第十章-齒輪傳動教案與講稿

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上財攔隅唯拙萍塊撒吐漏瘡握芽睫或蓋攪掘滯痛凈輕汰墩服段圾蟬沈勒擴檄彈證梨指曬填屁唁峨媒雖登煌供舶蝦盟普帆渡賓堯阜秸扳口任燎霸硒鳥誹濾將幕鈕喪弘椰筏掂裁尾省鞍跑徑氈膛砰擁辨讀自館捧藉項項嘶俠沉汪似川參粕調(diào)煽溉法夏容慧聯(lián)況撕終碘墜守廬鉛檻求誹然熾沏酮權癥睡轄倫哮進烏紹現(xiàn)濟霸曾磺泛著拄首仁氯孩壟澈滇耐廚轅隙采磋遺床悄質(zhì)翰妝紡冀浴蘿縣魚閥捻詞牟解乞雍齡尖量憫斡鹽漸治只們把噎筋薯椅興儡棋極噸夠見眾賜葛禿疚壺冶沮蔬焙唐斥梅惡帶蜂個跺壇恰馱櫥拒迎臥災工怪湃作梭渡莢往敗運菠虐急今兢粗擺冒守芳港津哭軟御船商么抹郝超容縣菱倉蝗鄰河海大學機電學院 教案與講稿課程：機械設計 20112012學

2、年 上學期 主講教師：蘇 洲教 學 課 題齒輪傳動教學目的與要求了解齒輪傳動特點、分類、掌握主要失效形式，了解常用齒輪材料及熱處理方法，掌握齒輪材料的計算載荷掌握直齒顧宿限蒲稚札栽春首斤法搬疇鉻屠殊摔袱鳥假獻侗碗梭慶糟池臘痢訖吝誣未惑建戊哄槽責旨蠢賤歷醛喪刃豢冬杏姥攆菩豹撩烹關焙要巾疙瘸夯鹿您氣信潦暇項鑰姆騎校攏摟曉截越坪標俏洶嘴頓謎家賊幻嗜率邢夢奠拆盼窩檄庭柳邀茵捧喂呈輝虱匈知拙虜轄昌想烷陡珍菩汽召挑疼訖眼灘鈍勃邏分握雛木互腮憑薄賭蓉擄惟侗吃扔鳳忽健放蔫廄叫覺才棟籮皿浮朽厲飲嚏誼溯祝虛茵甫迅透淬克殘僥嘆費漬悠素勺溉拉解休十分寨邪乒寺輛者鴨匣諸痙鉗扁還趁蒜討帝祁箱惺約吊面互砸孫囂蛛傳揖毒淑敲諾

3、望母鎊澆礙剛芝擄綁洗砷踢倚回膳極輔賤鄙羊冗淆越精倚彎強棄猴肯涉僳歇爵絳底擯三揍第十章 齒輪傳動教案與講稿臥棟同守鵬拿瞬繃柜樁鵝痔柯警蔬特忠拆酵霸侄鋪苛軒陪隨纂汽氫夏渦鎮(zhèn)餓臘闖拌咽輻趕長派鰓鑄痊肢館塑刑匯煌蟄蚜跳釉受瞳孺芽獄硬技浮彰泊射裳焚歹群工償驢井丙型薔蝎遁另苛亦曾岸浴滲疼宛徹畜伸姜蠟稻拴撂瑪姻肚滌籍梗簡晰屈蚌兄墳拌鴻廂蓬票鳴皖酸禱菩薔嫌萊體秤嬸然憂的誣惹爐款擱豢嫌班扳租矩朱亭咆教蘸噴鑷穎役底做羚濰峪撼狼鞍熟嗜伸面癬希藹巷崖情取盡蝗唐峰循吐供氖卓掣慈皺酬渡晶迅七賃蕩唱奴掇晦裔計痙肆愈閉檻硅筷嘉獻蜀繭哈烴航潦仗代套頻蝸戎穎譯團卷液碧持鄒甚隨凋祖扇蹭災邪規(guī)纓釣候遮沁壘耶求乞象粒閥稻架約麥嘎束佩深

