在设计齿轮传动装置时对于

A. 2018-08-23 齿轮传动

11.1 齿轮传动的失效形式和设计准则

11.1.1 失效形式

齿轮传动的失效通常发生在轮齿部位，其主要失效形式有轮齿折断、齿面点蚀、齿面胶合、齿面磨损和齿面塑性变形。

轮齿折断。齿轮传动时，齿根处的弯曲应力最大，当齿根弯曲应力超过材料的弯曲疲劳极限应力且多次重复作用时，在齿根受拉一侧就会产生疲劳裂纹，裂纹逐步扩展，致使轮齿疲劳折断。此外，用脆性材料制成的齿轮，当受到严重过载或很大冲击时，轮齿容易突然折断。提高轮齿抗折断能力的措施如下：增大齿根过度圆角半径，消除加工刀痕，减小齿根应力集中；增大轴及支承的刚度，使轮齿接触线上受载较为均匀；采用合适的热处理，使轮齿芯部材料具有足够的韧性；采用喷丸、滚压等工艺，对齿根表层进行强化处理。

齿面点蚀。齿轮传动时，齿面间的接触就相当于轴线平行的两圆柱滚子间的接触，在接触处将产生脉动循环变化的接触应力。在接触应力的反复作用下，轮齿表面产生疲劳裂纹，裂纹逐渐发展导致轮齿表面金属小片脱落，形成疲劳点蚀。齿面点蚀是软齿面闭式齿轮传动的主要失效形式。而在开式齿轮传动中，不会发生点蚀。为避免点蚀失效，应进行齿面接触疲劳强度计算，提高齿面硬度，降低齿面粗糙度值，增加润滑油粘度，都能提高齿面的抗点蚀能力。

齿面胶合。当齿面瞬时温度过高时，润滑实效，致使相啮合两齿面金属直接接触而发生黏连。在运动时较软的齿面沿滑动方向被撕下而形成沟纹，称为齿面胶合。提高齿面硬度，降低齿面粗糙度值，采用抗胶合能力强的润滑油和齿轮材料等，均可提高齿面抗胶合的能力。

齿面磨损。齿面磨损导致齿廓失去正确的形状，从而引起冲击、振动和噪声，严重时会因齿厚减薄而发生轮齿折断。采用闭式齿轮传动，提高齿面硬度，降低齿面粗糙度值，过滤润滑油，均能提高抗磨损能力。

齿面塑性变形。由于在过大的应力作用下，轮齿材料处于屈服状态而产生的塑性流动所造成的。提高齿面硬度，采用高粘度润滑油可以防止或减轻轮齿的塑性变形。

11.1.2 设计准则

齿轮的设计准则由可能生效的失效形式确定。通常只按保证齿根弯曲疲劳强度及保证齿面接触疲劳强度两准则进行计算，对于高速大功率的齿轮传动还要进行齿面抗胶合计算。

软齿面闭式齿轮传动中，主要失效形式为齿面点蚀，故通常先按齿面接触疲劳强度进行设计，然后再按齿根弯曲疲劳强度校核。

硬齿面闭式齿轮传动中，齿面接触承载能力较强，故通常先按齿根弯曲疲劳强度计算，然后再按齿面接触疲劳强度校核。

开式齿轮传动中，主要失效形式时齿面磨损，而且轮齿磨薄之后往往会发生轮齿折断，故通常只按齿根弯曲疲劳强度进行设计，并考虑到磨损的影响将模数值加大10%~15%。

11.2 齿轮材料和热处理

常用材料是钢，其次是铸铁，在某些场合也用非金属材料。

11.2.1 锻钢

锻钢是首选的齿轮材料。

软齿面齿轮。软齿面齿轮的材料选用中碳钢或中碳合金钢，热处理方法为调质或正火。一般热处理后切齿，切齿后即为成品。制造简便，生产率高，但承载能力低，传动尺寸大，一般用于结构紧凑和精度要求不高，载荷和速度一般或较低的场合。由于小齿轮啮合次数比大齿轮多，为了使大小齿轮接近等强度，常采用调质的小齿轮和正火的大齿轮配对，使小齿轮的齿面硬度比大齿轮的齿面硬度高25~50 HBS。

