第11章齒輪傳動(dòng) (機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ),第六版)

1、第第1111章章 齒輪傳動(dòng)齒輪傳動(dòng)11-3 齒輪傳動(dòng)的精度齒輪傳動(dòng)的精度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11-1 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11-4 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11-9 直齒錐齒輪傳動(dòng)直齒錐齒輪傳動(dòng)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 圓柱齒輪材料和參數(shù)的選取和計(jì)算方法圓柱齒輪材料和參數(shù)的選取和計(jì)算方法11-11 齒輪傳動(dòng)的潤(rùn)滑和效率齒輪傳動(dòng)的潤(rùn)滑和效率11-8 斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)11-10

2、齒輪齒輪的構(gòu)造的構(gòu)造11-12 圓弧圓弧齒輪傳動(dòng)齒輪傳動(dòng)簡(jiǎn)介簡(jiǎn)介機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)一、齒輪傳動(dòng)的主要特點(diǎn)：一、齒輪傳動(dòng)的主要特點(diǎn)： 傳動(dòng)效率高傳動(dòng)效率高可達(dá)可達(dá)99。在常用的機(jī)械傳動(dòng)中，齒輪傳動(dòng)。在常用的機(jī)械傳動(dòng)中，齒輪傳動(dòng)的效率為最高；的效率為最高； 結(jié)構(gòu)緊湊結(jié)構(gòu)緊湊與帶傳動(dòng)、鏈傳動(dòng)相比，在同樣的使用條件下，與帶傳動(dòng)、鏈傳動(dòng)相比，在同樣的使用條件下，齒輪傳動(dòng)所需的空間一般較??；齒輪傳動(dòng)所需的空間一般較小； 與各類傳動(dòng)相比，齒輪傳動(dòng)與各類傳動(dòng)相比，齒輪傳動(dòng)工作可靠，壽命長(zhǎng)工作可靠，壽命長(zhǎng)； 傳動(dòng)比穩(wěn)定傳動(dòng)比穩(wěn)定無(wú)論是平均值還是瞬時(shí)值。這也是齒輪傳動(dòng)獲無(wú)論是平均值還是瞬時(shí)值。這也是齒輪傳動(dòng)

3、獲 得廣泛應(yīng)用的原因之一；得廣泛應(yīng)用的原因之一； 缺點(diǎn)缺點(diǎn)：1 1）與帶傳動(dòng)、鏈傳動(dòng)相比，齒輪的制造及安裝精度要）與帶傳動(dòng)、鏈傳動(dòng)相比，齒輪的制造及安裝精度要 求高，價(jià)格較貴。求高，價(jià)格較貴。 2）精度低時(shí)，噪音較大。）精度低時(shí)，噪音較大。3）不適用于軸間距大的場(chǎng)合。）不適用于軸間距大的場(chǎng)合。11-0 11-0 齒輪傳動(dòng)概述齒輪傳動(dòng)概述機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)二、齒輪傳動(dòng)的分類二、齒輪傳動(dòng)的分類1.1.按按齒輪類型齒輪類型分：分：直齒圓柱齒輪傳動(dòng)直齒圓柱齒輪傳動(dòng)斜齒圓柱齒輪斜齒圓柱齒輪 錐齒輪傳動(dòng)錐齒輪傳動(dòng)人字齒輪傳動(dòng)人字齒輪傳動(dòng)2.2.按按裝置形式裝置形式分：分：3.3.按按使用情況使用情況

4、分：分： 動(dòng)力齒輪動(dòng)力齒輪以動(dòng)力傳輸為主，常為高速重載或低速重載傳動(dòng)。以動(dòng)力傳輸為主，常為高速重載或低速重載傳動(dòng)。 傳動(dòng)齒輪傳動(dòng)齒輪以運(yùn)動(dòng)準(zhǔn)確為主，一般為輕載高精度傳動(dòng)。以運(yùn)動(dòng)準(zhǔn)確為主，一般為輕載高精度傳動(dòng)。4.4.按按齒面硬度齒面硬度分：分：軟齒面齒輪軟齒面齒輪（齒面硬度（齒面硬度350HBS） 硬齒面齒輪硬齒面齒輪（齒面硬度（齒面硬度350HBS）閉式閉式傳動(dòng)傳動(dòng)：支承剛度大，精度高，潤(rùn)滑良好。如：汽車變速箱、支承剛度大，精度高，潤(rùn)滑良好。如：汽車變速箱、 減速器等。減速器等。開(kāi)式開(kāi)式傳動(dòng)傳動(dòng)：不能保證良好的潤(rùn)滑，灰塵易進(jìn)入，用于次要、不能保證良好的潤(rùn)滑，灰塵易進(jìn)入，用于次要、 低速場(chǎng)合。

