齒輪傳動課件

音樂欣賞本章目錄基本內(nèi)容重點(diǎn)難點(diǎn)教學(xué)要求問題思考齒輪傳動

齒輪傳動是機(jī)械傳動中最主要的傳動形式之一，它在現(xiàn)代機(jī)械中應(yīng)用極為廣泛。因此，齒輪傳動是本課程重點(diǎn)章節(jié)之一。對齒輪傳動的研究一方面從幾何關(guān)系入手研究其傳動平穩(wěn)性，另一方面從承載能力出發(fā)研究其設(shè)計(jì)問題?？偰夸浗Y(jié)束§1.齒輪傳動概述§11.齒輪傳動的效率和潤滑§10.齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及工作圖§8.斜齒圓柱齒輪傳動§7.直齒圓柱齒輪傳動的強(qiáng)度計(jì)算§6.齒輪傳動的失效形式、材料選擇及精度等級§5.變位齒輪§4.漸開線齒輪的切齒原理、根切及最少齒數(shù)§3.漸開線標(biāo)準(zhǔn)齒輪的嚙合§2.漸開線齒輪

本章目錄§9.圓錐齒輪傳動二、齒輪傳動的分類：2.空間齒輪機(jī)構(gòu)1）錐齒輪傳動2）交錯軸斜齒輪傳動3）蝸桿傳動1.平面齒輪機(jī)構(gòu)1）直齒圓柱齒輪傳動①外嚙合齒輪傳動②內(nèi)嚙合齒輪傳動③齒輪齒條傳動2）斜齒圓柱齒輪傳動3）人字齒輪傳動

1、效率高；2、結(jié)構(gòu)緊湊；3、工作可靠、壽命長；4、傳動比穩(wěn)定。一、齒輪傳動的主要特點(diǎn)：§1.齒輪傳動概述下一頁Next外嚙合直齒圓柱齒輪傳動返回內(nèi)嚙合直齒圓柱齒輪傳動返回直齒齒輪齒條傳動返回原處外嚙合斜齒圓柱齒輪傳動內(nèi)嚙合斜齒圓柱齒輪傳動斜齒齒輪齒條傳動返回原處人字齒輪傳動返回原處

直齒圓錐齒輪傳動斜齒圓錐齒輪傳動曲線齒圓錐齒輪傳動返回原處交錯軸斜齒輪傳動返回原處蝸桿傳動返回原處三、齒廓嚙合的基本定律齒廓嚙合基本定律——

互相嚙合傳動的一對齒輪，在任一位置時(shí)的傳動比都與其連心線o1o2被其嚙合齒廓在接觸點(diǎn)處的公法線所分成的兩段成反比。§1.齒輪傳動概述2.推論：保證齒輪定傳動比傳動的條件

——不論兩齒廓在任何位置接觸，過接觸點(diǎn)所作的兩齒廓公法線必須與兩輪連心線交于一定點(diǎn)。3.節(jié)點(diǎn)——

過兩齒廓接觸點(diǎn)所作的齒廓公法線與兩輪連心線o1o2的交點(diǎn)c。三、齒廓嚙合的基本定律§1.齒輪傳動概述c4.節(jié)圓——

分別以o1、o2為圓心，o1c、o2c為半徑的圓稱為輪１與輪２的節(jié)圓。其半徑用r’表示。傳動比等于節(jié)圓半徑的反比

兩節(jié)圓作純滾動外嚙合齒輪傳動中心距恒等于節(jié)圓半徑之和三、齒廓嚙合的基本定律§1.齒輪傳動概述一、漸開線的形成§2.漸開線齒輪

當(dāng)一直線xx沿一圓周作純滾動時(shí)，直線上任意點(diǎn)K的軌跡AK就是該圓的漸開線。這個(gè)圓稱為漸開線的基圓，它的半徑用rb表示，直線xx叫作漸開線的發(fā)生線。漸開線基圓發(fā)生線二、漸開線的特性1.發(fā)生線沿基圓滾過的長度，等于基圓上被滾過的圓弧長。5.漸開線的形狀取決于基圓的大小。4.基圓內(nèi)無漸開線。2.漸開線上任意點(diǎn)的法線恒與其基圓相切。§2.漸開線齒輪漸開線齒廓上某點(diǎn)的法線與速度方向線所夾的銳角αk稱為該點(diǎn)的壓力角。既使兩齒輪實(shí)際中心距與設(shè)計(jì)中心距略有變化，也不會影響兩輪的傳動比