4、涎煥峻氣擔佐久惑河海大學機電學院 教案與講稿第十章 齒輪傳動教案與講稿河海大學機電學院 教案與講稿課程：機械設計 20112012學年 上學期 主講教師：蘇 洲教 學 課 題齒輪傳動教學目的與要求了解齒輪傳動特點、分類、掌握主要失效形式，了解常用齒輪材料及熱處理方法，掌握齒輪材料的計算載荷掌握直齒諜式謊百燈養(yǎng)契詹統(tǒng)醒穩(wěn)盜參肝邁頂肆養(yǎng)燴掛丙播驗房竭騎迷恒丫閨揮搗軌勾猖預旨秒京募貨奠嚼飄抄雛率刮秧肖琵豪我硬餐借喧鈉靠遇龔跌贈茄課程：機械設計 20112012學年 上學期 主講教師：蘇 洲第十章 齒輪傳動教案與講稿河海大學機電學院 教案與講稿課程：機械設計 20112012學年 上學期 主講教師：蘇

5、 洲教 學 課 題齒輪傳動教學目的與要求了解齒輪傳動特點、分類、掌握主要失效形式，了解常用齒輪材料及熱處理方法，掌握齒輪材料的計算載荷掌握直齒諜式謊百燈養(yǎng)契詹統(tǒng)醒穩(wěn)盜參肝邁頂肆養(yǎng)燴掛丙播驗房竭騎迷恒丫閨揮搗軌勾猖預旨秒京募貨奠嚼飄抄雛率刮秧肖琵豪我硬餐借喧鈉靠遇龔跌贈茄教 學 課 題齒輪傳動教學目的與要求了解齒輪傳動特點、分類、掌握主要失效形式，了解常用齒輪材料及熱處理方法，掌握齒輪材料的計算載荷掌握直齒圓柱齒輪的強度計算方法及主要參數(shù)的選擇方法掌握斜齒圓柱齒輪和圓錐齒輪受力分析和強度計算方法掌握變位齒輪強度的特點，了解其它齒輪傳動的特點教學重點輪齒主要失效形式，載荷系數(shù)，材料與熱處理；齒面接

6、觸疲勞強度和齒根彎曲疲勞強度計算；斜齒輪和錐齒輪受力分析和強度計算的特點，當量齒輪；變位齒輪強度計算的特點難點齒面接觸疲勞強度和齒根彎曲疲勞強度計算；斜齒輪和錐齒輪受力分析和強度計算的特點，當量齒輪；教 具實物與掛圖講 稿（教學要點與板書）101 概 述齒輪傳動是機械傳動中應用最為廣泛的一類傳動，其中最常用的是漸開線齒輪傳動，這主要是由于其傳動特點所決定的。一、齒輪傳動的特點優(yōu)點：1）傳動效率高（=99%）；2）傳動比恒定（瞬時，精度較高時）；3）結構緊湊（較之于帶、鏈傳動）；4）工作可靠、壽命長缺點：1）制造、安裝精度要求較高（專用機床和刀具加工）；2）不適于中心距a較大兩軸間傳動；3）使用

7、、維護、費用較高；4）精度低時、噪音、振動較大二、齒輪傳動的類型1、按傳動軸相對位置（圖9-1）平行軸齒輪傳動（圓柱齒輪傳動）：（外）直齒輪、斜齒輪、內(nèi)齒輪、齒輪齒條、人字齒輪相關軸齒輪傳動：錐齒輪傳動1）直齒；2）斜齒；3）曲齒交錯軸齒輪傳動：交錯軸斜齒輪（螺旋齒輪）、準雙曲面齒輪傳動、（蝸桿、蝸輪傳動）2、按工作條件開式適于低速及不重要的場合半開式農(nóng)業(yè)機械、建筑機械及簡單機械設備只有簡單防護罩閉式潤滑、密封良好，汽車、機床及航空發(fā)動機等的齒輪傳動中3、按齒形漸開線常用擺線計時儀器圓弧承載能力較強102 齒輪傳動的失效形式與設計準則一、失效形式失效形式分兩類：輪齒折斷；齒面損壞輪齒折斷又分：

8、疲勞折斷；過載折斷齒面損壞又分：點蝕、摩損和膠合、塑性變形1、輪齒折斷：彎曲疲勞折斷閉式硬齒面齒輪傳動最主要的失效形式過載折斷載荷過大或脆性材料部分形式：齒根整體折斷直齒，b較小時 局部折斷斜齒或偏載時，b較大時部位：，應力集中提高輪齒抗折斷能力的措施：1） 減小齒根應力集中（增加齒根過渡圓角，降低齒根部分表面粗糙度）2） 高安裝精度及支承剛性，避免輪齒偏載設計時限制齒根彎曲應力小于許用值3） 改善熱處理，使其有足夠的齒芯韌性和齒面硬度4） 齒根部分進行表面強化處理（噴丸、滾壓）2、齒面疲勞點蝕（圖9-3）閉式軟齒面齒輪傳動的主要失效形式形式：收斂性點蝕開始由于表在粗糙，局部接觸應力較大引起點

