機械設計齒輪傳動

齒輪傳動機電工程學院齒輪傳動的應用變速箱差速器蝸桿減速器機械表1200t起重機主起升減速器板帶材軋機減速器齒輪傳動閉式傳動：齒輪工作于封閉的箱體之中。開式傳動：齒輪工作于非封閉的箱體之中。軟齒面齒輪：齒輪齒面的硬度小于或等于350HBS。硬齒面齒輪：齒輪齒面的硬度大于350HBS。精度等級：齒輪的精度分為12個等級，1級精度最高，12級精度最低。6.1概述齒輪傳動分類1.按齒輪的工作條件：2.按齒面硬度：齒輪傳動6.2齒輪傳動失效形式

輪齒折斷齒輪傳動

齒面點蝕齒輪傳動失效形式齒輪傳動

齒面磨損齒輪傳動失效形式齒輪傳動齒面膠合齒輪傳動失效形式齒輪傳動塑性變形齒輪傳動失效形式主動輪從動輪齒輪傳動設計準則

?閉式軟齒面齒輪傳動：常因齒面點蝕而失效，故通常先按齒面接觸疲勞強度進行設計，然后校核齒根彎曲疲勞強度。?閉式硬齒面齒輪傳動：其齒面接觸承載能力較高，通常先按齒根彎曲疲勞強度進行設計，然后校核齒面接觸疲勞強度，也可不分先后。?開式齒輪傳動：其主要失效形式是齒面磨損，而且在輪齒磨薄后往往會發(fā)生輪齒折斷。故目前多是按齒根彎曲疲勞強度進行設計，并考慮磨損的影響將模數(shù)適當增大。齒輪傳動齒輪傾材料足（見拋表6.曬2）:1）鍛怠鋼2）鑄辰鋼3）鑄旨鐵4）非墾金屬益材料6.室3齒輪魯材料潤及熱提處理對材艦料的棟基本詠要求引：*齒乎面有抓足夠寨的硬騰度；*輪捕芯有范足夠象的強批度和鎖韌性臣；*具液有良除好的瞇機械飛加工桂和熱籌處理況工藝嗽性；*價威格低危。常用卻熱處呆理:1.表面序淬火2.滲碳僵淬火3.調(diào)質(zhì)4.正火齒輪漆傳動齒輪蔽材料遍及熱云處理齒輪鑄加工皆方案奏的選算擇，揀主要腳取決索于齒六輪的檔精度輕等級晴、生散產(chǎn)批質(zhì)量和黎熱處殼理方暴法等裂。對于8級及8級以職下精懶度的布不淬嫌硬齒柱輪，疑可用銑齒、滾齒或插齒直接余達到名加工弦精度跳要求坐。對于8級及8級以竄下精倚度的眾淬硬疏齒輪窄，需惹在淬某火前分將精匙度提兄高一今級，跳其加獄工方盛案可撲采用局：滾層（插叮）齒長－齒晨端加環(huán)工－都齒面搏淬硬日－修階正內(nèi)錦孔。對于6～7級精鋼度的蘭不淬哲硬齒致輪，慚其齒蜂輪加灘工方己案：部滾齒泊－剃方齒。對于6～7級精警度的著淬硬廢齒輪料，其篩齒形削加工球一般票有兩堪種方液案：（1）剃－池珩磨雙方案:滾（激插）快齒－披齒端裙加工獄－剃齒－齒刃面淬喚硬－鄰修正愚內(nèi)孔寇－珩齒,剃－看珩方中案生勇產(chǎn)率縱高，踢廣泛擊用于7級精遇度齒襯輪的剝成批丸生產(chǎn)膨中;（2）磨齒宜方案:滾（丸插）亂齒－南齒端宣加工匙－齒閥面淬翠硬－皂修正店內(nèi)孔茅－磨齒,磨齒籌方案污生產(chǎn)泄率低采，一簽般用端于6級精徐度以塑上的何齒輪負。對于5級及5級精甜度以梢上的養(yǎng)齒輪侮，一梨般采奔用磨貼齒方謀案。對于鵝大批垃量生步產(chǎn)，葬用滾繭（插獄）齒頑－冷擠齒的加夕工方滲案，染可穩(wěn)逢定地繁獲得7級精深度齒腎輪。齒輪疏傳動6.兇4齒輪暖傳動利的計跳算載畜荷圓周壇力：Ft=努2T/dN轉(zhuǎn)矩陣：T=輛9.輩55神×1示06P/nN·虛mm1.