《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》齒輪傳動(dòng)

1、齒輪傳動(dòng),第1節(jié) 齒輪機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)和類(lèi)型,一、類(lèi)型 1、平面齒輪機(jī)構(gòu) 2、空間齒輪機(jī)構(gòu),平面直齒輪,內(nèi)嚙合齒輪傳動(dòng) 兩齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)方向相同,齒輪齒條傳動(dòng),外嚙合齒輪傳動(dòng) 兩齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反,平面平行軸斜齒圓柱齒輪傳動(dòng),輪齒與其軸線(xiàn)傾斜一個(gè)角度,平面人字齒輪傳動(dòng),由兩個(gè)螺旋角方向相反的斜齒輪組成,空間（圓）錐齒輪傳動(dòng),用于兩相交軸之間的傳動(dòng),空間交錯(cuò)軸斜齒輪傳動(dòng),用于傳遞兩交錯(cuò)軸之間的運(yùn)動(dòng),空間蝸桿傳動(dòng),用于傳遞兩交錯(cuò)軸之間的運(yùn)動(dòng)，其兩軸的交錯(cuò)角一般為90,二、優(yōu)缺點(diǎn) 優(yōu)點(diǎn)：用來(lái)傳遞空間任意兩軸間的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力，傳動(dòng)平穩(wěn)，應(yīng) 用范圍廣。 缺點(diǎn)：成本較高；不適宜作遠(yuǎn)距離傳動(dòng)。 （1）直接接觸的嚙合傳動(dòng)

2、；可傳遞空間任意兩軸之間的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力； （2）功率范圍大，速比范圍大，效率高，精度高； （3）傳動(dòng)比穩(wěn)定，工作可靠，結(jié)構(gòu)緊湊； （4）改變運(yùn)動(dòng)方向； （5）制造安裝精度要求高，不適于大中心距，成本較高，且高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)噪聲較大,三、齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的應(yīng)用 現(xiàn)代機(jī)械中應(yīng)用最為廣泛的一種傳動(dòng)機(jī)構(gòu) 例1：機(jī)械手,例2：汽車(chē)變速箱,例3：攝像機(jī),例4：大型游樂(lè)設(shè)施,第2節(jié) 齒廓嚙合的基本定律,一、齒輪傳動(dòng)的基本要求 1 、傳動(dòng)平穩(wěn)，即瞬時(shí)傳動(dòng)比i12常數(shù) 2 、承載能力強(qiáng) 二、齒廓嚙合基本定律,c點(diǎn)：嚙合節(jié)點(diǎn)，簡(jiǎn)稱(chēng)節(jié)點(diǎn),c點(diǎn)：相對(duì)速度瞬心(三心定理,證明：由圖可知，c點(diǎn)就是齒輪1 、 2的速度瞬心，所以有,齒

3、廓嚙合基本定律：互相嚙合傳動(dòng)的一對(duì)齒輪，在任一位置時(shí)的傳動(dòng)比，都與其連心線(xiàn)o1o2被其嚙合齒廓在接觸點(diǎn)處的公法線(xiàn)所分成的兩段成反比。(注意：有的書(shū)上將齒廓嚙合基本定律曲解為定傳動(dòng)比法則了,據(jù)上述，齒廓曲線(xiàn)滿(mǎn)足定傳動(dòng)比的條件：嚙合點(diǎn)的公法線(xiàn)與連心線(xiàn)交于一定點(diǎn)。 節(jié)點(diǎn)和節(jié)圓 節(jié)點(diǎn)：圖中c點(diǎn) 節(jié)圓：分別以為圓心，以為半徑的圓（節(jié)圓只在成對(duì)傳動(dòng)的齒輪中才討論注意與后面的基圓的區(qū)別）。 共軛齒廓:滿(mǎn)足齒廓嚙合基本定律而相互嚙合的一對(duì)齒廓（只要給定一對(duì)齒廓中的一條，就可以根據(jù)齒廓嚙合定律求出其共軛齒廓,兩頭牛背上的架子稱(chēng)為軛，軛使兩頭牛同步行走。共軛即為按一定規(guī)律相配的一對(duì),軛,三、齒廓曲線(xiàn)的選擇 1.理

