機(jī)械設(shè)計(jì)課件：第10章齒輪傳動(dòng)

1、東華大學(xué)專用 作者： 孫志宏 第10章齒輪傳動(dòng)10-2輪齒的失效形式及設(shè)計(jì)準(zhǔn)則 10-3齒輪材料及選用原則 10-6齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)參數(shù)、許用應(yīng)力與精度選擇 10-4齒輪傳動(dòng)的計(jì)算載荷 10-5標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算 10-8標(biāo)準(zhǔn)錐齒輪傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算 10-9齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 10-10齒輪傳動(dòng)的潤滑 10-1概述10-7標(biāo)準(zhǔn)斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算 東華大學(xué)專用 作者： 孫志宏 作用： 不僅用來傳遞運(yùn)動(dòng)、而且還要傳遞動(dòng)力。要求： 運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)、足夠的承載能力。10-1概述 開式傳動(dòng) 半開式傳動(dòng)閉式傳動(dòng)有簡單防護(hù)罩，大齒輪浸入油池，潤滑得到改善、適于非重要應(yīng)用；裸露、灰塵、易磨損，適于低速傳

2、動(dòng)。全封閉、潤滑良好、適于重要應(yīng)用。直齒圓柱齒輪傳動(dòng)斜齒圓柱齒輪傳錐齒輪傳動(dòng)人字齒輪傳動(dòng)動(dòng)力齒輪 傳動(dòng)齒輪 按類型分按裝置型式分按使用情況分按齒面硬度分分類硬齒面齒輪（齒面硬度 350HBS） 軟齒面齒輪（齒面硬度 350HBS） 以動(dòng)力傳輸為主，常為高速重載或低速重載傳動(dòng)以運(yùn)動(dòng)準(zhǔn)確為主，一般為輕載高精度傳動(dòng)。東華大學(xué)專用 作者： 孫志宏 齒輪傳動(dòng)的特點(diǎn)：學(xué)習(xí)本章的目的掌握齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)方法，也就是要能夠根據(jù)齒輪工作條件的要求，能設(shè)計(jì)出傳動(dòng)可靠的齒輪。優(yōu)點(diǎn)：1）傳動(dòng)效率高 2）傳動(dòng)比恒定 3）結(jié)構(gòu)緊湊 4）工作可靠、壽命長缺點(diǎn)：1）制造、安裝精度要求較高 2）不適于中心距a較大兩軸間傳動(dòng) 3）

3、使用維護(hù)費(fèi)用較高 4）精度低時(shí)、噪音、振動(dòng)較大 東華大學(xué)專用 作者： 孫志宏 10-2輪齒的失效形式及設(shè)計(jì)準(zhǔn)則 輪齒折斷一般發(fā)生在齒根處，嚴(yán)重過載突然斷裂、疲勞折斷。一、輪齒的失效形式 失效形式潘存云教授研制東華大學(xué)專用 作者： 孫志宏 提高輪齒抗折斷能力的措施：（1）增大齒根過渡圓角半徑，消除加工刀痕，減小齒根應(yīng)力集中； （2）增大軸及支承的剛度，使輪齒接觸線上受載較為均勻； （3）采用合適的熱處理，使輪齒芯部材料具有足夠的韌性； （4）采用噴丸、滾壓等工藝對，對齒根表層進(jìn)行強(qiáng)化處理。 東華大學(xué)專用 作者： 孫志宏 潘存云教授研制潘存云教授研制齒面接觸疲勞齒面接觸應(yīng)力按脈動(dòng)循環(huán)變化當(dāng)超過疲勞