名義掩載荷凱：名義抄功率P所對希應的趙載荷2.計算舌載荷:名義著載荷步乘以腎載荷勵系數(shù)Fc=KFtK=KAKvKαKβN齒輪燒傳動使用溫系數(shù)KA：原動術機、攏工作哈機的賭特性超引起坊的附酷加動租載荷賭成分齒輪競傳動興的計頓算載難荷原動機工作特性工作機工作特性均勻平穩(wěn)輕微沖擊中等沖擊嚴重沖擊均勻平穩(wěn)1.001.251.501.75輕微沖擊1.101.351.601.85中等沖擊1.251.501.752.00嚴重沖擊1.501.752.00≥2.25齒輪嚼傳動動載改系數(shù)Kv：齒輪冷副的吼嚙合薯誤差貫、基催圓齒駐距誤死差、掛齒形誤怠差、賭輪齒暫變形秘等引罷起的扇附加磨動載本荷成睬分。齒輪賊傳動康的計趙算載忍荷直齒遮圓柱評齒輪丘傳動把：取Kv=1跡.0閘5～1.幕4斜齒循圓柱侍齒輪趴傳動耀：取Kv＝1.乓02～1.率2齒輪依精度勢低、獵速度彩高時塵，Kv取大恢值；絮反之教，取絡小值談。齒輪居傳動齒輪羅傳動抽的計評算載在荷齒間劫載荷塌分配釋系數(shù)Kα:齒對桑間載裙荷分贈配不托均勻曠引起問的動說載荷寶成分笛。簡化溫計算跳方法屯的齒崖間載帖荷分潤配系擠數(shù)：直齒辛圓柱脆齒輪盲傳動謙：取Kα=1～1.匙2；斜齒請圓柱慚齒輪逮傳動殊：取Kα=1～1.帽4。當齒什輪制誓造精身度低忘、齒皂面硬爸度高患時，禽取大愛值；括反之菠，取騙小值皺。齒輪結傳動齒輪歇傳動京的計卸算載哨荷齒向傅載荷床分布混系數(shù)Kβ：齒向哪載荷殲分布裕不均叮勻引隱起的匹附加筍載荷竄成分瘋。設計占時，耗可簡范化認雅為：當兩膜輪之法一為滴軟齒傅面時梢，取Kβ=嫁1～1.皺2；當兩謙輪均堆為硬腰齒面迅時，望取Kβ=欄1.庭1～1.辯35；當寬苗徑比b/d1較小拔、齒吳輪在班兩支偵承中質(zhì)間對衛(wèi)稱布器置、東軸的體剛腫性貍大時宗，取謙小值勝；反揚之，努取大龜值。齒輪郊傳動6.被5直齒而圓柱掀齒輪更傳動墾的強垮度計冊算受力睬分析圓周獎力：Ft1=的2T1/d1=合-Ft2徑向榴力：Fr1=Ft1ta摩nα=遮-Fr2法向掘力：Fn1=Ft1/co雪sα=意-Fn2力的春方向你判斷:主動脾輪圓左周力梅與轉(zhuǎn)化向相殘反，腹從動恒輪相芹同；徑向暮力指蟻向各觸自輪攔心。齒輪瞞傳動齒面山接觸韻疲勞偏強度廊計算基本編公式ZE－為材甚料彈吸性系興數(shù)，見表6.斑4Fn－法向嗚力ρ1、ρ2－分別紫為曲淋率半增徑L－為接梯觸長竿度E1、E2－分別箱為材恥料彈睛性模低量μ1、μ2－分別乏為材斬料泊驗松比赫茲輪接觸受模型齒輪漏傳動N2N1rb1rb2o2o1d2//2d1//2α/α/α/ω2ω1C21齒面效接觸閘疲勞問強度示計算將齒殼輪齒翼廓在節(jié)線遷處簡化厭成圓涼柱節(jié)點C處齒睜廓曲傾率法向?qū)矣嬎隳z載荷接觸離線總薄長度齒數(shù)備比Zε－重合雀度系早數(shù)一般藏取Zε=0取.8電5～0.鍵92，齒數(shù)款多時勝，取查小值橡；反謊之，龍取大技值。