5、如：農(nóng)業(yè)機(jī)械、建筑機(jī)械等。低速場(chǎng)合。如：農(nóng)業(yè)機(jī)械、建筑機(jī)械等。半開(kāi)式半開(kāi)式傳動(dòng)傳動(dòng)：有油池、防護(hù)罩：有油池、防護(hù)罩齒輪傳動(dòng)概述齒輪傳動(dòng)概述機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)四、本章的學(xué)習(xí)目的四、本章的學(xué)習(xí)目的本章學(xué)習(xí)的根本目的是本章學(xué)習(xí)的根本目的是掌握齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)方法掌握齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)方法，也就是要，也就是要能夠根據(jù)齒輪工作條件的要求，設(shè)計(jì)出傳動(dòng)可靠的齒輪。能夠根據(jù)齒輪工作條件的要求，設(shè)計(jì)出傳動(dòng)可靠的齒輪。設(shè)計(jì)齒輪是指設(shè)計(jì)確定齒輪的設(shè)計(jì)齒輪是指設(shè)計(jì)確定齒輪的主要參數(shù)以及結(jié)構(gòu)形式主要參數(shù)以及結(jié)構(gòu)形式。三、對(duì)齒輪傳動(dòng)的基本要求三、對(duì)齒輪傳動(dòng)的基本要求傳動(dòng)平穩(wěn)：傳動(dòng)平穩(wěn)：要求要求 i = c，保證傳動(dòng)的精度

6、，避免過(guò)大沖擊、，保證傳動(dòng)的精度，避免過(guò)大沖擊、振動(dòng)、噪音等，振動(dòng)、噪音等，承載能力強(qiáng)：承載能力強(qiáng)：要求在尺寸小，重量輕的前提下，齒輪的要求在尺寸小，重量輕的前提下，齒輪的強(qiáng)度高、壽命長(zhǎng)，強(qiáng)度高、壽命長(zhǎng)，主要靠主要靠漸開(kāi)線及加工精度來(lái)保證。漸開(kāi)線及加工精度來(lái)保證。主要靠主要靠材料、熱處理、合理選擇參數(shù)材料、熱處理、合理選擇參數(shù)(m、a、b)來(lái)保證。來(lái)保證。齒輪傳動(dòng)概述齒輪傳動(dòng)概述機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)一、齒輪的主要失效形式一、齒輪的主要失效形式輪齒折斷輪齒折斷齒面磨損齒面磨損齒面點(diǎn)蝕齒面點(diǎn)蝕齒面膠合齒面膠合塑性變形塑性變形齒輪傳動(dòng)的失效主要是指齒輪傳動(dòng)的失效主要是指輪齒的失效輪齒的失效由于齒

7、輪由于齒輪其它部分其它部分（齒圈、輪輻、輪轂等）通常是（齒圈、輪輻、輪轂等）通常是經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)的，其尺寸對(duì)于強(qiáng)度和剛度而言均較富裕，實(shí)踐中也的，其尺寸對(duì)于強(qiáng)度和剛度而言均較富裕，實(shí)踐中也極少失效極少失效。1、輪齒折斷、輪齒折斷 類型及原因：類型及原因： 過(guò)載折斷：屬于靜強(qiáng)度破壞過(guò)載折斷：屬于靜強(qiáng)度破壞 疲勞折斷：輪齒受彎曲變應(yīng)力作用。疲勞折斷：輪齒受彎曲變應(yīng)力作用。 發(fā)生部位：發(fā)生部位： 全齒折斷：全齒折斷：齒寬較小齒寬較小的直齒輪的直齒輪 部分齒折斷：部分齒折斷：齒寬較大齒寬較大的直齒輪、斜齒輪的直齒輪、斜齒輪11-1 11-1 齒輪傳動(dòng)的失效形式齒輪傳動(dòng)的失效形式是是閉式硬齒面閉式硬齒

8、面齒輪傳動(dòng)的主要失效形式齒輪傳動(dòng)的主要失效形式機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)11-1 齒輪傳動(dòng)的失效形式機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)11-1 齒輪傳動(dòng)的失效形式機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)11-1 齒輪傳動(dòng)的失效形式機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 提高抗斷齒能力的提高抗斷齒能力的措施措施： 增大齒根過(guò)渡圓角半徑，消除刀痕以減小應(yīng)力集中； 增大軸及支承的剛性，使輪齒受載均勻； 在齒根處進(jìn)行強(qiáng)化處理，如：噴丸、滾壓； 選用韌性好的材料，如：低碳鋼； 采用正變位，使 sf 增大。11-1 齒輪傳動(dòng)的失效形式機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)2、齒面點(diǎn)蝕、齒面點(diǎn)蝕是是閉式軟齒面閉式軟齒面齒輪傳動(dòng)的主要失效形式齒輪傳動(dòng)的主要失效形式

9、 原因原因脈動(dòng)循環(huán)接觸應(yīng)力細(xì)微裂紋裂紋擴(kuò)展?jié)櫥蜐B入剝落循環(huán)次數(shù)N增大11-1 齒輪傳動(dòng)的失效形式機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 發(fā)生部位發(fā)生部位：靠近節(jié)線的齒根面上 危害危害：振動(dòng)、噪聲增大，傳動(dòng)平穩(wěn)性降低。450或者試樣過(guò)小時(shí)，不能采用布氏硬度試驗(yàn)而改用洛氏硬度計(jì)量。HRA是采用60Kg載荷和鉆石錐壓入器求的硬度，用于硬度很高的材料。例如：硬質(zhì)合金。HRB 是采用100Kg載荷和直徑1.58mm淬硬的鋼球求得的硬度，用于硬度較低的材料。例如：軟鋼、有色金屬、退火鋼、 鑄鐵等。HRC 是采用150Kg載荷和鉆石錐壓入器求得的硬度，用于硬度較高的材料。例如：淬火鋼等機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)11-2