4、極限時(shí)，表面產(chǎn)生微裂紋、高壓油擠壓使裂紋擴(kuò)展、微粒剝落。點(diǎn)蝕首先出現(xiàn)在節(jié)線處，齒面越硬，抗點(diǎn)蝕能力越強(qiáng)。軟齒面閉式齒輪傳動(dòng)常因點(diǎn)蝕而失效。齒面點(diǎn)蝕10-2輪齒的失效形式及設(shè)計(jì)準(zhǔn)則 輪齒折斷失效形式一、輪齒的失效形式 東華大學(xué)專用 作者： 孫志宏 齒面點(diǎn)蝕齒面膠合高速重載傳動(dòng)中，常因嚙合區(qū)溫度升高而引起潤滑失效，致使齒面金屬直接接觸而相互粘連。當(dāng)齒面向?qū)瑒?dòng)時(shí)，較軟的齒面沿滑動(dòng)方向被撕下而形成溝紋。措施： 1.提高齒面硬度2.減小齒面粗糙度3.增加潤滑油粘度低速4.加抗膠合添加劑高速10-2輪齒的失效形式及設(shè)計(jì)準(zhǔn)則 輪齒折斷失效形式一、輪齒的失效形式 東華大學(xué)專用 作者： 孫志宏 潘存云教授研制

5、齒面膠合齒面磨損磨粒磨損跑合磨損齒面點(diǎn)蝕10-2輪齒的失效形式及設(shè)計(jì)準(zhǔn)則 輪齒折斷失效形式措施：1.減小齒面粗糙度2.改善潤滑條件，清潔環(huán)境3.提高齒面硬度一、輪齒的失效形式 東華大學(xué)專用 作者： 孫志宏 從動(dòng)齒主動(dòng)齒從動(dòng)齒主動(dòng)齒從動(dòng)齒主動(dòng)齒從動(dòng)齒主動(dòng)齒潘存云教授研制齒面膠合齒面磨損齒面點(diǎn)蝕10-2輪齒的失效形式及設(shè)計(jì)準(zhǔn)則 輪齒折斷失效形式齒面塑性變形潘存云教授研制表面凸出潘存云教授研制表面凹陷一、輪齒的失效形式 東華大學(xué)專用 作者： 孫志宏 二、齒輪的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則 保證足夠的齒根彎曲疲勞強(qiáng)度，以免發(fā)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)蝕由工程實(shí)踐得知： 閉式軟齒面齒輪傳動(dòng)，以保

6、證齒面接觸疲勞強(qiáng)度為主 對高速重載齒輪傳動(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) 閉式硬齒面或開式齒輪傳動(dòng)，以保證齒根彎曲疲勞強(qiáng)度為主東華大學(xué)專用 作者： 孫志宏 一、對齒輪材料性能的要求 齒輪的齒體應(yīng)有較高的抗折斷能力，齒面應(yīng)有較強(qiáng)的抗點(diǎn)蝕、抗磨損和較高的抗膠合能力，即要求：齒面硬、芯部韌。 10-3齒輪材料及選用準(zhǔn)則 二、常用齒輪材料 鋼材的韌性好，耐沖擊，通過熱處理和化學(xué)處理可改善材料的機(jī)械性能，最適于用來制造齒輪。 常用齒輪材料鍛鋼 鑄鋼 鑄鐵常作為低速、輕載、不太重要的場合的齒輪材料；適用于高速、輕載、且要求降低噪聲的場合。 非金屬材料 耐磨性及強(qiáng)度較好，常用于大

7、尺寸齒輪。含碳量為0.15 % 0.6%的碳素鋼或合金。一般用齒輪用碳素鋼，重要齒輪用合金鋼。東華大學(xué)專用 作者： 孫志宏 表10-1常用齒輪材料及其機(jī)械性能 材料牌號 熱處理方法 強(qiáng)度極限 屈服極限 硬度 HBSB / MPa S / MPa 齒芯部 齒面HT250 250 170241 HT300 300 187255 HT350 350 197269 QT500-5 500 147241 QT600-2 600 229302 ZG310-570 常化 580 320 156217 ZG340-640 650 350 169229 45 580 290 162217 45 217255 4