齒輪惜傳動齒面滑接觸萌疲勞診強度弓計算ZH－為鑼節(jié)點乖區(qū)域狼系數(shù)，查圖6－3說原明：2）σH1=σH2=σH(6早-4柄)齒面段接觸壟疲勞棟強度校核搶公式諷：1）K=KAKvKαKβ齒輪戶傳動齒面斤接觸磁疲勞擊強度劃計算齒面擔接觸饒疲勞月強度設計構公式它：引入客齒寬集系數(shù)(6努-5您)說嗚明：1）[σH]=m昨in赤{慮[σH1],[σH2]}2）蹄一般盛情況悼，[σH1][σH2]齒輪切傳動齒面慎接觸和疲勞下強度棒計算許用圖接觸強應力σHli芳m—試驗挖齒輪醋的接盞觸疲丘勞強租度極屠限，N/咬mm2，查圖6-能4；ZN—接觸奪強度犬計算甲的壽勒命系祖數(shù)，由圖6-悠5按應膀力循元環(huán)次祝數(shù)N選??；N=積60n適jLhSHmi啟n—接觸繡強度捷計算贏的最稅小安旋全系畏數(shù)，逼通常SHmi戶n=1辯~1明.5。N/罪mm2齒輪稈傳動圖6-罩4試驗百齒輪宋的接熱觸疲鎖勞強梳度極上限Hl韻im齒面樂硬度（HB么S）（b)碳鋼產(chǎn)正火齒面些硬度（HB批S）（c)調(diào)質(zhì)齒輪撇傳動2.齒根誦彎曲導疲勞脊強度搞計算基本悼公式1）將巖輪齒植視為故懸臂巡壽梁；假設蔥：2）齒根魔危險豪截面寶確定：30偶°切線殺法；4）忽賤略一渴切摩椅擦。3）全杜部載版荷作然用于電齒頂推來計替算齒刊根的彎曲兆強度噴；齒輪個傳動齒根拘彎曲竹疲勞宿強度登計算齒根圖彎曲乞疲勞揭強度校核反公式:YFα一齒窄形系薯數(shù)，考加慮當滔載荷絞作用農(nóng)于齒饑頂時賤齒形揭對彎士曲應昌力的小影響肆，與渣齒數(shù)它、變慶位系賞數(shù)有寄關，叢與模急數(shù)無醋關。摟查表6.包5。YSα一應酬力修抹正系級數(shù)，考若慮齒文根過辟渡曲捧線處乎的應良力集遣中及頭其它仇應力何對齒陽根應喉力的煮影響絞，與鬼齒數(shù)維、變扣位系逃數(shù)有種關，宇與模捧數(shù)無霧關。疑查表6.抹5。Yε一重把合度蛇系數(shù)，是卷將載汪荷作杜用于線齒頂置時的趨齒根煙彎曲使應力箭折算洞為載描荷作澆用在優(yōu)單齒拾對嚙題合區(qū)裳上界敢點時遮齒根踢彎曲厘應力弦的系魚數(shù)，(6董-1遵0)齒輪畜傳動齒根娃彎曲忠疲勞垃強度嘆計算齒根讓彎曲懷疲勞中強度設計功公式引入奶齒寬李系數(shù)(6付-1竄1)1）兩射齒嚙挪合，耗其σF1≠σF2,周[σF1]疊≠[σF2],故校嘩核時秒要分瓦別計峽算；2）設版計m時，說悔明：3）m應圓鏟整為屠標準佳值（域表6.晴6），湖開式育傳動m加大10％～20％再圓仍整。4）動力臺傳動難的齒蠶輪模舍數(shù)m應大可于1.田5m撤m。齒輪箏傳動齒根窮彎曲教疲勞校強度扒計算許用廟彎曲竿應力—試驗糠齒輪惰的彎讀曲疲剪勞強棚度極擔限，N/析mm2，按圖6-頃7查取違；YN—彎曲裁強度霜計算蘇的壽繞命系堆數(shù),由圖6-眼8按應侍力循跌環(huán)次切數(shù)N選取億。YX—彎曲您強度劃計算姥的尺違寸系永數(shù)，蛋其值左可按靈圖6-確9選取鏡。SFmi違n—彎曲秧強度激計算瓶的最惱小安孩全系擔數(shù)，SFmi笛n＝1.話4～3。對于脹受對飄稱雙向彎曲著應力嘆作用趙的齒旬輪（藏如中替間輪鏟、行背星輪亮），罰應將購圖中糊查得隸的值錦乘上濁系數(shù)0.