4、論上滿(mǎn)足基本定律的共軛齒廓曲線(xiàn)很多； 2.考慮因素：設(shè)計(jì)、制造、安裝和使用； 3.常用齒廓曲線(xiàn)：漸開(kāi)線(xiàn)，擺線(xiàn)，變態(tài)擺線(xiàn)，圓弧曲線(xiàn)和拋物線(xiàn)等。 本章重點(diǎn)研究漸開(kāi)線(xiàn)齒廓的齒輪,一、漸開(kāi)線(xiàn)的形成,直線(xiàn)bk沿半徑為rb的圓作純滾動(dòng)時(shí),直線(xiàn)上任意一點(diǎn)k的軌跡稱(chēng)為該圓的漸開(kāi)線(xiàn)。該圓稱(chēng)為漸開(kāi)線(xiàn)的基圓,rb基圓半徑； bk漸開(kāi)線(xiàn)發(fā)生線(xiàn) k漸開(kāi)線(xiàn)上k點(diǎn)的展角,第3節(jié) 漸開(kāi)線(xiàn)齒廓,二、漸開(kāi)線(xiàn)的性質(zhì) 1.漸開(kāi)線(xiàn)的發(fā)生線(xiàn)展直前后長(zhǎng)度不變,2. b 是漸開(kāi)線(xiàn)k點(diǎn)處的曲率中心，bk 是曲率半徑； a 處的曲率半徑為0 kb 為漸開(kāi)線(xiàn)在k點(diǎn)的法線(xiàn)，并與基圓相切,k,3.漸開(kāi)線(xiàn)的形狀取決于基圓的大小 rb,漸開(kāi)線(xiàn)直線(xiàn),4.

5、基圓內(nèi)無(wú)漸開(kāi)線(xiàn),4）基圓內(nèi)無(wú)漸開(kāi)線(xiàn),漸開(kāi)線(xiàn)的性質(zhì),1）發(fā)生線(xiàn)沿基圓滾過(guò)的長(zhǎng)度，等于基圓上被滾過(guò)的 圓弧長(zhǎng)度,2）nk為漸開(kāi)線(xiàn)在k點(diǎn)的法線(xiàn)，nk為曲半半徑，漸開(kāi)線(xiàn)上任一點(diǎn)的法線(xiàn)與基圓相切,3）漸開(kāi)線(xiàn)的形狀決定于基圓的大小。 k相同時(shí)，rb越大，曲半半徑越大 rb，漸開(kāi)線(xiàn)n3k的直線(xiàn),三、漸開(kāi)線(xiàn)方程 1.漸開(kāi)線(xiàn)的壓力角 2.漸開(kāi)線(xiàn)方程,討論： a:漸開(kāi)線(xiàn)齒廓上各點(diǎn)的壓力角不相等嗎？ b:基圓上的壓力角為多少,1、滿(mǎn)足定傳動(dòng)比條件 法線(xiàn)與基圓相切； 齒輪固定，基圓唯一； 法線(xiàn)交于定點(diǎn)c,四、漸開(kāi)線(xiàn)齒廓的嚙合特性,2、漸開(kāi)線(xiàn)齒廓嚙合的嚙合線(xiàn)是直線(xiàn)n1n2 嚙合點(diǎn)的軌跡 嚙合線(xiàn)、公法線(xiàn)、兩基圓的內(nèi)公切線(xiàn)

6、正壓力作用線(xiàn)四線(xiàn)重合,3、漸開(kāi)線(xiàn)齒廓嚙合的嚙合角不變 ：n1n2與節(jié)圓公切線(xiàn)之間的夾角 =漸開(kāi)線(xiàn)在節(jié)點(diǎn)處嚙合的壓力角,4、中心距的可分離性,中心距變化后，c點(diǎn)隨之變化，但 rb1、rb2 不變，即中心距不變。有利于加工、安裝和使用,右式表明：i12決定于基圓大小,第4節(jié) 齒輪各部分名稱(chēng)及漸開(kāi)線(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)齒輪尺寸,齒數(shù)z，齒槽 1、齒頂圓ra 2、齒根圓rf 3、在任意圓上rk 齒槽寬ek 齒厚sk 齒距pk=ek+sk,定義,模數(shù),一、齒輪各部分名稱(chēng)和基本參數(shù),4、分度圓，r，d，s，e，p,5、齒頂高h(yuǎn)a：d與da之間,6、基節(jié),d=mz m為標(biāo)準(zhǔn)值,p=s+e,齒全高h(yuǎn)：h=ha+hf,齒根高h(yuǎn)

7、f：d與df之間,基節(jié)基圓上的周節(jié)（齒距）pb,二、標(biāo)準(zhǔn)齒輪的基本參數(shù),定義模數(shù),或,d=mz 單位：mm,2、分度圓壓力角,是決定漸開(kāi)線(xiàn)齒廓形狀的一個(gè)基本參數(shù),gb1356-88規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)值=20 某些場(chǎng)合：=14.5、15、22.5、25,分度圓就是齒輪上具有標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)和標(biāo)準(zhǔn)壓力角的圓,分度圓和節(jié)圓區(qū)別 與聯(lián)系,1、模數(shù)m,3、齒數(shù)z,表明：齒輪的大小和漸開(kāi)線(xiàn)齒輪形狀都與齒數(shù)有關(guān),4、齒頂高系數(shù) 和頂隙系數(shù),標(biāo)準(zhǔn)值： =1， =0.25 標(biāo)準(zhǔn)短齒： =0.8， =0.3,漸開(kāi)線(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪幾何尺寸計(jì)算式,一、正確嚙合條件 條件：齒對(duì)交替過(guò)程中不發(fā)生沖擊,第5節(jié) 漸開(kāi)線(xiàn)直齒圓柱齒輪的嚙合傳動(dòng)

