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机械设计基础课教案一、课程介绍1. 课程背景：机械设计基础课程是工科院校机械类专业的一门重要专业基础课程，旨在培养学生掌握机械设计的基本理论、基本方法和基本技能，为后续专业课程学习和工程实践打下坚实基础。
2. 课程目标：通过本课程的学习，使学生掌握机械设计的基本原理、方法和相关知识，具备一定的机械设计能力和创新意识，为将来从事机械设计工作奠定基础。
二、教学内容1. 机械设计的基本概念2. 机械零件的选材与制造3. 机械强度计算4. 机械传动设计5. 机械结构设计6. 机械设计实例分析三、教学方法1. 讲授法：讲解基本概念、原理和方法。
2. 案例分析法：分析实际机械设计案例，提高学生的设计能力。
3. 实践教学法：引导学生参与实验、课程设计等实践活动，巩固理论知识。
4. 讨论法：鼓励学生提问、发表见解，提高课堂互动性。
四、教学安排1. 课时：共计32课时。
2. 教学方式：课堂讲授、案例分析、实践教学相结合。
3. 教学进度：第1-4课时：机械设计的基本概念第5-8课时：机械零件的选材与制造第9-12课时：机械强度计算第13-16课时：机械传动设计第17-20课时：机械结构设计第21-24课时：机械设计实例分析五、教学评价1. 平时成绩：考察学生的出勤、提问、讨论等课堂表现。
2. 实践成绩：评价学生在实验、课程设计等实践环节的表现。
3. 期末考试：测试学生对课程知识的掌握程度。
六、机械设计的基本流程1. 教学目标了解机械设计的基本流程，掌握各个阶段的主要任务和要求，培养学生进行机械设计的能力。
2. 教学内容设计前的准备工作方案设计详细设计设计验证与修改设计文件的编制3. 教学方法讲授法：讲解设计流程的各个阶段及注意事项。
实践教学法：引导学生参与实际设计项目，体会设计流程的重要性。
七、机械设计的创新与改进1. 教学目标激发学生的创新意识，培养学生进行机械设计改进的能力。
2. 教学内容创新设计的原则与方法改进设计的思路与步骤创新与改进的实例分析3. 教学方法讲授法：讲解创新设计的基本原则与方法。
机械设计基础课程设计教案一、教学目标1. 让学生掌握机械设计的基本原理和方法。
2. 培养学生运用机械设计知识解决实际问题的能力。
3. 提高学生创新意识和团队协作能力。
二、教学内容1. 机械设计的基本概念2. 机械设计的方法和步骤3. 机械零件的设计4. 机械系统的总体设计5. 机械设计的优化三、教学方法1. 讲授法：讲解机械设计的基本原理、方法和步骤。
2. 案例分析法：分析实际机械设计案例，让学生了解机械设计的过程。
3. 实践操作法：引导学生参与机械设计实践，提高实际操作能力。
4. 小组讨论法：分组进行设计任务，培养团队协作和沟通能力。
四、教学安排1. 第一课时：机械设计的基本概念2. 第二课时：机械设计的方法和步骤3. 第三课时：机械零件的设计4. 第四课时：机械系统的总体设计5. 第五课时：机械设计的优化五、教学评价1. 课堂问答：检查学生对机械设计基本概念的理解。
2. 案例分析报告：评估学生分析实际问题的能力。
3. 设计任务：评价学生运用机械设计知识解决实际问题的能力。
4. 小组讨论报告：评估学生的团队协作和沟通能力。
六、教学内容6. 机械设计中的材料选择7. 机械设计中的力学分析8. 传动系统设计9. 机械结构的强度计算10. 机械设计的可靠性分析七、教学方法1. 讲授法：讲解材料选择、力学分析、传动系统设计、强度计算和可靠性分析的基本原理和方法。
2. 案例分析法：分析实际案例，让学生了解这些方法在机械设计中的应用。
3. 实践操作法：引导学生参与相关设计实践，提高实际操作能力。
4. 小组讨论法：分组进行设计任务，培养团队协作和沟通能力。
八、教学安排1. 第六课时：机械设计中的材料选择2. 第七课时：机械设计中的力学分析3. 第八课时：传动系统设计4. 第九课时：机械结构的强度计算5. 第十课时：机械设计的可靠性分析九、教学评价1. 课堂问答：检查学生对材料选择、力学分析等基本概念的理解。
