《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》第五版齒輪傳動(dòng)

1、機(jī)械設(shè)計(jì)機(jī)械設(shè)計(jì)第第4章章 齒輪傳齒輪傳動(dòng)動(dòng)機(jī)械設(shè)計(jì)機(jī)械設(shè)計(jì)第第4章章 齒輪傳齒輪傳動(dòng)動(dòng)第第4 4章章 齒輪傳動(dòng)齒輪傳動(dòng)1 1了解齒輪傳動(dòng)特點(diǎn)、分類；了解齒輪傳動(dòng)特點(diǎn)、分類；2 2掌握齒輪傳動(dòng)的主要失效形式及設(shè)計(jì)準(zhǔn)則；掌握齒輪傳動(dòng)的主要失效形式及設(shè)計(jì)準(zhǔn)則；3. 3. 了解常用齒輪材料及熱處理方法；了解常用齒輪材料及熱處理方法；4. 4. 掌握齒輪傳動(dòng)的受力分析、強(qiáng)度計(jì)算方法及主要參數(shù)的選擇；掌握齒輪傳動(dòng)的受力分析、強(qiáng)度計(jì)算方法及主要參數(shù)的選擇；5. 5. 了解齒輪傳動(dòng)潤(rùn)滑及齒輪結(jié)構(gòu)。了解齒輪傳動(dòng)潤(rùn)滑及齒輪結(jié)構(gòu)。重點(diǎn)與難點(diǎn)重點(diǎn)與難點(diǎn) 齒輪傳動(dòng)的受力分析、強(qiáng)度計(jì)算。齒輪傳動(dòng)的受力分析、強(qiáng)度計(jì)算。

2、教學(xué)基本要求教學(xué)基本要求 機(jī)械設(shè)計(jì)機(jī)械設(shè)計(jì)第第4章章 齒輪傳齒輪傳動(dòng)動(dòng) 4.1 概述概述4.1.14.1.1齒輪傳動(dòng)的特點(diǎn)齒輪傳動(dòng)的特點(diǎn) （1 1）效率高）效率高 （2 2）結(jié)構(gòu)緊湊）結(jié)構(gòu)緊湊（3 3）工作可靠、壽命長(zhǎng)）工作可靠、壽命長(zhǎng)（4 4）傳動(dòng)比準(zhǔn)確、恒定）傳動(dòng)比準(zhǔn)確、恒定（5 5）適用的速度和功率范圍廣）適用的速度和功率范圍廣 （6 6）要求加工精度和安裝精度較高，制造時(shí)需要）要求加工精度和安裝精度較高，制造時(shí)需要專用工具和設(shè)備，因此成本比較高專用工具和設(shè)備，因此成本比較高（7 7）不宜在兩軸中心距很大的場(chǎng)合使用。）不宜在兩軸中心距很大的場(chǎng)合使用。機(jī)械設(shè)計(jì)機(jī)械設(shè)計(jì)第第4章章 齒輪傳齒輪

3、傳動(dòng)動(dòng)4.1.2 4.1.2 齒輪傳動(dòng)的分類齒輪傳動(dòng)的分類按齒廓曲線按齒廓曲線漸開(kāi)線、圓弧、擺線漸開(kāi)線、圓弧、擺線按嚙合位置按嚙合位置外嚙合、內(nèi)嚙合外嚙合、內(nèi)嚙合按齒輪外形按齒輪外形直齒、斜齒、人字齒、曲（線）齒直齒、斜齒、人字齒、曲（線）齒按兩軸相互位按兩軸相互位置置平行軸、相交軸、交錯(cuò)軸平行軸、相交軸、交錯(cuò)軸按工作條件分類按工作條件分類齒輪齒輪傳動(dòng)封閉在傳動(dòng)封閉在箱體內(nèi)，具箱體內(nèi)，具有良好的潤(rùn)有良好的潤(rùn)滑條件，能滑條件，能防塵。防塵。齒輪齒輪外露，潤(rùn)滑外露，潤(rùn)滑條件差，不條件差，不能防塵。能防塵。齒輪在護(hù)罩內(nèi)，但齒輪在護(hù)罩內(nèi)，但不密封，可以設(shè)置不密封，可以設(shè)置油池潤(rùn)滑，潤(rùn)滑條油池潤(rùn)滑，潤(rùn)滑