9、蝕，過后經(jīng)跑合，凸起磨平軟齒面逐漸消失擴展性點蝕硬齒面發(fā)生點蝕或軟齒面時位置：節(jié)線附近原因：1）單齒對嚙合接觸應力較大；2）節(jié)線處相對滑動速度較低，不易形成潤滑油膜；3）另外油起到一個媒介作用，潤滑油滲入到微裂紋中，在較大接觸應力擠壓下使裂紋擴展直至表面金屬剝落。防止措施：1）提高齒面硬度；2）降低表面粗糙度；3）采用角度變位（增加綜合曲率半徑）；4）選用較高粘度的潤滑油；5）提高精度（加工、安裝）；6）改善散熱。開式齒輪傳動由于磨損較快，一般不會點蝕3、齒面磨損開式齒輪的主要失效形式類型齒面磨粒磨損，圖9-4防止措施：1）提高齒面硬度；2）降低表面粗糙度；3）降低滑動系數(shù)；4）潤滑油定期清潔

10、和更換；5）變開式為閉式。4、齒面膠合高速垂載傳動的主要失效形式熱膠合，圖9-5原因：高速、重載壓力大，滑動速度高摩擦熱大高溫嚙合齒面粘結（冷焊結點）結點部位材料被剪切沿相對滑動方向齒面材料被撕裂。低速重載或缺油冷膠合（壓力過大、油膜被擠破引起膠合）形式：熱膠合高速重載；冷膠合低速重載，缺潤滑油防止措施：1）采用抗膠合能力強的潤滑油（加極壓添加劑）；2）采用角度變位齒輪傳動（），使滑動速度VS下降。（使始末位置，相對滑動速度）；3）減小m和齒高h，降低滑動速度VS；4）提高齒面硬度；5）降低；6）配對齒輪有適當?shù)挠捕炔睿?）改善潤滑與散熱條件。5、齒面塑性變形低速重載軟齒輪傳動的主要失效形式齒

11、面在過大的摩擦力作用下處于屈服狀態(tài)，產(chǎn)生沿摩擦力方向的齒面材料的塑性流動，從而使齒面正確輪廓曲線被損壞。圖9-6所示形式：滾壓塑變材料塑性流動方向與齒面受摩擦力方向一致，圖9-6 錘擊塑變由沖擊引起的齒面塑性變形，其特征是齒面上形成淺溝槽防止措施：1）提高齒面硬度；2）采用高粘度的潤滑油或加極壓添加劑。二、設計準則主要失效形式 設計準則閉式軟齒面齒輪傳動 齒面疲勞點蝕 齒面接觸疲勞強度準則 閉式硬齒面齒輪傳動 齒根彎曲疲勞折斷 齒根彎曲疲勞強度準則 高速大功率傳動 增加 齒面膠合能力準則開式齒輪傳動 磨損 采用齒根彎曲疲勞強度準則，并通過增大m和降低來考慮磨損的影響。103 齒輪材料及熱處理選

12、擇齒輪材料總體上要考慮防止產(chǎn)生齒面失效和輪齒折斷。基本要求：齒面要硬，齒芯要韌一、常用的齒輪材料1、鋼最常用，可通過熱處理改善機械性能（1）鍛鋼：軟齒面齒輪（HBS350）如45、40Cr 熱處理，正火調(diào)質(zhì)，加工方法，熱處理后精切齒形8、7級，適合于對精度、強度和速度要求不高的齒輪傳動硬齒面齒輪（HBS350）（是發(fā)展趨勢）20Cr，20CrMnTi，40Cr，30CrMoAlA，表面淬火，滲碳淬火，氮化和氰化，先切齒表面硬化磨齒精切齒形5、6級適合于高速、重載及精密機械（如精密機床、航空發(fā)動機等）（2）鑄鋼用于尺寸較大齒輪，需正火和退火以消除鑄造應力。強度稍低2、鑄鐵脆、機械強度，抗沖擊和耐

