第11章齒輪傳動(dòng)

1、第第11章章 齒輪傳動(dòng)齒輪傳動(dòng)11-1 輪齒的失效形式輪齒的失效形式11-2 齒輪材料及熱處理齒輪材料及熱處理11-3 齒輪傳動(dòng)的精度齒輪傳動(dòng)的精度11-4 直齒圓柱齒輪傳動(dòng)的作用力及計(jì)算載荷直齒圓柱齒輪傳動(dòng)的作用力及計(jì)算載荷11-5 直齒圓柱齒輪傳動(dòng)的齒面接觸強(qiáng)度計(jì)算直齒圓柱齒輪傳動(dòng)的齒面接觸強(qiáng)度計(jì)算11-6 直齒圓柱齒輪傳動(dòng)的彎曲強(qiáng)度計(jì)算直齒圓柱齒輪傳動(dòng)的彎曲強(qiáng)度計(jì)算11-7 斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)11-8 直齒圓錐齒輪傳動(dòng)直齒圓錐齒輪傳動(dòng)11-9 齒輪的構(gòu)造齒輪的構(gòu)造11-10 齒輪傳動(dòng)的潤(rùn)滑和效率齒輪傳動(dòng)的潤(rùn)滑和效率本本 章章 重重 點(diǎn)點(diǎn)(4)(4)了解齒輪的基本結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)。

2、了解齒輪的基本結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)。(1)(1) 了解了解輪齒的失效形式輪齒的失效形式(2)(2) 了解了解齒輪材料及熱處理齒輪材料及熱處理(3)(3) 了解了解齒輪傳動(dòng)的精度齒輪傳動(dòng)的精度(5)(5)掌握漸開線直齒、斜齒圓柱齒輪的受力分析掌握漸開線直齒、斜齒圓柱齒輪的受力分析、 強(qiáng)度計(jì)算方法，能夠正確設(shè)計(jì)齒輪傳動(dòng)。強(qiáng)度計(jì)算方法，能夠正確設(shè)計(jì)齒輪傳動(dòng)。第第11章章 齒輪傳動(dòng)齒輪傳動(dòng)作用：作用： 不僅用來(lái)傳遞運(yùn)動(dòng)、而且還要傳遞動(dòng)力。不僅用來(lái)傳遞運(yùn)動(dòng)、而且還要傳遞動(dòng)力。要求：要求： 運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)、足夠的承載能力。運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)、足夠的承載能力。分類分類開式傳動(dòng)開式傳動(dòng) 閉式傳動(dòng)閉式傳動(dòng) -潤(rùn)滑良好、適于重要應(yīng)用；潤(rùn)滑

3、良好、適于重要應(yīng)用；-裸露、灰塵、易磨損，適于裸露、灰塵、易磨損，適于低速傳動(dòng)。低速傳動(dòng)。設(shè)計(jì)：潘存云11-1 輪齒的失效形式輪齒的失效形式輪齒折斷輪齒折斷失效形式失效形式設(shè)計(jì)：潘存云潘存云教授研制11-1 輪齒的失效形式輪齒的失效形式輪齒折斷輪齒折斷失效形式失效形式齒面點(diǎn)蝕齒面點(diǎn)蝕11-1 輪齒的失效形式輪齒的失效形式輪齒折斷輪齒折斷失效形式失效形式齒面點(diǎn)蝕齒面點(diǎn)蝕齒面膠合齒面膠合措施：措施： 1.提高齒面硬度提高齒面硬度2.減小齒面粗糙度減小齒面粗糙度3.增加潤(rùn)滑油增加潤(rùn)滑油粘度粘度4.加抗膠合加抗膠合添加劑添加劑設(shè)計(jì)：潘存云11-1 輪齒的失效形式輪齒的失效形式輪齒折斷輪齒折斷失效形式失