10、齒輪的材料及熱處理（3）HRC適用范圍HRC 2067，相當(dāng)于HB225650若硬度高于此范圍則用洛式硬度A標(biāo)尺HRA。若硬度低于此范圍則用洛式硬度B標(biāo)尺HRB。布式硬度上限值HB650，不能高于此值。（4）洛氏硬度計(jì)C標(biāo)尺之壓頭為頂角120度的金剛石圓錐，試驗(yàn)載荷為一確定值，中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)是150公斤力。洛氏硬度洛氏硬度機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)1. 軟齒面齒輪(HB350)：用于對(duì)強(qiáng)度、速度、精度、結(jié)構(gòu)尺寸要求不高的齒輪鍛造毛坯正火齒坯加工調(diào)質(zhì)精切齒形成品特點(diǎn)：制造容易，成本低，易跑合2. 硬齒面齒輪(HB350)：用于對(duì)強(qiáng)度、速度、精度、結(jié)構(gòu)尺寸要求嚴(yán)格的齒輪，例如：汽車變速箱齒輪鍛造毛坯正火齒

11、坯加工調(diào)質(zhì)切齒齒面硬化處理精加工成品主要材料：調(diào)質(zhì)鋼、中碳鋼、中碳合金鋼，40、45、 40MnB、40Cr、42SiMn加工工藝：加工工藝：注意：保持齒面硬度差，HB1-HB2=305011-2 齒輪的材料及熱處理機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)齒面硬化處理q表面淬火：中碳鋼、中碳合金鋼，中碳鋼、中碳合金鋼，45、40Cr、40CrMnTi、 50Mn，表面淬火后輪齒變形小，可不磨齒，硬度，表面淬火后輪齒變形小，可不磨齒，硬度 可達(dá)可達(dá)5256HRC，面硬芯軟，能承可承受中等沖擊，面硬芯軟，能承可承受中等沖擊載荷載荷q滲碳淬火：低碳鋼、低碳合金鋼，低碳鋼、低碳合金鋼，15、20、20Cr、20CrM

12、nTi， 可承受很大沖擊載荷可承受很大沖擊載荷，齒面硬度達(dá)齒面硬度達(dá)5662HRC，齒面，齒面接觸強(qiáng)度高，耐磨性好，齒芯韌性高。常用于接觸強(qiáng)度高，耐磨性好，齒芯韌性高。常用于受沖擊載荷的重要受沖擊載荷的重要傳動(dòng)傳動(dòng)。通常滲碳。通常滲碳淬火后要磨齒淬火后要磨齒11-2 齒輪的材料及熱處理q 整體淬火：不適于承受沖擊載荷，變形大，芯部韌性小，用不適于承受沖擊載荷，變形大，芯部韌性小，用 的較少的較少q氮化：變形小，不需磨削，但氮化層很薄，且易于壓碎，變形小，不需磨削，但氮化層很薄，且易于壓碎，不不 適于沖擊載荷和嚴(yán)重磨損場(chǎng)合適于沖擊載荷和嚴(yán)重磨損場(chǎng)合，氮化處理溫度低，輪齒氮化處理溫度低，輪齒變形小

13、，變形小，適用適用于于難以磨齒難以磨齒的場(chǎng)合，如內(nèi)齒輪。材料為：的場(chǎng)合，如內(nèi)齒輪。材料為：38CrMoAlA.機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)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性能。機(jī)械強(qiáng)度要求不高的齒輪可用中碳鋼中碳鋼正火處理。正火處理。大直徑的齒輪大直徑的齒輪可用可用鑄鋼鑄鋼正火處理。正火處理。 表面淬火、滲碳淬火、滲氮表面淬火、滲碳淬火、滲氮處理后齒面處理后齒面硬度高，硬度高，屬屬硬齒面硬齒面。其承載能力高，但一般需要。其承載能力高，但一般需要磨齒磨齒。常用。常用于于結(jié)構(gòu)緊湊的場(chǎng)合結(jié)構(gòu)緊湊的場(chǎng)

14、合。機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)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，屬軟齒面軟齒面，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: 2050HBS: 2050HBS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

15、 220260HBS 。因?yàn)橛捕炔桓撸士稍谝驗(yàn)橛捕炔桓?，故可在熱處理后精切齒形熱處理后精切齒形，且在使用中，且在使用中易于跑合。易于跑合。5. 調(diào)質(zhì)調(diào)質(zhì)機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)1. 當(dāng)d400500mm時(shí)，采用鑄鋼:ZG35、ZG40、ZG45等材料2. 開(kāi)式傳動(dòng)、低速次要場(chǎng)合：QT500、QT600、HT300、HT400等材料3. 非金屬材料：高速、輕載、精度不高的齒輪傳動(dòng)，為降低噪聲、減輕重量而采用11-2 齒輪的材料及熱處理其他注意事項(xiàng)：其他注意事項(xiàng)：機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)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（

