响。如图9-11所示
影响因素：1）支承情况：对称布置，好；非对称布置↓；悬臂布置，差。
课堂教学安排
主要教学内容及步骤
教学过程师生活动设计意图等
§9—1 概 述
齿轮传动是机械传动中应用最为广泛的一类传动，其中最常用的是渐开线齿轮传动，这主要是由于其传动特点所决定的。
一、齿轮传动的特点
优点：1）传动效率高（η=99%）；2）传动比恒定（瞬时，精度较高时）；3）结构紧凑（较之于带、链传动）；4）工作可靠、寿命长
部位： ，应力集中
提高轮齿抗折断能力的措施：
1）减小齿根应力集中（增加齿根过渡圆角，降低齿根部分表面粗糙度）
2）高安装精度及支承刚性，避免轮齿偏载
设计时限制齿根弯曲应力小于许用值
3）改善热处理，使其有足够的齿芯韧性和齿面硬度
4）齿根部分进行表面强化处理（喷丸、滚压）
2、齿面疲劳点蚀（图9-3）——闭式软齿面齿轮传动的主要失效形式
二、设计准则
主要失效形式 设计准则
闭式软齿面齿轮传动 齿面疲劳点蚀 齿面接触疲劳强度准则
闭式硬齿面齿轮传动 齿根弯曲疲劳折断 齿根弯曲疲劳强度准则
高速大功率传动 增加 齿面胶合能力准则
开式齿轮传动 磨损 采用齿根弯曲疲劳强度准则，并通过增大m和降低
来考虑磨损的影响。
§9—3 齿轮材料及热处理
选择齿轮材料总体上要考虑防止产生齿面失效和轮齿折断。
1、工作情况系数KA
考虑了齿轮啮合时，外部因素引起的附加动载荷对传动的影响，表9-2所示
它与原动机与工作机的类型与特性，联轴器类型等有关
2、动载荷系数KV——考虑齿轮制造误差和装配误差及弹性变形等内部因素引起的附加动载荷的影响
主要影响因素：1）齿轮的制造精度Pb1≠Pb22）圆周速度V，图9-9
a）当Pb2>Pb1时（图9-7）后一对齿轮未进入啮合区就开始接触，产生动载荷（∵此时过接触点作齿廓的公法线与连心线交点P’(节点)与P不重合，这样使实际的 ）→措施：从动轮2齿顶修缘，使齿轮2在齿顶处P'b2<Pb2，使开始啮合时轮齿法向基节小一些，减小动载
b）当Pb1>Pb2时；如图9-8，则前一对齿将脱开啮合时，后一对齿虽已进入啮合区，但尚未接触，而要待前一对齿离开正确啮合区一段距离后，后一对齿才开始啮合→产生齿腰（中间）冲击→措施：主动轮1齿顶修缘（虚线齿廓），延长一对齿的啮合时间
降低KV措施：1）提高齿轮制造安装精度；2）减小V（减小齿轮直径d）；3）齿顶修缘
补充：配对齿轮的硬度配合：1、软 软；2、软齿面 硬齿面；3、硬齿面 硬齿面
§9—4 齿轮传动的计算载荷
齿面接触线上的法向载荷Fn——名义载荷（未计及载荷波动，载荷沿齿宽方向的不均匀性和轮齿齿廓曲线误差等）
计算载荷；Fnc=KFn
载荷系数：K= 、 、 、
——工作情况系数 ——初载荷系数
——齿向载荷分布系数 ——齿间载荷分配系数
防止措施：1）提高齿面硬度；2）降低表面粗糙度；3）采用角度变位 （增加综合曲率半径）；4）选用较高粘度的润滑油；5）提高精度（加工、安装）；6）改善散热。
开式齿轮传动由于磨损较快，一般不会点蚀
3、齿面磨损——开式齿轮的主要失效形式
类型——齿面磨粒磨损，图9-4
防止措施：1）提高齿面硬度；2）降低表面粗糙度；3）降低滑动系数；4）润滑油定期清洁和更换；5）变开式为闭式。
适于高速、轻载和精度不高的传动中，特点是噪音较低，无需润滑
在某些低速和仪器仪表中还用铜合金和铝合金作齿轮（具有耐腐蚀、自润滑等特性，常用的齿轮材料及其机械性能列于表9-1。）
二、齿轮材料的选择原则
（1）齿轮材料须满足工作条件的要求：不同的工作条件选用不同的齿轮材料
（2）应考虑齿轮尺寸大小、毛坯成型方式及热处理和制造工艺
课题名称
齿轮传动
授课班级
授课时间
课题序号
16
授课课时
第43到46
授课形式
讲授
使用教具
投影仪
教学目的
1.了解齿轮传动类型及基本要求
2.了解齿轮传动啮合的特点
3.了解齿轮传动的失效形式
教学重点
渐开线齿轮基本参数及几何尺寸计算
教学难点
掌握齿轮的材料及热处理方法
更新、补
充、删减
内容
无
课外作业
授课主要内容或板书设计
4、齿面胶合——高速垂载传动的主要失效形式——热胶合，图9-5
原因：高速、重载→压力大，滑动速度高→摩擦热大→高温→啮合齿面粘结（冷焊结点）→结点部位材料被剪切→沿相对滑动方向齿面材料被撕裂。
低速重载或缺油→冷胶合（压力过大、油膜被挤破引起胶合）
形式：热胶合——高速重载；冷胶合——低速重载，缺润滑油
要求齿面的最大接触应力不超过接触疲劳极限应力
计算依据：赫其公式（弹性力学）——式（2-44）
即齿面最大接触应力
L——接触线长度
令 ， ——啮合点齿廓综合曲率半径：+—外啮合；-—内啮合。
——弹性影响系数与配对齿轮材料有关，见表9-6
∴
强度条件 ， Mpa (9-6)
问题是如何定 ，L？ ∵