《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》齒輪傳動(dòng)

1、齒輪傳動(dòng)齒輪傳動(dòng)編輯ppt2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)編輯ppt3編輯ppt4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)方向相反編輯ppt5平面平行軸斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)輪齒與其軸線傾斜一個(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編輯ppt6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)編輯ppt7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編輯ppt8二、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

2、較高；（1）直接接觸的嚙合傳動(dòng)；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。編輯ppt9三、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)械手編輯ppt10例2：汽車(chē)變速箱編輯ppt11例3：攝像機(jī)編輯ppt12例4：大型游樂(lè)設(shè)施編輯ppt13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、齒廓嚙合基本定律編輯ppt14C點(diǎn)：嚙合節(jié)點(diǎn)，簡(jiǎn)稱(chēng)節(jié)點(diǎn)21

3、ccvvconstCOCOi122112 COCO2211C點(diǎn)：相對(duì)速度瞬心(三心定理)編輯ppt15證明：由圖可知，c點(diǎn)就是齒輪1 、 2的速度瞬心，所以有：cocococovvcovcovcccc2121221121222111,齒廓嚙合基本定律：互相嚙合傳動(dòng)的一對(duì)齒輪，在任一位置時(shí)的，都與其其嚙合齒廓在接觸點(diǎn)處的。(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)編輯ppt16據(jù)上述，齒廓曲線滿(mǎn)足定傳動(dòng)比的條件：。節(jié)點(diǎn)和節(jié)圓：圖中C點(diǎn)：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

4、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）編輯ppt17 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)。軛軛編輯ppt18三、齒廓曲線的選擇1.理論上滿(mǎn)足基本定律的共軛齒廓曲線很多；2.考慮因素：設(shè)計(jì)、制造、安裝和使用； 3.常用齒廓曲線：漸開(kāi)線，擺線，變態(tài)擺線，圓弧曲線和拋物線等。本章重點(diǎn)研究漸開(kāi)線齒廓的齒輪編輯ppt19一、漸開(kāi)線的形成 直線BK沿半徑為rb的圓作純滾動(dòng)時(shí),直線上任意一點(diǎn)K的軌跡稱(chēng)為該圓的漸開(kāi)線。該圓稱(chēng)為漸開(kāi)線的基圓rb基圓半徑；BK漸開(kāi)線發(fā)生線K漸開(kāi)線上K點(diǎn)的展角第3節(jié) 漸開(kāi)線齒廓編輯ppt20二、漸開(kāi)線的性質(zhì)1.漸開(kāi)線的發(fā)生線展直

5、前后長(zhǎng)度不變；KBAB 弧編輯ppt212. B 是漸開(kāi)線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)線在K點(diǎn)的法線，并與基圓相切K K編輯ppt223.漸開(kāi)線的形狀取決于基圓的大小 rb,漸開(kāi)線直線；編輯ppt234. 基圓內(nèi)無(wú)漸開(kāi)線編輯ppt24（4）基圓內(nèi)無(wú)漸開(kāi)線）基圓內(nèi)無(wú)漸開(kāi)線NAKN漸開(kāi)線的性質(zhì)漸開(kāi)線的性質(zhì)（1）發(fā)生線沿基圓滾過(guò)的）發(fā)生線沿基圓滾過(guò)的基圓上被滾過(guò)的基圓上被滾過(guò)的圓弧長(zhǎng)度圓弧長(zhǎng)度（2）NK為漸開(kāi)線在為漸開(kāi)線在K點(diǎn)的點(diǎn)的，NK為曲半半徑，漸為曲半半徑，漸開(kāi)線上任一點(diǎn)的法開(kāi)線上任一點(diǎn)的法線與基圓相切。線與基圓相切。（3）漸開(kāi)線的形狀決定于基圓的大

6、小。）漸開(kāi)線的形狀決定于基圓的大小。 K相同時(shí)，相同時(shí)，rb越大，曲半半徑越大越大，曲半半徑越大 rb，漸開(kāi)線，漸開(kāi)線N3K的直線的直線編輯ppt25三、漸開(kāi)線方程1.漸開(kāi)線的壓力角2.漸開(kāi)線方程 KKKKKbKtginv/cosrr 漸漸開(kāi)開(kāi)線線函函數(shù)數(shù) invK KbKrr cos討論：A:漸開(kāi)線齒廓上各點(diǎn)的壓力角不相等嗎？B:基圓上的壓力角為多少？ 編輯ppt261、滿(mǎn)足定傳動(dòng)比條件法線與基圓相切；齒輪固定，基圓唯一；法線交于定點(diǎn)C121212221112122211222111,coscosrrrriCNOCNOrrivvKOvKOvbbbbKKKKKK相似四、漸開(kāi)線齒廓的嚙合特性編輯