硬齿面齿轮。硬齿面齿轮的材料可以用低碳钢或低碳合金钢及中碳钢或中碳合金钢，热处理方法可选择整体淬火、表面淬火、渗碳淬火和氮化等。一般是在正火或调质处理后切齿，再经表面硬化处理，最后进行磨齿等精加工。精度高，强度大，价格较贵，一般用于高速、重载及要求尺寸紧凑的场合。采用硬齿面齿轮传动是当前的发展趋势。

11.2.2 铸钢

铸钢主要用于制造要求有较高力学性能的大齿轮，热处理方法为正火，必要时也可进行调质或表面淬火。

11.2.3 铸铁

灰铸铁的铸造性能和切削性能好，价格便宜，但抗弯强度和冲击韧性较差，通常用于低速、无冲击和大尺寸或开式传动的场合。

球墨铸铁的力学性能和抗冲击性能高于灰铸铁，可替代调质钢制造某些大齿轮。

11.2.4 非金属材料

在高速、轻载，以及要求低噪声而精度要求不高的齿轮传动中，可采用塑料、夹布胶木和尼龙等非金属材料。由于非金属材料的导热性差，故要与齿面光洁的金属齿轮配对使用，以利于散热。

11.3 直齿圆柱齿轮传动的作用力及计算载荷

11.3.1 轮齿上的作用力

圆周力 Ft = 2T₁/d₁ ，径向力 Fr = Ft·tan α ，法向力 Fn = Ft/cos α 。其中，d₁是小齿轮的分度圆直径，T₁是小齿轮传递的转矩，α是压力角。

根据作用力与反作用力的关系，作用在主动轮和从动轮上的各力大小相等，方向相反，主动轮所受的圆周力是工作阻力，其方向与力作用点圆周速度方向相反，从动轮所受到的圆周力是驱动力，其方向与力作用点圆周速度方向相同。径向力则指向各自的轮心。

11.3.2 计算载荷

由齿轮传递的额定功率及转速所计算出的载荷为齿轮传动的名义载荷。考虑到原动机和工作机的不平衡，轮齿啮合时产生的动载荷，载荷在同时啮合的齿对间分配的不均匀及沿同一齿面接触线分布不均匀等因素对齿轮强度的不利影响，在计算齿轮传动的强度时，应对名义载荷Fn乘以载荷系数K，即按计算载荷KFn计算。

11.4 直齿圆柱齿轮传动的强度计算

11.4.1 齿面接触疲劳强度计算

目的是防止齿轮在预定寿命期限内发生疲劳点蚀。强度条件式为σH ≤ [σH]。令Ze = {1/Π·[(1-μ₁²)/E₁+(1-μ₂²)/E₂]}½，称为弹性系数，Zh = [2/(sinαcosα)]½，称为区域系数，对于标准齿轮来说，Zh = 2.5。齿面接触强度的校核公式 σH = 2.5Ze[(2KT₁/bd₁²)·(u±1)/u]½ ≤ [σH] ，设计公式为 d₁ ≥ 2.32[(KT₁/φd)·(u±1)/u·(Ze/[σH])²]⅓ ，[σH] = σHlim/Sh，σHlim为接触疲劳强度极限，与齿面硬度有关，Sh为安全系数，一般工业用可取1。配对齿轮的齿面接触应力是相等的。