8、050HRC 40Cr 241286 4855HRC 調(diào)質(zhì)后表面淬火東華大學(xué)專用 作者： 孫志宏 續(xù)表10-1常用齒輪材料及其機(jī)械性能 材料牌號 熱處理方法 強(qiáng)度極限 屈服極限 硬度 HBSB / MPa S / MPa 齒芯部 齒面ZG340640 700 380 241269 45 650 360 217255 30CrMnSi 1100 900 310360 35SiMn 750 450 217269 38SiMnMo 700 550 217269 40Cr 700 500 241286 20Cr 650 400 300 20CrMnTi 1100 850 300 12Cr2Ni4 11

9、00 850 320 35CrAlA 950 750 255321 85HV 滲碳后淬火調(diào)質(zhì)20Cr2Ni4 1200 1100 350 38CrMnAlA 1000 850 255321 85HV 夾布膠木 100 2535 調(diào)質(zhì)后氮化(氮化層0.30.5)東華大學(xué)專用 作者： 孫志宏 熱處理方法一般用于中碳鋼和中碳合金鋼，如45、40Cr等。表面淬火后輪齒變形小，可不磨齒，硬度可達(dá)5256HRC，面硬芯軟，能承受一定沖擊載荷。1.表面淬火表面淬火滲碳淬火調(diào)質(zhì)正火滲氮高頻淬火、火焰淬火三、齒輪材料的熱處理和化學(xué)處理 2. 滲碳淬火滲碳鋼為含碳量0.15 % 0.25%的低碳鋼和低碳合金鋼，如

10、20、20Cr等。齒面硬度達(dá)5662HRC，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重要傳動(dòng)。通常滲碳淬火后要磨齒。東華大學(xué)專用 作者： 孫志宏 調(diào)質(zhì)一般用于中碳鋼和中碳合金鋼，如45、40Cr、35SiMn等。調(diào)質(zhì)處理后齒面硬度為：220260HBS 。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。3.調(diào)質(zhì)4. 正火正火能消除內(nèi)應(yīng)力、細(xì)化晶粒、改善力學(xué)性能和切削性能。機(jī)械強(qiáng)度要求不高的齒輪可用中碳鋼正火處理。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) 6062HRC。氮化處理溫度低，輪齒變形小，適用于難以磨齒的場合，如內(nèi)齒輪。材料為：38

11、CrMoAlA.5. 滲氮東華大學(xué)專用 作者： 孫志宏 特點(diǎn)及應(yīng)用：調(diào)質(zhì)、正火處理后的硬度低，HBS 350，屬軟齒面，工藝簡單、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)，小輪比大輪硬度高: 3050HBS表面淬火、滲碳淬火、滲氮處理后齒面硬度高，屬硬齒面。其承載能力高，但一般需要磨齒。常用于結(jié)構(gòu)緊湊的場合。東華大學(xué)專用 作者： 孫志宏 四、齒輪材料選用的基本原則 (1)齒輪材料必須滿足工作條件的要求，如強(qiáng)度、壽命、可靠性、經(jīng)濟(jì)性等； (2)應(yīng)考慮齒輪尺寸大小，毛坯成型方法及熱處理和制造工藝； (3)正火碳鋼，只能用于制作在載荷平穩(wěn)或輕度沖擊下工作的齒

12、輪；調(diào)質(zhì)碳鋼可用于在中等沖擊載荷下工作的齒輪； (6)鋼制軟齒面齒輪，其配對兩輪齒面的硬度差應(yīng)保持在3050HBS或更多。 (4)合金鋼常用于制作高速、重載并在沖擊載荷下工作的齒輪； (5)航空齒輪要求尺寸盡可能小，應(yīng)采用表面硬化處理的高強(qiáng)度合金鋼； 東華大學(xué)專用 作者： 孫志宏 10-4齒輪傳動(dòng)的計(jì)算載荷 齒輪傳動(dòng)強(qiáng)度計(jì)算中所用的載荷，通常取沿齒面接觸線單位長度上所受的載荷，即：接觸線單位長度上的最大載荷為 K為載荷系數(shù)，其值為：KKA Kv K K Fn 為輪齒所受的公稱法向載荷。式中KA 使用系數(shù)Kv 動(dòng)載系數(shù)K 齒間載荷分配系數(shù)K 齒向載荷分布系數(shù)東華大學(xué)專用 作者： 孫志宏 發(fā)電機(jī)、