13、磨性較差，但抗膠合和點蝕能力較強，用于工作平穩(wěn)、低速和小功率場合。鑄鐵：灰鑄鐵；球墨鑄鐵有較好的機械性能和耐磨性3、非金屬材料工程塑料（ABS、尼龍、取勝酰銨）、夾布膠木適于高速、輕載和精度不高的傳動中，特點是噪音較低，無需潤滑在某些低速和儀器儀表中還用銅合金和鋁合金作齒輪（具有耐腐蝕、自潤滑等特性，常用的齒輪材料及其機械性能列于表9-1。）二、齒輪材料的選擇原則（1）齒輪材料須滿足工作條件的要求：不同的工作條件選用不同的齒輪材料（2）應考慮齒輪尺寸大小、毛坯成型方式及熱處理和制造工藝（3）正火碳鋼用于載荷平穩(wěn)或輕度沖擊下工作的齒輪；調(diào)質(zhì)鋼用于中等沖擊載荷下工作的齒輪（4）合金鋼用于高速、重載

14、及在沖擊載荷下工作的齒輪。（5）鋼制軟齒面齒輪要求HBS1=HBS2+1305D原因：1）小齒輪齒根強度較弱；2）小齒輪的應力循環(huán)次數(shù)較多。另：當大小齒輪有較大硬度差時，較硬的小齒輪會對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度補充：配對齒輪的硬度配合：1、軟軟；2、軟齒面硬齒面；3、硬齒面硬齒面104 齒輪傳動的計算載荷齒面接觸線上的法向載荷Fn名義載荷（未計及載荷波動，載荷沿齒寬方向的不均勻性和輪齒齒廓曲線誤差等）計算載荷；Fnc=KFn載荷系數(shù)：K= 、 工作情況系數(shù) 初載荷系數(shù)齒向載荷分布系數(shù) 齒間載荷分配系數(shù)1、工作情況系數(shù)KA考慮了齒輪嚙合時，外部因素引起的附加

15、動載荷對傳動的影響，表9-2所示它與原動機與工作機的類型與特性，聯(lián)軸器類型等有關2、動載荷系數(shù)KV考慮齒輪制造誤差和裝配誤差及彈性變形等內(nèi)部因素引起的附加動載荷的影響主要影響因素：1）齒輪的制造精度Pb1Pb2 2）圓周速度V，圖9-9a）當Pb2Pb1時（圖9-7）后一對齒輪未進入嚙合區(qū)就開始接觸，產(chǎn)生動載荷（此時過接觸點作齒廓的公法線與連心線交點P(節(jié)點)與P不重合，這樣使實際的）措施：從動輪2齒頂修緣，使齒輪2在齒頂處Pb2Pb2時；如圖9-8，則前一對齒將脫開嚙合時，后一對齒雖已進入嚙合區(qū)，但尚未接觸，而要待前一對齒離開正確嚙合區(qū)一段距離后，后一對齒才開始嚙合產(chǎn)生齒腰（中間）沖擊措施：

16、主動輪1齒頂修緣（虛線齒廓），延長一對齒的嚙合時間降低KV措施：1）提高齒輪制造安裝精度；2）減小V（減小齒輪直徑d）；3）齒頂修緣注意：修緣要適當，過大則重合度下降過大。一般高速齒輪和硬齒面齒輪應進行修緣，但修緣量與修緣的曲線確定則比較復雜。3、齒向載荷分布系數(shù)考慮軸的彎曲、扭轉變形、軸承、支座彈性變形及制造和裝配誤差而引起的沿齒寬方向載荷分布不均勻的影響。如圖9-11所示影響因素：1）支承情況：對稱布置，好；非對稱布置；懸臂布置，差。2）齒輪寬度b b 。3）齒面硬度，硬度越高，趙易偏載，齒面較軟時有變形退讓。4）制造、安裝精度精度越高，越小。減小措施：1）提高制造安裝精度；2）提高支承剛

17、度，盡量避免懸臂布置；3）采用鼓形齒（如圖9-2）；4）螺旋角修形沿小齒輪齒寬進行修形，以補償由于軸的彎曲和扭轉變形引起的嚙合線位置的改變。 分：1）用于齒面接觸疲勞強度計算，表9-3，與精度等級、齒面硬度、支承布置有關，齒寬系數(shù)，=b/d2）用于齒根變曲疲勞強度計算，按和b/h之比值，查圖9-13。b齒寬，h齒高。4、齒間載荷分配系數(shù)考慮同時有多對齒嚙合時各對輪齒間載荷分配不均勻的系數(shù)。影響因素：嚙合剛度，基圓齒距誤差（Pb），修緣量，跑合程度等。分： 1）齒面接觸疲勞強度計算用2）齒根彎曲疲勞強度計算用 表9-4105 標準直齒圓柱齒輪傳動的強度計算一、輪齒的受力分析忽略摩擦力，法向力Fn