16、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)P171或機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)11-3 齒輪傳動(dòng)的精度等級(jí)制造

17、和安裝齒輪傳動(dòng)裝置時(shí)，不可避免會(huì)產(chǎn)生齒形誤差、齒距誤差、齒向誤差、兩齒形誤差、齒距誤差、齒向誤差、兩軸線不平行誤差軸線不平行誤差等。.一、制造和安裝誤差對(duì)傳動(dòng)的影響：一、制造和安裝誤差對(duì)傳動(dòng)的影響：1. 實(shí)際與理論轉(zhuǎn)角不一致，影響運(yùn)動(dòng)的準(zhǔn)確性；2.瞬時(shí)傳動(dòng)比不恒定，出現(xiàn)速度波動(dòng)，引起振動(dòng)、沖擊和噪音， 影響運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性；3.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，影響載荷分布的均勻性。 國(guó)標(biāo)GB/T 10095.1-2008給齒輪副規(guī)定了13個(gè)精度等級(jí)。其中0級(jí)最高，12級(jí)最低，常用的為69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，將齒輪的各項(xiàng)公差分成三組，分別反映傳遞運(yùn)

18、動(dòng)的準(zhǔn)確性，傳動(dòng)的平穩(wěn)性和載荷分布的均勻性。機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)11-3 齒輪傳動(dòng)的精度等級(jí)考慮到： 齒輪制造誤差 工作時(shí)輪齒的受熱變形好受熱膨脹 便于潤(rùn)滑，需要一定的尺側(cè)間隙國(guó)標(biāo)中還規(guī)定了14種齒厚偏差機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)表11-2 齒輪傳動(dòng)精度等級(jí)的選擇及其應(yīng)用精度等級(jí)直齒圓柱齒輪9級(jí)級(jí)斜齒圓柱齒輪直齒圓錐齒輪圓周速度 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) 用高速重載齒輪傳動(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)，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)。機(jī)械制造中對(duì)精

19、度無(wú)特殊要求的齒輪。低速及對(duì)精度要求低的齒輪機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)一、輪齒的受力分析11t12dTFtan2tan11t1r1dTFFcos2cos11t1n1dTFF各力方向各力方向： 徑向力徑向力Fr：由嚙合點(diǎn)指向各自輪心；圓周力圓周力Ft：主動(dòng)輪， Ft1為阻力，與 1方向相反；從動(dòng)輪， Ft2為驅(qū)動(dòng)力，與 2方向相同。FnFrFtd1T11圓周力:徑向力:輪齒所受總法向力Fn可分解為 :PmmNnPT1611055. 9t2Fr2Fn2F114 直齒輪傳動(dòng)的作用力及計(jì)算載荷機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)114 直齒輪傳動(dòng)的作用力及計(jì)算載荷二、二、計(jì)算載荷計(jì)算載荷Fn-名義載荷受力變形制造誤

20、差安裝誤差附加動(dòng)載荷載荷集中 用計(jì)算載荷用計(jì)算載荷KFn代替名義載荷代替名義載荷Fn以考慮載荷集中和附加動(dòng)載荷以考慮載荷集中和附加動(dòng)載荷的影響，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 P174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1.01.21.21.61.61.81.82.01.21.61.61.81.61.81.92.12.22.4工況機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)114 直齒輪傳動(dòng)的作用力及計(jì)算載荷機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)齒向載荷分布考慮載荷沿輪齒接觸線分布不均勻的影響

21、 載荷分布不均勻，是由于系統(tǒng)變形（軸、軸承、箱體等）引起的。n彎曲變形：距軸承較近端受力大n扭轉(zhuǎn)變形：轉(zhuǎn)矩輸入端受力大pmaxpmax114 直齒輪傳動(dòng)的作用力及計(jì)算載荷機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)式中：21111綜合曲率半徑 222121111EEZEFn 法向總載荷；彈性影響系數(shù)，表10-6 計(jì)算目的計(jì)算目的：防止發(fā)生齒面點(diǎn)蝕 理論基礎(chǔ)理論基礎(chǔ)：赫芝公式115 直齒輪傳動(dòng)的接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算2Fnb b1H HH Hb bH HH H2Fn1222121211111EEbFnH“+ +”用于外嚙合用于外嚙合 “- -”用于內(nèi)嚙合用于內(nèi)嚙合 HEnHZbFb 有效齒寬機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)計(jì)算點(diǎn)

22、的確定計(jì)算點(diǎn)的確定：節(jié)點(diǎn)節(jié)點(diǎn)為單齒對(duì)嚙合點(diǎn)蝕發(fā)生在節(jié)點(diǎn)附近計(jì)算方便原因：115 直齒輪傳動(dòng)的接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算HEnHZbF機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)2/sin11d21111 計(jì)算公式計(jì)算公式：O2 2O1N1N2t 1T1P d12d22 2121212ddzzu 11212121121uu111uud1sin21115 直齒輪傳動(dòng)的接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算HEnHZbFcostnFF cos211dT020引入載荷系數(shù)K,則cos211dKTFnuubdKTZZduubdKTZbFEEEnH12cossin2sin211cos2211111故uubdKTZZHE12211機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)mm