13、均勻傳送的帶式輸送機(jī)或板式輸送機(jī)、螺旋輸送機(jī)、輕型升降機(jī)、包裝機(jī)、通風(fēng)機(jī)、均勻密度材料攪拌機(jī)。不均勻傳送的帶式輸送機(jī)或板式輸送機(jī)、機(jī)床的主傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、重型升降機(jī)、工業(yè)與礦用風(fēng)機(jī)、重型離心機(jī)、變密度材料攪拌機(jī)。橡膠擠壓機(jī)、橡膠和塑料作間斷的攪拌機(jī)、輕型球磨機(jī)、木工機(jī)械、鋼坯初軋機(jī)、提升裝置、單缸活塞泵等。挖掘機(jī)、重型球磨機(jī)、橡膠揉合機(jī)、破碎機(jī)、重型給水機(jī)、旋轉(zhuǎn)式鉆探裝置、壓磚機(jī)、帶材冷軋機(jī)、壓坯機(jī)等。載荷狀態(tài)發(fā)電機(jī)、均勻運(yùn)轉(zhuǎn)的蒸汽機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī)蒸汽機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī)多 缸內(nèi)燃機(jī)單 缸內(nèi)燃機(jī)1.0 1.1 1.25 1.501.25 1.35 1.5 1.751.50 1.60 1.75 2.001.75

14、1.85 2.00 2.25 或更大工 作 機(jī) 器均勻平穩(wěn)輕微沖擊中等沖擊嚴(yán)重沖擊原動(dòng)機(jī)注：表中所列值僅適用于減速傳動(dòng)，若為增速傳動(dòng)，應(yīng)乘以1.1倍當(dāng)外部的機(jī)械與齒輪裝置間通過撓性件相連接時(shí)，KA可適當(dāng)減小。表10-2使用系數(shù)KA 東華大學(xué)專用 作者： 孫志宏 動(dòng)載系數(shù)Kv 1.8 1.6 1.4 1.2 1.0 0 10 20 30 40 50 m/s Kv 潘存云教授研制十分精密的齒輪裝置10 8 7 6 9 表10-3 齒間載荷分配系數(shù)K 精度等級II組 5 6 7 8 5級及更低KAFt/b 100N/mm 1.34K H 1.34限制條件K H對稱非對稱懸臂東華大學(xué)專用 作者： 孫志

15、宏 K HK H1.031.031.061.081.101.21.31.5234561.031.031.061.081.101.21.31.5234561.03 1.044 1.06 1.1 1.2 1.3 1.5 2 3 4彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算用的齒向載荷分布系數(shù) K Fb/h=31264K F東華大學(xué)專用 作者： 孫志宏 改善齒向載荷不均勻的措施： （1）增大軸、軸承及支座的剛度；（5）輪齒修形（腰鼓齒）。（4）盡可能避免懸臂布置；（3）適當(dāng)限制輪齒寬度；（2）對稱軸承配置；潘存云教授研制b(0.00050.001)b東華大學(xué)專用 作者： 孫志宏 O2O1tt1（主動(dòng)）N1N2c d12FnT

16、1圓周力徑向力法向力小齒輪上的轉(zhuǎn)矩P傳遞的功率(kw)，1小齒輪上的角速度，O22（從動(dòng)）O1N1N2tt1（主動(dòng)）T1c d12d22 FtFrFnFn10-5標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算 一、輪齒受力分析 東華大學(xué)專用 作者： 孫志宏 rbO30 30 二、齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算 假定載荷僅由一對輪齒承擔(dān)，按懸臂梁計(jì)算。齒頂嚙合時(shí)，彎矩達(dá)最大值。hFnFrFtS彎曲力矩 M=KFncosh危險(xiǎn)界面的彎曲截面系數(shù)彎曲應(yīng)力危險(xiǎn)截面：齒根圓角30 切線兩切點(diǎn)連線處。齒頂受力Fn，可分解成兩個(gè)分力：Ft = Fn cos Fr = Fn sin產(chǎn)生彎曲應(yīng)力產(chǎn)生壓應(yīng)力，可忽略FnABABFF東華大學(xué)