机械设计基础教案一、课程简介机械设计基础是机械工程专业的基础课程之一，旨在培养学生基本的机械设计能力和工程实践能力。
本课程将重点介绍机械设计的基本原理、方法和工具，通过理论讲授和实践操作，使学生掌握常见机械零部件的设计、装配和工程分析的基本技能。
二、教学目标1. 掌握机械设计的基本原理和方法。
2. 学习并熟练运用计算机辅助设计软件进行模型建立和分析。
3. 能够独立进行简单机械零部件的设计和装配。
4. 培养学生的工程实践能力和团队合作精神。
三、教学内容1. 机械设计基础概述- 机械设计的定义和作用- 机械设计的基本原理和方法- 机械设计的发展趋势和应用领域2. 机械零部件设计- 机械零部件的功能和分类- 机械零部件的设计步骤和方法- 常见机械零部件的设计案例分析3. 机械装配设计- 机械装配的基本原理和方法- 机械装配的设计规范和注意事项 - 机械装配的实际案例分析4. 机械工程图学- 机械图形学的基本概念和表示方法 - 工程图纸的绘制方法和符号规范 - 机械图学在机械设计中的应用5. 计算机辅助设计与工程分析- 常用的计算机辅助设计软件介绍- 计算机辅助设计的基本操作和建模技术- 计算机辅助工程分析的基本原理和方法6. 机械设计实践- 选择一个适合的机械设计项目进行实践- 制定项目设计方案和计划- 完成机械零部件的设计、装配和工程分析四、教学方法1. 理论讲授：通过教师的讲解，向学生介绍机械设计的基本原理和方法，并利用案例分析加深学生的理解。
2. 实践操作：通过实验室实践操作，学生将学到的知识应用到实际的机械设计中，培养实际操作能力和解决问题的能力。
3. 计算机辅助设计软件应用：引导学生学习并熟练使用计算机辅助设计软件，进行机械零部件的建模和分析。
4. 课堂讨论和小组合作：通过课堂讨论和小组合作的形式，培养学生的团队合作能力和解决问题能力。
五、教学评估1. 平时表现：包括课堂参与、作业完成情况和实验室操作等。
激情导入观察下列物品，它们都是由什么材料构成？材料是机器的物质基础。
材料种类繁多，在机械工程上常用的材料有：钢铁材料、有色金属和非金属材料。
各种材料的性能不同，用途也不同。
因此为了正确的选择和使用材料，必须掌握和了解材料的分类、牌号、性能、应用范围及热处理等有关基本知识。
钢的种类繁多，有多种分类方法。
根据化学成分，钢可分碳素结构钢指含碳量wc＜0.70%，主要用于制造齿轮、轴等各种机械零件和制作桥梁、建筑等工程结构件用钢。
普通碳素结构钢用于制造各种机械零件和工程结构件。
这类钢一般属于低碳、中碳钢。
优质碳素结构钢用于制造各种刀具、量具和模具。
这类钢一般属于高碳钢。
（4）按脱氧方法分类沸腾钢：不完全脱氧；镇静钢：完全脱氧；半镇静钢：介于沸腾钢和镇静钢之间。
在实际使用中，钢厂在给钢的产品命名时，往往将成分、质量和用途三种分类方法结合起来，如将钢称为优质碳素结构钢、高级优质碳素工具钢等。
（二）碳素结构钢定义：凡用于制造机械零件和各种工程结构件的钢都称为结构钢。
分类：根据质量可分为普通碳素结构钢和优质碳素结构钢；1.普通碳素结构钢（1）特点：冶炼容易、价格低廉、性能能满足一般工程结构、日常生活用品和普通机械零件的要求。
（2）用途：主要用于焊接、铆接、栓接构件。
Q235应用最多（3）牌号：普通碳素结构钢的牌号由“Q”（表示屈服点的汉语拼音字首）、一组数据（表示屈服强度，单位MPa）、质量等级符号（质量分A、B、C、D四个等级）和脱氧方法符号（F—沸腾钢、b—半镇静钢、Z—镇静钢、TZ—特殊镇静钢，通常Z、TZ 可省略）四个部分按顺序组成。
例：Q235-A.F，“Q”代表屈服点，数值235表示在一定拉观察这些工具，分析它们的用途及材料组成?定义：碳素工具钢是用于制造刃具、模具、量具以及其他工具的钢。
特点：这类工具钢都要求高硬度和高耐磨性，含碳量都在0.7﹪以上，都是优质的或高级优质高碳钢。
3、牌号：拼音字母“T”加数字表示，其中“T”碳素工具钢，数字表示平均含碳量的千分数，若为高级优质碳钢则在牌号后加“A”。