11.4.2 齿根弯曲疲劳强度计算

目的是防止在预定寿命期限内发生轮齿疲劳折断，强度条件为σF ≤ [σF]。轮齿弯曲强度的校核公式 σF = (KFt/bm)·Yf·Ys = 2KT₁YfYs/bm²z₁ ≤ [σF] ，其中Ys为修正系数。轮齿弯曲强度的设计公式 m ≥ [(2KT₁/φdz₁²)·(YfYs/[σF])]⅓ ，其中[σF] = σFE/Sf，σFE为齿根弯曲疲劳强度极限，若轮次两面工作，应将Yf乘以0.7,；Sf为安全系数，一般工业用可取1.25。校核弯曲强度时，应该对大、小齿轮分别进行验算，计算m时，YfYs/[σF]应该代入Yf₁Ys₁/[σF₁]和Yf₂Ys₂/[σF₂]中的较大者。传递动力的齿轮，模数不宜小于1.5mm。

11.5 圆柱齿轮传动的设计

11.5.1 齿轮传动主要参数的选择

齿数比u。u由传动比而定，避免大齿轮齿数过多，导致径向尺寸过大，应使u≤7。

模数m和齿数z。模数m主要影响齿根弯曲强度，对齿面接触强度没有直接影响，齿面接触强度主要与d₁和齿数比u有关。对于闭式齿轮传动，在满足弯曲疲劳强度情况下，宜采用较多的齿数和较小的模数，以增加重合度，提高传动的平稳性，减小冲击振动，可以取小轮齿数z₁=20~40。在抗弯曲强度设计时，应取较大的模数，因而齿数应少一些，一般取z₁=17~20.对于开式齿轮传动，为了弥补齿面磨损造成的轮齿减薄，强度削弱，通常将计算得到的模数加大10%~15%。

齿宽系数φd及齿宽b。增大齿宽可减小齿轮直径和传动中心距，但齿宽越大，齿向的载荷分布越不均匀，因此必须合理选择齿宽系数。对于圆柱齿轮的齿宽，可按b=φd·d₁计算后再做适当调整，而且为了避免安装时大小齿轮轴向错位导致啮合齿宽减小，通常将小轮的齿宽加大5~10mm。

11.5.2 齿轮精度的选择

制造和安装齿轮传动装置时，不可避免的会产生误差。按照误差特性及它们对传动性能的主要影响，将齿轮的各项公差分为三个组，分别反映传递运动的准确性、传动的平稳性和载荷分布的均匀性。共13个精度等级，其中0级最高，12级最低，常用的是6~9级。

11.6 斜齿圆柱齿轮传动

11.6.1 轮齿上的作用力

圆周力 Ft = 2T₁/d₁ ，径向力 Fr = Ft·tan αn/cos β ，轴向力 Fa = Ft·tanβ 。其中，αn是法面压力角，对于标准齿轮为20°；β是螺旋角，β越大，斜齿轮传动越平稳，承载能力越大，但轴向力Fa也越大，影响轴承部件结构，因此，一般取8°~20°。

11.6.2 强度计算

齿面接触疲劳强度校核式为 σH = 3.54ZeZβ[(KT₁/bd₁²)·(u±1)/u]½ ≤ [σH] ，设计式为 d₁ ≥ 2.32[(KT₁/φd)·(u±1)/u·(ZeZβ/[σH])²]⅓ ，其中Zβ=(cos β)½是螺旋角系数。齿根弯曲疲劳强度校核式为 σF = 2KT₁YfYs/bd₁mn ≤ [σF] ，设计式为 m ≥ [(2KT₁/φdz₁²)·(YfYs/[σF])·cos²β]½ ，其中Yf是齿形系数，按当量齿数z/cos³β查取，Ys是应力修正系数，按当量齿数查取。

11.7 直齿圆锥齿轮传动

11.7.1 轮齿上的作用力

圆周力 Ft = 2T₁/dm₁，径向力 Fr = Ft·tan α·cos δ，轴向力 Fa = Ft·tan α·sin δ。其中，T₁是小齿轮传递的转矩；dm₁是小齿轮齿宽中点分度圆直径；α是分度圆压力角，标准齿轮为20°。