4、效形式齒面點(diǎn)蝕齒面點(diǎn)蝕齒面膠合齒面膠合齒面磨損齒面磨損措施：措施：1.減小齒面粗糙度減小齒面粗糙度2.改善潤(rùn)滑條件改善潤(rùn)滑條件磨粒磨損磨粒磨損跑合磨損跑合磨損設(shè)計(jì)：潘存云11-1 輪齒的失效形式輪齒的失效形式輪齒折斷輪齒折斷失效形式失效形式齒面點(diǎn)蝕齒面點(diǎn)蝕齒面膠合齒面膠合齒面磨損齒面磨損從動(dòng)齒從動(dòng)齒主動(dòng)齒主動(dòng)齒齒面塑性變形齒面塑性變形從動(dòng)齒從動(dòng)齒主動(dòng)齒主動(dòng)齒從動(dòng)齒從動(dòng)齒主動(dòng)齒主動(dòng)齒從動(dòng)齒從動(dòng)齒主動(dòng)齒主動(dòng)齒11-2 齒輪材料及熱處理齒輪材料及熱處理常用常用齒輪材料齒輪材料優(yōu)質(zhì)碳素鋼優(yōu)質(zhì)碳素鋼合金結(jié)構(gòu)鋼合金結(jié)構(gòu)鋼鑄鋼鑄鋼鑄鐵鑄鐵熱處理方法熱處理方法表面淬火表面淬火滲碳淬火滲碳淬火調(diào)質(zhì)調(diào)質(zhì)正火正火滲

5、氮滲氮一般用于中碳鋼和中碳合金鋼，如一般用于中碳鋼和中碳合金鋼，如45、40Cr等。表面等。表面淬火后輪齒變形小，可不磨齒，硬度可達(dá)淬火后輪齒變形小，可不磨齒，硬度可達(dá)5256HRC，面硬芯軟，能承受一定沖擊載荷。面硬芯軟，能承受一定沖擊載荷。1.1.表面淬火表面淬火-高頻淬火、火焰淬火高頻淬火、火焰淬火2. 2. 滲碳淬火滲碳淬火滲碳鋼為含碳量滲碳鋼為含碳量0.150.25%的低碳鋼和低碳合金鋼，的低碳鋼和低碳合金鋼，如如20、20Cr等。齒面硬度達(dá)等。齒面硬度達(dá)5662HRC，齒面接觸強(qiáng)，齒面接觸強(qiáng)度高，耐磨性好，齒芯韌性高。常用于受沖擊載荷的度高，耐磨性好，齒芯韌性高。常用于受沖擊載荷的

6、重要傳動(dòng)。通常滲碳淬火后要磨齒。重要傳動(dòng)。通常滲碳淬火后要磨齒。調(diào)質(zhì)一般用于中碳鋼和中碳合金鋼，如調(diào)質(zhì)一般用于中碳鋼和中碳合金鋼，如4545、40Cr40Cr、35SiMn35SiMn等。調(diào)質(zhì)處理后齒面硬度為：等。調(diào)質(zhì)處理后齒面硬度為：220260HBS 220260HBS 。因?yàn)橛捕炔桓?，故可在熱處理后精。因?yàn)橛捕炔桓撸士稍跓崽幚砗缶旋X形，且在使用中易于跑合。切齒形，且在使用中易于跑合。3.3.調(diào)質(zhì)調(diào)質(zhì)4. 正火正火正火能消除內(nèi)應(yīng)力、細(xì)化晶粒、改善力學(xué)性能和切削正火能消除內(nèi)應(yīng)力、細(xì)化晶粒、改善力學(xué)性能和切削性能。機(jī)械強(qiáng)度要求不高的齒輪可用中碳鋼正火處理。性能。機(jī)械強(qiáng)度要求不高的齒輪可用中