4、條件較好；亦有的僅件較好；亦有的僅把齒輪罩上，只起把齒輪罩上，只起防塵作用，潤(rùn)滑條防塵作用，潤(rùn)滑條件較差。件較差。按齒輪齒面硬按齒輪齒面硬度分類度分類齒面硬度齒面硬度350HBS的齒輪的齒輪(或或38HRC)。齒面硬度齒面硬度350HBS的齒的齒輪輪(或或38HRC)。機(jī)械設(shè)計(jì)機(jī)械設(shè)計(jì)第第4章章 齒輪傳齒輪傳動(dòng)動(dòng)4.2 4.2 齒輪傳動(dòng)的失效形式及設(shè)計(jì)準(zhǔn)則齒輪傳動(dòng)的失效形式及設(shè)計(jì)準(zhǔn)則 機(jī)械設(shè)計(jì)機(jī)械設(shè)計(jì)第第4章章 齒輪傳齒輪傳動(dòng)動(dòng)1 輪齒折斷輪齒折斷產(chǎn)生原因產(chǎn)生原因: :v齒根彎曲應(yīng)力大齒根彎曲應(yīng)力大v齒根應(yīng)力集中齒根應(yīng)力集中折斷類型折斷類型: : v疲勞折斷疲勞折斷齒根應(yīng)力集中、交變載荷反復(fù)作

5、用、齒根應(yīng)力集中、交變載荷反復(fù)作用、疲勞裂紋擴(kuò)展疲勞裂紋擴(kuò)展v突然折斷突然折斷脆性材料、沖擊或過(guò)載脆性材料、沖擊或過(guò)載v變形折斷變形折斷制造或安裝不準(zhǔn)確，以及軸的變形引制造或安裝不準(zhǔn)確，以及軸的變形引起起發(fā)生部位：發(fā)生部位：輪齒根部輪齒根部( (全齒折斷全齒折斷) )、缺角、缺角( (斜齒輪局斜齒輪局部折斷部折斷) )防止折斷防止折斷措施措施: : v增大齒根過(guò)渡圓角、消除加工刀痕增大齒根過(guò)渡圓角、消除加工刀痕減小應(yīng)力集中減小應(yīng)力集中 v增大軸及支承的剛性增大軸及支承的剛性, ,受載均勻受載均勻 v合適熱處理合適熱處理齒芯具有足夠韌性、表面強(qiáng)化齒芯具有足夠韌性、表面強(qiáng)化機(jī)械設(shè)計(jì)機(jī)械設(shè)計(jì)第第4章

6、章 齒輪傳齒輪傳動(dòng)動(dòng)2 2 齒面點(diǎn)蝕齒面點(diǎn)蝕產(chǎn)生原因產(chǎn)生原因: :v輪齒在節(jié)圓附近一對(duì)齒受力，載荷大輪齒在節(jié)圓附近一對(duì)齒受力，載荷大v滑動(dòng)速度低形成油膜條件差滑動(dòng)速度低形成油膜條件差v接觸疲勞產(chǎn)生麻點(diǎn)接觸疲勞產(chǎn)生麻點(diǎn) 發(fā)生部位發(fā)生部位：v偏向齒根的節(jié)線附近偏向齒根的節(jié)線附近v閉式齒輪傳動(dòng)的主要破壞形式閉式齒輪傳動(dòng)的主要破壞形式點(diǎn)蝕后果點(diǎn)蝕后果：輕者振動(dòng)噪音，重者不能工作輕者振動(dòng)噪音，重者不能工作防止點(diǎn)蝕措施防止點(diǎn)蝕措施：增加齒面硬度、降低粗糙度、合增加齒面硬度、降低粗糙度、合理選用潤(rùn)滑油粘度理選用潤(rùn)滑油粘度 輪齒工作面某一固定點(diǎn)受到近似脈輪齒工作面某一固定點(diǎn)受到近似脈動(dòng)的變應(yīng)力作用，由于疲勞而

7、產(chǎn)生的麻動(dòng)的變應(yīng)力作用，由于疲勞而產(chǎn)生的麻點(diǎn)狀剝蝕損傷的現(xiàn)象。點(diǎn)狀剝蝕損傷的現(xiàn)象。機(jī)械設(shè)計(jì)機(jī)械設(shè)計(jì)第第4章章 齒輪傳齒輪傳動(dòng)動(dòng)3 3 齒面膠合齒面膠合產(chǎn)生原因產(chǎn)生原因: :v高速重載；散熱不良；高速重載；散熱不良；v相對(duì)滑動(dòng)速度大，致使溫度高、潤(rùn)相對(duì)滑動(dòng)速度大，致使溫度高、潤(rùn)滑失效滑失效膠合后果膠合后果：產(chǎn)生振動(dòng)、噪聲，不能工作：產(chǎn)生振動(dòng)、噪聲，不能工作防止膠合措施防止膠合措施：減小模數(shù)、降低齒高、減小模數(shù)、降低齒高、提高齒面硬度、改善材料、加極壓添加提高齒面硬度、改善材料、加極壓添加劑劑 高速重載傳動(dòng)中，齒面間壓力大，瞬時(shí)溫高速重載傳動(dòng)中，齒面間壓力大，瞬時(shí)溫度高，潤(rùn)滑失效，齒面間會(huì)發(fā)生粘接