11.7.2 强度计算

齿面接触疲劳强度计算校核公式 σH = 2.5Ze[4KT₁/0.85φr(1-0.5φr)²d₁³u]½ ≤ [σH] ，设计公式为 d₁ ≥ 1.84{[4KT₁/0.85φr(1-0.5φr)²u]·(Ze/[σH])²]½ 。其中d₁是小齿轮的分度圆直径；K是载荷系数；φr = b/R，其中b为齿宽，R为锥距，一般取φr = 0.25~0.35，u = z₂/z₁，一般u≤5；Ze为弹性系数。

齿根弯曲疲劳强度校核公式 σF = 4KT₁YfYs/0.85φr(1-0.5φr)²z₁²m³(1+u²)½ ≤ [σF] ，设计公式为 m ≥ {[4KT₁/0.85φr(1-0.5φr)²z₁²(1+u²]½·(YfYs/[σF])}½

11.8 齿轮构造。

齿轮的轮缘、轮辐的结构形式和尺寸大小，需要由结构设计确定。设计时根据齿轮尺寸、材料、制造方法等选择合适的结构形式，再根据经验公式确定具体尺寸。

对于直径较小的钢制齿轮，当齿根圆直径与轴径接近时，可将齿轮与轴做成一体，称为齿轮轴。当齿顶圆直径≤160mm时，可以做成实心结构；当齿顶圆直径≤500mm时，通常采用腹板式齿轮，可铸造可锻造；当直径较大，大于等于400mm时，多采用轮辐式的铸造齿轮。

11.9 齿轮传动的润滑和效率

11.9.1 齿轮传动的润滑

齿轮传动的润滑方式。对于开式齿轮传动，因速度低，一般是人工定期加油或在齿面涂抹润滑脂。对于闭式齿轮传动，润滑方式取决于齿轮的圆周速度v。当v≤12m/s时，可采用浸油润滑；当v>12m/s时，应采用喷油润滑。

润滑剂的选择。选择润滑剂时，要考虑齿面上的载荷和齿轮的圆周速度以及工作温度，以使齿面上能保持一定厚度且能承受一定压力的润滑油膜。

11.9.2 齿轮传动的效率

齿轮传动的功率损耗主要包括：啮合中的摩擦损耗；搅动润滑油的油阻损耗；轴承中的摩擦损耗。

B. 为什么在设计齿轮传动装置时候，如果负载变化需使齿轮各级传动比为不可约比数，使齿轮不能同时啮合

不是“使齿轮不能同时啮合”。是使齿轮啮合时，轮齿不要在相同位置重复啮合。如果，齿数比是整数，在一对齿轮转动固定圈数后，相同位置将不断重复接触；如果，齿轮齿形、齿面有误差（较大时），会不断重复这个不利的情况。当齿数比为不可约比数时，有误差的齿形、齿面就不会与配对齿轮在同一位置反复重合、重复，对齿轮啮合工作状况有好处的。
供参考。

C. 齿轮传动的原理

不考虑损耗，直齿轮的话，是这样的。但是斜齿轮的画就不是这样的了，斜齿轮会将一部分力分解为径向力，一部分力分解为轴向力。希望对你有帮助。

D. 齿轮油的选择依据有哪些

1、根据齿轮工作条件的苛刻程度选用使用等级。

齿轮工作条件的苛刻程度是由齿轮的类型及其工作时的负荷和表面滑移速度决定的。普通齿轮传动可选用普通车辆齿轮油，准双曲面齿轮传动必须选用准双曲面齿轮油。若汽车在山区或满载拖挂行驶，并经常处于高负荷状态下，工作苛刻、油温较高，也可以选用准双曲面齿轮油。

2、依据季节气温选择粘度等级。

齿轮的低温粘度达150000mPa.s时的最高温度决定其适用的最低气温。因此齿轮油的粘度等级一般是根据不同地区或季节的气温情况来选择的。气温高时，选择粘度高的齿轮油；反之，气温低时，选择粘度低的齿轮油。如长江流域及其他地区冬季气温不低于-10℃的地区，全年可用90号油。长江以北冬季气温不低于-26℃的寒区，全年可用80W/90油。黑龙江、内蒙古、新疆等冬季气温在-26℃以下的严寒区，冬季使用75W号油，夏季换用90号油。其他地区全年可用85W/90油。