《机械设计基础》教案一、教学目标1. 知识与技能：（1）了解机械设计的基本原理和方法；（2）掌握机械零件的主要参数和选型依据；（3）熟悉机械系统的运动分析和动力分析；（4）能够运用机械设计软件进行简单的机械设计。
2. 过程与方法：（1）通过案例分析，培养学生的创新意识和解决问题的能力；（2）利用模拟实验和实际操作，提高学生的动手能力和实践能力；（3）采用小组讨论和课堂讲解，培养学生的团队协作和沟通能力。
3. 情感态度与价值观：（1）培养学生对机械设计的兴趣和热情；（2）增强学生对机械工程领域的认同感和责任感；（3）培养学生追求卓越、精益求精的职业精神。
二、教学内容第1课时：机械设计概述1. 机械设计的意义和任务2. 机械设计的过程和方法3. 机械设计师的要求和素质第2课时：机械零件的设计方法1. 机械零件的设计原则2. 机械零件的选材和加工3. 机械零件的强度计算和校核第3课时：机械系统的运动分析1. 机械系统的自由度和平衡条件2. 机械系统的运动学分析3. 机械系统的动力学分析第4课时：机械系统的动力分析1. 机械系统的动力源和动力传递2. 机械系统的负载分析和计算3. 机械系统的动力性能优化第5课时：机械设计实例分析1. 机械设计案例介绍2. 机械设计案例分析3. 机械设计案例总结和启示三、教学资源1. 教材：《机械设计基础》2. 辅助材料：PPT课件、教学图样、设计软件教程3. 实验设备：机械设计实验台、测量工具、模拟实验器材四、教学过程1. 导入：通过展示实际机械产品，引发学生对机械设计的兴趣，激发学习动机。
2. 讲解：结合PPT课件和教材，讲解本节课的重点内容，引导学生主动思考和提问。
3. 案例分析：分析机械设计实例，让学生了解机械设计的过程和方法，培养学生的创新意识和解决问题的能力。
4. 实践操作：安排学生进行模拟实验或实际操作，巩固所学知识，提高学生的动手能力和实践能力。
5. 小组讨论：组织学生进行小组讨论，分享学习心得和设计思路，培养学生的团队协作和沟通能力。
《机械设计》课程教案院（系、部）机电工程学院教研室机械工程系课程名称机械设计适用专业机械类本科主讲教师姓名张翔职称、职务教授使用教材机械设计（濮良贵、纪名刚主编第八版）福建农林大学教案编号： 01 课时安排：3 学时教学课型：理论课√实验课□习题课□实践课□ 其它□授课题目：第1章机械设计总论1.1“机械设计”的概念1.2课程性质、任务、教与学教学目的、要求（分掌握、熟悉、了解三个层次）：z了解：机械、机器、机械零件、机械设计等概念，设计机器的一般过程。
z熟悉：机械零件中的通用零部件与专用零部件z掌握：零件的工作能力与强度的概念。
z能力培养注意点：设计性课程与素质教育、能力培养的关系与影响。
z重点、难点的解决方法：从零件的失效概念为线索，重温材料力学的强度、刚度再引入耐磨性、温升等概念；从设计的内涵来诠释设计与决策、设计与创新的关系。
教学内容（包括基本内容、重点*、难点#、疑点？）：第1章机械设计总论1.1“机械设计”的概念机械、机器、机械零件、机械设计的概念1.2课程性质、任务、教与学1.1.1性质1.2.2任务与作用（1）知识获取(2) 能力培养1.2.3教与学若干问题（1）内容（2）教学环节1.3机械设计概述1.3.1 机器系统的组成1.3.2 设计机器的一般过程*1.3.3零件的工作能力(1)设计的基本要求(2)零件的工作能力(3)零件的失效(4)零件的承载能力*1.3.4主要计算准则1.3.5机械零件设计的一般步骤1.4课程内容的主要结构、作用教学方式（请打√）：讲授√讨论□示教□指导□其他□手段、媒介（请打√）：多媒体√模型□实物□挂图□ 音像□其他□思考题：例举常用热处理方法，说明相应的热处理工艺，对改善零件或材料的效果作业：吴宗泽主编，机械设计。
北京：高等教育出版社， 2001李柱国主编，机械设计与理论。
北京：科学出版社， 2003张祖立主编，机械设计。
北京：中国农业出版社，2004彭文生等主编，机械设计。