8、在一起的度高，潤(rùn)滑失效，齒面間會(huì)發(fā)生粘接在一起的現(xiàn)象，在輪齒表面沿滑動(dòng)方向出現(xiàn)條狀傷痕，現(xiàn)象，在輪齒表面沿滑動(dòng)方向出現(xiàn)條狀傷痕，稱為稱為膠合膠合。機(jī)械設(shè)計(jì)機(jī)械設(shè)計(jì)第第4章章 齒輪傳齒輪傳動(dòng)動(dòng) 齒面磨損齒面磨損產(chǎn)生原因：產(chǎn)生原因：v磨料磨料( (沙粒、鐵屑等沙粒、鐵屑等) )進(jìn)入嚙合進(jìn)入嚙合區(qū)區(qū)齒面磨損齒面磨損磨損后果磨損后果v齒形破壞、變薄引起沖擊、振齒形破壞、變薄引起沖擊、振動(dòng)，甚至斷齒動(dòng)，甚至斷齒v開(kāi)式齒輪傳動(dòng)的主要失效形式開(kāi)式齒輪傳動(dòng)的主要失效形式防止磨損：防止磨損：改善潤(rùn)滑、提高改善潤(rùn)滑、提高齒面硬度、改用閉式傳動(dòng)齒面硬度、改用閉式傳動(dòng)機(jī)械設(shè)計(jì)機(jī)械設(shè)計(jì)第第4章章 齒輪傳齒輪傳動(dòng)動(dòng)齒面塑

9、性變形齒面塑性變形產(chǎn)生原因產(chǎn)生原因: :v當(dāng)輪齒材料較軟，載荷及摩擦力當(dāng)輪齒材料較軟，載荷及摩擦力又很大時(shí)，輪齒在嚙合過(guò)程中，又很大時(shí)，輪齒在嚙合過(guò)程中，齒面表層的材料就會(huì)沿著摩擦力齒面表層的材料就會(huì)沿著摩擦力的方向產(chǎn)生塑性變形的方向產(chǎn)生塑性變形采取措施采取措施: : l提高輪齒齒面硬度提高輪齒齒面硬度 l采用高粘度的或加有極壓添加劑的潤(rùn)滑油采用高粘度的或加有極壓添加劑的潤(rùn)滑油 現(xiàn)象現(xiàn)象: 主動(dòng)輪齒上所受摩擦力是背離節(jié)主動(dòng)輪齒上所受摩擦力是背離節(jié)線分別朝向齒頂及齒根作用的，故產(chǎn)線分別朝向齒頂及齒根作用的，故產(chǎn)生塑性變形后，齒面沿節(jié)線處變成凹生塑性變形后，齒面沿節(jié)線處變成凹溝。從動(dòng)輪齒上所受的摩

10、擦力方向則溝。從動(dòng)輪齒上所受的摩擦力方向則相反，塑性變形后，齒面沿節(jié)線處形相反，塑性變形后，齒面沿節(jié)線處形成凸棱。成凸棱。機(jī)械設(shè)計(jì)機(jī)械設(shè)計(jì)第第4章章 齒輪傳齒輪傳動(dòng)動(dòng)齒輪失效小結(jié)齒輪失效小結(jié)提高輪齒對(duì)上述幾種失效形式的抵抗能力，提高輪齒對(duì)上述幾種失效形式的抵抗能力，除上面所說(shuō)的辦法外，還有減小齒面粗糙度值，除上面所說(shuō)的辦法外，還有減小齒面粗糙度值，適當(dāng)選配主、從動(dòng)齒輪的材料及硬度，進(jìn)行適適當(dāng)選配主、從動(dòng)齒輪的材料及硬度，進(jìn)行適當(dāng)?shù)哪ズ希ㄅ芎希?，以及選用合適的潤(rùn)滑劑及當(dāng)?shù)哪ズ希ㄅ芎希约斑x用合適的潤(rùn)滑劑及潤(rùn)滑方法等。前已說(shuō)明，輪齒的失效形式很多。潤(rùn)滑方法等。前已說(shuō)明，輪齒的失效形式很多。除上述