過嚙合點(diǎn)所作的兩齒廓的公法線為兩基圓的一條內(nèi)公切線N1N2

,,它與連心線的交點(diǎn)C為一定點(diǎn)?！?.漸開線齒輪

N1N2線是漸開線齒廓接觸點(diǎn)的軌跡

——嚙合線，三、漸開線齒廓嚙合特性

1.保證定傳動比傳動2.傳動具有可分性3.齒廓間正壓力方向不變嚙合線與節(jié)圓公切線所夾的銳角——嚙合角，用

’表示。傳動比等于基圓半徑的反比v

’§2.漸開線齒輪四、齒輪各部分名稱及漸開線標(biāo)準(zhǔn)齒輪的基本尺寸齒輪各部分名稱Next§2.漸開線齒輪四、齒輪各部分名稱及漸開線標(biāo)準(zhǔn)齒輪的基本尺寸3.壓力角

1.齒數(shù)z2.模數(shù)m

分度圓——具有標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)和標(biāo)準(zhǔn)壓力角的計(jì)算基準(zhǔn)圓。齒輪的基本參數(shù)分度圓周長:πd=zp分度圓直徑:令:漸開線齒廓在分度圓上的壓力角——齒輪壓力角標(biāo)準(zhǔn)壓力角=20m為標(biāo)準(zhǔn)值見表7-1，優(yōu)先選用第一系列，單位？分度圓直徑：

d=mz標(biāo)準(zhǔn)齒輪——m、、ha*、c*均為標(biāo)準(zhǔn)值，且分度圓上s=e

的齒輪?！?.漸開線齒輪四、齒輪各部分名稱及漸開線標(biāo)準(zhǔn)齒輪的基本尺寸齒輪的幾何尺寸分度圓齒厚和齒槽寬：s=e=πm/2注：

ha*——齒頂高系數(shù)，標(biāo)準(zhǔn)值為ha*=1c*——頂隙系數(shù)，標(biāo)準(zhǔn)值為c*=0.25見圖齒頂高：

ha

=ha*m齒根高：

hf

=（ha*+c*）m齒全高：

h=

ha+

hf=（2ha*+c*）m齒頂圓直徑：

da=d+2ha=（z+2ha*）m齒根圓直徑：

df=d-2hf=（z-2ha*-2c*）m基圓直徑：db=dcos=mzcos

§3.漸開線標(biāo)準(zhǔn)齒輪的嚙合

m1=m2=m

1

=2=

——漸開線直齒圓柱齒輪的正確嚙合條件。一、正確嚙合條件傳動比等于分度圓半徑的反比

傳動比等于齒數(shù)的反比Next

齒距誤差的影響單擊

…

由于齒距誤差等原因，載荷在各齒間分配不是均勻的?！?.漸開線標(biāo)準(zhǔn)齒輪的嚙合Back頂隙——

一對嚙合齒輪中，從一輪的齒頂至另一輪齒槽底之間的徑向間隙。用c表示。其標(biāo)準(zhǔn)值c=c*m§3.漸開線標(biāo)準(zhǔn)齒輪的嚙合二、標(biāo)準(zhǔn)中心距

保證兩輪的頂隙c為標(biāo)準(zhǔn)值保證兩輪齒側(cè)間隙為零側(cè)隙——

一對齒輪嚙合時(shí)，一輪節(jié)圓上的齒槽寬與另一輪節(jié)圓上的齒厚之差。§3.漸開線標(biāo)準(zhǔn)齒輪的嚙合二、標(biāo)準(zhǔn)中心距中心距等于兩輪分度圓半徑之和