7、碳鋼正火處理。大直徑的齒輪可用鑄鋼正火處理。大直徑的齒輪可用鑄鋼正火處理。滲氮是一種化學(xué)處理。滲氮后齒面硬度可達(dá)滲氮是一種化學(xué)處理。滲氮后齒面硬度可達(dá)6062HRC。氮化處理溫度低，輪齒變形小，適用于難以磨齒的場(chǎng)合，氮化處理溫度低，輪齒變形小，適用于難以磨齒的場(chǎng)合，如內(nèi)齒輪。材料為：如內(nèi)齒輪。材料為：38CrMoAlA.5. 滲氮滲氮特點(diǎn)及應(yīng)用：特點(diǎn)及應(yīng)用：調(diào)質(zhì)、正火處理后的硬度低，調(diào)質(zhì)、正火處理后的硬度低，HBS 350HBS 350，屬軟齒面，屬軟齒面，工藝簡(jiǎn)單、用于一般傳動(dòng)。當(dāng)大小齒輪都是軟齒面時(shí)，工藝簡(jiǎn)單、用于一般傳動(dòng)。當(dāng)大小齒輪都是軟齒面時(shí)，因小輪齒根薄，彎曲強(qiáng)度低，故在選材和熱處理

8、時(shí)，因小輪齒根薄，彎曲強(qiáng)度低，故在選材和熱處理時(shí)，小輪比大輪硬度高小輪比大輪硬度高: : 2050HBS2050HBS表面淬火、滲碳淬火、滲氮處理后齒面表面淬火、滲碳淬火、滲氮處理后齒面硬度高，屬硬硬度高，屬硬齒面。其承載能力高，但一般需要磨齒。常用于結(jié)構(gòu)齒面。其承載能力高，但一般需要磨齒。常用于結(jié)構(gòu)緊湊的場(chǎng)合。緊湊的場(chǎng)合。設(shè)計(jì)：潘存云表表11-1 常用的齒輪材料常用的齒輪材料優(yōu)質(zhì)碳素鋼優(yōu)質(zhì)碳素鋼類類 別別牌牌 號(hào)號(hào)熱熱 處處 理理硬度（硬度（HBS或或HRC）合金結(jié)構(gòu)鋼合金結(jié)構(gòu)鋼鑄鑄 鋼鋼灰鑄鐵灰鑄鐵球墨鑄鐵球墨鑄鐵35正火150180 HBS調(diào)質(zhì)表面淬火180210 HBS4045 HRC

9、正火170210 HBS45調(diào)質(zhì)表面淬火210230 HBS4348 HRC5040Cr調(diào)質(zhì)表面淬火240285 HBS5256 HRC35SiMn調(diào)質(zhì)200260 HBS表面淬火4045 HRC正火調(diào)質(zhì)240280 HBS40MnBZG270-500正火140170 HBSHT200170230 HBSQT500-5147241 HBS180220 HBS詳細(xì)數(shù)據(jù)見(jiàn)P161或機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)11-3 齒輪傳動(dòng)的精度等級(jí)齒輪傳動(dòng)的精度等級(jí)誤差的影響：誤差的影響：1.1.轉(zhuǎn)角與理論不一致，影響運(yùn)動(dòng)的不準(zhǔn)確性；轉(zhuǎn)角與理論不一致，影響運(yùn)動(dòng)的不準(zhǔn)確性；2.2.瞬時(shí)傳動(dòng)比不恒定，出現(xiàn)速度波動(dòng)，引起震動(dòng)、瞬時(shí)