11、五種主要形式外，還可能出現(xiàn)齒面融化、除上述五種主要形式外，還可能出現(xiàn)齒面融化、齒面燒傷、電蝕、異物嚙入和由于不同原因產(chǎn)齒面燒傷、電蝕、異物嚙入和由于不同原因產(chǎn)生的多種腐蝕和裂紋等等，可參看有關(guān)資料。生的多種腐蝕和裂紋等等，可參看有關(guān)資料。 機(jī)械設(shè)計(jì)機(jī)械設(shè)計(jì)第第4章章 齒輪傳齒輪傳動(dòng)動(dòng)4.2.2設(shè)計(jì)準(zhǔn)則設(shè)計(jì)準(zhǔn)則 設(shè)計(jì)齒輪時(shí)，所依據(jù)的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則取決于齒輪可能出設(shè)計(jì)齒輪時(shí)，所依據(jù)的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則取決于齒輪可能出現(xiàn)的失效形式?，F(xiàn)的失效形式。1. 閉式齒輪傳動(dòng)閉式齒輪傳動(dòng) 閉式軟齒面齒輪傳動(dòng)：閉式軟齒面齒輪傳動(dòng)： （接觸疲勞點(diǎn)蝕失效為主）（接觸疲勞點(diǎn)蝕失效為主） 按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)按齒

12、根彎曲疲勞強(qiáng)度校核；按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核； 閉式硬齒面齒輪傳動(dòng)：閉式硬齒面齒輪傳動(dòng)： （彎曲疲勞折斷失效為主）（彎曲疲勞折斷失效為主） 按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)按齒面接觸疲勞強(qiáng)度校核；按齒面接觸疲勞強(qiáng)度校核；開(kāi)式齒輪傳動(dòng)開(kāi)式齒輪傳動(dòng)2. 磨損失效（為條件性計(jì)算）為主磨損失效（為條件性計(jì)算）為主折斷失效折斷失效只按齒只按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)，求出根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)，求出 m 將將 m 增大增大 5 15% ，以補(bǔ)，以補(bǔ)償磨損的影響。償磨損的影響。機(jī)械設(shè)計(jì)機(jī)械設(shè)計(jì)第第4章章 齒輪傳齒輪傳動(dòng)動(dòng)一、常用的齒輪材料一、常用的齒輪材料對(duì)材料的基本要求：對(duì)材料的基本要求：* *齒面有足

13、夠的硬度；齒面有足夠的硬度；* *輪芯有足夠的強(qiáng)度和韌性；輪芯有足夠的強(qiáng)度和韌性；* *具有良好的機(jī)械加工和熱具有良好的機(jī)械加工和熱處理工藝性；處理工藝性；* *價(jià)格低。價(jià)格低。制造齒輪常用材料：制造齒輪常用材料：鋼、鑄鐵、有色金屬、非金屬材料鋼、鑄鐵、有色金屬、非金屬材料詳細(xì)數(shù)據(jù)見(jiàn)詳細(xì)數(shù)據(jù)見(jiàn)P58P58或機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)或機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)4.3 4.3 齒輪常用材料齒輪常用材料機(jī)械設(shè)計(jì)機(jī)械設(shè)計(jì)第第4章章 齒輪傳齒輪傳動(dòng)動(dòng)熱處理熱處理：是指將鋼在固態(tài)下加熱、保溫和冷卻，以：是指將鋼在固態(tài)下加熱、保溫和冷卻，以改變鋼的組織結(jié)構(gòu)，獲得所需要性能的一種工藝。改變鋼的組織結(jié)構(gòu)，獲得所需要性能的一種工藝。二二

14、、齒輪熱處理、齒輪熱處理 v在機(jī)床制造中在機(jī)床制造中約約60-70%的零的零件要經(jīng)過(guò)熱處理。件要經(jīng)過(guò)熱處理。v在汽車、拖拉機(jī)制造業(yè)中在汽車、拖拉機(jī)制造業(yè)中需需熱處理的零件達(dá)熱處理的零件達(dá)70-80%。l熱處理是一種重要的加工工藝，熱處理是一種重要的加工工藝，在制造業(yè)被廣泛應(yīng)用在制造業(yè)被廣泛應(yīng)用。 l模具、滾動(dòng)軸承模具、滾動(dòng)軸承100%需經(jīng)過(guò)熱處理。需經(jīng)過(guò)熱處理。l總之，重要零件總之，重要零件都需適當(dāng)熱處理后才都需適當(dāng)熱處理后才能使用。能使用。 設(shè)備設(shè)備機(jī)械設(shè)計(jì)機(jī)械設(shè)計(jì)第第4章章 齒輪傳齒輪傳動(dòng)動(dòng)熱處理方法熱處理方法 表面淬火后再低溫表面淬火后再低溫回火回火。 特點(diǎn)：輪齒變形特點(diǎn)：輪齒變形較較大