23、 123211HHEdZZuuKTd校核公式設(shè)計(jì)公式引入齒寬系數(shù)d=b/d1代入，得：H211MPa 12uubdKTZZHEH機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)討論1.一對(duì)嚙合齒輪，H1=H2=H，但一般 H1H2。 因此，一般在設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)應(yīng)將H1和H2中的較小值代入設(shè)計(jì)公式中；2. 齒面接觸疲勞強(qiáng)度主要取決于齒輪的直徑齒面接觸疲勞強(qiáng)度主要取決于齒輪的直徑d1 (或中心距或中心距a ) (b、u、材料一定），當(dāng)a 或d1值確定后，不論齒數(shù)和模數(shù)如何組合，接觸應(yīng)力不變；3. a=b/a，a一定時(shí)，a越大齒寬b越大，載荷分布越不均115 直齒輪傳動(dòng)的接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 計(jì)算目的計(jì)算目

24、的：防止輪齒彎曲疲勞折斷 理論根據(jù)理論根據(jù)：材料力學(xué)(懸臂梁)FnFnFn116 直齒輪傳動(dòng)的彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 計(jì)算目的計(jì)算目的：防止輪齒彎曲疲勞折斷 理論根據(jù)理論根據(jù)：材料力學(xué)(懸臂梁)Fn 力作用點(diǎn)的確定力作用點(diǎn)的確定：O2N1N2PO1齒頂116 直齒輪傳動(dòng)的彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 危險(xiǎn)截面的確定危險(xiǎn)截面的確定：30切線法30 30SFFn 計(jì)算目的計(jì)算目的：防止輪齒彎曲疲勞折斷 理論根據(jù)理論根據(jù)：材料力學(xué)(懸臂梁) 力作用點(diǎn)的確定力作用點(diǎn)的確定： 齒頂116 直齒輪傳動(dòng)的彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)30 30SFFn116 直齒輪傳

25、動(dòng)的彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算 危險(xiǎn)截面的確定危險(xiǎn)截面的確定：30切線法 計(jì)算目的計(jì)算目的：防止輪齒彎曲疲勞折斷 理論根據(jù)理論根據(jù)：材料力學(xué)(懸臂梁) 力作用點(diǎn)的確定力作用點(diǎn)的確定： 齒頂機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)30 30SFFnFncos FFnsin F FhFFc假設(shè)：假設(shè)：1、輪齒為一變截面的懸臂梁、輪齒為一變截面的懸臂梁 2、全部載荷由一對(duì)齒承擔(dān)、全部載荷由一對(duì)齒承擔(dān) 3、載荷作用于齒頂、載荷作用于齒頂 4、忽略壓、剪應(yīng)力的影響、忽略壓、剪應(yīng)力的影響116 直齒輪傳動(dòng)的彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算 危險(xiǎn)截面的確定危險(xiǎn)截面的確定：30切線法 計(jì)算目的計(jì)算目的：防止輪齒彎曲疲勞折斷 理論根據(jù)理論根據(jù)：材料力學(xué)

26、(懸臂梁) 力作用點(diǎn)的確定力作用點(diǎn)的確定： 齒頂機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)計(jì)算公式：計(jì)算公式：FFnhKFMcos62FbsW coscos6cos622FFFtFFFnFbshKFbshKFWM齒形系數(shù)齒形系數(shù)Y YFaFa，只與齒數(shù)只與齒數(shù)z z有關(guān)，與模數(shù)有關(guān)，與模數(shù)m m無(wú)關(guān)無(wú)關(guān)則：令FSaFaSaFaFYYzbmKTYYmbdKT1211122校核公式mmYYzKTmFSF3aa21d12設(shè)計(jì)公式則,1dbd30 30SFFnFncos FFnsin F FhFFt=2T1/d1116 直齒輪傳動(dòng)的彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算coscos62msmhbmKFFFFtFatFYbmKF并引入應(yīng)力集中

27、系數(shù)YSa機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)討論討論 與m無(wú)關(guān),只與齒數(shù) z有關(guān)1、齒形系數(shù)SaY和應(yīng)力集中系數(shù)FaY116 直齒輪傳動(dòng)的彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算2、一般因?yàn)橐话阋驗(yàn)閦 z1 1 z z2 2，所以，所以YF1 YF2， YS1 YS2，這樣兩個(gè)齒輪，這樣兩個(gè)齒輪的彎曲應(yīng)力不相等，許用彎曲應(yīng)力也因?yàn)椴牧虾蜔崽幚矸降膹澢鷳?yīng)力不相等，許用彎曲應(yīng)力也因?yàn)椴牧虾蜔崽幚矸绞讲煌煌Ｋ詰?yīng)分別校核彎曲強(qiáng)度是否滿足要求。式不同而不同。所以應(yīng)分別校核彎曲強(qiáng)度是否滿足要求。21FF1212FFFFYY應(yīng)分別校核11FF22FFFSaFaSaFaFYYzbmKTYYmbdKT1211122mmYYzKTmFSF