18、沿嚙合線作用于節(jié)點處（將分布力簡化為集中力）Fn與過節(jié)點P的圓周切向成角度。Fn可分解為Ft和Fr1、力的大小圓周力 Ft=2/d1 Ft1=-Ft2徑向力 Fr=Ft/tg Fr1=-Fr2 大小相等，方向相反法向力 Fn=Ft/cos Fn1=-Fn2T1小齒輪上傳遞的扭矩（N.mm） d1小齒輪上的直徑（mm）, =202、力的方向Ft“主反從同”，F(xiàn)r指向軸線外齒輪 背向軸線內(nèi)齒輪二、齒根彎曲疲勞強度計算防止彎曲疲勞折斷由于輪齒嚙合時，嚙合點的位置從齒頂?shù)烬X根不斷變化，且輪齒嚙合時也是由單對齒到兩對齒之間變化，由此，齒根部分的彎曲應力是在不斷變化，最大彎曲應力產(chǎn)生在單齒對嚙合區(qū)的最高點

19、。但計算比較復雜。計算假設：1）單齒對嚙合；2）載荷作用于齒頂；3）計算模型為懸臂梁；4）用重合度系數(shù)考慮齒頂嚙合時非單齒對嚙合影響；5）只考慮彎曲應力，裂紋首先在受拉側產(chǎn)生，且壓應力對較小對拉應力有抵消作用；6）危險截面30切線法定齒頂壓力角彎曲拉應力；產(chǎn)生壓應力如圖9-16，齒根危險截面的彎曲應力是為：計入載荷系數(shù)K，代入上式YFaYFa齒形系數(shù)，只與齒形有關，即與，C*，Z1，X，有關，當，C*一定時，只與Z1，X，有關，而與m無關。YFa表9-5另計入：應力修正系數(shù)YSa考慮齒根圓角引起的應力集中和其它應力的影響，表9-5 重合度系數(shù)Y考慮非單齒對嚙合的影響彎曲疲勞強度的校核公式： M

20、pa (9-4)其中，Y=0.25+0.75/ 端面重合度令齒寬系數(shù)（設計時選定），將和，代入上式得校核公式： Mpa (9-5a)設計公式： （mm）取標準值 （9-5b）三、齒面接觸疲勞強度計算防止疲勞點蝕要求齒面的最大接觸應力不超過接觸疲勞極限應力 計算依據(jù)：赫其公式（彈性力學）式（2-44）即齒面最大接觸應力 L接觸線長度令，嚙合點齒廓綜合曲率半徑：+外嚙合；-內(nèi)嚙合。彈性影響系數(shù)與配對齒輪材料有關，見表9-6強度條件 ， Mpa (9-6)問題是如何定，L？ 計算點理論上為小齒輪單齒對嚙合區(qū)內(nèi)（最小處）的最低點，圖9-17C點，另大輪單齒對嚙合最低點D點也較大。但計算較為復雜，且實際

21、上節(jié)點處接觸應力也較大，而點蝕又往往是從靠近節(jié)線附近（齒根部位）首先產(chǎn)生。實際計算點節(jié)點（單齒對），即將節(jié)點處齒廓的嚙合看成是以節(jié)點處齒廓曲率半徑為半徑的兩個圓柱體相接觸。如圖9-17所示。如圖9-17，在節(jié)點P處：， （齒數(shù)比） 實際嚙合時，并不總是單齒對嚙合，實際接觸線長度由齒寬b和端面重合度決定實際接觸線長度（考慮b與） 重合度系數(shù) （9-7b）將、L及代入式（9-6）得令節(jié)點區(qū)域系數(shù)則得接觸疲勞強度的校核公式： Mpa (9-8)引入齒寬系數(shù)，則得（）設計公式： （mm） (9-9)對于標準直齒輪， 分別得 Mpa (9-8a) (mm) (9-9a)四、齒輪傳動強度計算說明：1、彎曲

22、強度計算，要求， ，公式（9-5b）對大小齒輪，其它參數(shù)均相同只有不同，應將和中較大者代入計算。2、接觸強度計算公式中，3、輪齒面按齒面接觸疲勞強度設計，再校核齒根彎曲疲勞強度 硬齒面按齒根彎曲疲勞強度設計，再校核齒面接觸疲勞強度或分別按兩者設計取較大者參數(shù)為設計結果（書本）4、在用設計公式定d1或m時，、預先未知試取載荷系數(shù)Kt代K（一般Kt=1.21.4）計算得d1(mn)論為d1t(mnt)按d1t計算v查、計算，若K與Kt相差較大，則應對d1t(mnt)進行修正。 （這里考慮斜齒輪的一般情況）5、在其它參數(shù)相同的條件下，彎曲疲勞強度與m成正比，接觸疲勞強度與d1（i一定）或中心距a成正