15、，可承受中等沖擊載荷，熱處大，可承受中等沖擊載荷，熱處理后不需要精加工。理后不需要精加工。 常用材料：中碳鋼、中碳合金鋼常用材料：中碳鋼、中碳合金鋼. . 表面淬火表面淬火. . 滲碳淬火滲碳淬火 特點(diǎn)：輪齒變形較大，熱處理后需磨齒，載荷特點(diǎn)：輪齒變形較大，熱處理后需磨齒，載荷大時(shí)滲碳層易剝落。大時(shí)滲碳層易剝落。 常用材料：低碳鋼、低碳合金鋼常用材料：低碳鋼、低碳合金鋼高頻淬火高頻淬火火焰淬火火焰淬火機(jī)械設(shè)計(jì)機(jī)械設(shè)計(jì)第第4章章 齒輪傳齒輪傳動(dòng)動(dòng)正火和正火和調(diào)質(zhì)調(diào)質(zhì) 特點(diǎn)：熱處理后需精加工，為了減少膠合的危險(xiǎn)，特點(diǎn)：熱處理后需精加工，為了減少膠合的危險(xiǎn)，小齒輪齒面硬度應(yīng)比大齒輪高數(shù)十個(gè)小齒輪齒面

16、硬度應(yīng)比大齒輪高數(shù)十個(gè)HBHB單位。單位。 常用材料：中碳鋼、中碳合金鋼常用材料：中碳鋼、中碳合金鋼 特點(diǎn)：沖擊載荷下硬化層易破碎，用于載特點(diǎn)：沖擊載荷下硬化層易破碎，用于載荷平穩(wěn)、潤(rùn)滑良好處。荷平穩(wěn)、潤(rùn)滑良好處。 常用材料：內(nèi)齒圈、難磨削齒輪常用材料：內(nèi)齒圈、難磨削齒輪4. 4. 滲氮滲氮齒輪加工過(guò)程齒輪加工過(guò)程機(jī)械設(shè)計(jì)機(jī)械設(shè)計(jì)第第4章章 齒輪傳齒輪傳動(dòng)動(dòng)三、齒輪材料的選擇原三、齒輪材料的選擇原則則 參考原則：參考原則： 選擇適當(dāng)?shù)臒崽幚矸椒ǎ哼x擇適當(dāng)?shù)臒崽幚矸椒ǎ?只能用于制作在載荷平穩(wěn)或輕度沖擊下工作的齒輪只能用于制作在載荷平穩(wěn)或輕度沖擊下工作的齒輪可用于制作在中等沖擊載荷下工作的齒輪。

17、可用于制作在中等沖擊載荷下工作的齒輪。常用于制作高速、重載并在沖擊載荷下工作的齒輪。常用于制作高速、重載并在沖擊載荷下工作的齒輪。基本原則：基本原則： （1 1）必須滿足工作條件的要求；）必須滿足工作條件的要求；（2 2）綜合考慮工藝性和經(jīng)濟(jì)性的要求。）綜合考慮工藝性和經(jīng)濟(jì)性的要求。 一對(duì)齒輪的材料搭配一對(duì)齒輪的材料搭配 小齒輪的材料和熱處理方法比大齒輪的強(qiáng)；小齒輪的材料和熱處理方法比大齒輪的強(qiáng)； 為防止產(chǎn)生膠合，兩輪的材料性能差別越大越好；為防止產(chǎn)生膠合，兩輪的材料性能差別越大越好； 兩輪的材料相同時(shí)，小齒輪齒面硬度應(yīng)比大齒輪的高兩輪的材料相同時(shí)，小齒輪齒面硬度應(yīng)比大齒輪的高 303050H