——標(biāo)準(zhǔn)中心距。此時(shí)：兩輪的節(jié)圓分別與其分度圓重合。

嚙合角等于分度圓壓力角。又因：§3.漸開線標(biāo)準(zhǔn)齒輪的嚙合嚙合起始點(diǎn)B2

——嚙合線N1N2

與從動輪齒頂圓的交點(diǎn)。嚙合終止點(diǎn)B1

——嚙合線N1N2

與主動輪齒頂圓的交點(diǎn)。線段B1B2——實(shí)際嚙合線段。嚙合線N1N2——

理論嚙合線段。

N1、N2——

嚙合極限點(diǎn)。1.一對輪齒的嚙合過程三、連續(xù)傳動條件§3.漸開線標(biāo)準(zhǔn)齒輪的嚙合單擊……重合度——實(shí)際嚙合線段與法向齒距的比值。用

a表示。2.連續(xù)傳動條件實(shí)際嚙合線段≥法向齒距連續(xù)傳動條件——重合度大于或等于1

a≥1三、連續(xù)傳動條件練習(xí)11.一正常齒制的漸開線標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪，正確安裝。已知中心距a=100mm,小齒輪１的頂圓直徑da1=88mm,齒數(shù)Z1=20，計(jì)算兩輪分度圓、齒根圓、基圓直徑，若實(shí)際嚙合線段B1B2=16mm,該傳動是否連續(xù)？2.一對正常齒制的外嚙合漸開線標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪機(jī)構(gòu)，已知：模數(shù)m=4mm、壓力角α=20°、主動輪齒數(shù)Z1＝17、從動輪齒數(shù)Z2＝30試：(1)分別求出兩輪的分度圓直徑d、齒頂圓直徑da、齒根圓直徑df、基圓直徑db、齒距P、傳動比i12、頂隙C。（注：cos20°=0.9397）(2)求標(biāo)準(zhǔn)中心距a，若兩齒輪安裝的實(shí)際中心距略大于標(biāo)準(zhǔn)中心距，分析兩齒輪分度圓直徑、節(jié)圓直徑、嚙合角、傳動比、頂隙是否會有變化?如何變化？(3)分析該齒輪傳動能否保證連續(xù)傳動？3.圖示為萬能銑床升降臺進(jìn)給系統(tǒng)中的漸開線齒輪傳動，已知z1=20,z2=48,m1=m2=2mmz3=18,z4=36,m3=m4=2.5mm,各輪均為α=20o，ha*=1,c*=0.25。若兩對齒輪均采用標(biāo)準(zhǔn)齒輪，當(dāng)安裝兩對齒輪的軸間距離a’等于齒輪1、2的標(biāo)準(zhǔn)中心距時(shí)，問：齒輪1、2的分度圓直徑d1、d2、節(jié)圓直徑d1’、d2’、頂隙c、嚙合角α’、傳動比i12各為多少？是否為無側(cè)隙嚙合？齒輪3、4的分度圓直徑d3、d4是否分別等于其節(jié)圓直徑d3’、d4’

？頂隙c是否為標(biāo)準(zhǔn)頂隙？嚙合角α’是否等于壓力角α？傳動比是否等于z4/z3？是否為無側(cè)隙嚙合？a’2

3

14練習(xí)2一、切齒原理1.仿形法

1)刀具盤形銑刀指狀銑刀拉刀沖壓成形2)特點(diǎn)：

a)因刀具誤差和分度誤差使加工精度低。§4.漸開線齒輪的切齒原理、根切及最少齒數(shù)繼續(xù)

b)加工不連續(xù)，生產(chǎn)率低。

c)可在普通銑床上加工，常用于修配和小批量生產(chǎn)。盤形銑刀使用盤形銑刀加工齒輪返回原處指狀銑刀返回原處使用拉刀加工齒輪返回原處使用沖壓方法加工齒輪返回原處一、切齒原理§4.漸開線齒輪的切齒原理、根切及最少齒數(shù)2.范成法