8、,二、正確安裝條件,1、齒側(cè)間隙（側(cè)隙,進(jìn)行運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)時(shí)，需按無(wú)側(cè)隙嚙合,2、標(biāo)準(zhǔn)齒輪的安裝,標(biāo)準(zhǔn)安裝,能實(shí)現(xiàn)無(wú)側(cè)隙嚙合,標(biāo)準(zhǔn)中心距,頂隙,標(biāo)準(zhǔn)值,3、非標(biāo)準(zhǔn)安裝,a只有增大,由圖可知,有側(cè)隙,三、漸開(kāi)線(xiàn)齒輪連續(xù)傳動(dòng)的條件,或,重合度（重疊系數(shù),齒輪傳動(dòng)的連續(xù)性條件,重合度的定義還有其他形式,漸開(kāi)線(xiàn)性質(zhì),一對(duì)齒從開(kāi)始嚙合到終止嚙合在基圓上轉(zhuǎn)過(guò)的弧長(zhǎng),在節(jié)圓上轉(zhuǎn)過(guò)的弧長(zhǎng)）作用弧,1.重合度的定義,2作用角,顯然： 所對(duì)的中心角也為2,2、重合度的意義,重合度不僅是齒輪傳動(dòng)的連續(xù)性條件，而且是衡量齒輪承載能力和傳動(dòng)平穩(wěn)性的重要指標(biāo),大意味著什么(物理意義)？ 表示同時(shí)參加嚙合的齒對(duì)數(shù)多或多對(duì)齒嚙合所

9、占的時(shí)間比例大。 結(jié)論 基本定律解決瞬時(shí)傳動(dòng)比恒定的必要條件； m,相等，解決連續(xù)傳動(dòng)的必要條件； 1，解決連續(xù)傳動(dòng)的充分條件。 標(biāo)準(zhǔn)齒輪、標(biāo)準(zhǔn)中心距，恒大于1,3、重合度的計(jì)算,由左圖看出,一、漸開(kāi)線(xiàn)齒輪的加工方法 1. 成形法,第6節(jié) 漸開(kāi)線(xiàn)圓柱齒輪輪齒切削原理和齒輪精度選擇,銑削法 拉削法,成形銑刀刀號(hào)和加工齒數(shù)范圍,成型法加工齒輪的特點(diǎn) 不需要專(zhuān)用機(jī)床； 齒型誤差較大； 分齒誤差較大。 用于9級(jí)以下精度的齒輪加工 2、范成法(展成法) （1）、基本原理：一對(duì)齒輪作無(wú)側(cè)隙嚙合時(shí)，其共軛齒廓互為包絡(luò)線(xiàn)包絡(luò)法,2)、加工方法 插齒加工,齒輪插刀 齒條插刀,優(yōu)點(diǎn)：用一把插刀可以加工出 m、相同

10、而齒數(shù)不同的各種齒輪(包括內(nèi)齒輪)。缺點(diǎn)：切削不連續(xù)，生產(chǎn)效率較低,滾齒加工,優(yōu)點(diǎn)：用一把滾刀可以加工出 m、相同而齒數(shù)不同的各種齒輪，切削連續(xù)，生產(chǎn)效率高。缺點(diǎn)：不能加工內(nèi)齒輪,三、用標(biāo)準(zhǔn)齒條刀具加工齒輪 1.標(biāo)準(zhǔn)齒條刀具 頂部比普通齒條多出一段c*m，用于在被加工齒輪的齒根部分切出齒頂間隙,2. 用標(biāo)準(zhǔn)齒條刀具加工齒輪,被加工齒輪的齒數(shù)取決于 v刀 和 輪 的比值,第7節(jié) 漸開(kāi)線(xiàn)齒廓的根切 一、 根切,根切位置,1、根切現(xiàn)象 （1）、根切的危害 危害：切掉部分齒廓； 削弱了齒根強(qiáng)度； 嚴(yán)重時(shí)，切掉部分漸開(kāi)線(xiàn)齒廓，降低重合度,2）、根切的原因 標(biāo)準(zhǔn)齒輪： 刀具的齒頂線(xiàn)超過(guò)了極限嚙合點(diǎn)n,3）

