齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)

1、第十章齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)第十章齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)第10章齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)10.1概述10.1.1特點(diǎn)載荷、速度適用性范圍很廣;效率高、結(jié)構(gòu)緊湊；(3)工作可靠，壽命長；W)傳動(dòng)比穩(wěn)定，準(zhǔn)確；(5)制造費(fèi)用相對較咼，10.1.2按工作條件分類分：閉式、開式、半開式傳動(dòng);載荷：儀表齒輪到上萬kw齒輪尺寸:d=lmm到d100m特例：小d=6mm,Z=1500,齒節(jié)距=20|J=0.02mm；巨型齒輪d=152.3m超高速、高載荷：v=300m/s,P=25000馬力,即：18375kw。（設(shè)計(jì)、制造正確、合理、按要求使用、維護(hù)可達(dá)1020年）（理論上瞬時(shí)、平均傳動(dòng)比為定值，這取決于制造精度一帶鏈先天不足）制造水平

2、，設(shè)備，批量一國內(nèi)、外，省內(nèi)、外。10.2齒輪傳動(dòng)的失效形式及計(jì)算準(zhǔn)則10.2.1輪齒的失效形式輪齒折斷疲勞折斷、過載折斷形式：整體折斷、局部折斷齒面點(diǎn)蝕(1)接蝕應(yīng)力的概念(2)點(diǎn)蝕形成機(jī)理%復(fù)作用一表面萌生裂紋一向下擴(kuò)展H表層(應(yīng)力)f裂紋返向表面=微粒材料脫落H且表面形成麻點(diǎn)；后果：振動(dòng)tf平穩(wěn)性/、噪音t,但仍可工作。齒面膠合瞬時(shí)高溫一油膜破裂-一接蝕峰峰高溫熔焊-一撕裂-一產(chǎn)生條狀溝瘡；后果：無法工作比點(diǎn)蝕嚴(yán)重齒面磨損后果：齒厚（=斷齒，齒面為非漸開線曲面=平穩(wěn)性I齒面塑性變形（軟齒面在重載時(shí),在摩擦力作用下材料沿齒受摩擦力方向流動(dòng)）第十章齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)第十章齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)第十章齒輪傳動(dòng)

3、設(shè)計(jì)機(jī)械設(shè)計(jì)機(jī)械設(shè)計(jì)10.2.2不同場合下的主要失效形式及計(jì)算準(zhǔn)則閉式傳動(dòng)：點(diǎn)蝕：cWPTOC o 1-5 h zHH斷點(diǎn)：cWP般功力傳動(dòng)的計(jì)算準(zhǔn)則rr膠合:條件計(jì)算（高速、重載時(shí)發(fā)生）；開式傳動(dòng)一磨損后斷齒計(jì)算準(zhǔn)則：以JWa條件計(jì)算模數(shù)FF考慮磨損、適當(dāng)加大m條件性計(jì)算五種常見失效形式，并不是同時(shí)發(fā)生，不同工作場合下以某種或幾種形式為主；10.3齒輪材料及熱處理基本要求：齒面硬、齒芯韌（點(diǎn)蝕、膠冷、磨損、塑性流動(dòng)）；一（斷齒）；對于應(yīng)用齒輪較多的工業(yè)部門，女口：航天、汽車、拖拉機(jī)、機(jī)床等，大都制定行業(yè)的齒輪材料規(guī)范，甚至還有行業(yè)齒輪設(shè)計(jì)規(guī)范,現(xiàn)僅對通用機(jī)械中的一般動(dòng)力傳動(dòng)的齒輪材料作簡要介

4、紹。10.3.1常用材料及熱處理牌號(hào)熱處理硬度硬45鋼表面淬火4050HRC齒40Cr表面淬火4855HRC面20Cr20CrMnTi滲碳淬火5662HRC軟45鋼正火HB162217齒調(diào)質(zhì)HB217255面40Cr調(diào)質(zhì)HB229286機(jī)械設(shè)計(jì)機(jī)械設(shè)計(jì)10.3.2選用要點(diǎn)使用條件與要求固定作業(yè)、載荷較平穩(wěn)一軟齒面結(jié)構(gòu)緊湊一硬齒面沖擊、過載嚴(yán)重：滲碳、淬火；工藝性軟齒面優(yōu)于硬齒面軟齒面：一般小齒輪硬度應(yīng)比大齒輪高3050HB環(huán)?；蚩沙掷m(xù)發(fā)展：第十章齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)10.4柱齒輪的計(jì)算載荷10.4.1名義載荷T=9.55xlO6p/（N.mm）F=2T/dt10.4.2計(jì)算載荷（與帶、鏈相同，實(shí)際載荷

5、大于名義載荷，不過影響因素更多，考慮更仔細(xì)，精確）F二KFnon或F二KFtctK=KaKKaKp（用4個(gè)系數(shù)考慮四個(gè)方面的影響因素）K使用系數(shù)，表10-2；K動(dòng)載系數(shù)，圖10-8；V（機(jī)械原理：要保證齒輪傳動(dòng)的瞬時(shí)傳動(dòng)比為定值，嚙合處第十章齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)第十章齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)第十章齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)第十章齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)的齒廓公法線與兩回轉(zhuǎn)中心連線的交點(diǎn)應(yīng)為定點(diǎn)；但實(shí)際應(yīng)用中存在）基節(jié)誤差、齒形誤差、輪齒變形：齒廓公法線位置波動(dòng)一節(jié)點(diǎn)波動(dòng)一a-附加載荷C3K-齒間載荷分配系數(shù)，表10-3a制造誤差輪齒變形一多齒對嚙合時(shí)載荷分配不均；4.Kp齒向載荷分布系數(shù)，表10-4、圖10-13安裝、制造誤差軸（彎、扭）