1)刀具3)特點(diǎn)：

a)用一把刀具，可加工同樣模數(shù)和壓力角而不同齒數(shù)的各種齒輪，且加工精度較高。

b)生產(chǎn)率較高。

c)需用專用設(shè)備。

2)原理繼續(xù)使用齒輪插刀插制外齒輪返回原處使用齒輪插刀插制內(nèi)齒輪使用齒條插刀插制外齒輪返回原處使用滾刀加工直齒輪使用滾刀加工斜齒輪返回原處二、齒廓的根切根切——范成法加工齒輪時(shí)，刀具的頂部將齒廓根部的漸開線切去一部分的現(xiàn)象。2.產(chǎn)生根切的原因——如果刀具的齒頂線超過了嚙合線與輪坯基圓的切點(diǎn)N1

，則被切齒輪的齒廓必將發(fā)生根切。N1rbO§4.漸開線齒輪的切齒原理、根切及最少齒數(shù)B三、最少齒數(shù)

避免根切應(yīng)滿足：

當(dāng)ha*=1,=20

時(shí)，zmin=17zmin——用范成法加工漸開線標(biāo)準(zhǔn)直齒輪時(shí)不根切的最少齒數(shù)。N1rbOPrᑧ4.漸開線齒輪的切齒原理、根切及最少齒數(shù)Bha*m..§5.變位齒輪一、標(biāo)準(zhǔn)齒輪的局限性1.齒數(shù)不能少于最少齒數(shù)zmin；3.一對嚙合齒輪中，小輪的強(qiáng)度較低。2.不適用于中心距不等于標(biāo)準(zhǔn)中心距的場合；

否則會發(fā)生根切現(xiàn)象

否則會使側(cè)隙和頂隙增大或不能安裝

造成大小輪強(qiáng)度懸殊§5.變位齒輪二、變位齒輪的概念1.用改變刀具與輪坯的相對位置來切制齒輪的方法——變位修正法。

變位修正法切制的齒輪——變位齒輪。4.刀具移近輪坯中心——負(fù)變位，x為負(fù)；

加工出的齒輪——負(fù)變位齒輪。3.刀具遠(yuǎn)離輪坯中心——正變位，

x為正；

加工出的齒輪——正變位齒輪。2.刀具沿輪坯徑向移動的距離——變位量,

用xm表示。x——變位系數(shù)?！?.變位齒輪2.齒厚、齒槽寬、齒頂高、齒根高與標(biāo)準(zhǔn)齒輪不同3.不根切的最小變位系數(shù)三、變位齒輪的幾何尺寸1.分度圓、基圓、齒距與標(biāo)準(zhǔn)齒輪相同。當(dāng):ha*=1,

=20時(shí)，zmin=17§5.變位齒輪4.標(biāo)準(zhǔn)齒輪與變位齒輪齒形變化特點(diǎn)正變位齒輪正變位齒輪：齒根變厚、齒頂變尖負(fù)變位齒輪：齒根變薄、齒頂變寬標(biāo)準(zhǔn)齒輪負(fù)變位齒輪三、變位齒輪的幾何尺寸一、失效形式：輪齒折斷單擊

齒面點(diǎn)蝕單擊

齒面磨損單擊

齒面膠合單擊

塑性變形單擊

繼續(xù)…§6.齒輪傳動的失效形式、材料選擇及精度等級輪齒疲勞折斷實(shí)例

因輪齒受力時(shí)，齒根處彎曲應(yīng)力最大，且加工刀痕引起齒根處的應(yīng)力集中，使得輪齒疲勞折斷一般發(fā)生在齒根部位。輪齒疲勞折斷機(jī)理返回原處單擊…齒面疲勞點(diǎn)蝕實(shí)例