11、、齒輪不發(fā)生根切的最少齒數(shù),考慮變位,2、避免根切的措施 1. z17（對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)齒輪） 2. 變位 正變位 刀具遠(yuǎn)離工件中心,變位后,1、類(lèi)型 零傳動(dòng) x1+x2 =0（包括標(biāo)準(zhǔn)齒輪） 通常： 小輪x1 0，大輪x2 0 中心距a，嚙合角不變 （高度變位,二、變位齒輪及其應(yīng)用,正傳動(dòng) x1+x2 0 中心距a，嚙合角,負(fù)傳動(dòng) x1+x2 0 中心距a，嚙合角,2、應(yīng)用 湊中心距 修復(fù)舊齒輪； 減小齒輪尺寸； 提高齒輪彎曲疲勞強(qiáng)度,一、失效形式 目的：找出齒輪設(shè)計(jì)的依據(jù)，保證齒輪在使用的時(shí)間內(nèi)不發(fā)生失效 部位：輪齒 1、輪齒折斷 1）折斷部位：齒根； 2）折斷類(lèi)型：過(guò)載折斷疲勞折斷,第8節(jié) 齒輪

12、傳動(dòng)的失效形式與設(shè)計(jì)準(zhǔn)則,2、齒面點(diǎn)蝕 1）原因：齒面接觸應(yīng)力：脈動(dòng)循環(huán) 2）發(fā)生的位置：首先發(fā)生在齒根表面靠近節(jié)點(diǎn)處。然后向其他擴(kuò)展。 3）開(kāi)式齒輪：不發(fā)生點(diǎn)蝕,齒面疲勞點(diǎn)蝕,3、齒面膠合 1）原因：齒面嚙合區(qū)的溫升過(guò)高，使齒面金屬產(chǎn)生了相互粘結(jié)，當(dāng)兩輪齒相對(duì)滑動(dòng)時(shí)，較軟的齒面被撕下一塊的現(xiàn)象。 2）發(fā)生的場(chǎng)合 a.高速重載時(shí)：瞬時(shí)溫升高。 b.低速重載時(shí)：齒面瞬時(shí)溫度,齒面膠合,4、齒面磨損： 1）類(lèi)型 磨粒磨損： 跑合磨損：新齒輪副，開(kāi)始運(yùn)轉(zhuǎn)期間 ，為正常磨損創(chuàng)造條件。 2）齒面磨損是開(kāi)式齒輪傳動(dòng)的主要失效形式,5、塑性變形 過(guò)大應(yīng)力作用下，輪齒出現(xiàn) 倒牙或局部金屬片出現(xiàn)流動(dòng)的 現(xiàn)象,齒

13、面塑性變形,二、設(shè)計(jì)準(zhǔn)則： 齒輪的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則由其主要的失效形式來(lái)確定。 1、閉式軟齒面齒輪傳動(dòng) 主要失效形式：齒面點(diǎn)蝕 設(shè)計(jì)準(zhǔn)則：按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)，驗(yàn)算輪齒彎曲強(qiáng)度。 2、閉式硬齒面齒輪傳動(dòng) 主要失效形式：齒根彎曲折斷 設(shè)計(jì)準(zhǔn)則：按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)，驗(yàn)算齒面接觸強(qiáng)度。 3、開(kāi)式齒輪傳動(dòng)度 主要失效形式：磨損 設(shè)計(jì)準(zhǔn)則：一般只進(jìn)行彎曲強(qiáng)度計(jì)算，適當(dāng)增大m考慮磨損的影響,一、對(duì)材料的要求： 齒面要硬，齒芯要韌，工藝性能要好，經(jīng)濟(jì)性好。 二、常用的齒輪材料 1、鋼 （1）鍛鋼：軟齒面齒輪（hbs350）硬齒面齒輪（hbs350） （2）鑄鋼 2、鑄鐵 3、非金屬材料,第9節(jié) 齒輪材料及許用應(yīng)力,三、

14、熱處理 常用有：表面淬火、滲碳調(diào)質(zhì)、正火（常用）、滲氮。 注意：熱處理后齒面硬度小于或等于350hbs的軟齒面，此時(shí)大小齒面應(yīng)存在一個(gè)硬度差，一般hbs1-hbs2=30-50。 原因：1）、小齒輪齒根強(qiáng)度較低 2）、小齒輪的應(yīng)力循環(huán)次數(shù)較多 3）、當(dāng)大小齒輪有較大硬度差時(shí)，較硬的小齒輪會(huì)對(duì)較軟的大齒輪齒面產(chǎn)生冷作硬化的作用，可提高大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度。 四、材料的選擇的原則： 工作條件要求 尺寸與毛坯、熱處理、加工工藝適應(yīng) 正火鋼用于平穩(wěn)載荷（輕沖擊），調(diào)質(zhì)鋼中度沖擊，合金鋼高速重載并可有沖擊。 可行性要求,一、受力分析1、目的：找出作用在齒輪上的力，為齒輪、軸、軸承等的設(shè)計(jì)作準(zhǔn)備。 2、受