扯7。N/姐mm2齒輪赤傳動圖6-券7試驗修齒輪背的彎封曲疲諷勞強恨度極易限Fl急im齒面毀硬度（HB槍S）（b)碳鋼賴正火齒面漫硬度（HB種S）（c)調(diào)質(zhì)齒輪莖傳動6.燒6設計造參數(shù)撐選擇齒數(shù)zl對閉據(jù)式軟爽齒面咸齒輪首傳動桑，在辟滿足捐彎曲箭強度腹條件寒下，期應取邁較小虧的模填數(shù)和糟較多武的齒斃數(shù)，先一般牧可取zl≥2皮0～40。對于俗閉式困硬齒學面齒央輪傳圖動、璃開式章齒輪巖傳動詢，應澇取較單少的話齒數(shù)燙和較艷大的畝模數(shù)凍，一饞般取zl≥1懸7～25。齒寬澆系數(shù)ψd表6.疫9圓柱恭齒輪版的齒席寬系次數(shù)ψd齒輪相對軸承的位置一對或其中一輪齒面硬度≤350HBS兩輪齒面硬度>350HBS對稱布置0.8～1.40.4～0.9不對稱布置0.6～1.20.3～0.6懸臂布置0.3～0.40.2～0.5精度何等級齒輪推的精糟度等棋級選符擇參籃考表6.稿7、表6.誓8選擇予。速度前估算臟經(jīng)驗鏈公式：v1=（0.誓01守3~磁0.途02踩2）n1m/腿s齒輪均傳動設計婦參數(shù)充選擇變位醒系數(shù)攔的選即擇設計勸時可吼根據(jù)碌不同歲的變廊位準泳則從焦表6.神10、表6.株11、表6.江12中選梨用。采用等移便距傳壺動（x1+x2=0）,而x1>0，可情以保沾證在抓中心稀距不逐變或爪采用飛標準覽中心竹距前隊提下騙保證兄小齒強輪有批較高坦的彎伏曲強鳳度；x1=要-x2時還厭可實郊現(xiàn)齒拿根等葬滑動澤率，欣提高雙抗膠壓合或瓜抗磨伯損能煤力，促或?qū)嵑猬F(xiàn)等懂彎曲贊強度愛。采用不等顏移距爺（或蒸角變刑位）世的正懂傳動（x1+x2>持0），責可增伴大嚙煮合角α’，減虜小節(jié)轉(zhuǎn)點處家齒廓仍的ZH，提般高輪陷齒的還接觸祝強度宴和減襖少磨渡損。表6.喉12對接刮觸強團度、垮彎曲睛強度早、抗鴉膠合牙與抗確磨損說最有移利的蠶正傳浪動變咬位系給數(shù)值廉。表6.盲11等移鑼距傳駁動對逃抗膠認合與鏟抗磨虛損最搖有利宜的變咽位系察數(shù)x1值（α＝20警o，h*a=1）表6.被10等移砌距傳牢動對鈴彎曲鈔強度掛最有丙利的哈變位仔系數(shù)x1值;設計樣舉例齒輪饅傳動6.纖7斜齒隙圓柱塞齒輪刊傳動零的強撫度計卷算Ft1=彈2T1/d1=簽-Ft2Fr1=Ft1ta禁nαt=Ft1ta完nαn/co犧sβ=革-Fr2Fa1=Fnco認sαnsi倦nβ=Ft1ta邪nβ=貓-Fa2Fn1=Ft1/(co豪sαnco賣sβ)乓=培-Fn2受力昌分析力的卵方向晚判斷尋：主動仍輪圓仁周力酷與轉(zhuǎn)嶄向相仰反，怖從動想輪相攔同；嘉徑向肚力指爬向各汪自輪逗心；疾軸向編力按左右寨手法鬼則確定廉。齒輪記傳動斜齒最圓柱懼齒輪錢傳動似疲勞紋強度泊計算竭公式遠是它崖的當量遺直齒辛圓柱傻齒輪的疲丙勞強豈度計頭算公章式，已因此鉤公式各中使延用當哭量齒獻輪的膊參數(shù)父和尺慈寸；考慮華到斜化齒輪按總重宰合度約大、濫總接房誠觸線校較長態(tài)且變零化的辰特點臂，因江而引殿入與螺旋解角β有關織的系析數(shù)。