17、專用 作者： 孫志宏 考慮齒根處應(yīng)力集中的影響,輪齒彎曲強(qiáng)度計(jì)算公式：彎曲應(yīng)力YFa 齒形系數(shù)因?yàn)閔和S與模數(shù)m相關(guān)，故YFa與模數(shù)m(齒的大小)無關(guān)。對于標(biāo)準(zhǔn)齒輪, YFa僅取決于齒數(shù)z （齒形）。 F0理論彎曲應(yīng)力，東華大學(xué)專用 作者： 孫志宏 表10-5齒形系數(shù)YFa以及應(yīng)力校正系數(shù)YSaYFa 2.97 2.91 2.85 2.8 2.76 2.72 2.69 2.65 2.62 2.60 2.57 2.55 2.53YSa 1.52 1.53 1.54 1.55 1.56 1.57 1.575 1.58 1.59 1.595 1.60 1.61 1.62YFa 2.52 2.45 2

18、.40 2.35 2.32 2.28 2.24 2.22 2.2 2.18 2.14 2.12 2.0YSa 1.52 1.53 1.54 1.55 1.56 1.57 1.575 1.58 1.59 1.595 1.60 1.61 1.62z(zv) 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 z(zv) 30 35 40 45 50 60 70 80 90 100 150 200 注：(1)基準(zhǔn)齒形的參數(shù)為 =20 、h*a=1、C*=0.25 、 =0.38m (m-模數(shù)) (2)對內(nèi)齒輪：當(dāng) =20 、h*a=1、C*=0.25 、 =0.15m 時(shí)，

19、 齒形系數(shù)：YFa =2.053 ; 應(yīng)力校正系數(shù)：YSa =2.65。東華大學(xué)專用 作者： 孫志宏 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 15 16 18 20 25 30 40 50 100 400齒形系數(shù)YF與齒數(shù)的關(guān)系計(jì)算根切極限實(shí)際根切極限標(biāo)準(zhǔn)齒輪東華大學(xué)專用 作者： 孫志宏 一般YF1 YF2, F1 F2 , 大小齒輪分別進(jìn)行驗(yàn)算得設(shè)計(jì)公式注意：

20、計(jì)算時(shí)取 較大者，計(jì)算結(jié)果應(yīng)圓整, 且m 1.5在滿足彎曲強(qiáng)度的條件下可適當(dāng)選取較多的齒數(shù)，以使傳動(dòng)平穩(wěn)。引入齒寬系數(shù)d=b/d1代入 d1 = m z1說明東華大學(xué)專用 作者： 孫志宏 2齒輪強(qiáng)度計(jì)算是根據(jù)齒輪可能出現(xiàn)的失效形式來進(jìn)行的。在一般閉式齒輪傳動(dòng)中，輪齒的失效主要是齒面接觸疲勞點(diǎn)蝕和輪齒彎曲疲勞折斷。齒面疲勞點(diǎn)蝕與齒面接觸應(yīng)力的大小有關(guān)，而齒面的最大接觸應(yīng)力可近似用赫茲公式進(jìn)行計(jì)算。三、齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算赫茲公式“+”用于外嚙合，“-”用于內(nèi)嚙合 實(shí)驗(yàn)表明：齒根部分靠近節(jié)點(diǎn)處最容易發(fā)生點(diǎn)蝕，故取節(jié)點(diǎn)處的應(yīng)力作為計(jì)算依據(jù)。節(jié)圓處齒廓曲率半徑齒數(shù)比 u= z2 /z1 = d2 /d