7、ppt272、漸開(kāi)線齒廓嚙合的嚙合線是直線N1N2 嚙合點(diǎn)的軌跡嚙合線、公法線、兩基圓的內(nèi)公切線正壓力作用線四線重合。3、漸開(kāi)線齒廓嚙合的嚙合角不變 ：N1N2與節(jié)圓公切線之間的夾角 =漸開(kāi)線在節(jié)點(diǎn)處嚙合的壓力角編輯ppt284、中心距的可分離性；1212bbrri 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決定于基圓大小常數(shù)=1212122112bbrrrrPOPOi編輯ppt29第4節(jié) 齒輪各部分名稱(chēng)及漸開(kāi)線標(biāo)準(zhǔn)齒輪尺寸編輯ppt30Ohpesrrarfhfha齒頂圓分度圓齒根圓端面齒輪軸線齒數(shù)Z，齒槽1、齒頂圓ra2、齒根

8、圓rf3、在任意圓上rk齒槽寬ek齒厚SK齒距PK=eK+SKKZPdk ZPdKKKKPm定義 模數(shù) 一、齒輪各部分名稱(chēng)和基本參數(shù)編輯ppt31Ohpesrrarfhfha齒頂圓分度圓齒根圓端面齒輪軸線4、分度圓，、分度圓，r，d，s，e，p5、齒頂高、齒頂高h(yuǎn)a：d與與da之間之間6、基節(jié)、基節(jié)coscoscoszPddzPdKKbbcosPPbd=mz m為標(biāo)準(zhǔn)值為標(biāo)準(zhǔn)值P=s+e齒全高齒全高h(yuǎn)：h=ha+hf齒根高齒根高h(yuǎn)f：d與與df之間之間基節(jié)基節(jié)基圓上的周節(jié)（齒距）基圓上的周節(jié)（齒距）Pb編輯ppt32二、標(biāo)準(zhǔn)齒輪的基本參數(shù)二、標(biāo)準(zhǔn)齒輪的基本參數(shù)zpd zpdpm 定義模數(shù)定義模

9、數(shù) 或或 mpd=mz 單位：?jiǎn)挝唬簃m2、分度圓壓力角、分度圓壓力角KbKrrcoscos2cosmzrrb（是決定漸開(kāi)線齒廓形狀的一個(gè)基本參數(shù)）是決定漸開(kāi)線齒廓形狀的一個(gè)基本參數(shù)） GB1356-88規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)值規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)值=20某些場(chǎng)合：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。數(shù)和標(biāo)準(zhǔn)壓力角的圓。分度圓和節(jié)圓區(qū)別分度圓和節(jié)圓區(qū)別 與聯(lián)系與聯(lián)系1、模數(shù)、模數(shù)m編輯ppt33編輯ppt343 3、齒數(shù)、齒數(shù)z zcos2mzrmzdb表明：齒輪的大小和漸開(kāi)線齒輪表明：齒輪的大小和漸開(kāi)線齒輪形狀都與齒數(shù)有關(guān)形狀都與齒數(shù)有

10、關(guān) 4 4、齒頂高系數(shù)、齒頂高系數(shù) 和頂隙系數(shù)和頂隙系數(shù)*ah*cmhhaa*mchhaf)(*標(biāo)準(zhǔn)值：標(biāo)準(zhǔn)值： =1=1， =0.25=0.25標(biāo)準(zhǔn)短齒：標(biāo)準(zhǔn)短齒： =0.8=0.8， =0.3=0.3*ah*c*c*ah編輯ppt35漸開(kāi)線標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪幾何尺寸計(jì)算式編輯ppt36一、正確嚙合條件條件：齒對(duì)交替過(guò)程中不發(fā)生沖擊n2n1PP n2n1PP n2n1PP 第第5 5節(jié)節(jié) 漸開(kāi)線直齒圓柱齒輪的嚙合傳動(dòng)直齒圓柱齒輪的嚙合傳動(dòng)編輯ppt37)()(2121標(biāo)準(zhǔn)值標(biāo)準(zhǔn)值mmm編輯ppt38二、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。 編輯ppt392、標(biāo)準(zhǔn)