机械设计基础实验教案模板教学目标：知识目标：学生掌握机械设计基础的基本原理。
能力目标：学生能够独立完成简单的机械设计实验，分析实验数据，得出结论。
情感态度与价值观：培养学生对机械设计的兴趣，认识到机械设计在日常生活中的重要性。
教学内容：1. 机械设计基础概述2. 常见机械结构与工作原理3. 实验操作与数据记录4. 实验结果分析与讨论教学难点与重点：难点：如何引导学生进行实验操作，规范操作流程。
重点：实验数据的分析，如何根据数据得出正确的结论。
教具和多媒体资源：教具：机械模型、实验器材。
多媒体资源：PPT演示、视频资料。
教学方法：1. 讲授法：对机械设计基础的理论知识进行讲授。
2. 实验法：学生进行实验，观察、记录与分析实验数据。
教学过程：1. 导入：通过视频资料展示机械设计的广泛应用，激发学生兴趣。
2. 讲授新课：介绍机械设计基础的基本概念、原理及实验操作注意事项。
3. 巩固练习：学生分组进行实验，记录数据，分析讨论。
4. 归纳小结：总结实验中的发现，强调实验的重要性和数据分析的方法。
评价与反馈：1. 评价：通过观察学生的实验操作、口头提问和小组报告进行评价。
2. 反馈：指导学生如何改进实验操作，提供学习建议和指导。
作业布置：1. 写一篇关于机械设计在日常生活中的作用的短文。
2. 分析实验数据，总结实验结果。
3. 预习下一章节内容，了解更多机械设计的应用实例。
教师自我反思：本次课程整体进行顺利，学生表现出较高的兴趣和积极性。
但在实验环节，部分学生操作不够规范，需在下次教学中加强指导。
同时，应更多地引入生活中的实例，帮助学生更好地理解机械设计的重要性。
机械设计基础教案一、教学目标：1.了解机械设计的基本概念和基础知识。
2.掌握机械设计的基本原则和方法。
3.能够进行简单的机械设计计算和分析。
4.培养学生的创新思维和解决问题的能力。
二、教学内容：1.机械设计的基本概念和分类。
2.机械设计的基本原则和方法。
3.机械设计中常见的应力、强度、刚度和变形的计算。
4.机械设计中的动力学分析和运动学分析。
三、教学过程：1.导入：通过观看一段机械设备运行的视频，引导学生思考机械设计的重要性和作用。
2.知识讲解：2.1机械设计的基本概念和分类：-机械设计是指通过合理的图纸设计和选用材料、零件和构件等，以满足机械设备的功能、可靠性和经济性要求的过程。
-机械设计分为机械结构设计、机械传动设计和机械装置设计等几个方面。
2.2机械设计的基本原则和方法：-设计原则：设计要求、安全性、经济性、可靠性、适应性和制造简易性。
-设计方法：确定设计任务、收集设计资料、进行设计计算和绘图、评价设计方案。
2.3应力、强度、刚度和变形的计算：-应力：介绍正应力、切应力和轴向应力等的计算方法。
-强度：介绍静应力强度、动应力强度和疲劳强度的计算方法。
-刚度：介绍刚度的概念和刚度计算的基本方法。
-变形：介绍零件受力产生的变形和变形计算的基本方法。
2.4动力学分析和运动学分析：-动力学分析：介绍运动物体的力学特性和动力学分析的基本方法。
-运动学分析：介绍运动物体的几何特性和运动学分析的基本方法。
3.实例分析：通过给出一个具体机械设备的实例，进行设计计算和分析，并引导学生思考如何改进设计方案。
4.小结和总结：对本节课的重点内容进行小结和总结，并布置相关的作业。
四、教学效果评价：通过观察学生的学习情况、课堂讨论和作业的完成情况来评价本节课的教学效果。
同时，鼓励学生提出对机械设计的疑问和思考，以培养他们的创新思维和解决问题的能力。
教材分析1.教材基本信息教材名称:机械设计出版社：高等教育出版社主编:濮良贵出版时间：2013年5月第9版2。
章节内容第一章绪论第二章机械设计总论第三章机械零件的强度第四章摩擦、磨损及润滑第五章螺纹连接机螺旋传动第六章键、花键、物件连接和销联结第七章铆接、焊接、胶接和过盈连接第八章带传动第九章链传动第十章齿轮传动第十一章蜗杆传动第十二章滑动轴承第十三章滚动轴承第十四章联轴器和离合器第十五章轴第十六章弹簧第十七章机座和箱体1第十八章减速器和变速器3。