10、傳動(dòng)比不恒定，出現(xiàn)速度波動(dòng)，引起震動(dòng)、 沖擊和噪音影響運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性；沖擊和噪音影響運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性；3.3.齒向誤差導(dǎo)致輪齒上的載荷分布不均勻，使輪齒提齒向誤差導(dǎo)致輪齒上的載荷分布不均勻，使輪齒提 前損壞，影響載荷分布的不均勻性。前損壞，影響載荷分布的不均勻性。國(guó)標(biāo)國(guó)標(biāo)GB10095-88GB10095-88給齒輪副規(guī)定了給齒輪副規(guī)定了1212個(gè)精度等級(jí)。其中個(gè)精度等級(jí)。其中1 1級(jí)最高，級(jí)最高，1212級(jí)最低，級(jí)最低，常用的為常用的為6 69級(jí)精度級(jí)精度。按照誤差的特性及它們對(duì)傳動(dòng)性能的主要影響，將齒按照誤差的特性及它們對(duì)傳動(dòng)性能的主要影響，將齒輪的各項(xiàng)公差分成三組，分別反映傳遞運(yùn)動(dòng)的輪的各項(xiàng)公差分

11、成三組，分別反映傳遞運(yùn)動(dòng)的準(zhǔn)確性準(zhǔn)確性，傳動(dòng)的傳動(dòng)的平穩(wěn)性平穩(wěn)性和載荷分布的和載荷分布的均勻性均勻性。表表11-2 齒輪傳動(dòng)精度等級(jí)的選擇及其應(yīng)用齒輪傳動(dòng)精度等級(jí)的選擇及其應(yīng)用精度等級(jí)精度等級(jí)直齒圓直齒圓柱齒輪柱齒輪9級(jí)級(jí)斜齒圓斜齒圓柱齒輪柱齒輪直齒圓直齒圓錐齒輪錐齒輪圓周速度圓周速度 v(m/s)8級(jí)級(jí)7級(jí)級(jí)6級(jí)級(jí) 15 10 5 3 25 17 10 3.5 9 6 3 2.5應(yīng)應(yīng) 用用高速重載齒輪傳動(dòng)，如飛機(jī)、高速重載齒輪傳動(dòng)，如飛機(jī)、汽車和機(jī)床中的重要齒輪；分汽車和機(jī)床中的重要齒輪；分度機(jī)構(gòu)的齒輪傳動(dòng)。度機(jī)構(gòu)的齒輪傳動(dòng)。高速中載或低速重載齒輪傳動(dòng)，高速中載或低速重載齒輪傳動(dòng)，如飛機(jī)、汽

12、車和機(jī)床中的重要如飛機(jī)、汽車和機(jī)床中的重要齒輪；分度機(jī)構(gòu)的齒輪傳動(dòng)。齒輪；分度機(jī)構(gòu)的齒輪傳動(dòng)。機(jī)械制造中對(duì)精度無(wú)特殊要求機(jī)械制造中對(duì)精度無(wú)特殊要求的齒輪。的齒輪。低速及對(duì)精度要求低的齒輪低速及對(duì)精度要求低的齒輪設(shè)計(jì)：潘存云設(shè)計(jì)：潘存云O2O1tt1（主動(dòng)）（主動(dòng)）N1N2c d12 FnT111-4 11-4 直齒圓柱齒輪傳動(dòng)的作用力及計(jì)算載荷直齒圓柱齒輪傳動(dòng)的作用力及計(jì)算載荷一、一、輪齒上的作用力及計(jì)算載荷輪齒上的作用力及計(jì)算載荷112dTFtcos/tnFFtgFFFtrr21圓周力：圓周力：徑向力：徑向力：法向力：法向力：小齒輪上的轉(zhuǎn)矩：小齒輪上的轉(zhuǎn)矩：mmNnPPT161611055.

13、910P P為傳遞的功率（為傳遞的功率（KWKW） 1 1-小齒輪上的角速度，小齒輪上的角速度，n n1 1-小齒輪上的轉(zhuǎn)速小齒輪上的轉(zhuǎn)速 d d1 1-小齒輪上的分度圓直徑，小齒輪上的分度圓直徑，-壓力角壓力角各作用力的方向如圖各作用力的方向如圖O22（從動(dòng)）（從動(dòng)）O1N1N2tt1（主動(dòng)）（主動(dòng)）T1c d12d22 FtFrFnFn設(shè)計(jì)：潘存云二、二、計(jì)算載荷計(jì)算載荷F Fn n-名義載荷名義載荷受力變形受力變形制造誤差制造誤差安裝誤差安裝誤差附加動(dòng)載荷附加動(dòng)載荷載荷集中載荷集中用計(jì)算載荷用計(jì)算載荷KFKFn n代替名義載荷代替名義載荷F Fn n以考慮載荷集中和附加以考慮載荷集中和附