11、齒輪的安裝 標(biāo)準(zhǔn)安裝 22112esmes2211eess能實(shí)現(xiàn)無(wú)側(cè)隙嚙合 O112O2ccPKN12Nhahfb1rb2r2r =r2r =r11標(biāo)準(zhǔn)中心距： 2)(212121zzmrrrra頂隙 mcmhmchhhCaaaf*)(標(biāo)準(zhǔn)值 編輯ppt401O11NKcPN22O22rr2r1r1aa3 3、非標(biāo)準(zhǔn)安裝、非標(biāo)準(zhǔn)安裝 a a只有增大只有增大 由圖可知：由圖可知： coscoscos111rrrbcoscoscos222rrrbcoscoscoscos)(2121arrrraccrrrraa,2211有側(cè)隙有側(cè)隙 編輯ppt41三、漸開(kāi)線齒輪連續(xù)傳動(dòng)的條件 pbO112O22N1

12、N2B1BCCPDDa2a122r2r1a1rrb1b2ra2r1AbPBB21bPBB21或 121bPBB重合度（重疊系數(shù)） 121bPBB：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)線性質(zhì)： DCBB21（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 CD1.重合度的定義編輯ppt422作用角 顯然： 所對(duì)的中心角也為2 DCcos22222221CDrrCDrCDrrDCBBbbbcoscosPdzzdPbb節(jié)圓齒距作用弧PCD2、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)。 編輯ppt43大意

13、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編輯ppt44pbO112O22N1N2B1BCCPDDa2a122r2r1a1rrb1b2ra2r1A3、重合度的計(jì)算 由左圖看出： )(111111111tgtgrtgrtgrPNBNPBabbab)(222222tgtgrPNBNPBabcos)()(22112121mtgtgrtgtgrPPBPBPBBababbbcos2111mzrbcos2122mzrb)()(21

14、2211tgtgztgtgzaa編輯ppt45一、漸開(kāi)線齒輪的加工方法1. 成形法第6節(jié) 漸開(kāi)線圓柱齒輪輪齒切削原理和齒輪精度選擇編輯ppt46 銑削法 拉削法編輯ppt47成形銑刀刀號(hào)和加工齒數(shù)范圍編輯ppt48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)線包絡(luò)法編輯ppt49(2)、加工方法插齒加工編輯ppt50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。編輯ppt51滾齒加工編輯ppt5

15、2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。編輯ppt53三、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編輯ppt542. 用標(biāo)準(zhǔn)齒條刀具加工齒輪輪輪輪輪輪輪刀刀具具移移動(dòng)動(dòng)的的速速度度： 2mzrv 刀輪輪由此可得：由此可得： mvz刀2 被加工齒輪的齒數(shù)取決于 v刀 和 輪 的比值。編輯ppt55第7節(jié) 漸開(kāi)線齒廓的根切一、 根切根切位置根切位置1、根切現(xiàn)象（1）、根切的危害危害：危害：切掉部分齒廓；切掉部分齒廓； 削弱了齒根強(qiáng)度；削弱了齒根強(qiáng)度； 嚴(yán)重時(shí)，切掉部分

16、漸開(kāi)線齒廓，降低重合度。嚴(yán)重時(shí)，切掉部分漸開(kāi)線齒廓，降低重合度。編輯ppt56（2）、根切的原因標(biāo)準(zhǔn)齒輪： 刀具的齒頂線超過(guò)了極限嚙合點(diǎn)N。編輯ppt57CBCN sinsin2*amhCBmzCN2*sin2ahz17097.170 . 1h20*za，標(biāo)準(zhǔn)齒輪：17minz（3 3）、齒輪不發(fā)生根切的最少齒數(shù)）、齒輪不發(fā)生根切的最少齒數(shù) 編輯ppt58考慮變位考慮變位sin*xmmhCBaminmin*minzzzhxasinsin2*xmmhmza編輯ppt592、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17172001minz,x,.h*a當(dāng)編輯ppt

17、60變位后 湊中心距提高強(qiáng)度正變位17zxmtgmexmtgms2222編輯ppt611、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，嚙合角編輯ppt63負(fù)傳動(dòng)負(fù)傳動(dòng) X1+X2 350） （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 編輯ppt72三、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

18、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 編輯ppt73一、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?。旱?0節(jié) 直齒圓柱齒輪傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算編輯ppt74圓周力：

