文档介绍：机械设计根底学****指南
一、机械设计根底是一门介于根底课和专业课之间的重要的设计性的技术根底课程，起
着“从理论过渡到实际、从根底过渡到专业“的承先启后的桥梁作用。
机器的三个特征：①人为的事务组合体；②各运动单〕变位系数

x是变位齿轮的重要参数，当

x<0，为负变位齿轮。与变位前的标准齿轮相比，
变位齿轮的根本几何尺寸，除分度圆直径、基圆直径和齿距不变外，其余一般都发生变化。
高变位齿轮传动，变位系数和为零，且x1>0，x2<0，x1=x2≠0,该传动类型特别适用于齿轮传
动的维修。
6〕GB/—2001规定，圆柱齿轮精度等级为1～12级〔普通机械中齿轮常用的精度等
级为6～8级〕；三个公差组，每组包括假设干检验工程的公差或极限偏差。
7〕齿轮的主要失效形式有轮齿折断、齿面疲劳点蚀、齿面磨损和齿面胶合。适当降低齿面粗
糙度、采用齿面强化处理工艺和适宜的润滑剂，有利于减轻失效程度。轮齿折断是最严重的
失效形式，限制炝根弯曲应力计算齿轮传动的平稳性。限制炝面接触性。齿面点蚀常出现在
润滑良好的闭式齿轮传动中，其影响齿轮传动的平稳性。限制齿面接触应力、提高齿面接触
疲劳强度是防止点蚀的重要措施。选择齿轮材料的主要依据是齿轮承受的载荷、运转速度、
工作环境以及结构和经济性等要求。
8〕齿轮常用的材料是优质碳素结构钢合金结构钢，多为锻造；直径较大、形状复杂的重要齿
轮用铸钢或墨铸铁；不重要的齿轮用灰铸铁。
9〕圆醉齿轮传动轮齿间的作用力可分解为圆珠笔周力Ft、径向力Fr和轴向力Fx〔直齿轴向
力为零〕，轴向力方向与轮齿的螺旋线方向和齿轮转向有关，可用左右手定那么来判定。
10〕对于软齿面闭式齿轮传动，先用齿面接触疲劳强度设计公式〔6-23〕粗估中心距，确齿
轮传动参数和几何尺寸后再按公式〔6-26〕校核齿根弯曲疲劳强度；对于硬齿面闭式齿轮传
动，先用齿根弯曲疲劳强度设计公式〔6-25〕粗估模数，确定齿轮传动参数和几何尺寸后再
按公式〔6-24〕校核齿面接触疲劳强度。对于开式齿轮传动或铸铁齿轮只用齿根弯曲疲劳强
度设计公式〔6-25〕粗估模数并适当放大，不需要再校核齿面接触疲劳强度。
11〕圆柱齿轮的结构形式有齿轮轴、实心式、腹板式和轮辐式等。一般根据齿顶圆直径大小
选定，结构尺寸一般由经验公式确定。正确维护是齿轮传动正常工作的必要条件。保证正常
润滑、保持环境清洁、监控运转状态和及时维修正确调整是其重要内容
五、其他齿轮设计要点：
1〕锥齿轮传动用于传递两相交轴之间的运动和动力；蜗杆传动用于传递两空间交错轴之间的
运动和动力。常用轴交角为Σ﹦90o。蜗杆传动由于蜗杆头数可以很少，所以传动比大，结构
紧凑；但啮合轮齿间的相对滑动速度大，摩擦损耗大，效率低，不适于传递大功率。
2〕直齿锥齿轮以其大端参数为标准为标值。按顶隙的不同，直齿锥齿轮可分为等顶隙收缩齿
和不等顶隙收缩齿两类。前者的轮齿强度较高，根据国家标准，现多采用等顶隙收缩齿。
3〕在两轴交角Σ

=δ1+δ2=90o时，直齿锥齿轮的传动比
4〕锥齿轮传动中，所分解出的三对作用力和反作用力分别为：

F12=-Fx1，Fx2=-Fr1,Fr2=Fx1;
而蜗杆传动中所分解出的三对作用力和反作用力那么分别

F12=-FX1，FX2=Ft1,Fr2=-Fr1

。应熟
练掌握转向判别和各力方向的判别。
5〕蜗杆传动以中间平面的参数为标准值，其正确啮合条件为
6〕为减少蜗轮滚刀的所需数量，蜗杆的直径为标准值。应特别注意：蜗杆直径d1=mq,
而不是

d1=，蜗杆传动的传动比

i12=同理，中心距

a=(d1+d2)/2

≠m(z1+z2)/2

。
7〕蜗杆的分度圆柱导程角

tanr=

。可见，

r

角随蜗杆头数

z1

的增多而增大。在

r角的取值
范围内，r角越大，那么传动效率越高，而自锁性降低。
8〕蜗杆传动的设计计算中，只需对蜗轮进行齿面接触疲劳强度计算。但蜗杆传动的传动效率
低，温升高，因此对连续工作的闭式蜗杆传动还需进行热平衡计算。
六、轮系设计要点
1〕