齒面受脈動循環(huán)的接觸應(yīng)力作用，由于疲勞產(chǎn)生的點(diǎn)狀剝蝕破壞現(xiàn)象；齒面疲勞點(diǎn)蝕常發(fā)生在靠近齒輪節(jié)線處；在軟齒面閉式齒輪傳動中常見。齒面點(diǎn)蝕機(jī)理返回原處單擊…返回原處齒面磨損實(shí)例

開式齒輪傳動中，當(dāng)輪齒的工作齒面間落入磨料性雜質(zhì)時(shí)，齒面間將產(chǎn)生磨粒磨損。返回原處齒面膠合實(shí)例

齒面膠合常發(fā)生在高速重載齒輪傳動中；通常出現(xiàn)在齒面相對滑動速度較大的齒頂和齒根處。齒面塑性變形實(shí)例

齒面材料因屈服而產(chǎn)生沿摩擦力方向的塑性流動，甚至輪齒也發(fā)生塑性變形。齒面塑性變形機(jī)理返回原處單擊…二、設(shè)計(jì)準(zhǔn)則閉式齒輪傳動中：軟齒面時(shí)以保證齒面接觸疲勞強(qiáng)度為主，硬齒面時(shí)以保證齒根彎曲疲勞強(qiáng)度為主。（P104表7-5）開式齒輪傳動中：以保證齒根彎曲疲勞強(qiáng)度為準(zhǔn)則并考慮磨損情況將模數(shù)增大。保證齒面接觸疲勞強(qiáng)度；保證齒根彎曲疲勞強(qiáng)度。§6.齒輪傳動的失效形式、材料選擇及精度等級正火和調(diào)質(zhì)≤350HBW(中碳鋼或中碳合金鋼）選材原則常用材料鋼：鑄鐵非金屬材料鍛鋼鑄鋼齒輪熱處理滿足工作條件的要求；考慮配對齒輪等強(qiáng)度。考慮經(jīng)濟(jì)性；考慮齒輪尺寸大小熱處理和制造方法；§6.齒輪傳動的失效形式、材料選擇及精度等級三、齒輪材料軟齒面（硬度≤350HBW）硬齒面（硬度＞350HBW）整體淬火

45~55HRC（中碳鋼或中碳合金鋼）表面淬火

48~54HRC（中碳鋼或中碳合金鋼）滲碳淬火

58~63HRC（低碳鋼或低碳合金鋼）§6.齒輪傳動的失效形式、材料選擇及精度等級等強(qiáng)度軟齒面：HBW1-HBW2=30～50方法：材料相同，熱處理方法不同；小調(diào)質(zhì)，大正火；熱處理方法相同，材料不同。小合金，大45＃鋼。其中，HBW1（?。?；HBW2（大）硬齒面不需要硬度差?！?.齒輪傳動的失效形式、材料選擇及精度等級四、齒輪傳動的精度精度等級1——12共12個(gè)級高——低常用6~9級公差組第Ⅰ組：影響傳遞運(yùn)動準(zhǔn)確性的誤差第Ⅱ組：影響傳動平穩(wěn)性的誤差第Ⅲ組：影響載荷分布均勻性的誤差精度等級的標(biāo)注766GMGB10095-1988齒厚下偏差齒厚上偏差第Ⅲ公差組精度等級第Ⅱ公差組精度等級第Ⅰ公差組精度等級機(jī)器名稱精度等級機(jī)器名稱精度等級汽輪機(jī)3～6拖拉機(jī)6～8金屬切削機(jī)床3～8通用減速器6～8航空發(fā)動機(jī)4～8鍛壓機(jī)床6～9輕型汽車5～8起重機(jī)7～10載重汽車7～9農(nóng)業(yè)機(jī)械8～11各類機(jī)器所用齒輪傳動的精度等級范圍§6.齒輪傳動的失效形式、材料選擇及精度等級精度等級的選擇一、輪齒的受力分析圓周力徑向力法向力主動輪上的圓周力Ft與其速度方向相反；從動輪上的圓周力Ft與其速度方向相同，徑向力指向各輪的輪心。§7.直齒圓柱齒輪傳動的強(qiáng)度計(jì)算單擊…作用于齒面上的理論載荷