教学手段和方法教学方法：教师讲授、案例分析、集体讨论、个别回答、师生互动启发教学手段：课件演示、视频课件4.实训教学环节实训一:连接件认知（螺栓、键、销）实训二：传动部件认知（带、齿轮、蜗杆、链传动）实训三：轴系部件认知（轴、轴承、联轴器、离合器等）5.教材优缺点分析优点：《“十二五”普通高等教育本科国家级规划教材：机械设计（第9版）》是“十二五”普通高等教育本科国家级规划教材，是在西北工业大学机械原理及机械零件教研室编著，濮良贵、纪名刚主编《机械设计》（第八版）的基础上，根据教育部2011年制订的“机械设计课程教学基本要求"和编者多年来的教学实践经验，考虑加强学生素质教育和能力培养，结合拓宽专业面后的教学改革以及我国机械工业发展的需要修订而成的。
内容上能够反映现代机械设计的最新技术，具有较强的针对性和实用性.书后附录有常用量的名称、单位、符号及换算关系。
教材覆盖面广,较为权威。
缺点:配套习题略少，没有配套的实验指导类教材6.参考教材机械设计指导手册（图书馆）机械设计课程设计机械设计习题集2第1次 2学时单元标题:第一章绪论第二章机械设计总论课堂类别:理论教学目标：1、了解机器的组成;明确零件的概括分类及零件与机器的关系。
2、明确本课程的内容、性质和任务；注意本课程与先修课程及后续课程的关系和相应的学习方法.3、深刻理解机械零件的失效形式及应满足的基本要求。
第九章齿轮传动（一）教学要求1、了解齿轮传动特点、分类、掌握主要失效形式，了解常用齿轮材料及热处理方法，掌握齿轮材料的计算载荷2、掌握直齿圆柱齿轮的强度计算方法及主要参数的选择方法3、掌握斜齿圆柱齿轮和圆锥齿轮受力分析和强度计算方法4、掌握变位齿轮强度的特点，了解其它齿轮传动的特点（二）教学的重点与难点1、轮齿主要失效形式，载荷系数，材料与热处理2、齿面接触疲劳强度和齿根弯曲疲劳强度计算3、斜齿轮和锯齿轮受力分析和强度计算的特点，当量齿轮4、变位齿轮强度计算的特点（三）教学内容§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§9—2 齿轮传动的失效形式与设计准则一、失效形式失效形式分两类：轮齿折断；齿面损坏 轮齿折断又分：疲劳折断；过载折断齿面损坏又分：点蚀、摩损和胶合、塑性变形1、轮齿折断：弯曲疲劳折断——闭式硬齿面齿轮传动最主要的失效形式 过载折断——载荷过大或脆性材料部分形式：齿根整体折断——直齿，b 较小时 局部折断——斜齿或偏载时，b 较大时 部位：maxF σ，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H H][σσ≥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。
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021>+=∑X X X （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。
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，缺润滑油防止措施：1）采用抗胶合能力强的润滑油η↑（加极压添加剂）；2）采用角度变位齿轮传动（021>+=∑X X X ），使滑动速度V S 下降。
（使始末位置，相对滑动速度↓）；3）减小m 和齿高h ，降低滑动速度V S ；4）提高齿面硬度；5）降低√；6）配对齿轮有适当的硬度差；7）改善润滑与散热条件。
5、齿面塑性变形——低速重载软齿轮传动的主要失效形式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。
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 H H][σσ≤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 F F][σσ≤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F ][σ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。