19、徑向力：法向力：21112ttFdTF211rtrFtgFFcostnFF mmNnPT11611055. 912Ft2Ft1Fr2Fr1編輯ppt75二、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) mmNLFpn/mmNLkFkppnca/kkkkkvA編輯ppt761、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)Kv3、齒間載荷分配系數(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、

20、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。編輯ppt77三、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：編輯ppt78FsaFatFYYbmKF1dbd令：校核式 設(shè)計(jì)式 3211.2FsaFadYYzKTm說(shuō)

21、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)。編輯ppt792)當(dāng)其他條件不變時(shí)，彎曲強(qiáng)度,Fm 3)兩齒輪的彎曲強(qiáng)度應(yīng)分別校核 11111FFasatFbmYYKF 2112212FsaFasaFaFFYYYY4)在設(shè)計(jì)式中, 取兩輪中的大者。 FsaFaYY編輯ppt805）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，db.改變材料和熱處理編輯ppt81四、齒面接觸強(qiáng)度

22、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：編輯ppt82HHEHuubdKTZZ12211校核式3213211132. 212HEdHHEdZuuKTZZuuKTd設(shè)計(jì)式編輯ppt83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)。編輯

23、ppt84五、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、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 ：40201Z20171Z編輯ppt85(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

24、（雙數(shù)）結(jié)尾，取 1dbd105212bbbb，且因?yàn)椋簽榱吮阌诎惭b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。編輯ppt86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 2bb b編輯ppt87第第11 節(jié)平行軸斜齒圓柱齒輪機(jī)構(gòu)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)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、斜齒輪齒廓

25、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)線為精確漸開(kāi)線編輯ppt882、漸開(kāi)線螺旋面齒廓的特點(diǎn)：1、接觸線是斜直線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：= 8205重合度加大(后面分析)編輯ppt89二、斜齒圓柱齒輪的基本參數(shù)1、螺旋角 右右旋旋左左旋旋分分度度圓圓螺螺旋旋角角基基圓圓螺螺旋旋角角 b編輯ppt90螺旋線的導(dǎo)程 Pz: 螺旋線繞同一周時(shí)它沿軸線方向前進(jìn)的距離 ApnBEtDFdpbzpCZPdtgZbbPdtgtbddcostbbtgtgddtgcos（上式表明，不同

26、圓柱面的螺旋角不等） 編輯ppt912 2、斜齒輪端面參數(shù)與尺寸：、斜齒輪端面參數(shù)與尺寸： ApnBEtDFdpbzpC齒距：齒距： ttmPnnmP在在DFE中中costnPP costnmm 模數(shù)模數(shù) ：編輯ppt923 3、壓力角、壓力角 ：CBAEDntCEACtgBDABtgnt,cosABAC BD=CE coscostntgBDABCEACtg編輯ppt934 4、齒頂高系數(shù)，頂隙系數(shù)：、齒頂高系數(shù)，頂隙系數(shù)： atanhhtatnanmhmh*tncc ttnnmcmc*costnmm coscos*ntanatcchh編輯ppt94外嚙合1=-2 內(nèi)嚙合1=2 5、 正確嚙合

27、條件兩輪嚙合處的輪齒傾斜方向必須一致編輯ppt95端面內(nèi)的嚙合相當(dāng)于之齒輪嚙合 2t1t2t1t mm21 又又 )()(21212121內(nèi)內(nèi)嚙嚙合合或或外外嚙嚙合合或或或或 t2t1nnt2t1nnmmmmm編輯ppt966、連續(xù)傳動(dòng)條件1 b21pBB 直直齒齒輪輪：atbbbpBtgpBB 21斜斜齒齒輪輪：端面重合度端面重合度軸向重合度軸向重合度斜齒輪傳動(dòng)的重合度比直齒輪大斜齒輪傳動(dòng)的重合度比直齒輪大編輯ppt97三、 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)編輯ppt98將C點(diǎn)的曲率半徑作為當(dāng)量齒輪的分

28、度圓半徑22cos2dbavnzm齒數(shù)：模數(shù)：分度圓：當(dāng)量齒輪22vnzm編輯ppt99標(biāo)準(zhǔn)斜齒圓柱齒輪不發(fā)生根切的最小齒數(shù)：一般不是整數(shù)一般不是整數(shù)vz3coszzv3cosvzz17cosz3min 17 編輯ppt1002、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)量齒厚編輯ppt101四、斜齒輪傳動(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)輪相反編輯ppt102注意：從動(dòng)輪的軸向