E. 在传动装置设计中,影响闭式齿轮传动和开式齿轮传动承载能力的主要因素是什么

影响开式传动的主要因素是，弯曲疲劳强度，开式传动一般都是采用硬齿面。闭式传动的主要影响因素是，接触疲劳强度，采用软齿面。
设计时，根据传动类型，硬齿面按照弯曲强度设计，验算接触强度。软齿面按照接触强度设计，验算疲劳强度。两个都有专门的计算公式。

F. 齿轮传动的工作原理是什么

齿轮传动的原理：即一对相同模数（齿的形体）的齿轮相来互啮合将动力由甲轴版传送给乙轴，以完成权动力传递。

齿轮传动是指由齿轮副传递运动和动力的装置，它是现代各种设备中应源用最广泛的一种机械传动方式。齿轮传动是靠齿与齿的啮合进行工作的，轮齿是齿轮直接参与工作的部分，所以齿轮的失效主要发生在轮齿上。百主要的失效形式有轮齿折断、齿面点蚀、齿面磨损、齿面胶合以及塑性变形等。

(6)在设计齿轮传动装置时对于扩展阅读

齿轮传动的特点

1、传动精度高。度现代常用的渐开线齿轮的传动比准确、恒定不变。这不但对精密机械与仪器是关键要求，也是高速重载下减轻动载荷、实现平稳传动的重问要条件。

2、适用范围宽。齿轮传动传递的功率范围极宽，可以从0.001W到60000kW；圆周速度可以很低，也可高达150m/s，带传动、链传动均难以比拟。

3、可以实现平行轴、相交轴、交错轴等空间任意两轴间的传动，这也是带传动、链传动做不到的。

4、使用寿命长，传动效率较高。

5、对环境条件要求较严，除少数低速答、低精度的情况以外，一般需要安置在箱罩中防尘防垢，还需要重视润滑。

G. 在齿轮设计中，当弯曲疲劳强度不满足要求时，可采取哪些措施提高齿轮的弯曲疲劳强

可以从以下几个方面来提高构件的疲劳强度：

1、外形合理化

构件截面改变越激烈，应力集中系数就越大。因此工程上常采用改变构件外形尺寸的方法来减小应力集中。如采用较大的过渡圆角半径，使截面的改变尽量缓慢，如果圆角半径太大而影响装配时，可采用间隔环。既降低了应力集中又不影响轴与轴承的装配。此外还可采用凹圆角或卸载槽以达到应力平缓过渡。

设计构件外形时，应尽量避免带有尖角的孔和槽。在截面尺寸突然变化处（阶梯轴），当结构需要直角时，可在直径较大的轴段上开卸载槽或退刀槽减小应力集中；当轴与轮毂采用静配合时，可在轮毂上开减荷槽或增大配合部分轴的直径，并采用圆角过渡，从而可缩小轮毂与轴的刚度差距，减缓配合面边缘处的应力集中。

2、提高构件表面质量

一般说，构件表层的应力都很大，例如在承受弯曲和扭转的构件中，其最大应力均发生在构件的表层。同时由于加工的原因，构件表层的刀痕或损伤处，又将引起应力集中。因此，对疲劳强度要求高的构件，应采用精加工方法，以获得较高的表面质量。特别是对高强度钢这类对应力集中比较敏感的材料，其加工更需要精细。

3、提高构件表面强度

常用的方法有表面热处理和表面机械强化两种方法。表面热处理通常采用高频淬火、渗碳、氰化、氮化等措施，以提高构件表层材料的抗疲劳强度能力。表面机械强化通常采用对构件表面进行滚压、喷丸等，使构件表面形成预压应力层，以降低最容易形成疲劳裂纹的拉应力，从而提高表层强度。