15、力分析的計(jì)算條件：略去齒面間的摩擦力。3、力的作用點(diǎn)：齒寬中點(diǎn)處的節(jié)圓上。4、力的方向圓周力的方向：主動(dòng)輪與轉(zhuǎn)向相反， 從動(dòng)輪與轉(zhuǎn)向相同。徑向力的方向：外嚙合：由嚙合點(diǎn)指向圓心 內(nèi)嚙合：內(nèi)齒輪由嚙合點(diǎn)背離圓心5、力的大小,第10節(jié) 直齒圓柱齒輪傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算,圓周力： 徑向力： 法向力,1,2,二、計(jì)算載荷 1、單位長(zhǎng)度上的計(jì)算載荷 （1）、單位長(zhǎng)度上的名義載荷（公稱(chēng)載荷） 為了便于分析計(jì)算，常取沿齒面接觸線(xiàn)單位長(zhǎng)度上所受載荷進(jìn)行計(jì)算。 （2）、單位長(zhǎng)度上的計(jì)算載荷 2、載荷系數(shù),1、使用系數(shù)ka 表征原動(dòng)機(jī)和工作機(jī)的性能等外部因素對(duì)齒輪實(shí)際所受載荷大小的影響 2、動(dòng)載荷系數(shù)kv 3、齒間載荷

16、分配系數(shù) 4、齒向載荷分布系數(shù) 齒輪對(duì)軸承做不對(duì)稱(chēng)布置， 軸扭轉(zhuǎn)變形，軸承、支座變形、制造安裝誤差。 改善載荷分布不均的方法： 增大軸、軸承及支座剛度。對(duì)稱(chēng)地配置軸承。適當(dāng)限制齒輪寬度。盡可能避免齒輪做懸臂布置。把一個(gè)齒輪的輪齒做成鼓形。斜齒輪和人字齒輪可進(jìn)行螺旋角修形,三、齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算 1、目的 保證齒輪在使用時(shí)間內(nèi)不發(fā)生輪齒的疲勞折斷。 2、計(jì)算假設(shè) 1）齒頂受載時(shí)全部載荷作用在一對(duì)輪齒上。 2）強(qiáng)度計(jì)算時(shí)輪齒看作懸臂梁。 3）略去徑向分力 3、強(qiáng)度計(jì)算 1）輪齒的危險(xiǎn)截面：危險(xiǎn)截面用30切線(xiàn)法確定 2）強(qiáng)度計(jì)算 以單位寬度的輪齒計(jì)算，輪齒作懸臂梁時(shí)的彎曲強(qiáng)度條件,校核式,設(shè)計(jì)式,

17、說(shuō)明： 1）齒形系數(shù)yfa。其物理意義是：反映載荷作用于齒頂時(shí)，輪齒形狀對(duì)彎曲應(yīng)力的影響。 只與齒廓的形狀有關(guān)，而與齒廓的大?。茨?shù)）無(wú)關(guān);標(biāo)準(zhǔn)齒輪只與齒數(shù)有關(guān),2)當(dāng)其他條件不變時(shí),3)兩齒輪的彎曲強(qiáng)度應(yīng)分別校核,4)在設(shè)計(jì)式中, 取兩輪中的大者,5）用設(shè)計(jì)式計(jì)算出的m值應(yīng)圓整為標(biāo)準(zhǔn)值，對(duì)于動(dòng)力傳動(dòng)一般不宜小于1.52.0。 6）校核式如果校核強(qiáng)度不夠，可以采取以下措施 a.使 m:d一定,z, z一定，d b.改變材料和熱處理,四、齒面接觸強(qiáng)度計(jì)算 1、目的： 保證齒輪的齒面在使用時(shí)間內(nèi)不發(fā)生疲勞點(diǎn)蝕。 2、計(jì)算（假設(shè)）特點(diǎn)： a. 按節(jié)點(diǎn)處計(jì)算 b.兩齒面的接觸看成是以接觸點(diǎn)處的兩齒廓

18、曲率半徑為半徑的兩圓柱體的接觸。 c.計(jì)算時(shí)以節(jié)圓（點(diǎn)）曲率半徑計(jì)算 3、接觸強(qiáng)度的計(jì)算,校核式,設(shè)計(jì)式,注意： 1、兩齒輪齒面的接觸應(yīng)力h1和h2大小相同。 2、兩齒輪的許用接觸應(yīng)力h1與h2一般是不同的，進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算時(shí)應(yīng)選用較小值。 3、齒輪的齒面接觸疲勞強(qiáng)度與齒輪的直徑或中心距的大小有關(guān)，即與m與z的乘積有關(guān)，而與模數(shù)m的大小無(wú)關(guān),五、齒輪傳動(dòng)的主要參數(shù)選擇及說(shuō)明 （一）、壓力角 ,s和，彎曲強(qiáng)度，接觸強(qiáng)度 。 （二）、齒數(shù)選擇 中心距不變，z 時(shí):重疊系數(shù) ,平穩(wěn)性 m,h減少金屬切削量，降低制造成本 , h,相對(duì)滑動(dòng)速度 ,磨損和膠合可能性 m,齒厚，輪齒彎曲強(qiáng)度 齒數(shù)選擇原則： 1