18、BS 50HBS 。機(jī)械設(shè)計(jì)機(jī)械設(shè)計(jì)第第4章章 齒輪傳齒輪傳動(dòng)動(dòng)4.44.4直齒圓柱齒輪傳動(dòng)的受力分析及計(jì)算載荷直齒圓柱齒輪傳動(dòng)的受力分析及計(jì)算載荷小齒輪上的轉(zhuǎn)矩：小齒輪上的轉(zhuǎn)矩：mmNnPPT161611055.910P 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，-壓力角壓力角一、一、輪齒的受力分析輪齒的受力分析v分析：在不計(jì)摩擦力的情分析：在不計(jì)摩擦力的情況下，沿嚙合線作用在齒況下，沿嚙合線作用在齒面上的法向載荷面上的法向載荷Fn垂直于垂直于齒面。齒

19、面。FnFt (圓周力圓周力) )Fr (徑向力徑向力) )1、 作用力的大小作用力的大小圓周力：圓周力：徑向力：徑向力：法向力：法向力：Ft=2T1/d1Fr=Fttan Fn=Ft/cos 機(jī)械設(shè)計(jì)機(jī)械設(shè)計(jì)第第4章章 齒輪傳齒輪傳動(dòng)動(dòng)2 2、作用力的方向、作用力的方向作用在主動(dòng)輪和從動(dòng)輪上作用在主動(dòng)輪和從動(dòng)輪上的各對(duì)力大小相等，方向的各對(duì)力大小相等，方向相反。相反。 3 3、主、從動(dòng)輪受力關(guān)系、主、從動(dòng)輪受力關(guān)系Ft： 主動(dòng)輪上，與轉(zhuǎn)向相反；主動(dòng)輪上，與轉(zhuǎn)向相反；從動(dòng)輪上，與轉(zhuǎn)向相同。從動(dòng)輪上，與轉(zhuǎn)向相同。Fr：分別指向各自輪心分別指向各自輪心 Fn：指向齒面指向齒面例題例題21n2n1F

20、r2Fr1Ft1Ft2n1n2機(jī)械設(shè)計(jì)機(jī)械設(shè)計(jì)第第4章章 齒輪傳齒輪傳動(dòng)動(dòng)二、計(jì)算載荷二、計(jì)算載荷 齒輪傳動(dòng)在實(shí)際工作時(shí)，齒輪傳動(dòng)在實(shí)際工作時(shí)，由于原動(dòng)機(jī)和工作機(jī)的工作由于原動(dòng)機(jī)和工作機(jī)的工作特性不同，會(huì)產(chǎn)生附加載荷。特性不同，會(huì)產(chǎn)生附加載荷。齒輪、軸、軸承的加工、安齒輪、軸、軸承的加工、安裝誤差及彈性變形會(huì)引起載裝誤差及彈性變形會(huì)引起載荷集中，使實(shí)際載荷增加。荷集中，使實(shí)際載荷增加。1.1.工作情況系數(shù)工作情況系數(shù)AKFnc= KFn其中：其中：K 為載荷系數(shù)，為載荷系數(shù)，按下式計(jì)算按下式計(jì)算: :K =KA Kv K K KA使用系數(shù)使用系數(shù)Kv動(dòng)載系數(shù)動(dòng)載系數(shù)K 齒間載荷分配系數(shù)齒間載荷

21、分配系數(shù)K 齒向載荷分布系數(shù)齒向載荷分布系數(shù) 物理意義物理意義考慮齒輪系統(tǒng)外部因素引起的附加動(dòng)載荷的影響；考慮齒輪系統(tǒng)外部因素引起的附加動(dòng)載荷的影響； 影響動(dòng)載荷大小的因素影響動(dòng)載荷大小的因素主要取決于原動(dòng)機(jī)、工作機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)特主要取決于原動(dòng)機(jī)、工作機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)特性、軸和聯(lián)軸器的類型、緩沖性能等；性、軸和聯(lián)軸器的類型、緩沖性能等； 取值方法取值方法參考表決定。參考表決定。機(jī)械設(shè)計(jì)機(jī)械設(shè)計(jì)第第4章章 齒輪傳齒輪傳動(dòng)動(dòng)VK2動(dòng)載系數(shù)動(dòng)載系數(shù) 物理意義物理意義考慮齒輪副在嚙合過(guò)程中因嚙合誤差和考慮齒輪副在嚙合過(guò)程中因嚙合誤差和運(yùn)轉(zhuǎn)速度而引起的內(nèi)部附加動(dòng)載荷的影響；運(yùn)轉(zhuǎn)速度而引起的內(nèi)部附加動(dòng)載荷的影響； 動(dòng)載