4、豪克能技术

豪克能技术现在的产品转化体现为焊接应力消除设备以及表面光整设备，其中的这个技术可以给金属表面消除拉应力，预置压应力，使得金属容易开裂的部位应力释放，不会产生开裂的情况。

(7)在设计齿轮传动装置时对于扩展阅读

设计人员通常认为最重要的安全因素是零部件、装配体或产品的总体强度。为使设计达到总体强度，工程师需要使设计能够承载可能出现的极限载荷，并在此基础上再加上一个安全系数，以确保安全。

但是，在运行过程中，设计几乎不可能只承载静态载荷。在绝大多数的情况下，设计所承载的载荷呈周期性变化，反复作用，随着时的推移，设计就会出现疲劳。

实际上，疲劳的定义为：“由单次作用不足以导致失效的载荷的循环或变化所引起的失效”。疲劳的征兆是局部区域的塑性变形所导致的裂纹。此类变形通常发生在零部件表面的应力集中部位，或者表面上或表面下业已存在但难以被检测到的缺陷部位。

尽管我们很难甚至不可能在FEA 中对此类缺陷进行建模，但材料中的变化永远都存在，很可能会有一些小缺陷。FEA 可以预测应力集中区域，并可以帮助设计工程师预测他们的设计在疲劳开始之前能持续工作多长时间。

对承受循环应力的零件和构件，根据疲劳强度理论和疲劳试验数据，决定其合理的结构和尺寸的机械设计方法。机械零件和构件对疲劳破坏的抗力，称为零件和构件的疲劳强度。疲劳强度由零件的局部应力状态和该处的材料性能确定，所以疲劳强度设计是以零件最薄弱环节为依据的。

通过改进零件的形状以减小应力集中，或对最弱环节的表面层采用适当的强化工艺，便能显著地提高其疲劳强度。应用疲劳强度设计能保证机械在给定的寿命内安全运行。

H. 多级减速齿轮箱或其他的齿轮传动装置的斜齿轮，当传动时，请问斜齿轮的轴向分力对多级减速齿轮箱

在同一根轴上一般装两个齿轮，如果两个斜齿轮可以让它们旋向相内同，即都是左旋或都是右旋容，这样两个齿轮产生的轴向分力就可以抵消了，而在多级减速器的第一根传动轴和最后一根传动轴上只有一个齿轮，这样就无法抵消了，所以这两根轴上的轴承都是一个受压一个受拉，这两根轴不能单独使用深沟球轴承，否则会将变形甚至破坏轴承，可以用角接触轴承或圆锥滚子轴承或将深沟球轴承和推力轴承配合使用，因为这些轴承有很好的抗轴向压力的能力。如果长期反复启动会对齿轮箱箱体单边产生较大应力及应力集中现象。避免方法：1.可以将斜齿轮换成直齿轮，直齿轮无轴向力但噪音大，捏合度差，2.将斜齿轮换成人字齿轮，人字齿无轴向力，噪音小，捏合度高，但制作成本高。你可以根据你设计的变速器的精度，应用场合，研发经费等进行取舍。