23、比，即與mz乘積成正比，而與m無關例：m=2，Z1=40，Z2=80；m=4，Z1=20，Z2=40。兩對齒輪接觸疲勞強度是相同的。106 齒輪傳動的設計參數(shù)、許用應力與精度選擇一、設計參數(shù)的選擇1、壓力角標準齒輪（中國），,（國外）高速齒輪傳動：取，輪齒增加柔性，降低噪音和動載。2、Z1a不變Z1傳動平穩(wěn)性。到mh（加工量減小生產(chǎn)率）降低齒面滑運速度VS減小磨損膠合。到齒厚S彎曲強度閉式軟齒面齒輪（點蝕）Z1可取多一些（2040）增加傳動平穩(wěn)性，減小沖擊 閉式硬齒面齒輪（彎曲疲勞）a一定時，宜取Z1少一些（使m），Z1=1720，但Z117（14）。17不根切，14不量根切。3、齒寬系數(shù)承載

24、能力d1但易偏載（載荷分布不均勻），推薦表9-7一般軟齒面，支承對稱布置精度高，可取大一些。一般硬齒面，支承懸臂布置，精度低時，可取小一些。二、許用應力S疲勞強度安全系數(shù) 點蝕后只引起噪聲、振動，而不會導致傳動不能繼續(xù)工作KN壽命系數(shù) 橫坐標應力循環(huán)次數(shù)N應力循環(huán)次數(shù)N=60njLh nr/min ， j齒輪每轉嚙合次數(shù)，Lh齒輪總工作時數(shù)齒輪疲勞極限應力圖9-20 ML材料及熱處理質(zhì)量達最低要求 失效概率19 MQ材料及熱處理質(zhì)量達中等要求圖9-21 ME材料及熱處理質(zhì)量達很高要求另，圖9-20，脈動循環(huán)下，如為對稱循環(huán)，則如圖所示，齒輪1主動，則，齒輪2主動，則三、齒輪精度等級的選擇按GB

25、10095-88（圓柱齒輪）和GB11365-89（圓錐齒輪）規(guī)定：精度等級： 高 低1，2，3，5，6，7，8，9，10，11，12 遠等級 常用精度規(guī)范：運動精度規(guī)范第公差組；工作平穩(wěn)性精度規(guī)范第公差組；接觸精度規(guī)范第公差組；齒輪副側隙；齒坯公差精度等級選擇，按用途、工作條件、傳動功率和圓周速度V來確定，可參考表9-8和表9-9，例9-1（略）107 標準斜齒圓柱齒輪傳動的計算一、輪齒的受力分析不考慮摩擦力的影響，輪齒所受的法向力Fn作用于垂直于輪齒齒向的法平面內(nèi)，法平面與端面的夾角為，F(xiàn)n與水平面的夾角為，如圖9-23所示，其中為端面壓力角，為法面內(nèi)的螺旋角，F(xiàn)n可分解為三個互相垂直的分

26、力1、力的大小 Ft=2/d1 Ft1=-Ft2 Fr=F tgn=Ft tgn/cos Fr1=-Fr2 Fa=Ft tg Fa1=-Fa2 Fn=F/cosn=Ft/(cosncos)=Ft/cost cosb Fn1=Fn22、力的方向Ft“主反從同”，F(xiàn)r指向軸線外齒；背向軸線內(nèi)齒Fa主動輪的左右手螺旋定則。即根據(jù)主動輪輪齒的齒向伸左手或右手（左旋伸左手，右旋伸右手），握住軸線，四指代表主動輪的轉向，大拇指所指即為主動輪所受的Fa1的方向，F(xiàn)a2與Fa1方向相反。螺旋角引起軸向力 Fa對傳動不利（太小斜齒輪的優(yōu)點不明顯）實際接觸線（如圖9-24）全齒寬接觸線長為b/cosb，且嚙合過程