22、荷產(chǎn)生的原因及影響因素動(dòng)載荷產(chǎn)生的原因及影響因素齒輪傳動(dòng)的制造、安裝誤差及齒輪傳動(dòng)的制造、安裝誤差及受載后輪齒的變形受載后輪齒的變形基圓齒距不相等基圓齒距不相等i 瞬瞬常數(shù)常數(shù)動(dòng)載荷動(dòng)載荷動(dòng)載系數(shù)取值方法動(dòng)載系數(shù)取值方法一般齒輪傳動(dòng)可根據(jù)齒輪精度一般齒輪傳動(dòng)可根據(jù)齒輪精度等級(jí)進(jìn)行選擇。等級(jí)進(jìn)行選擇。機(jī)械設(shè)計(jì)機(jī)械設(shè)計(jì)第第4章章 齒輪傳齒輪傳動(dòng)動(dòng)降低降低K Kv v的措施：的措施：1 1）齒輪精度齒輪精度2 2）限制限制v v3 3）修緣齒修緣齒（齒頂修削）（齒頂修削）d)C1EEc)C由模數(shù)和精度等級(jí)而定r修緣高度hx=0.45m機(jī)械設(shè)計(jì)機(jī)械設(shè)計(jì)第第4章章 齒輪傳齒輪傳動(dòng)動(dòng) 3、齒向載荷分布系數(shù)

23、、齒向載荷分布系數(shù)K 物理意義物理意義考慮工作載荷沿輪齒接觸線方向分布不均勻性的影響?？紤]工作載荷沿輪齒接觸線方向分布不均勻性的影響。產(chǎn)生原因產(chǎn)生原因由于軸的彎曲和扭轉(zhuǎn)變形、軸承的彈性位移以、傳動(dòng)由于軸的彎曲和扭轉(zhuǎn)變形、軸承的彈性位移以、傳動(dòng)裝置的制造和安裝誤差等。裝置的制造和安裝誤差等。影響因素影響因素齒輪在軸上位置的安排、軸承及支座的剛度等因素。齒輪在軸上位置的安排、軸承及支座的剛度等因素。 減小載荷分布不均的措施減小載荷分布不均的措施增大軸、軸承及支座的剛度增大軸、軸承及支座的剛度b) b) 合理布置齒輪在軸上的位置合理布置齒輪在軸上的位置d)d)提高齒輪傳動(dòng)的制造和安裝精度提高齒輪傳動(dòng)

24、的制造和安裝精度a)a) e)e)在一對(duì)齒輪中把一個(gè)齒輪的輪齒制作成在一對(duì)齒輪中把一個(gè)齒輪的輪齒制作成鼓形齒等。鼓形齒等。機(jī)械設(shè)計(jì)機(jī)械設(shè)計(jì)第第4章章 齒輪傳齒輪傳動(dòng)動(dòng)3、齒間載荷分配系數(shù)、齒間載荷分配系數(shù)K 物理意義物理意義考慮同時(shí)嚙合的各齒對(duì)間載荷分配不均勻性的影響；考慮同時(shí)嚙合的各齒對(duì)間載荷分配不均勻性的影響； 產(chǎn)生原因產(chǎn)生原因 1 1 2 2，當(dāng)雙對(duì)齒嚙合時(shí)，在理想狀態(tài)下，當(dāng)雙對(duì)齒嚙合時(shí)，在理想狀態(tài)下，載荷應(yīng)平均分配在兩對(duì)齒上。但實(shí)際上，由于齒輪制造的誤差，載荷應(yīng)平均分配在兩對(duì)齒上。但實(shí)際上，由于齒輪制造的誤差和輪齒受力后變形，造成載荷在各齒對(duì)之間的分配時(shí)不均勻的。和輪齒受力后變形，造成

25、載荷在各齒對(duì)之間的分配時(shí)不均勻的。主要影響因素主要影響因素1 1）受載后輪齒變形；）受載后輪齒變形；2 2）輪齒制造誤差（特別是基節(jié)偏差）；）輪齒制造誤差（特別是基節(jié)偏差）；3 3）齒廓修形（修緣量）；）齒廓修形（修緣量）；4 4）磨合效果。）磨合效果。取值方法取值方法 表表4-5 4-5 機(jī)械設(shè)計(jì)機(jī)械設(shè)計(jì)第第4章章 齒輪傳齒輪傳動(dòng)動(dòng)4.5.2 4.5.2 齒根彎曲強(qiáng)度計(jì)算齒根彎曲強(qiáng)度計(jì)算4.6.1 4.6.1 斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)受力分析斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)受力分析4.5 4.5 直齒圓柱齒輪傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算直齒圓柱齒輪傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算4.5.14.5.1齒面接觸強(qiáng)度計(jì)算齒面接觸強(qiáng)度計(jì)算4.5.34.5