I. 法向模数符号是怎么打出来的

法向模数，英文名称normal mole，意思是垂直于螺旋线方向模数。
中文名
法向模数
外文名
normal mole
含义
是垂直于螺旋线方向模数
类别
机械术语
求解公式
Mn=Mtcosβ
定义mn的选择齿轮模数传动性能TA说
定义
是垂直于螺旋线方向模数。对于直齿法向模数就是端面模数，对于斜齿，刀具进刀的方向一般是垂直与起发面的，所以其主要参数都是取其法面参数。这其中包括法向模数，其中Mn=Mtcosβ。
斜齿轮是以法向模数为标准的，而直齿轮的端面模数与法向模数是相同的，一般情况未注明时应指的是标准模数（即法面模数）[1]。
mn的选择
齿轮的法向模数mn取决于齿轮轮齿的弯曲承载能力，只要轮齿的抗弯强度满足，齿轮的法向模数取得小一点较好，对齿轮的胶合也有好处。mn大，则齿轮在，点的偏距大，相对滑动速度大，容易胶合，但偏距大，接触面积大，承载能力也大。通常可取mn=(0．01～0．03)a，a为(实际)中心距，对于大中心距、载荷平衡、工作连续的传动来说，mn可取较小值；对于小中心距、载荷不稳、间断工作的传动来说，mn可取较大值；对于中心距较大的低速级的传动来说，间断工作的软齿面和中硬齿面传动法向模数mn就不能取较大值，否则就容易引起冷胶合。对于高速传动求说，
为了增加传动的平衡性，mn可取较小值。
在一般情况下，mn=0,02a，对于一般通用齿轮减速器来说，mn=(0．015～0．028)a，硬齿面齿轮减速器可以取较大的数值，以提高抗弯强度[2]。
齿轮模数
模数是决定齿大小的因素。齿轮模数被定义为模数制轮齿的一个基本参数，是人为抽象出来用以度量轮齿规模的数。目的是标准化齿轮刀具，减少成本。直齿、斜齿和圆锥齿齿轮的模数皆可参考标准模数系列表。
随着工业发展水平不断提高，定制的大批量生产齿轮很多都使用非标的模数，使其意义被弱化。
如果齿轮的齿数一定，模数越大则轮的径向尺寸也越大。模数系列标准是根据设计、制造和检验等要求制订的。对于具有非直齿的齿轮，模数有法向模数mn、端面模数ms与轴向模数mx的区别，它们都是以各自的齿距(法向齿距、端面齿距与轴向齿距)与圆周率的比值，也都以毫米为单位。对於锥齿轮，模数有大端模数me、平均模数mm和小端模数m1之分。对于刀具，则有相应的刀具模数等。标准模数的应用很广。在公制的齿轮传动、蜗杆传动、同步齿形带传动和棘轮、齿轮联轴器、花键等零件中，标准模数都是一项最基本的参数。它对上述零件的设计、制造、维修等都起着基本参数的作用(见圆柱齿轮传动、蜗杆传动等)。
传动性能
模数对承载能力的影响
模数是齿轮的一个最基本参数，对于齿数一定的齿轮，模数越大其径向尺寸也 越 大 。 为 便 于 制 造 、 检 验 和 互 换， 齿 轮模数 值已 实现 标准化 详 见GB/T1357-1987）。对于模数的选择，可根据齿轮副齿数及中心距计算，也可根据经验确定，如软齿面取(0.007～0.02)a，硬齿面取(0.016～0.0315)a，最后圆整至标准值。然而不同应用场合，模数的选择规则是不一样的，上述方法无法保证传动系统获得较好的传动性能。在固定中心距下，随着模数的增大，齿轮副的弯曲疲劳强度增加较为明显，而齿轮副的接触疲劳强度由于与齿轮副的齿廓曲率密切相关，变化较为平缓，并有下滑趋势。故大模数齿轮具有较强的抗弯曲抗冲击能力，适用于冲击载荷较大的场合。
模数对传动特性的影响
齿轮传动系统中，影响传动特性的因素很多，主要包括内部激励和外部激励，内部激励主要包括时变啮合刚度激励、传递误差激励和啮合冲击激励等，其中齿轮的刚度激励是影响齿轮动态载荷的关键因素之一，故模数作为影响齿轮啮合刚度的关键参数，其选择的合理性对齿轮副的传动特性具有重要的影响。随着模数的增大，齿轮副的时变扭转刚度在一个啮合周期内的波动区域逐渐变大，进而导致齿轮副在运行过程中会产生较大的刚度激励；相对于大模数齿轮副，小模数齿轮的时变刚度波动区域较小，且啮合刚度相对较大。根据系统动力学理论
可建立齿轮副的动力学模型，通过分析可知，合理选择齿轮模数，优化调整齿轮副啮合刚度，可显著减小齿轮副运行时的动态载荷，改善传动特性，提高运行的可靠性。
模数的选择及应用
在齿轮设计过程中，选择大模数少齿数还是小模数多齿数，需考虑以下几个方面：
1)工况
对于矿山、冶金、建材等领域，如破碎机、辊压机、轧机、回转窑等齿轮传动装置，工况较为恶劣，齿轮副承受较大的冲击载荷，由于齿距偏差、齿形偏差等因素的影响，小模数齿轮的实际工作重合度无法保证，在较大冲击载荷的作用下易导致断齿、点蚀等失效，而大模数齿轮的单齿抗弯强度较高，故能够满足承载要求。对于轻工机械用齿轮传动装置，如纺织、化工等领域，齿轮副工况较为平稳且体积相对较小，精度容易保证，宜选用小模数多齿数齿轮。
2)平稳性
衡量齿轮运行平稳性的主要指标是振动和噪声，对于矿山等低速重载领域，由于现场主机振动噪声较大，齿轮传动装置自身的振动噪声对环境的影响可以忽略不计，同时为提高齿轮传动装置的可靠性，一般选用大模数齿轮。对于船舶、透平机、车辆等齿轮传动装置，对其振动和噪声提出较高的要求，且齿轮体积相对较小，轮齿精度容易保证，常选用小模数多齿数齿轮。
3)加工能力
齿轮的精加工方式很多，主要有磨齿、滚齿、剃齿、梳齿、珩齿等，不同的加工形式，生产的轮齿精度也各不相同。小模数齿轮要求有较高的齿形精度和较小的齿距偏差，大模数齿轮为保证运行的连续性，对齿距偏差要求比较高，故在选择齿轮模数时，也应适当考虑生产厂家的加工能力和水平[3]。