21、1 = 2 /1 1O22（從動(dòng)）O1N1N2tt1（主動(dòng)）T1c d12d22 C1東華大學(xué)專用 作者： 孫志宏 彈性影響系數(shù)節(jié)點(diǎn)處，載荷由一對輪齒來承擔(dān)赫茲公式三、齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算東華大學(xué)專用 作者： 孫志宏 代入赫茲公式得引入齒寬系數(shù)d=b/d1齒面接觸疲勞強(qiáng)度校核公式 得設(shè)計(jì)公式區(qū)域系數(shù)標(biāo)準(zhǔn)齒輪ZH=2.5模數(shù)m不能成為衡量齒輪接觸強(qiáng)度的依據(jù)。注意：因兩個(gè)齒輪的H1= H2 ，故按此強(qiáng)度準(zhǔn)則設(shè)計(jì)齒輪傳動(dòng)時(shí)，公式中應(yīng)代入H 1和H 2中較小者。 東華大學(xué)專用 作者： 孫志宏 說明：用設(shè)計(jì)公式初步計(jì)算齒輪分度圓直徑d1(或模數(shù)m)時(shí)，因載荷系數(shù)中的Kv、K、K不能預(yù)先確定，故可先試選一

22、載荷系數(shù)Kt。算出d1t(或 mnt）后，用d1t再查取Kv、K、K從而計(jì)算Kt 。若K與Kt接近，則不必修改原設(shè)計(jì)。否則，按下式修正原設(shè)計(jì)。彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)公式接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)公式東華大學(xué)專用 作者： 孫志宏 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。其失效形式為磨損，點(diǎn)蝕形成之前齒面已磨掉。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)度校核開式齒輪傳動(dòng)，按彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)。東華大學(xué)專用 作者： 孫志宏 一、齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)參數(shù)的選擇 3齒寬系數(shù) d的選擇 d 齒寬b 強(qiáng)度 ，但 d過大將導(dǎo)致K1壓力角

23、a的選擇一般情況下取 a =20 d的選取可參考齒寬系數(shù)表 10-6齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)參數(shù)、許用應(yīng)力與精度選擇 2齒數(shù)的選擇一般，閉式齒輪傳動(dòng) z1=2040當(dāng)d1已按接觸疲勞強(qiáng)度確定時(shí)，z1m重合度傳動(dòng)平穩(wěn)抗彎曲疲勞強(qiáng)度降低齒高h(yuǎn) 切削量 、滑動(dòng)率因此，在保證彎曲疲勞強(qiáng)度的前提下，齒數(shù)選得多一些好！開式齒輪傳動(dòng) z1=1720 z2=uz14齒寬b大齒輪：b= d d1 ， 小齒輪：b1=b+(510) mm東華大學(xué)專用 作者： 孫志宏 說明：1)大小齒輪皆為硬齒面時(shí)， d應(yīng)取小值，否則取大值； 2)括號內(nèi)的數(shù)值用于人字齒輪； 3)機(jī)床中的齒輪，若傳遞功率不大時(shí)， d可小到0.2 4)非金屬齒輪

24、可取： d =0.51.2表10-7圓柱齒輪的齒寬系數(shù)表d =b/d1 裝置狀況兩支撐相對小齒輪對稱布置兩支撐相對小齒輪非作對稱布置懸臂布置d 0.91.4 (1.21.9) 0.71.5 (1.11.65) 0.40.6二、齒輪傳動(dòng)的許用應(yīng)力 許用接觸應(yīng)力lim 接觸疲勞極限, 由實(shí)驗(yàn)確定,見圖10-20和圖10-21 S 疲勞強(qiáng)度安全系數(shù)，接觸，s=1，彎曲，s=1.251.5K N 壽命系數(shù)，彎曲查圖10-18，接觸查圖10-19求得。東華大學(xué)專用 作者： 孫志宏 彎曲疲勞壽命系數(shù)KN3.02.52.01.81.61.41.21.00.80.7103 104 105 106 107 10