14、加動(dòng)載荷的影響，動(dòng)載荷的影響，K-載荷系數(shù)載荷系數(shù)表表11-3 載荷系數(shù)載荷系數(shù)K原動(dòng)機(jī)原動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī)多缸內(nèi)燃機(jī)多缸內(nèi)燃機(jī)單缸內(nèi)燃機(jī)單缸內(nèi)燃機(jī)均均 勻勻中等沖擊中等沖擊大的沖擊大的沖擊工作機(jī)械的載荷特性工作機(jī)械的載荷特性1.11.21.21.61.61.81.82.01.11.21.61.81.61.81.92.12.22.4Fnb( )maxFnb( )min設(shè)計(jì)：潘存云11-5 直齒圓柱齒輪傳動(dòng)的齒面接觸強(qiáng)度計(jì)算直齒圓柱齒輪傳動(dòng)的齒面接觸強(qiáng)度計(jì)算222121211111EEbFnH2sin111dCN2sin222dCN赫茲公式：赫茲公式：“+ +”用于外嚙合，用于外嚙合，“- -”用

15、于內(nèi)嚙合用于內(nèi)嚙合 節(jié)圓處齒廓曲率半徑：節(jié)圓處齒廓曲率半徑：齒數(shù)比齒數(shù)比: u= z2 /z1 = d2 /d1 1211221)(11得得 :sin)(22112dddd sin211duuO22（從動(dòng)）（從動(dòng)）O1N1N2tt1（主動(dòng)）（主動(dòng)）T1c d12d22 中心距中心距 : a=(d2 d1)/2或或 : d1 = 2a /(u 1) C12= d1(u 1)/2 costnFF MPauubdKTZHEH125 . 2211在節(jié)點(diǎn)處，載荷由一對(duì)輪齒來(lái)承擔(dān)：在節(jié)點(diǎn)處，載荷由一對(duì)輪齒來(lái)承擔(dān)：cos211dT=20=20Z ZE E：彈性系數(shù)：彈性系數(shù)代入赫茲公式得：代入赫茲公式得：引

16、入齒寬系數(shù)：引入齒寬系數(shù)：d=b/d1得設(shè)計(jì)公式：得設(shè)計(jì)公式：mmuuKTZddHE3121132. 2模數(shù)模數(shù)m不能成為衡量齒輪接觸強(qiáng)度的依據(jù)。不能成為衡量齒輪接觸強(qiáng)度的依據(jù)。ZH：區(qū)域系數(shù)：區(qū)域系數(shù))11(1222121EEZEcossin2HZ表表11-4 安全系數(shù)安全系數(shù)SH和和SFSHSF安全系數(shù)安全系數(shù)軟齒面軟齒面（HBS 350）硬齒面硬齒面（HBS 350）重要的傳動(dòng)、滲重要的傳動(dòng)、滲碳淬火齒輪或鑄碳淬火齒輪或鑄造齒輪造齒輪1.01.11.31.41.11.21.41.61.62.21.3MPaSHHHlim許用接觸應(yīng)力：許用接觸應(yīng)力：HlimHlim -接觸疲勞極限接觸疲勞極