斜齒術圓柱勵齒輪牧傳動定的強叢度計姻算強度仿計算逢特點:zv=z/c拋os3齒輪叨傳動齒面晝接觸啦疲勞崇強度肯計算(1筐)校核遵計算角公式(2波)設計戶計算機公式Zβ—螺旋推角系瓣數(shù)，考講慮接妹觸線塌傾斜態(tài)有利誰于提押高接糟觸疲幅勞強村度，Zε—重合壤度系鏈數(shù)，考末慮斜娃齒輪倍工作閑時接倡觸線痰總長做度隨缸嚙合放位置縮慧的不址同而添變化塑，同僅時還眨受到秀齒輪淹的端種面重臉合度希和縱形向重嗓合度造的共竟同影錘響的笑系數(shù)騰，可首取Zε=0省.7慨5～0.恢88，齒歇數(shù)多煩時，壞取小是值；稈反之衣，取痕大值充。(6桃-1厚4)(6救-1庫5)ZZ直齒悔：Z=0袋.8海5～0.撥92齒輪小傳動齒根開彎曲騎疲勞熄強度閉計算(1偷)校核喚計算編公式(2煩)設計赴計算翠公式Yβ—螺旋康角系跟數(shù)，考監(jiān)慮到狗斜齒濃圓柱潤齒輪壤傾斜兄的接手觸線鑄對提司高彎督曲強牛度有丙利的荒系數(shù)陸，Yβ=0俗.8撈5~既0.燦92，β角大朱時，敗取小泊值；須反之拘，取神大值角。說明完：1）YFα、YSα按當白量齒室數(shù)ZV查取飲，ZV=Z/c遭os3β；2）螺旋潮角β在8°～20餐°選取獨，如饞為人拔字齒抽輪，β＝15調(diào)°～40?！?；(6耀-1押6)(6墨-1窯7)設計食舉例YY齒輪怖傳動直齒蔽圓錐負齒輪爺傳動區(qū)的強遙度計鐵算名稱代號幾何計算公式齒數(shù)比u分度圓錐角δ當量齒數(shù)zv當量齒數(shù)比uv齒寬系數(shù)Ψdm，按表6.14推薦當量齒輪直徑dv齒寬中點直徑dm齒寬中點模數(shù)mm幾何尿尺寸賄計算表6.捆13標準叮直齒筍錐齒蠶輪的謀主要映幾何俘尺寸勇（Σ＝90瓣o）齒輪半傳動受力殘分析Ft1=倉2T1/dm1=森-Ft2Fr1=F/c起osδ1=Ft1ta乞nαco件sδ1=嘉-Fa2Fa1=F/s聽inδ1=Ft1ta烤nαsi賊nδ1=萬-Fr2Fn1=Ft1/c志osα=少-Fn2式中dm1－小齒胃輪齒姐寬中緊點處北的分電度圓照直徑直齒膜圓錐圖齒輪食傳動街的強額度計遞算力的兼方向亦判斷:主動刊輪圓瓜周力利與轉(zhuǎn)遼向相芹反，象從動境輪相梨同；捆徑向棉力指貓向各最自輪施心；柳軸向素力指典向各悶自大慢端。齒輪即傳動直齒鍵圓錐系齒輪束傳動欺的強胖度計剛算錐齒梳輪的霧強度恥計算揭以齒寬極中點多的當圣量直搏齒圓繳柱齒辜輪作為暖計算章基礎境；考慮傍錐齒相輪制炕造精揚度較秀低，誤故認慢為在左整個須嚙合層過程省中，刮僅有第一對竭相嚙曬合的弟輪齒諷來承軌受載折荷，從略去超與重柿合度隔有關閑的系薄數(shù)Kα、Zε、Yε；錐齒佩輪的澆失效斗形式戰(zhàn)和計左算準倦則與廁圓柱卻齒輪地相同閱；強度送計算進特點:考慮逐加工沿方法絨的特史點，舉錐齒乞輪傳危動一六般采墾用軟歌齒面品。齒輪策傳動齒面館接觸愿疲勞預強度協(xié)計算(1扁)校核孩計算拔公式(2劫)設計欺計算速公式(6廣-1耽9)(6租-2宗0)說明灰：2）齒寬淹系數(shù)Ψdm查表6.瓦141）K=KAKvKβ齒輪遠傳動齒根惑彎曲號疲勞膛強度典計算(1諒)校核