25、8 109 1010NKFN調(diào)質(zhì)鋼、珠光體、貝氏體球鐵、可鍛鑄鐵N0滲碳淬火鋼、表面淬火鋼N0氮化鋼、鐵素體球鐵、結(jié)構(gòu)鋼、灰鑄鐵N0氮碳共滲調(diào)質(zhì)鋼N0東華大學(xué)專用 作者： 孫志宏 N=60njLhn 齒輪轉(zhuǎn)速j 齒輪每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)，同一齒面嚙合次數(shù)Lh 齒輪的工作壽命東華大學(xué)專用 作者： 孫志宏 三、 齒輪傳動(dòng)的精度制造和安裝齒輪傳動(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、兩軸線不平行誤差等。.誤差的影響：轉(zhuǎn)角與理論不一致，影響運(yùn)動(dòng)的不準(zhǔn)確性；瞬時(shí)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；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

26、。 國標(biāo)GB-10095-88給齒輪副規(guī)定了12個(gè)精度等級。其中1級最高，12級最低。齒輪傳動(dòng)的精度等級及選擇東華大學(xué)專用 作者： 孫志宏 按照誤差的特性及它們對傳動(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)的準(zhǔn)確性，傳動(dòng)的平穩(wěn)性和載荷分布的均勻性。 第公差組主要影響齒輪運(yùn)動(dòng)精度 第 公差組主要影響工作平穩(wěn)性 第公差組主要影響齒面載荷分布的均勻性2 公差組及等級確定三個(gè)公差組的精度等級按次序排列，后面的精度等級可以高于或等于前面的等級，但不得低于前面的等級。例如7-6-6 GB10095-88各類齒輪傳動(dòng)精度等級的推薦表10-8按速度及計(jì)算載荷選用時(shí)，采用圖10-22東華大學(xué)專

27、用 作者： 孫志宏 7-6-6-XX 8-7-7-XX 6-5-5-XX 7-6-6-XX 圓柱齒輪傳動(dòng) 0 20 40 60 80 100 4003002001000Pca /(N/mm)v/(m/s)錐齒輪傳動(dòng) 0 20 40 60 80 100 4003002001000Pca /(N/mm)v/(m/s)機(jī)器名稱 精度等級 機(jī)器名稱 精度等級 汽輪機(jī) 36 拖拉機(jī) 68 切削機(jī)床 38 通用減速器 68 航空發(fā)動(dòng)機(jī) 48 鍛壓機(jī)床 69 輕型汽車 58 起重機(jī) 710 載重汽車 79 農(nóng)機(jī) 811 注：主傳動(dòng)齒輪或重要齒輪傳動(dòng)，選靠上限； 輔助齒輪傳動(dòng)或一般齒輪傳動(dòng)，居中或靠下限選擇。

28、表10-8各類機(jī)器所用齒輪傳動(dòng)的精度等級范圍東華大學(xué)專用 作者： 孫志宏 開式齒輪傳動(dòng)：按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)公式作齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算，不按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)公式計(jì)算，也無需用齒面接觸疲勞強(qiáng)度校核公式進(jìn)行校核。開式齒輪傳動(dòng)，將計(jì)算所得模數(shù)加大10%-15%（考慮磨損影響。傳遞動(dòng)力的齒輪模數(shù)一般不小于1.5-2mm（以防意外斷齒） 閉式齒輪傳動(dòng)： 方法一：軟齒面閉式齒輪傳動(dòng)，疲勞點(diǎn)蝕是主要失效形式，計(jì)算時(shí)先按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)公式求出小齒輪直徑d1和接觸齒寬b，再用齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核公式進(jìn)行校核. 硬齒面閉式齒輪傳動(dòng),先按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)公式求出模數(shù)m和接觸齒寬b，再用齒面接觸疲勞強(qiáng)度校核公式進(jìn)