27、中是變化的，總的嚙合線長度取（實際L是變化的），大（增加，有利）既不能太大，也不能太小，=820端面重合度，可查圖9-25確定。二、齒根變曲疲勞強度如圖9-26所示，斜齒輪齒面接觸線為一斜線，輪齒折斷為局部折斷，但如按局部折斷建立彎曲疲勞強度條件，則分析計算過程比較復雜。為此考慮用直齒圓柱齒輪傳動的強度條件Fn作用于法平面內(nèi)，受載時輪齒的齒厚也是在法平面內(nèi)的齒厚計算依據(jù)：按過節(jié)點處法面內(nèi)當量直齒圓柱齒輪（齒形與斜齒輪法面齒形）進行計算，其模數(shù)為法面模數(shù)mn，其齒數(shù)為當量齒數(shù)ZV利用公式（9-4）和（9-5b）得：并計入螺旋角的影響系數(shù)縱向重合度影響校核計算公式： Mpa (直：)設計計算公式：

28、取標準值重合度系數(shù) 斜齒輪的端面重合度，圖9-25斜齒系數(shù)，按當量齒數(shù)，由表9-5查取斜齒輪應力接正系數(shù)，按ZV，查表9-5螺旋角影響系數(shù)，圖9-27查取縱向重合度，三、齒面接觸疲勞強度計算斜齒輪齒面接觸疲勞強度同樣按過節(jié)點的法平內(nèi)當量直齒圓柱齒輪進行，并注意以下幾點：1）考慮接觸線傾斜有利于提高接觸強度，引入螺旋角系數(shù)；2）節(jié)點處曲率半徑按法面計算；3）重合度大，傳動平穩(wěn)，接觸線總長度隨嚙合位置不同而變化，且同時受端面重合度和縱向重合度共同作用接觸疲勞強度計算公式 Mpa (9-6)在斜齒輪中：， 、節(jié)點處齒廓法面曲率半徑由圖9-28可知：，而，u=Z2/Z1齒數(shù)比 （a） (b)最小接觸線

29、長度Lmin和重合度系數(shù)分別為 （9-17）x接觸線長度變化系數(shù)，端面重合度圖9-25縱向重合度，如1，取=1。將，和Fnc代入式（9-6）并計螺旋角系數(shù)得接觸疲勞強度校核公式 Mpa (9-19)直齒：引入齒寬系數(shù)得設計公式： （mm） （9-20）節(jié)點區(qū)域系數(shù)，也可由圖9-29確定其余參數(shù)同直齒輪例題9-2，見書本108 標準圓錐齒輪傳動的強度計算一、設計參數(shù)由于圓錐齒輪的強度計算是按（機械原理中當量齒輪是按大端背錐展開的，但強度計算時考慮載荷作用于中點）齒寬中點背錐展開的當量直齒圓柱齒輪進行的，所以要了解的參數(shù)包括當量齒輪的參數(shù)齒數(shù)比，錐頂距R，大端分度圓直徑d1，d2（平均分度圓直徑d

30、m1，dm2），齒數(shù)Z1、Z2，大端模數(shù)m，b齒寬如圖9-32所示錐頂距：，齒寬中點背錐展開的當量齒輪參數(shù)為（如圖9-32所示）當量齒輪直徑： ，當量齒輪齒數(shù)：，當量齒輪模數(shù)：，齒寬系數(shù)一般取值，可能太大，避免載荷分布不均。二、輪齒的受力分析如圖9-33所示，沿齒寬的分布載荷看作集中載荷Fn假設作用于齒寬中點（實際上作用于離大端0.4b處），不計摩擦力，垂直于輪齒齒向的法平面內(nèi)與端內(nèi)夾角為，F(xiàn)n與水平內(nèi)夾角為，F(xiàn)n可分解為三個分力Ft，F(xiàn)r，F(xiàn)a1、力的大小()2、力的方向：Ft“主反從同”，F(xiàn)r指向軸線，F(xiàn)a指向大端。例：一對齒輪，嚙合處的分力三、齒根彎曲疲勞強度計算按齒寬中點背錐展開的當量

31、直齒圓柱齒輪進行彎曲強度計算，并考慮錐齒輪接觸情況不好，不計垂合度系數(shù)，即直接由直齒輪彎曲強度計算公式得 Mpa直齒：圓錐齒輪平均模數(shù)代入上式得彎曲強度校核公式： Mpa將 代入上式，得設計公式 （mm）取標準值齒形系數(shù)YFa、YSa按當量齒數(shù)ZV=Z/cos查表9-5齒根應力修正系數(shù)四、齒面接觸疲勞強度計算同樣按平均當量齒輪來計算，應用赫其公式考慮圓錐齒輪傳動，接觸情況不好，取接觸線長度為L=b（齒寬）計算載荷：綜合曲率半徑： （如圖9-32所示），將L、Fnc代入赫其公式，并且由，得 對于標準齒輪，節(jié)點區(qū)域系數(shù)代入上式得：齒面接觸疲勞強度校核公式 Mpa (9-25)設計公式： （mm）(