17、限, 由實(shí)驗(yàn)確定由實(shí)驗(yàn)確定, SH -為安全系數(shù)，查表為安全系數(shù)，查表11-4 確定。確定。800700600500400100200300 HBSHlim(N/mm)600500400300200100200 HBSHlim(N/mm)600500400300200100200300 HBSHlim(N/mm)灰鑄鐵灰鑄鐵球墨鑄鐵球墨鑄鐵普通碳素普通碳素鋼正火鋼正火鑄鋼鑄鋼正火正火合金鋼調(diào)質(zhì)合金鋼調(diào)質(zhì)合金鑄合金鑄鋼調(diào)質(zhì)鋼調(diào)質(zhì)優(yōu)質(zhì)碳素鋼優(yōu)質(zhì)碳素鋼調(diào)質(zhì)或正火調(diào)質(zhì)或正火鑄鋼調(diào)質(zhì)鑄鋼調(diào)質(zhì)齒輪的接觸疲勞極限齒輪的接觸疲勞極限Hlim1500140013001000900Hlim(N/mm)120011

18、00800405060 HRC40 50 60 HRC301500140013001000900Hlim(N/mm)12001100800合金鋼合金鋼滲碳淬火滲碳淬火調(diào)質(zhì)鋼調(diào)質(zhì)鋼表面淬火表面淬火滲氮鋼氮化滲氮鋼氮化調(diào)質(zhì)鋼氮化調(diào)質(zhì)鋼氮化齒輪的接觸疲勞極限齒輪的接觸疲勞極限Hlim設(shè)計(jì)：潘存云rbO30 30 11-6 直齒圓柱齒輪傳動(dòng)的彎曲強(qiáng)度計(jì)算直齒圓柱齒輪傳動(dòng)的彎曲強(qiáng)度計(jì)算假定載荷僅由一對(duì)輪齒承擔(dān)，按懸臂梁計(jì)算。齒頂嚙合假定載荷僅由一對(duì)輪齒承擔(dān)，按懸臂梁計(jì)算。齒頂嚙合時(shí)，彎矩達(dá)最大值。時(shí)，彎矩達(dá)最大值。hFFnF2F1SFF 彎曲力矩：彎曲力矩： M=KFnhFcosF 危險(xiǎn)界面的彎曲截面系

19、數(shù)：危險(xiǎn)界面的彎曲截面系數(shù)：62FbSW WMF彎曲應(yīng)力：彎曲應(yīng)力：coscos62FFFtbshKF2cos6FFFnbshKF危險(xiǎn)截面：危險(xiǎn)截面：齒根圓角齒根圓角30 切線兩切點(diǎn)連線處。切線兩切點(diǎn)連線處。齒頂受力：齒頂受力：Fn，可分解成兩個(gè)分力：，可分解成兩個(gè)分力：F1 = Fn cosF F2 = Fn sinF -產(chǎn)生彎曲應(yīng)力；產(chǎn)生彎曲應(yīng)力；-壓應(yīng)力，小而忽略。壓應(yīng)力，小而忽略。FnMPazbmYYKTbmdYYKTFSaFaSaFaF2212111h hF F和和S SF F與模數(shù)與模數(shù)m相關(guān)，相關(guān)，112bmdYYKTSaFaF輪齒彎曲強(qiáng)度計(jì)算公式：輪齒彎曲強(qiáng)度計(jì)算公式：故故YF

20、a與模數(shù)與模數(shù)m無(wú)關(guān)。無(wú)關(guān)。彎曲應(yīng)力：彎曲應(yīng)力：cos)(cos)(62msmhbmKFFFFtmbdYYKTSaFa112WMFcoscos62FFFtbshKF對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)齒輪對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)齒輪, YFa僅取決于齒數(shù)僅取決于齒數(shù)Z，取值見(jiàn)圖。，取值見(jiàn)圖。 cos)(cos)(62msmhFFFYFa 齒齒形系數(shù)形系數(shù)設(shè)計(jì)：潘存云3.73.63.53.43.33.23.13.02.92.82.72.62.52.42.32.22.12.01.91.81.73.73.63.53.43.33.23.13.02.92.82.72.62.52.42.32.22.12.01.91.81.711 12 13 14