26、.3直齒圓柱齒輪的參數(shù)、精度選擇和許用應(yīng)力直齒圓柱齒輪的參數(shù)、精度選擇和許用應(yīng)力4.6 4.6 斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算4.6.24.6.2、3 3 斜齒圓柱齒輪強(qiáng)度計(jì)算斜齒圓柱齒輪強(qiáng)度計(jì)算機(jī)械設(shè)計(jì)機(jī)械設(shè)計(jì)第第4章章 齒輪傳齒輪傳動(dòng)動(dòng)4.8.1 4.8.1 齒輪傳動(dòng)的效率齒輪傳動(dòng)的效率齒輪傳動(dòng)中的功率損失主要包括：齒輪傳動(dòng)中的功率損失主要包括：1 1）嚙合中的摩擦損失；）嚙合中的摩擦損失；2 2）潤(rùn)滑油被攪動(dòng)的油阻損失；）潤(rùn)滑油被攪動(dòng)的油阻損失；3 3）軸承中的摩擦損失。）軸承中的摩擦損失。 4.8 4.8 齒輪傳動(dòng)的效率、潤(rùn)滑及結(jié)構(gòu)齒輪傳動(dòng)的效率、潤(rùn)滑及結(jié)構(gòu) 1

27、1嚙合中的效率損失；嚙合中的效率損失； 22潤(rùn)滑油被攪動(dòng)的油阻損失；潤(rùn)滑油被攪動(dòng)的油阻損失； 33軸承中摩擦損失軸承中摩擦損失321滿載時(shí)，采用滾動(dòng)軸承的齒輪傳動(dòng)，平均效率列于表滿載時(shí)，采用滾動(dòng)軸承的齒輪傳動(dòng)，平均效率列于表4-124-12。齒輪傳動(dòng)的效率齒輪傳動(dòng)的效率機(jī)械設(shè)計(jì)機(jī)械設(shè)計(jì)第第4章章 齒輪傳齒輪傳動(dòng)動(dòng)4.8.24.8.2齒輪傳動(dòng)的潤(rùn)滑齒輪傳動(dòng)的潤(rùn)滑 一、齒輪傳動(dòng)潤(rùn)滑的目的一、齒輪傳動(dòng)潤(rùn)滑的目的 n 減少摩擦磨損減少摩擦磨損n 散熱散熱n 防止銹蝕防止銹蝕二、齒輪傳動(dòng)的潤(rùn)滑方式二、齒輪傳動(dòng)的潤(rùn)滑方式 n人工定期潤(rùn)滑：人工定期潤(rùn)滑： 開(kāi)式、半開(kāi)式、低速閉式齒輪傳動(dòng)開(kāi)式、半開(kāi)式、低速閉式

28、齒輪傳動(dòng)n 浸油潤(rùn)滑和噴油潤(rùn)滑：浸油潤(rùn)滑和噴油潤(rùn)滑： 中、高速閉式齒輪傳動(dòng)中、高速閉式齒輪傳動(dòng)機(jī)械設(shè)計(jì)機(jī)械設(shè)計(jì)第第4章章 齒輪傳齒輪傳動(dòng)動(dòng)三、潤(rùn)滑劑的選擇三、潤(rùn)滑劑的選擇 n常用的潤(rùn)滑劑：潤(rùn)滑油、潤(rùn)滑脂常用的潤(rùn)滑劑：潤(rùn)滑油、潤(rùn)滑脂n 選擇因素：轉(zhuǎn)速高低、載荷大小、環(huán)境溫度等選擇因素：轉(zhuǎn)速高低、載荷大小、環(huán)境溫度等潤(rùn)滑油粘度薦用值見(jiàn)表潤(rùn)滑油粘度薦用值見(jiàn)表4343機(jī)械設(shè)計(jì)機(jī)械設(shè)計(jì)第第4章章 齒輪傳齒輪傳動(dòng)動(dòng)1. 1. 齒輪軸齒輪軸 直徑較小的鋼質(zhì)齒輪，當(dāng)齒根圓直徑與直徑較小的鋼質(zhì)齒輪，當(dāng)齒根圓直徑與軸徑接近時(shí)，可以將齒輪與軸做成一體，稱軸徑接近時(shí)，可以將齒輪與軸做成一體，稱為齒輪軸。如果齒輪的直徑比軸徑大得多，為齒輪軸。如果齒輪的直徑比軸徑大得多，則應(yīng)把齒輪和軸分開(kāi)制造。則應(yīng)把齒輪