28、3aa21d12校核公式設(shè)計(jì)公式機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)3、一般， 21FF，應(yīng)用設(shè)計(jì)公式時(shí)，應(yīng)將111FSFYY和222FSFYY中的較大值代入計(jì)算m；4、齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度主要取決于齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度主要取決于m (b、z、材料一定）；116 直齒輪傳動(dòng)的彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算FSaFaSaFaFYYzbmKTYYmbdKT1211122mmYYzKTmFSF3aa21d12校核公式設(shè)計(jì)公式機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)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

29、齒輪造齒輪1.01.11.31.41.11.21.41.61.62.21.3MPaSHHHlimHlim -接觸疲勞極限, 由實(shí)驗(yàn)確定, SH -為安全系數(shù)，查表11-4 確定。 許用接觸應(yīng)力：許用接觸應(yīng)力：許用應(yīng)力許用應(yīng)力MPaSFFFlim彎曲疲勞極限Flim由實(shí)驗(yàn)確定。SF為安全系數(shù)，查表11-4確定。許用彎曲應(yīng)力：許用彎曲應(yīng)力： 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：只影響壽命，故：SFSH機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)一、齒輪的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則對(duì)一般工況下的齒輪傳動(dòng)，其設(shè)計(jì)準(zhǔn)則是： 保證足夠的齒根彎曲疲勞強(qiáng)度，以免發(fā)

30、生齒根折斷。 保證足夠的齒面接觸疲勞強(qiáng)度，以免發(fā)生齒面點(diǎn)蝕。對(duì)高速重載齒輪傳動(dòng)，除以上兩設(shè)計(jì)準(zhǔn)則外，還應(yīng)按齒面抗膠合能力的準(zhǔn)則進(jìn)行設(shè)計(jì)。 閉式軟齒面齒輪：易發(fā)生點(diǎn)蝕，按接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)，校核閉式軟齒面齒輪：易發(fā)生點(diǎn)蝕，按接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)，校核 彎曲強(qiáng)度彎曲強(qiáng)度 閉式硬齒面齒輪：易發(fā)生輪齒折斷，按彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)，閉式硬齒面齒輪：易發(fā)生輪齒折斷，按彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)， 校核接觸強(qiáng)度校核接觸強(qiáng)度 開(kāi)式齒輪：主要失效是磨損、斷齒，不會(huì)出現(xiàn)點(diǎn)蝕，只按彎曲開(kāi)式齒輪：主要失效是磨損、斷齒，不會(huì)出現(xiàn)點(diǎn)蝕，只按彎曲 疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)，然后將計(jì)算出的模數(shù)疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)，然后將計(jì)算出的模數(shù)m加大加大10%10% 20%2

31、0%117117齒輪的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則、參數(shù)的選擇機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 對(duì)于閉式軟齒面齒輪，傳動(dòng)尺寸主要取決于接觸疲勞強(qiáng)度，而彎曲強(qiáng)度有富裕，故在傳動(dòng)尺寸（a或d1）不變并滿足彎曲強(qiáng)度的條件下，齒數(shù)z1易取多一些。一般z1=2040；二、齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)參數(shù)的選擇1齒數(shù)的選擇z1m重合度 傳動(dòng)平穩(wěn)da齒高h(yuǎn) 滑動(dòng)系數(shù)因此，在保證彎曲疲勞強(qiáng)度的前提下，齒數(shù)選得多一些好！對(duì)于閉式硬齒面齒輪，彎曲強(qiáng)度取決于m，所以m不宜過(guò)小， 一般z1=1725(30)；對(duì)于開(kāi)式齒輪， m取決于彎曲強(qiáng)度，z1=1720；為了避免根切， z1 17；為使各個(gè)齒磨損均勻，傳動(dòng)平穩(wěn)，應(yīng)使z1 、z2互為質(zhì)數(shù)。u整數(shù)磨損齒輪重量

32、切削量齒輪的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則、參數(shù)的選擇但作動(dòng)力傳動(dòng)的齒輪，一般模數(shù)不小于2mm。機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 閉式軟齒面齒輪：易發(fā)生點(diǎn)蝕，按接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)，校核彎曲強(qiáng)閉式軟齒面齒輪：易發(fā)生點(diǎn)蝕，按接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)，校核彎曲強(qiáng)度度 閉式硬齒面齒輪：易發(fā)生輪齒折斷，按彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)，校核接觸閉式硬齒面齒輪：易發(fā)生輪齒折斷，按彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)，校核接觸強(qiáng)度。強(qiáng)度。FSaFaSaFaFYYzbmKTYYmbdKT1211122mmYYzKTmFSF3aa21d12校核公式設(shè)計(jì)公式mm 123211HHEdZZuuKTd校核公式設(shè)計(jì)公式H211MPa 12uubdKTZZHEH機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)2齒寬系數(shù)d的選擇n 齒