FnK——載荷系數(shù)（查P106表7-6）

主要考慮原動機(jī)與工作機(jī)的特性影響、齒輪制造誤差及輪齒變形引起的附加動載荷及載荷沿齒間或齒寬分布不均等方面的影響。

考慮實(shí)際因素影響的載荷即計(jì)算載荷

Fc繼續(xù)…§7.直齒圓柱齒輪傳動的強(qiáng)度計(jì)算二、計(jì)算載荷

由于齒距誤差等原因，載荷在各齒間分配不是均勻的。

軸彎曲變形時(shí)的影響

由于軸的受載變形，引起載荷沿齒寬方向分布是不均勻的。返回原處單擊…§7.直齒圓柱齒輪傳動的強(qiáng)度計(jì)算二、計(jì)算載荷載荷系數(shù)k的確定（P106表7-6）原動機(jī)工作機(jī)械的載荷性質(zhì)均勻中等沖擊大的沖擊電動機(jī)1~1.21.2~1.61.6~1.8多缸內(nèi)燃機(jī)1.2~1.61.6~1.81.9~2.1單缸內(nèi)燃機(jī)1.6~1.81.8~2.02.2~2.4三、齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算齒根應(yīng)力分析

齒根危險(xiǎn)截面處作用有彎曲應(yīng)力和壓應(yīng)力。通常壓應(yīng)力僅為彎曲應(yīng)力的百分之幾，可忽略?！?.直齒圓柱齒輪傳動的強(qiáng)度計(jì)算單擊…用計(jì)算載荷Fc代替理論載荷Fn：齒根彎曲應(yīng)力：令YFa——齒形系數(shù)

P110表7-8繼續(xù)…§7.直齒圓柱齒輪傳動的強(qiáng)度計(jì)算齒根應(yīng)力分析z↑--YFa↓齒數(shù)對齒形系數(shù)的影響單擊…齒形系數(shù)的確定YFaz(zv)返回原處齒根彎曲強(qiáng)度校核計(jì)算公式：齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)計(jì)算公式：齒根彎曲強(qiáng)度公式§7.直齒圓柱齒輪傳動的強(qiáng)度計(jì)算三、齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算

引入——齒寬系數(shù)

P109表7-7[σF]——許用彎曲應(yīng)力N.mm（軟齒面校核）（硬齒面設(shè)計(jì)）返回使用說明四、齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算

接觸應(yīng)力計(jì)算單擊…§7.直齒圓柱齒輪傳動的強(qiáng)度計(jì)算

接觸應(yīng)力取決于載荷Fn、接觸點(diǎn)的綜合曲率半徑及材料。繼續(xù)單擊…綜合曲率半徑對接觸應(yīng)力的影響單擊…§7.直齒圓柱齒輪傳動的強(qiáng)度計(jì)算齒面接觸應(yīng)力計(jì)算將節(jié)點(diǎn)處曲率半徑ρ1=d1sinα/2ρ2=d2sinα/2