21、15 16 18 20 25 30 40 50 100 400齒齒形系數(shù)形系數(shù)YF計(jì)算根切極限計(jì)算根切極限實(shí)際根切極限實(shí)際根切極限標(biāo)準(zhǔn)齒輪標(biāo)準(zhǔn)齒輪計(jì)算時(shí)?。河?jì)算時(shí)?。?較大者，計(jì)算結(jié)果應(yīng)圓整較大者，計(jì)算結(jié)果應(yīng)圓整,且且m 1.5mm一般一般YF1 YF2， F1 F2 引入齒寬系數(shù)：引入齒寬系數(shù)：d=b/d1mmzYYKTmFdSaFa32112得設(shè)計(jì)公式：得設(shè)計(jì)公式：11FFY22FFY在滿足彎曲強(qiáng)度的條件下可適當(dāng)選取較多的齒數(shù)，使在滿足彎曲強(qiáng)度的條件下可適當(dāng)選取較多的齒數(shù)，使傳動(dòng)平穩(wěn)。在中心距傳動(dòng)平穩(wěn)。在中心距a一定時(shí)，一定時(shí)，z增多則增多則m減小，減小，da減小，減小，節(jié)省材料和工時(shí)。節(jié)

22、省材料和工時(shí)。MPazbmYYKTFSaFaF2121MPaSFFFlim許用彎曲應(yīng)力：許用彎曲應(yīng)力：彎曲疲勞極限彎曲疲勞極限FlimFlim由實(shí)驗(yàn)確定。由實(shí)驗(yàn)確定。SF為安全系數(shù)，查表為安全系數(shù)，查表11-4確定。確定。表表11-4 安全系數(shù)安全系數(shù)SH和和SFSHSF安全系數(shù)安全系數(shù)軟齒面軟齒面（HBS 350）硬齒面硬齒面（HBS 350）重要的傳動(dòng)、滲重要的傳動(dòng)、滲碳淬火齒輪或鑄碳淬火齒輪或鑄造齒輪造齒輪1.01.11.31.41.11.21.41.61.62.21.3因彎曲疲勞造成的輪齒折斷可能造成重大事故，而疲勞因彎曲疲勞造成的輪齒折斷可能造成重大事故，而疲勞點(diǎn)蝕只影響壽命，故：點(diǎn)

23、蝕只影響壽命，故：SFSH齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)時(shí)，按主要失效形式進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算，確齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)時(shí)，按主要失效形式進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算，確定主要尺寸，然后按其它失效形式進(jìn)行必要的校核。定主要尺寸，然后按其它失效形式進(jìn)行必要的校核。軟齒面閉式齒輪傳動(dòng)：軟齒面閉式齒輪傳動(dòng)：按接觸強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì)，按彎曲強(qiáng)度校核：按接觸強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì)，按彎曲強(qiáng)度校核：硬齒面閉式齒輪傳動(dòng)：硬齒面閉式齒輪傳動(dòng)：按彎曲強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì)，按接觸強(qiáng)度校核按彎曲強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì)，按接觸強(qiáng)度校核:開式齒輪傳動(dòng)：開式齒輪傳動(dòng)：按彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)。按彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)。MPazbmYYKTFSaFaF2121mmzYYKTmFdSaFa32112mmzYYKTmFdSaFa3

24、2112mmuuKTZddHE3121132. 2MPauubdKTZHEH125 . 2211100300200Hlim(N/mm)0100300 HBS200Hlim(N/mm)100200 HBS1003002000Hlim(N/mm)100300 HBS2001003002000Hlim(N/mm)2003005004004060 HRC50Hlim(N/mm)2003005004004060 HRC5030合金鋼滲碳淬火調(diào)質(zhì)鋼表面淬火滲氮鋼氮化調(diào)質(zhì)鋼氮化灰鑄鐵球墨鑄鐵普通碳素鋼正火鑄鋼正火合金鑄鋼調(diào)質(zhì)鑄鋼調(diào)質(zhì)合金鋼調(diào)質(zhì)齒輪的彎曲疲勞極限齒輪的彎曲疲勞極限Flim優(yōu)質(zhì)碳素鋼調(diào)質(zhì)或正火圓

