一、概述
1、齿轮传动的主要优点：效率高、结构紧凑、工作可靠、寿命长、传动比稳定。
齿轮传动的缺点：齿轮传动的制造及安装精度要求高、价格较贵、不宜用于传动距离过大 的场合。
2、齿轮传动的装置形式：开式齿轮传动、半开式齿轮传动、闭式齿轮传动。
二、齿轮传动的失效形式
（1）轮齿折断：因多次重复的弯曲应力和应力集中造成的疲劳折断，或因短时过载或冲击 载荷而造成的过载折断。
齿宽小的直齿圆柱齿轮，齿根裂纹一般是从齿根沿横向扩展，最后发生全齿的疲劳折断；
齿宽较大的直齿圆柱齿轮，由于制造误差使载荷集中在齿的一端，裂纹可能沿斜方向，最 后发生齿的局部折断；
斜齿轮和人字齿轮常因接触线是倾斜的，齿根裂纹往往从齿根斜向齿顶的方向扩展，最后 发生齿的局部疲劳折断。
（2）齿面磨损：开式齿轮传动的主要失效形式之一
（3）齿面点蚀
（4）齿面胶合：高速重载：压力大，瞬时温升，润滑差，温度过高时，油膜破裂，两齿面 就会发生粘焊，粘焊处被撕脱后，沿滑动方向形成沟痕，称为热胶合。
低速重载：油膜遭到破坏，也会产生胶合。此时称为冷胶合。
减小模数、降低齿高、采用角度变位齿轮以减小滑动系数，提高齿面硬度，采用抗胶合能 力强的润滑油（极压油）等，均可减缓或防止齿面胶合。
（5）塑性变形：在齿轮传动中，当有过大的应力作用时，轮齿材料可能产生塑性变形。适 当提高齿面硬度，采用粘度较大的润滑油，可以减轻或防止齿面塑性流动。
三、齿轮材料及热处理
对齿轮材料的基本要求是：齿面硬，齿芯韧。
常用的齿轮材料：锻钢、铸钢、铸铁和非金属材料。
选择原则：①齿轮材料必须满足工作条件要求；②应考虑齿轮尺寸的大小、毛坯成型方法；
③热处理工艺；④正火碳钢和调质碳钢；⑤轮齿表面硬度。
四、齿轮传动的精度
误差对齿轮传动的影响：①传递运动的准确性；②传动的平稳性；③载荷分布不均匀。
国家标准 GB10095－1988 对圆柱齿轮及齿轮副规定了 12 个精度等级，其中 1 级的精度最 高，12 级的精度最低。按照误差的特性及它们对传动性能的影响，将齿轮的各项公差划分为三 个组，分别反映传递运动的准确性、传动的平稳性和载荷分布上的均匀性。
五、直齿圆柱齿轮传动的强度计算 1、受力分析
在分度圆上，法向力 Fn可分解为两个互相垂直的分力：切于分度圆的圆周力 Ft和半径方向 的径向力 Fr
2、计算载荷
在实际齿轮传动中，载荷应考虑多个其它因素：①由于原动机和工作机的振动和冲击；② 齿轮啮合过程中产生的动载荷；③由于制造安装等误差或受载后轮齿、轴、轴承、箱体的变形 等原因，使载荷沿齿宽方向分布不均；④同时啮合的各轮齿间载荷分布不均等。
为此，应引入多个载荷系数，将名义载荷修正为计算载荷。
①使用系数 KA：考虑原动机和工作机的运转特性等外部 因素引起的动载荷而引入的系数。
②动载系数 KV：考虑齿轮副在啮合过程中，因啮合误差（基节误差、齿形误差和轮齿变形 等）而引起的内部附加动载荷对轮齿受载的影响。动载系数主要由齿轮的圆周速度和齿轮精度 确定，对于 6 级精度的齿轮，动载系数 KV的取值范围 1.1～1.2。速度高时取大值，速度低时取 小值。
③齿间载荷分配系数 Kα：考虑同时啮合的各对齿轮间载荷分配不均匀的系数。取值范围为 1.0~1.2。
④齿向载荷分布系数 Kβ：考虑轮齿沿接触线方向载荷分布不均匀的现象。当两轮之一为软 齿面时，取 Kβ＝1～1.2；当两轮均为硬齿面时，取 Kβ＝1.1～1.35。当宽径比 b/d1较小、齿轮在
tc t
F = KF K = K K K K
A V α β两支承中间对称布置、轴的刚性大时，取小值；反之，取大值。
（1）斜齿圆柱齿轮的法向齿廓是渐开线，所以啮合点处的曲率半径应代以法向值，这将在 斜齿轮的节点区域系数 ZH计算公式中体现；
（2）斜齿轮工作时接触线总长度随啮合位置的不同而变化，应同时考虑端面重合度 βα和 纵向重合度ββ；
（3）接触线倾斜有利于提高接触疲劳强度。
3、齿根弯曲疲劳强度计算
mn为法向模数；YF为齿形系数，应根据斜齿轮的当量齿数查 图取得。
七、直齿圆锥齿轮传动的强度计算 八、齿轮结构
（1）齿轮轴：对于齿数少的小齿轮，当其分度圆直径 d 与轴的直径 ds 相差很小（d＜1.8ds）
时，可将齿轮和轴做成一体。
（2）实心式齿轮：齿顶圆直径 da≤200mm，并对可靠性有特殊要求的齿轮，可做成实心 式齿轮。结构简单、制造方便，为了装配方便和减小边缘的应力集中，孔边、齿顶边缘应切制 倒角。
（3）腹板式齿轮：齿顶圆直径 da＞200～500mm，将齿轮制成腹板式结构，以节省材料，
减轻重量。为了制造、搬运方便，腹板上常对称开多个孔。
（4）轮辐式齿轮：齿顶圆直径 da＞400～1000mm，为了减轻重量，将齿轮制成轮辐式结 构，轮辐的截面常为十字形。
对于尺寸很大的齿轮，为了节约贵重钢材，常采用齿圈套装于轮心上。齿圈用较好的钢，
轮心用铸铁或铸钢。两者用过盈联接，在装配缝上加装 4～8 个紧定螺钉。
[ ]
2 3 1 F
2
1 F
3.2 cos ( 1) mm
n a
m KT Y
i z
β
ψ σ
≥ ±
β cos3
zv = z