19、、軟齒面閉式齒輪傳動(dòng)，其承載能力主要由齒面接觸強(qiáng)度決定，在彎曲強(qiáng)度滿(mǎn)足的條件下，為了提高傳動(dòng)平穩(wěn)性，減小沖擊振動(dòng)，齒數(shù)選擇多一些 ： 2、閉式硬齒面?zhèn)鲃?dòng)或開(kāi)式傳動(dòng)，應(yīng)保證足夠的彎曲強(qiáng)度，這些齒數(shù)選擇不宜過(guò)多 ，標(biāo)準(zhǔn)直齒輪可取,三)、齒數(shù)比u與傳動(dòng)比i (四)、齒寬及齒寬系數(shù) 1、齒寬： 圓整為0，5（雙數(shù)）結(jié)尾，取,因?yàn)椋?為了便于安裝和補(bǔ)償軸向尺寸的變動(dòng)，防止大小齒輪因裝配誤差產(chǎn)生軸向錯(cuò)位而導(dǎo)致嚙合齒寬減小。 小齒輪直徑小，可節(jié)約部分材料。 軟齒面齒輪，大齒輪齒面硬度hb一般比小齒輪低，小齒輪取寬一些，不容易在其齒面上磨其溝痕，以便于下一次維修時(shí)安裝后，大小齒輪在整個(gè)齒寬嚙合，避免載荷集中,

20、強(qiáng)度的計(jì)算中，齒寬仍按大齒輪齒寬計(jì)算，即取 2、齒寬系數(shù) 齒輪承載能力,第11 節(jié)平行軸斜齒圓柱齒輪機(jī)構(gòu),一、斜齒輪齒廓曲面的形成和嚙合特點(diǎn) 1、斜齒輪齒廓曲面的形成,法面（n）上的模數(shù)和壓力角為標(biāo)準(zhǔn)值 。 端面（ t ）上的漸開(kāi)線(xiàn)為精確漸開(kāi)線(xiàn),2、漸開(kāi)線(xiàn)螺旋面齒廓的特點(diǎn)： 1、接觸線(xiàn)是斜直線(xiàn) 2、逐漸接觸，逐漸脫開(kāi)， 3、傳動(dòng)平穩(wěn)，沖擊和噪聲小 4、產(chǎn)生軸向力 角軸向力，對(duì)軸承不利 角太小，斜齒輪的優(yōu)點(diǎn)不易發(fā)揮 一般：= 820 5重合度加大(后面分析,二、斜齒圓柱齒輪的基本參數(shù)1、螺旋角,螺旋線(xiàn)的導(dǎo)程 pz,螺旋線(xiàn)繞同一周時(shí)它沿軸線(xiàn)方向前進(jìn)的距離,上式表明，不同圓柱面的螺旋角不等,2、斜齒

21、輪端面參數(shù)與尺寸,齒距,在dfe中,模數(shù),3、壓力角,bd=ce,4、齒頂高系數(shù)，頂隙系數(shù),外嚙合1=-2 內(nèi)嚙合1=2,5、 正確嚙合條件 兩輪嚙合處的輪齒傾斜方向必須一致,端面內(nèi)的嚙合相當(dāng)于之齒輪嚙合,6、連續(xù)傳動(dòng)條件,端面重合度,軸向重合度,斜齒輪傳動(dòng)的重合度比直齒輪大,三、 斜齒圓柱齒輪的當(dāng)量齒輪 1、定義 與斜齒輪法面齒形相當(dāng)?shù)闹饼X圓柱齒輪稱(chēng)為斜齒輪的當(dāng)量齒輪，當(dāng)量齒輪的齒數(shù)稱(chēng)為斜齒輪的當(dāng)量齒數(shù),將c點(diǎn)的曲率半徑作為當(dāng)量齒輪的分度圓半徑,標(biāo)準(zhǔn)斜齒圓柱齒輪不發(fā)生根切的最小齒數(shù),2、當(dāng)量齒輪的用途 仿形法加工直齒圓錐齒輪時(shí)，選擇銑刀； 彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算。 選擇變位系數(shù)及測(cè)量齒厚,四、斜齒