J. 传动装置有哪些安全防护措施

机床上常见的传动机构有齿轮啮合机构、皮带传动机构、联轴器等。在齿轮传动机构中，两轮开始啮合的地方最危险。在皮带传动机构，皮带开始进入皮带轮的部位最危险。
联轴器上裸露的突出部分有可能钩住工人衣服等，给工人造成伤害。为了保护机构设备的安全运行和操作人员的安全和健康，所采取的安全技术措施一般可分为直接、间接和指导性三类。
直接安全技术措施是在设计机器时，考虑消除机器本身的不安全因素；间接安全技术措施是在机械设备上采用和安装各种安全防护装置，克服在使用过程中产生的不安全因素；指导性安全措施是制定机器安装、使用、维修的安全规程及设置标志，以提示或指导操作程序，从而保证作业安全。
传动装置的安全防护措施：
1、齿轮传动的安全防护
齿轮传动装置必须装置全封闭型的防护装置。齿轮传动机构没有防护罩不得使用。防护装置的材料可用钢板或铸造箱体，必须坚固牢靠，保证在机器运行过程中不发生振动。同时应便于开启，便用机器的维护保养，即要求能方便地打开和关闭。为了引起人们的注意，防护罩内壁应涂成红色，最好装电气联锁，使防护罩在开启的情况下机器停止运转。另外，上海铤和建议大家机械设备防护罩壳体本身不应有尖角和锐利部分。
2、皮带传动的安全防护
由于皮带摩擦后易产生静电放电现象，故不适用于容易发生燃烧或爆炸的场所。皮带传动机构的危险部分是皮带接头处、皮带进入皮带轮的地方。皮带传动装置的防护罩可采用金属骨架的防护网，与皮带的距离不应小于50mm，一般传动机构离地面2m以下，应设防护罩。但在下列3种情况下，即使在2m以上也应加以防护：皮带轮中心距之间的距离在3m以上；皮带宽度在15cm以上；皮带回转速度在9m/min以上。皮带的接头必须牢固可靠。
3、联轴器的安全防护
对联轴器的安全要求是没有突出的部分，即采用安全联轴器。但这样还没有彻底排除隐患，根本的办法是加防护罩，最常见的是防罩。轴上的键及固定螺钉必须加以防护，螺钉一般应采用沉头螺钉。