∴基本要求：齿面要硬，齿芯要韧 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：软齿面齿轮（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 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（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HBS 1=HBS 2+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 =A K 、V K 、βK 、αKA K ——工作情况系数 V K ——初载荷系数βK——齿向载荷分布系数 αK ——齿间载荷分配系数1、工作情况系数K A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K V ——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Pb 1≠Pb 2 2）圆周速度V ，图9-9a ）当P b2>P b1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const PO P O P O P O W W ≠≠''=''121221）→措施：从动轮2齿顶修缘，使齿轮2在齿顶处P'b2<P b2，使开始啮合时轮齿法向基节小一些，减小动载b ）当P b1>P b2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K V 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βK ——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。
2）齿轮宽度b b ↑ βK ↑。
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，βK 越小。
减小βK 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。
βK分：1）βH K ——用于齿面接触疲劳强度计算，表9-3，与精度等级、齿面硬度、支承布置有关，d ϕ齿宽系数，d ϕ=b/d2）βF K ——用于齿根变曲疲劳强度计算，按βH K 和b/h 之比值，查图9-13。
b —齿宽，h —齿高。
4、齿间载荷分配系数αK ——考虑同时有多对齿啮合时各对轮齿间载荷分配不均匀的系数。
影响因素：啮合刚度，基圆齿距误差（P b ），修缘量，跑合程度等。
αK 分：1）αH K ——齿面接触疲劳强度计算用2）αF K ——齿根弯曲疲劳强度计算用 表9-4§9—5 标准直齿圆柱齿轮传动的强度计算一、轮齿的受力分析忽略摩擦力，法向力F n 沿啮合线作用于节点处（将分布力简化为集中力）F n 与过节点P 的圆周切向成角度α。
F n 可分解为F t 和F r1、力的大小圆周力 F t =2π/d 1 F t1=-F t2径向力 F r =F t /tg α F r1=-F r2 大小相等，方向相反法向力 F n =F t /cos α F n1=-F n2T 1——小齿轮上传递的扭矩（N.mm ） d 1——小齿轮上的直径（mm ）, α=20° 2、力的方向F t ——“主反从同”，F r ——指向轴线—外齿轮 背向轴线—内齿轮 二、齿根弯曲疲劳强度计算——防止弯曲疲劳折断由于轮齿啮合时，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。