22、輪傳動(dòng)的受力分析 1、作用點(diǎn)：節(jié)點(diǎn) 2、力的方向： 1）徑向力 2）圓周力 3）軸向力 ： 主動(dòng)輪由左、右手定則確定： 左旋左手，右旋右手，四指 表示齒輪旋轉(zhuǎn)方向，伸直的 大拇指則表示主動(dòng)輪的軸向 力方向。從動(dòng)輪的軸向力的 方向與主動(dòng)輪相反,注意：從動(dòng)輪的軸向力方向不能用左、右手定則確定。（如果 用左右手法則判斷則大拇指方向剛好為軸向力的反方向,3）力的大小,n1,1,2,五、斜齒輪強(qiáng)度計(jì)算 1、斜齒圓柱齒輪強(qiáng)度計(jì)算的特點(diǎn)： 1）用當(dāng)量齒輪進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算。 2）斜齒輪之輪齒有一螺旋角，接觸線(xiàn)為斜線(xiàn)，同時(shí)嚙合齒對(duì)數(shù)比直齒輪多。嚙合過(guò)程中，嚙合線(xiàn)的長(zhǎng)度不再等于齒寬，而等于接觸區(qū)內(nèi)幾條接觸線(xiàn)長(zhǎng)度的總和

23、。在嚙合過(guò)程中，這嚙合線(xiàn)的總長(zhǎng)一般是變動(dòng)的，設(shè)計(jì)中，取嚙合線(xiàn)總長(zhǎng)為,2、彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算： 斜齒輪輪齒的折斷為局部折斷； 其彎曲強(qiáng)度按局部折斷分析比較 繁瑣,校核式,設(shè)計(jì)式,yfa-斜齒輪齒形系數(shù)，按當(dāng)量齒數(shù) 查 ysa-斜齒輪應(yīng)力校正系數(shù)，按當(dāng)量齒數(shù) y-螺旋角影響系數(shù),按查下圖,說(shuō)明： ）用設(shè)計(jì)式時(shí)，式中取二者中比值大的代入； ）彎曲強(qiáng)度應(yīng)分別校核 ）載荷系數(shù)同直齒輪 ）確定同直齒輪 ）按彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)時(shí) ，先要確定z1、z2，然后初選一螺旋角，由設(shè)計(jì)式計(jì)算出模數(shù)后，要取為標(biāo)準(zhǔn)值，按下式計(jì)算中心距,將中心距取整為0，5結(jié)尾，（或者雙數(shù)結(jié)尾），再根據(jù)取整 的中心距反算螺旋角，試比較其與初選值的

24、差異（5%）， 若差異太大，應(yīng)對(duì)螺旋角變化產(chǎn)生的影響進(jìn)行修正 ）軸承裝置結(jié)構(gòu) 復(fù)雜，但其平穩(wěn)性高，傳遞載荷大，所以在要求平穩(wěn)性好且 傳遞較大載荷條件下，值選較大值,接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算,嚙合平面內(nèi)，節(jié)點(diǎn)處法面曲率半徑與端面曲率半徑之間,說(shuō)明： ）取值如下,校核時(shí)，取 ）用設(shè)計(jì)式按接觸強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，在計(jì)算出d1t，應(yīng)據(jù)初選的和z1，由 計(jì)算mn，并圓整成標(biāo)準(zhǔn)值，再由mn標(biāo)和z1、z2及；由公式 計(jì)算中心距，其圓整為以0，5（或雙數(shù)）結(jié)尾的整數(shù)。按上式反算螺旋角，并比較與初選值的差異，最后以調(diào)整后的計(jì)算齒輪其他幾何尺寸。 ）其它同直齒輪,一、圓錐齒輪機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)及應(yīng)用,第12節(jié) 圓錐齒輪機(jī)構(gòu),1.特點(diǎn)

25、,圓錐齒輪機(jī)構(gòu)是用來(lái)傳遞空間兩相交軸之間運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力的一種齒輪機(jī)構(gòu)，其輪齒分布在截圓錐體上，齒形從大端到小端逐漸變小。圓柱齒輪中的有關(guān)圓柱均變成了圓錐。為計(jì)算和測(cè)量方便，通常取大端參數(shù)為標(biāo)準(zhǔn)值,一對(duì)圓錐齒輪兩軸線(xiàn)間的夾角稱(chēng)為軸角。其值可根據(jù)傳動(dòng)需要任意選取，在一般機(jī)械中，多取90,2.應(yīng)用,圓錐齒輪,直齒圓錐齒輪,斜齒圓錐齒輪,曲齒圓錐齒輪,由于設(shè)計(jì)、制造、安裝方便，應(yīng)用最廣,介于兩者之間，傳動(dòng)較平穩(wěn)，設(shè)計(jì)較簡(jiǎn)單,傳動(dòng)平穩(wěn)、承載能力強(qiáng)，用于高速，重載傳動(dòng),二、直齒圓錐齒輪齒廓的形成 1. 理論齒廓的形成,基圓錐球面漸開(kāi)線(xiàn) 球面由于不能展開(kāi)成平面， 給設(shè)計(jì)和制造帶來(lái)很大困難，工程上采用近似,用背錐