及

u=d2/d1=z2/z1

代入：以計(jì)算載荷Fca代替理論載荷Fn

得一對鋼制標(biāo)準(zhǔn)齒輪傳動時(shí)的齒面接觸應(yīng)力：齒面接觸強(qiáng)度校核計(jì)算公式齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)計(jì)算公式返回使用說明§7.直齒圓柱齒輪傳動的強(qiáng)度計(jì)算齒面接觸強(qiáng)度公式四、齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算[σH]——許用接觸應(yīng)力（硬齒面校核）（軟齒面設(shè)計(jì)）“＋”外嚙合；“－”內(nèi)嚙合五、強(qiáng)度計(jì)算公式使用說明1、相互嚙合的一對齒輪其齒根彎曲應(yīng)力通常不相等。若校核彎曲強(qiáng)度需對兩輪同時(shí)進(jìn)行校核計(jì)算；若按彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)齒輪傳動，應(yīng)選YFa1/[σ]F1與YFa2/[σ]F2中的較大值代入設(shè)計(jì)公式。返回彎曲公式§7.直齒圓柱齒輪傳動的強(qiáng)度計(jì)算3、應(yīng)用彎曲強(qiáng)度和接觸強(qiáng)度公式時(shí)，注意式中T1、d1、z1不能替換。無論是按照輪1還是按照輪2計(jì)算，式中標(biāo)定的這些參數(shù)均不能用T2、d2、z2加以替代。2、相互嚙合的一對齒輪其齒面接觸應(yīng)力是相同的。若校核接觸強(qiáng)度或按接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)齒輪傳動，應(yīng)選[σH1]與[σH2]中的較小值代入計(jì)算公式。返回接觸公式六、參數(shù)選擇與許用應(yīng)力確定大小齒輪的齒數(shù)比u不宜過大，否則傳動尺寸過大，一般應(yīng)使u≤5

閉式軟齒面z1宜選大些，可取z1=20～30。閉式硬齒面或開式傳動中z1宜選小些，常取z1=17～20。查表（7-7)；考慮到兩輪安裝或裝配時(shí)軸向錯位，會使實(shí)際嚙合寬度減小，所以小齒輪寬度b

1=b2+（5~10）mm?！?.直齒圓柱齒輪傳動的強(qiáng)度計(jì)算

參數(shù)選擇齒數(shù)比

u：小輪齒數(shù)z1:齒寬系數(shù)ψd：Smin——疲勞強(qiáng)度的安全系數(shù)。

SFmin---彎曲強(qiáng)度的最小安全系數(shù)；

SHmin---接觸強(qiáng)度的最小安全系數(shù)。

lim——齒輪的疲勞極限應(yīng)力。

Flim---彎曲疲勞強(qiáng)度極限應(yīng)力。

Hlim---接觸疲勞強(qiáng)度極限應(yīng)力。§7.直齒圓柱齒輪傳動的強(qiáng)度計(jì)算六、參數(shù)選擇與許用應(yīng)力確定

許用應(yīng)力齒輪彎曲疲勞強(qiáng)度極限應(yīng)力

Flim返回原處（延長）P110圖7-23齒輪接觸疲勞強(qiáng)度極限應(yīng)力

Hlim返回原處（延長）P108圖7-21最小安全系數(shù)SHmin、SFmin安全系數(shù)軟齒面硬齒面重要的傳動、滲碳淬火齒輪或鑄造齒輪SH（P108）1.0~1.11.1~1.21.3SF（P110）1.3~1.41.4~1.61.6~2.2七、設(shè)計(jì)步驟選擇齒輪傳動類型選擇齒輪材料及熱處理方式根據(jù)使用要求選擇精度等級試選k、

d、u計(jì)算T1、[]H用接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)式求d1試選k、z1、

d、u

計(jì)算T1、[]F、

求b、d11、選擇齒輪類型、材料、精度

按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)3、齒輪幾何尺寸計(jì)算2、齒輪承載能力計(jì)算4、齒輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及工作圖繪制選z計(jì)算m、b,查取YF用彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)式求m用接觸強(qiáng)度校核式驗(yàn)算

H§7.直齒圓柱齒輪傳動的強(qiáng)度計(jì)算用彎曲強(qiáng)度校核式驗(yàn)算σF例題7-1一、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)根據(jù)齒輪尺寸選擇結(jié)構(gòu)形式；根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算結(jié)構(gòu)尺寸。齒輪軸式§10.齒輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及工作圖e>2.5me實(shí)心式da≤160mm一、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)輻板式da<500mm一、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)查P122經(jīng)驗(yàn)公式或設(shè)計(jì)書P269-270輪輻式500<da<1000mm一、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)二、齒輪工作圖