33、寬越寬，承載能力越高，因而輪齒不宜過(guò)窄n 增大齒寬，齒面上載荷分布不均勻，Kn 圓柱齒輪的實(shí)際齒寬，按b= dd1計(jì)算后再作適當(dāng)圓整，即b2 =b ，而且b1= b2 +(510)mm，以防止因裝配誤差產(chǎn)生軸向錯(cuò)位時(shí)導(dǎo)致嚙合齒寬減小而增大輪齒的工作載荷。b1b2bb2b2b1=b2+(510) b=b2齒輪的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則、參數(shù)的選擇機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)例：例：312當(dāng)輪1和輪2分別為主動(dòng)輪時(shí)，試說(shuō)明兩輪輪齒接觸應(yīng)力、彎曲應(yīng)力變化性質(zhì)，并求出兩輪同側(cè)齒面嚙合次數(shù)j。j接觸應(yīng)力彎曲應(yīng)力輪1輪2輪1輪21112脈動(dòng)循環(huán)脈動(dòng)循環(huán)脈動(dòng)循環(huán)對(duì)稱循環(huán)脈動(dòng)循環(huán)脈動(dòng)循環(huán)脈動(dòng)循環(huán)脈動(dòng)循環(huán)輪1主動(dòng)輪2主動(dòng)設(shè)計(jì)參數(shù)、

34、許用應(yīng)力與精度選擇機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)d1 一、輪齒的受力分析 1 1主動(dòng)主動(dòng)T1 1112dTFttantaFF costanntF圓周力：徑向力：軸向力：輪齒所受總法向力Fn可分解為三個(gè)分力 :F=Ft /cos Fr = F tan n nFaFaPFn 118標(biāo)準(zhǔn)斜齒圓柱齒輪強(qiáng)度計(jì)算 1 1Fr n nF FFtFt P38機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)d1F 1 1T1P nFncoscos2cosn11nndTFF由于Fatan ，為了不使軸承承受的軸向力過(guò)大，螺旋角 不宜選得過(guò)大，常在 =820之間選擇。方向:軸向力Fa:主動(dòng)輪：左旋用左手，右旋用右手。主動(dòng)輪：左旋用左手，右旋用右

35、手。四指四指 ，拇指，拇指軸向力軸向力Fa從動(dòng)輪：左旋用右手，右旋用左手。Ft Fa標(biāo)準(zhǔn)斜齒圓柱齒輪強(qiáng)度計(jì)算Fr機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)MPaubaKTuHH) 1(305213二、強(qiáng)度計(jì)算二、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：uubdKTZZZHEH12211mmZZZuuKTdHHEd 123211引入齒寬系數(shù)：引入齒寬系數(shù)： d=b/=b/d1118 斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)彎曲應(yīng)力彎曲應(yīng)力及強(qiáng)度條件為：及強(qiáng)度條件為： ：MPaYYmbdKTFSaFanF 211mmYYzKTmFSaFadn cos232211引入齒寬系數(shù)：引入

36、齒寬系數(shù)： d=b/d1YFa、YSa由由當(dāng)量齒數(shù)當(dāng)量齒數(shù)查得機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)三、設(shè)計(jì)步驟三、設(shè)計(jì)步驟（圓整為標(biāo)準(zhǔn)值）（圓整為標(biāo)準(zhǔn)值）118 斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)閉式軟齒面齒輪：易發(fā)生點(diǎn)蝕，按接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)，校核彎曲強(qiáng)度閉式軟齒面齒輪：易發(fā)生點(diǎn)蝕，按接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)，校核彎曲強(qiáng)度 a（圓整（圓整,通常取末位數(shù)為通常取末位數(shù)為0、5或或2、4、6、8） （精確到秒（精確到秒0 ）cos2)(21zzmanazzmn2)(arccos211dbd11coszdmn（，）選擇材料和熱處理方式選擇材料和熱處理方式選選 Z1（Z2）、）、mmZZZuuKTdHHEd 123211機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)校

37、核彎曲強(qiáng)度校核彎曲強(qiáng)度MPaYYmbdKTFSaFanF 211機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)閉式硬齒面齒輪：易發(fā)生輪齒折斷，按彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)，校核接閉式硬齒面齒輪：易發(fā)生輪齒折斷，按彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)，校核接觸強(qiáng)度。觸強(qiáng)度。cos2)(21zzmana（圓整（圓整,通常取末位數(shù)為通常取末位數(shù)為0、5或或2、4、6、8） （精確到秒（精確到秒0 ）azzmn2)(arccos211dbd校核接強(qiáng)校核接強(qiáng)初選初選、 、 d（，）118 斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)mmYYzKTmFSaFadn cos232211MPaYYmbdKTFSaFanF 211（圓整?。▓A整取標(biāo)準(zhǔn)值）標(biāo)準(zhǔn)值）機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)d1F 1

38、1T1P nFn軸向力Fa:主動(dòng)輪：左旋用左手，右旋用右手。主動(dòng)輪：左旋用左手，右旋用右手。四指四指 ，拇指，拇指軸向力軸向力FaFt FaFr圓周力Ft : 主動(dòng)輪：與速度方向相反。主動(dòng)輪：與速度方向相反。從動(dòng)輪：與速度方向相同。從動(dòng)輪：與速度方向相同。徑向力Ft :指向各自的輪心。指向各自的輪心。溫故知新u斜齒輪受力分析斜齒輪受力分析機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)一、圓錐齒輪機(jī)構(gòu)概述一、圓錐齒輪機(jī)構(gòu)概述1，功用，功用：傳遞空間兩相交軸間的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力。：傳遞空間兩相交軸間的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力。2，特點(diǎn)，特點(diǎn)：（1）輪齒分布在圓錐體上；）輪齒分布在圓錐體上； （2）軸交角）軸交角 = 1+ 2可根據(jù)傳動(dòng)需要