29、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 ） 112dTFtcosntnrtgFtgFFtgFFtabttntnnFFFFcoscoscoscoscos3）力的大小n11Fr1Fr22Ft1Ft2Fa1Fa2編輯ppt103五、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，接觸線為斜線，同時(shí)嚙合齒對(duì)數(shù)比直齒輪多。嚙合過(guò)程中，嚙合線的長(zhǎng)度不再等于齒寬，而等于接觸區(qū)內(nèi)幾條接觸線長(zhǎng)度的總和。在嚙合過(guò)程中，這嚙合線的總長(zhǎng)一般是變動(dòng)的，設(shè)計(jì)中，取嚙合線總長(zhǎng)為：babLcos編輯ppt1042、彎曲疲勞強(qiáng)度

30、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 。FanSaFatFbmYYYKF 32121cos2FsaFaadnYYZYKTm校核式設(shè)計(jì)式Y(jié)Fa-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 3cosZZV編輯ppt105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 nm FsaFaYY 1111FansaFatFbmYYYKF 2112212F

31、saFasaFaFFYYYY F編輯ppt106cos221ZZman標(biāo)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 。tgFFta,25208ooo編輯ppt107、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 強(qiáng)度條件為： HHEatHZZuubdKF11校核式 321112HHEadZZuuKTd設(shè)計(jì)式 ZE彈性影響系數(shù)，同直齒輪 ZH區(qū)域系數(shù)(見(jiàn)下頁(yè)圖） 編輯ppt1

32、08說(shuō)明：）取值如下 223. 1:212HHHHHa取時(shí)， 接觸應(yīng)力。為較軟齒面許用取時(shí)，222;23. 123. 1:HHHHHb編輯ppt109）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。 HH11cosZdmtncos221ZZman標(biāo)編輯ppt110一、圓錐齒輪機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)及應(yīng)用一、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)特點(diǎn)圓錐齒

33、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。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)圓錐齒輪兩軸線間的夾角一對(duì)圓錐齒輪兩軸線間的夾角稱(chēng)為軸角。其值可根據(jù)傳動(dòng)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，多取需要任意選取，在一般機(jī)械中，多取9090。 2.應(yīng)用應(yīng)用圓錐齒輪圓錐齒輪直齒直齒圓錐齒輪：圓

34、錐齒輪：斜齒斜齒圓錐齒輪：圓錐齒輪：曲齒曲齒圓錐齒輪：圓錐齒輪：由于設(shè)計(jì)、制造、安裝方便，應(yīng)用最廣由于設(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)傳動(dòng)平穩(wěn)、承載能力強(qiáng)，用于高速，重載傳動(dòng)編輯ppt111二、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，工程上采用近似編輯ppt112用背錐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)mzdcos2cosmzrrv編輯ppt113將背錐展平(參數(shù)與圓錐齒輪大端相同)將

35、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)cos2cosmzrrv2mzv coszzv編輯ppt114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。cos17cosminvzz編輯ppt115三、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)()()(2121安裝條件錐頂距相等大端大端mm編輯ppt116傳動(dòng)比12121221sinsinrrzzi9021如果2tgi 編輯ppt1173、直齒圓錐齒輪的幾何尺寸編輯ppt118編輯ppt119（

36、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)算編輯ppt1202、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：編輯ppt121a.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。c.軸向力： 沿軸向方向指向齒輪大端 n1Ft1Ft2Fr1F

37、r2Fa1Fa2編輯ppt12221112tmttFdTFF2111coscosatrFtgFFF3）力的大小 2111sinsinrtaFtgFFF21cosntnnFFFF（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 FmsaFatFbmYYKF編輯ppt123FRsaFatFbmYYKF5 . 0132212115 . 014FsaFaRRYYuZKTm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11115 . 01FRsaFatFbmYYKF2112212FsaFasaFaFFYYYY 編輯ppt1242)設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)，應(yīng)將 與 中的較大值代入設(shè)計(jì)

38、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4)其它同直齒輪 1HFKKbeHFHKKK5 . 1軸承系數(shù)222FsaFaYY111FsaFaYYFaYsaY2、接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算sincos2sin21111mmvmvdd編輯ppt125sincos2sin2sin211122mmvmvmvmvmvdududmvmmvmvud11sincos2111121 HRREHudKTZ31215 . 015 321215 . 0192. 2uKTZdRRHE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。tKtd1m編輯ppt1262） 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u52)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