視圖：齒輪工作圖一般用兩個(gè)主要視圖表示。

尺寸：圖上應(yīng)標(biāo)注徑向尺寸和軸向尺寸。

公差：圖上需標(biāo)注尺寸公差及形位公差。

粗糙度：圖上需標(biāo)明齒面及所有加工面的表面粗糙度。

嚙合特性表：圖樣右上角應(yīng)列出齒輪參數(shù)、精度、檢測項(xiàng)目及公差的特性表。

技術(shù)要求：對齒輪坯件的要求、對材料表面性能的要求及其它要求可列在技術(shù)要求中。圓柱齒輪工作圖圓柱齒輪工作圖圓柱齒輪工作圖2.在軸剖面視圖中，嚙合區(qū)內(nèi)有一個(gè)齒輪的齒頂畫虛線，即嚙合部分線條應(yīng)為“三實(shí)一虛一點(diǎn)劃”；1.齒頂圓用粗實(shí)線繪制，分度圓用點(diǎn)劃線繪制，齒根圓用細(xì)實(shí)線繪制或省略不畫，在剖視圖中齒根圓用粗實(shí)線繪制；注意：齒輪傳動浸油潤滑§11.齒輪傳動的潤滑v<12m/s的閉式傳動齒輪傳動噴油潤滑§11.齒輪傳動的潤滑v>12m/s的閉式傳動練習(xí)11.一正常齒制的漸開線標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪，正確安裝。已知中心距a=100mm,小齒輪１的頂圓直徑da1=88mm,齒數(shù)Z1=20，計(jì)算兩輪分度圓、齒根圓、基圓直徑，若實(shí)際嚙合線段B1B2=16mm,該傳動是否連續(xù)？2.一對正常齒制的外嚙合漸開線標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪機(jī)構(gòu)，已知：模數(shù)m=4mm、壓力角α=20°、主動輪齒數(shù)Z1＝17、從動輪齒數(shù)Z2＝30試：(1)分別求出兩輪的分度圓直徑d、齒頂圓直徑da、齒根圓直徑df、基圓直徑db、齒距P、傳動比i12、頂隙C。（注：cos20°=0.9397）(2)求標(biāo)準(zhǔn)中心距a，若兩齒輪安裝的實(shí)際中心距略大于標(biāo)準(zhǔn)中心距，分析兩齒輪分度圓直徑、節(jié)圓直徑、嚙合角、傳動比、頂隙是否會有變化?如何變化？分析該齒輪傳動能否保證連續(xù)傳動？(4)兩個(gè)齒輪的接觸應(yīng)力、齒根彎曲應(yīng)力是否分別相等？如不相等，哪一個(gè)齒輪的應(yīng)力大？3.一對標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱輪，模數(shù)m=5，大小齒輪的齒數(shù)：z2=60,z1=25,查得大小齒輪的齒形系數(shù)：YF2=2.32,YF1=2.72,而大小齒輪的許用彎曲疲勞應(yīng)力為：[σ]F2=300MPa,[σ]F1=320MPa,并且算得大齒輪的齒根彎曲疲勞應(yīng)力σF2=280MPa。試問：（1）哪一個(gè)齒輪的彎曲應(yīng)力大？（2）兩個(gè)齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度是否足夠？練習(xí)2§12.斜齒圓柱齒輪傳動1.齒面形成：一、齒面形成及傳動特點(diǎn)直齒輪斜齒輪返回原處2.傳動特點(diǎn)：d)產(chǎn)生軸向力嚙合性能好（傳動平穩(wěn)、噪聲?。゜)重合度大c)傳動機(jī)構(gòu)緊湊（小輪可較小）§12.斜齒圓柱齒輪傳動二、基本參數(shù)及幾何尺寸1.螺旋角（左旋、右旋）：

分度圓柱螺旋角

2.法面齒距pn

、端面齒距pt

∵

pn=pt

cos

pn=mn

，pt=mt

3.法面模數(shù)mn（標(biāo)準(zhǔn)值，表7-1）與端面模數(shù)mt基本參數(shù)§12.斜齒圓柱齒輪傳動分度圓