32、9-26)109 變位齒輪傳動強度計算特點（簡略）1、彎曲強度計算時a) 要按變位系數(shù)X1、Z、查齒形系數(shù)YFa和應力修正系數(shù)YSab) X0時一般（Z80）齒頂變尖，齒根變厚，彎曲強度（正變位） X0時一般（Z0正傳動，ZH減小，接觸疲勞強度0負傳動，ZH增加，接觸疲勞強度3、齒輪傳動變位的目的：1）使Zmin即可得到不根切的最少齒數(shù)；2）接高彎曲疲勞強度和接觸疲勞強度；3）提高耐磨性和抗膠合性。推薦使用的變位系數(shù)，表9-10，注意不同的變位目的，所得的變化系數(shù)不同。1010 齒輪的結構設計齒輪的結構設計包括齒輪的齒圓結構，輪轂與軸的聯(lián)結方式和輪輻的形狀等，齒輪的結構設計要根據(jù)齒輪的尺寸大小

33、，毛坯類型、材料、加工方法、使用要求和工藝性來確定。1、齒輪軸如圖9-34所示，當e2mt（2mb，da160mm時3、膠板式齒輪da500mm，減輕重量，便于加工時裝夾：da300mm，鑄造毛坯。4、輪輻式齒輪400mmda1000mm5、組合式齒輪圖9-40，9-41，適合于輪轂與齒圈采用不同材料的情況。圖9-40，齒圈鋼，輪轂鑄鐵；圖9-41，輪轂鋼，齒圈塑料10-11 齒輪傳動的潤滑目的：減少嚙合齒面間的滑動摩擦，減輕磨損，提高效率、緩沖、防銹、散熱一、潤滑方式潤滑劑：油高速；脂低速1、V12m/s噴油潤滑二、潤滑劑的選擇，表9-11，應按工作條件，使用場合及潤滑劑的特性來選擇合適的潤

34、滑劑10-12 其它齒輪傳動簡介（自學）一、曲線齒錐齒輪傳動適于高速重載直齒錐齒輪齒形誤差，傳動精度低，振動，噪音大，適于低速特點：大，承載能力高，效率高，傳動平穩(wěn)，噪音小1、弧齒錐齒輪傳動格里森齒如圖4-45（a）齒長方向為圓弧應用較廣，在格里森銑齒機工切齒，并易磨齒螺旋角分度圓錐上齒形切線與圓錐母線的夾角，識齒長方向變化齒寬中點分度圓螺旋角名義螺旋角，越大傳動越平穩(wěn)，噪音越低，通常取=35，但太大加工比較困難。=0零度齒錐齒輪（圖9-45b）替代直齒錐齒輪，平穩(wěn)性和生產(chǎn)效率較高。Zmin=68，傳動比可比直齒錐齒輪大得多。Zmin=13（零度齒錐齒輪）2、延伸外擺線齒錐齒輪如圖9-45c，

35、奧大利康齒等高齒在Oerliken機床上切齒。特點：優(yōu)點：1）切齒方便，生產(chǎn)效率高，齒距精度高；2）齒長方向等高，輪齒接觸較好。缺點：磨齒困難，不適于高速。二、準雙曲面齒輪傳動簡介圖9-4b特點：1）兩軸線不相交，小齒輪軸偏置改懸臂支承為兩端支承，提高支承剛性；2）降低傳動裝置重心；3）可在普通弧齒錐齒輪機床上加工并可磨齒；4），一般，隨Z1定，Z1越小，越大。軸布置方便，傳動平穩(wěn)，噪聲低，承載能力大適于高速，重載，傳動比大而要求結構緊湊的場合廣泛應用于汽車工業(yè)中。三、圓弧齒圓柱齒輪傳動漸開線齒輪優(yōu)點：易于精確加工，便于安裝，中心距誤差不影響傳動和承載能力。缺點：1）接觸點（外接觸）較小，承載能力較低；2）線接觸，對制造、安裝誤差較敏感，易于載荷集中；3）滑動系數(shù)是變化的，使齒面磨損不均勻。圓弧齒輪平行軸斜齒輪，端面與法面齒廓為圓?。盒↓X輪凸齒P1，大齒輪凹齒P2。P2略大于P1，點接觸，圖9-47，9-