6、支承系統(tǒng)變形載荷沿齒寬分布不均。機(jī)械設(shè)計(jì)機(jī)械設(shè)計(jì)10.5標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪的強(qiáng)度計(jì)算10.5.1輪齒的受力分析F=2T/dtiiF=FtgocrtF=F/cosant第十章齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)10.5.2齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算（CTwq計(jì)算式）HH1.C的計(jì)算依據(jù)一赫芝公式rlo=PeaZ（1）兩圓柱體接觸應(yīng)力計(jì)算式；P_齒面壓力caP兩圓柱體接觸的當(dāng)量曲率半徑，Ze彈性影響系數(shù)（與材料E,a有關(guān)）表10-6（問題：圓定曲率、輪齒漸開線變曲率。）第十章齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)第十章齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)第十章齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)第十章齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)dddd2.輪齒的c計(jì)算式rl（瞬時(shí)狀態(tài)、嚙合系數(shù)為兩圓柱體接蝕，公式可用）計(jì)算點(diǎn)失效分析

7、統(tǒng)計(jì)I節(jié)點(diǎn)附近為單點(diǎn)對嚙合1以節(jié)點(diǎn)為計(jì)算點(diǎn)計(jì)算式=ZZEH2XT1=ZZEH2XT1bdziuluZr節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù),（標(biāo)準(zhǔn)齒輪二2.5）3設(shè)計(jì)式（吟W務(wù)式中未知參數(shù)：b,d）引入：（|）d=b/d1齒寬系數(shù)2KTiU1uzz第十章齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)第十章齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)機(jī)械設(shè)計(jì)機(jī)械設(shè)計(jì)10.5.3齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算1力學(xué)模型：（中等精度齒輪）視齒體為懸臂梁；基本式：b=M/wF引入Ysa-應(yīng)力修正系數(shù)，（剪切應(yīng)力，壓力）表10-5；2.計(jì)算式危險(xiǎn)截面：30切線法；計(jì)算點(diǎn)：受拉側(cè)校核式：2KTo=lYY(hd應(yīng)適當(dāng)，表10-74d與實(shí)際齒寬b=(ddi-計(jì)算齒寬耳二b+(510)b=b10.6.3d設(shè)計(jì)

8、式使用中的問題及對策問題：待定參數(shù)：叫二,m由bW6口確定，rrd由CFW6口確定。丄HH而K、K與或b有關(guān)（圖108、表10-3）ova1對策預(yù)定系數(shù)值，初算調(diào)整dmZ,后再校核1，1丄（ni取標(biāo)準(zhǔn)，Zi圓整）。14第十章齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)第十章齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)第十章齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)機(jī)械設(shè)計(jì)機(jī)械設(shè)計(jì)10.6.4主要設(shè)計(jì)步驟(閉式、薦用)預(yù)定系數(shù)值，初算蟲試取K=1.22,計(jì)算4協(xié)調(diào)整初定參數(shù)方案預(yù)定m：山心(0.010.02)a,軟齒面取中偏小值，硬齒面取中偏大值；(?思考)求：Zt=d/m；確定4二mZ1;(圓整m取標(biāo)準(zhǔn))核cW6條件一滿足且接近HH不滿足：加大d(加大乙)滿足但相差太多：減小d(減小乙

9、)校核oWorr不滿足先保持d不變，ZxI,mfo余量大，保持山不變，Zf,nU。10.6.5要點(diǎn)c=c但c不一定相同,HlH2，H1、26=minb,2HH1H2C一般不相同，差別在丫尹、Fl、20卩1、2般不相同。作業(yè):10.7標(biāo)準(zhǔn)斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算10.7.1輪齒受力分析計(jì)算式：(Fn:水平面分解耳和Fa,垂直面Fr)F=2T/dt1iF=F/(cosacosB)ntnF=Fsina=Ftgoc/cosBrnntnFa=FttgPFa方向判定判定對象：主動(dòng)輪右旋一右手，即：四指-轉(zhuǎn)向，拇指一陰方向;左旋一左手從動(dòng)輪一主動(dòng)輪的反作用方向。10.7.2承載特點(diǎn)重合度：一*a+Ep,大

10、一傳動(dòng)平穩(wěn)性f，承載力f；接蝕線傾斜：對承載有利局部斷齒、計(jì)算難度大；強(qiáng)度計(jì)算原理（齒廓正壓力在法面上）強(qiáng)度近似認(rèn)為與法面上的當(dāng)量直齒圓術(shù)齒輪強(qiáng)度相當(dāng)=當(dāng)量直齒圓齒輪的強(qiáng)計(jì)算。（引入系數(shù)彌補(bǔ)差別）。10.7.3齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算(5H=ZZEH2KT10.7.3齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算(5H=ZZEH2KTibd2&1auLus端面重合度，圖10-26,a=設(shè)計(jì)式（10-21）。10.7.4齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算2KTc=1yYY設(shè)計(jì)式（10T7）10.7.4參數(shù)選擇一般P=825。，（10。20。為宜）10.8直齒圓柱錐齒輪傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算10.8.1概述1應(yīng)用場合：兩相交軸間傳動(dòng)；幾何參數(shù)(掛圖)(1)基準(zhǔn)：大端d二H1Z(2)軸交角工：10計(jì)算當(dāng)量圓柱齒輪的強(qiáng)度。10.8.2受力分析計(jì)算式F=21/(1t1ml(d1=(1-0.5)d平均直徑；)mlR1，F(xiàn)=FtgacosS；rtFa=FttgasinS主、從動(dòng)輪作用力關(guān)