26、齒形代替圓錐齒輪大端的球面齒型 大端模數(shù)為標(biāo)準(zhǔn)值 2. 背錐和當(dāng)量齒數(shù),將背錐展平(參數(shù)與圓錐齒輪大端相同) 將扇形齒輪補(bǔ)足成完整的直齒圓柱齒輪，其齒數(shù)將增至zv圓錐齒輪的當(dāng)量齒輪 zv當(dāng)量齒數(shù),標(biāo)準(zhǔn)直齒圓錐齒輪不發(fā)生根切的最少齒數(shù)： 3. 當(dāng)量齒輪的用途 仿形法加工直齒圓錐齒輪時(shí)，選擇銑刀； 彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算,三、直齒圓錐齒輪嚙合傳動(dòng) 1. 正確嚙合條件 2. 連續(xù)傳動(dòng)條件 重合度1 按照當(dāng)量齒輪進(jìn)行分析和計(jì)算,傳動(dòng)比,3、直齒圓錐齒輪的幾何尺寸,一）、受力分析 1、設(shè)計(jì)參數(shù) 為了計(jì)算簡(jiǎn)便，作如下假設(shè)： 1）輪齒上的分布載荷是集中 作用在齒寬中點(diǎn)處（平均分 度圓上）。 2）近似認(rèn)為圓錐齒輪的

27、強(qiáng)度 與過(guò)分度圓錐上齒寬中點(diǎn)出所 得的寬度相同的當(dāng)量直齒圓柱 齒輪的強(qiáng)度等效。 該當(dāng)量齒輪稱(chēng)為平均當(dāng)量齒 輪，由齒寬中點(diǎn)處之背錐展開(kāi) 即得,四、標(biāo)準(zhǔn)圓錐齒輪傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算,2、受力分析 1）力的作用點(diǎn)： 法向力視為集中載荷作用在平均分度圓上，即齒寬中點(diǎn)處的法向平面內(nèi)。 2）力的方向,a.圓周力： 同直齒輪，主動(dòng)輪與轉(zhuǎn)向相反，從動(dòng)輪與轉(zhuǎn)向相同。 b.徑向力： 同直齒輪，指向各自軸心線(xiàn)。 c.軸向力： 沿軸向方向指向齒輪大端,n1,3）力的大小,二）、強(qiáng)度計(jì)算 1、彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算 平均當(dāng)量齒輪的彎曲強(qiáng)度條件為,校核式,設(shè)計(jì)式,說(shuō)明： 1）大、小齒輪的彎曲強(qiáng)度的校核計(jì)算應(yīng)分別進(jìn)行,2)設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)，

28、應(yīng)將 與 中的較大值代入設(shè)計(jì) 公式. 3)載荷系數(shù)k中的動(dòng)載系數(shù)kv按低一級(jí)精度且按dm處的圓周速度 查,而 與 按當(dāng)量齒數(shù)查取 其它同直齒輪,2、接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算,設(shè)計(jì)式,校核式,說(shuō)明： 1）用設(shè)計(jì)式計(jì)算時(shí)，試選 得 后選計(jì)算并圓整為標(biāo)準(zhǔn) 值，動(dòng)力傳動(dòng) 一般不小于1.52,2） 取兩者中較小者。其它同彎曲強(qiáng)度。 3、主要參數(shù)選擇 1）齒數(shù)及齒數(shù)比 平穩(wěn)載荷，u取簡(jiǎn)單數(shù)值 ，沖擊振動(dòng)載荷，使z1、z2互質(zhì) 為了不致使大錐齒輪尺寸過(guò)大，u不宜取過(guò)大，一般u5 2)齒寬系數(shù) 取0.250.35,常取1/3。 過(guò)大，會(huì)使齒輪小端齒形太小，造成加工困難，齒根圓 角半徑太小應(yīng)力集中過(guò)大。 3）齒寬,第13節(jié) 齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及潤(rùn)滑 一、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)步驟： 按直徑大小選定合適的結(jié)構(gòu)形式。 用推薦的經(jīng)驗(yàn)公式和數(shù)據(jù)進(jìn)行設(shè)計(jì)。 二、齒輪的結(jié)構(gòu)形式： 1、齒輪軸 當(dāng)齒輪直徑較小時(shí)，齒輪與軸常做成一體，叫做齒輪軸,1）圓柱齒輪 鋼制齒輪： 鑄鐵齒輪： 2）圓錐齒輪，按小端尺寸計(jì)算