39、可根據(jù)傳動(dòng)需要確定，一般確定，一般 =90；“圓柱圓柱”“圓圓錐錐” （3）有大、小端之分，標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)取在大端。有大、小端之分，標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)取在大端。3，分類，分類：90按齒形分：按齒形分：直齒直齒斜齒斜齒曲線齒曲線齒 1 2 11119 9 直齒直齒錐齒輪傳動(dòng)錐齒輪傳動(dòng)機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)90 1 24、正確嚙合條件、正確嚙合條件2121mmm5、傳動(dòng)比、傳動(dòng)比大小大小121212122112sinsinsinsineeRRrrzzi212tan90i時(shí)，當(dāng)方向方向 相對(duì)或相背相對(duì)或相背且外錐距相等。且外錐距相等。機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)eRo12b1d2d =90的直齒錐齒輪傳動(dòng)：的直齒錐齒

40、輪傳動(dòng)： 二、設(shè)計(jì)參數(shù)22212221222zzmddReeeeRbRbRdddd5 . 015 . 022m11mdm1eRRmRbdddddd5 . 05 . 0)5 . 01 ( 所以b/21221uzm1 1、幾何關(guān)系、幾何關(guān)系sin5 . 05 . 0bdRdbdRbddee機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)2 2、參數(shù)選擇、參數(shù)選擇、b1=b2；、0.3;0.25通常取齒寬系數(shù)R、其他參數(shù)的選擇同圓柱齒輪。、其他參數(shù)的選擇同圓柱齒輪。、u=15；機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)二、輪齒的受力分析二、輪齒的受力分析 總法向載荷集中作用于齒寬中點(diǎn)處的法面截面內(nèi)?？偡ㄏ蜉d荷集中作用于齒寬中點(diǎn)處的法面截面內(nèi)

41、。11m111costan2cosdTFFr11m111sintan2sindTFFa1m1t12dTF cos2cos1m1tndTFFtan2tan1m1tdTFF軸向力軸向力Fa的方向總是由錐齒輪的小端指向大端。的方向總是由錐齒輪的小端指向大端。FrFtF FnFa 1Fn可分解為圓周力可分解為圓周力Ft，徑向力，徑向力Fr和軸向力和軸向力Fa三個(gè)分力三個(gè)分力: 1 1T1 1 1P機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)Reb主動(dòng)輪從動(dòng)輪對(duì)軸交角=90的直齒錐齒輪傳動(dòng)： Fa1 =Fr2Fr1 = Fa2Ft1= Ft2方向相反各力的方向:圓周力圓周力F Ft t主動(dòng)輪主動(dòng)輪與運(yùn)動(dòng)方向與運(yùn)動(dòng)方向相反相

42、反從動(dòng)輪從動(dòng)輪與運(yùn)動(dòng)方向與運(yùn)動(dòng)方向相同相同徑向力徑向力F Fr r 均指向各自的輪心均指向各自的輪心軸向力軸向力 F Fa a 均指向各自的大端均指向各自的大端n1n2Fr1Fa2Fa1Fr2Ft1Ft2119 直齒圓錐齒輪傳動(dòng)機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 試合理確定圖示兩級(jí)斜齒圓柱齒輪減速器各斜齒輪的螺旋試合理確定圖示兩級(jí)斜齒圓柱齒輪減速器各斜齒輪的螺旋線方向，并畫出各對(duì)齒輪的受力，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)向如圖。線方向，并畫出各對(duì)齒輪的受力，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)向如圖。機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)一對(duì)一對(duì)9090的鋼制直齒圓錐齒輪傳動(dòng)的齒面接觸強(qiáng)度計(jì)算公式：的鋼制直齒圓錐齒輪傳動(dòng)的齒面接觸強(qiáng)度計(jì)算公式：MPauubdKFZZ

43、HRtHEH 1)5 . 01 (211mmZZuKTdHHERR )()5 .01 (432211得設(shè)計(jì)公式：得設(shè)計(jì)公式：令：齒寬系數(shù)令：齒寬系數(shù) R R=b/R=b/Re e二、強(qiáng)度計(jì)算二、強(qiáng)度計(jì)算119 直齒圓錐齒輪傳動(dòng)校核公式設(shè)計(jì)公式機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)MPazbmYKTFmF2121)5 . 01 (1RSaFatbmYYKFmmYYuZKTmHSaFaRR 1)5 .01 (4322211得設(shè)計(jì)公式：得設(shè)計(jì)公式：mSaFatFbmYYKF1齒根彎曲應(yīng)力及強(qiáng)度條件：齒根彎曲應(yīng)力及強(qiáng)度條件：mm平均模數(shù)平均模數(shù)，YFa和和YSa按當(dāng)量齒數(shù)選取：按當(dāng)量齒數(shù)選?。簔 zv v=z/cos=z/cos1 1。119 直齒圓錐齒輪傳動(dòng)校核公式設(shè)計(jì)公式機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)11-10 齒輪的構(gòu)造齒輪的構(gòu)造直徑較小的鋼質(zhì)齒輪，當(dāng)齒根圓直徑與軸徑接近