25、柱齒輪設(shè)計(jì)：潘存云設(shè)計(jì)：潘存云設(shè)計(jì)：潘存云d12FFF11-7 斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)一、一、輪齒上的作用力輪齒上的作用力1 1T T1 1112dTFttgFFtacosntrtgFF 圓周力：圓周力：徑向力：徑向力：軸向力：軸向力：輪齒所受總法向力輪齒所受總法向力Fn可分解為三個(gè)分力可分解為三個(gè)分力 : :FrFtFtF=Ft /cos Fr = F tgn nFrFnFnFnc cFaFa二、二、強(qiáng)度計(jì)算強(qiáng)度計(jì)算一對(duì)鋼制標(biāo)準(zhǔn)斜齒輪傳動(dòng)的接觸應(yīng)力及強(qiáng)度條件為：一對(duì)鋼制標(biāo)準(zhǔn)斜齒輪傳動(dòng)的接觸應(yīng)力及強(qiáng)度條件為：MPauubdKTZZHEH154. 3211mmKTuuZZddHE312

26、1132. 2得設(shè)計(jì)公式：得設(shè)計(jì)公式：之后，可選定齒數(shù)之后，可選定齒數(shù)Z Z1 1、Z Z2 2和螺旋角和螺旋角，及中心距，及中心距則則模數(shù)模數(shù)m mn n為：為：21cos2zzamn計(jì)算所得模數(shù)計(jì)算所得模數(shù)m mn n, ,圓整為標(biāo)準(zhǔn)值。圓整為標(biāo)準(zhǔn)值。引入齒寬系數(shù)：引入齒寬系數(shù)：a=b/d1若給定模數(shù)若給定模數(shù)m mn n, ,則螺旋角則螺旋角為：為：azzmn2)(arccos21通常螺旋角通常螺旋角: : =8=8 2020 mmzYYKTmFdSaFan32121cos2得設(shè)計(jì)公式：得設(shè)計(jì)公式：其中模數(shù)其中模數(shù)mmn n為法面模數(shù)，為法面模數(shù)， Y YFaFa為齒形系數(shù)為齒形系數(shù),

27、, Ysa為應(yīng)力修正系數(shù)為應(yīng)力修正系數(shù)MPadbmYYKTFnsaFaF211彎曲應(yīng)力彎曲應(yīng)力驗(yàn)算公式：驗(yàn)算公式：引入齒寬系數(shù)：引入齒寬系數(shù)：d=b/d1根據(jù)當(dāng)量齒數(shù)根據(jù)當(dāng)量齒數(shù) 由圖表由圖表11-911-9查得。查得。3coszzv人字齒輪取人字齒輪取: : =27=27 4545 設(shè)計(jì)：潘存云dm2d2b1 12 211-8 直齒圓錐齒輪傳動(dòng)直齒圓錐齒輪傳動(dòng)一、一、輪齒上的作用力輪齒上的作用力小齒輪齒寬中點(diǎn)分度圓直徑：小齒輪齒寬中點(diǎn)分度圓直徑： dm12Fnc c假設(shè)力集中作用在假設(shè)力集中作用在輪齒中點(diǎn)分度圓處。輪齒中點(diǎn)分度圓處。 d1b/2b/2dm1d1AB=(b/2)sinAB=(b/2)sin1 1d dm1m1= d= d1 1-2AB-2ABdm11 1A AB B=d=d1 1-bsin-bsin1 1 設(shè)計(jì)：潘存云dm12112mtdTF costgFFtr圓周力：圓周力：徑向力：徑向力：軸向力：軸向力：sintgFFta輪齒所受總法向力輪齒所受總法向力Fn可分解為三個(gè)分