機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課件 任務(wù)3.3 齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)（步驟四 設(shè)計(jì)齒輪傳動(dòng)）

溫馨提示1.請(qǐng)各位同學(xué)將手機(jī)關(guān)機(jī)或設(shè)置為靜音模式；2.請(qǐng)各組長(zhǎng)檢查組員到位情況，課后統(tǒng)計(jì)給老師。單元三傳動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)

開發(fā)團(tuán)隊(duì)：機(jī)械零部件設(shè)計(jì)教學(xué)團(tuán)隊(duì)任務(wù)3.3齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)單元學(xué)習(xí)任務(wù)學(xué)習(xí)單元一：認(rèn)知機(jī)器與機(jī)構(gòu)任務(wù)1.1認(rèn)知機(jī)器與機(jī)構(gòu)學(xué)習(xí)單元二：執(zhí)行機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)任務(wù)2.1平面四桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)任務(wù)2.2凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)任務(wù)2.3螺旋機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)單元三：傳動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)任務(wù)3.1

帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)任務(wù)3.2鏈傳動(dòng)設(shè)計(jì)任務(wù)3.3齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)任務(wù)3.4

蝸桿傳動(dòng)設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)單元四：軸系零部件設(shè)計(jì)任務(wù)4.1

軸類零件設(shè)計(jì)任務(wù)4.2滾動(dòng)軸承設(shè)計(jì)任務(wù)4.3聯(lián)軸器設(shè)計(jì)選用學(xué)習(xí)單元五：連接類零件設(shè)計(jì)任務(wù)5.1螺紋連接設(shè)計(jì)任務(wù)5.2鍵連接設(shè)計(jì)行動(dòng)導(dǎo)向模式教材《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》教學(xué)內(nèi)容

確定能力重心□了解齒輪傳動(dòng)的類型和特點(diǎn)；□掌握齒輪傳動(dòng)基本參數(shù)和幾何尺寸計(jì)算；□熟悉齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則及設(shè)計(jì)過(guò)程；□掌握標(biāo)準(zhǔn)圓柱直齒齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)步驟和方法。專業(yè)能力個(gè)人能力社會(huì)能力方法/學(xué)習(xí)能力-樂(lè)于與人交流能力-敢于承擔(dān)責(zé)任-培養(yǎng)環(huán)保意識(shí)-信息獲取與傳遞能力-記錄并展示工作成果能力-具有比較和評(píng)價(jià)能力-團(tuán)隊(duì)合作，小組溝通能力-批評(píng)與自我批評(píng)的能力學(xué)習(xí)單元傳動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)

學(xué)習(xí)3.3齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)目錄一、任務(wù)目標(biāo)

三、程序與方法二、任務(wù)描述任務(wù)3.3齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)四、鞏固與拓展一、任務(wù)目標(biāo)□了解齒輪傳動(dòng)的類型和特點(diǎn)；□掌握齒輪傳動(dòng)的基本參數(shù)和幾何尺寸計(jì)算；□熟悉齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則及設(shè)計(jì)過(guò)程；□掌握標(biāo)準(zhǔn)圓柱直齒齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)步驟和方法。通過(guò)本任務(wù)的學(xué)習(xí)，學(xué)生達(dá)到以下目標(biāo)：任務(wù)3.3齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)二、任務(wù)描述1、任務(wù)內(nèi)容

帶式輸送機(jī)中的單級(jí)齒輪減速器裝配圖，分析減速器中齒輪傳動(dòng)的作用和類型。已知輸入功率P1=10KW，小齒輪轉(zhuǎn)速n1=960r/min，齒數(shù)比u=3.2，由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，工作壽命15年（設(shè)每年工作300天），兩班制，帶式輸送機(jī)工作平穩(wěn)，轉(zhuǎn)向不變。2、實(shí)施條件

（1）計(jì)算器、機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)等繪圖工具；

（2）減速器三維圖。任務(wù)3.3齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)相關(guān)知識(shí)學(xué)習(xí)：一、齒輪傳動(dòng)有兩個(gè)基本的要求（1）傳動(dòng)要平穩(wěn)，要求齒輪傳動(dòng)的瞬時(shí)傳動(dòng)比不變，盡量減小沖擊、振動(dòng)和噪聲，以保證機(jī)器的正常工作；（2）要求齒輪傳動(dòng)承載能力高，要求在尺寸小、重量輕的前提下，輪齒的強(qiáng)度高、耐磨性好，在預(yù)定的使用期限內(nèi)不出現(xiàn)斷齒、齒面點(diǎn)蝕及嚴(yán)重磨損等失效現(xiàn)象。步驟四設(shè)計(jì)齒輪傳動(dòng)三、程序與方法對(duì)一般工況下的齒輪傳動(dòng)，其設(shè)計(jì)準(zhǔn)則是：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。

二、齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算準(zhǔn)則軟齒面(HBS≤350)閉式齒輪傳動(dòng)，一般因齒面點(diǎn)蝕而失效，故通常先按接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)幾何尺寸，然后用彎曲疲勞強(qiáng)度驗(yàn)算其承載能力；對(duì)于開式齒輪傳動(dòng)一般因齒根折斷和齒面磨損而失效，但目前尚無(wú)完善的磨損計(jì)算方法，故僅以齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)幾何尺寸或驗(yàn)算其承載能力，并在設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)用適當(dāng)加大模數(shù)的辦法來(lái)考慮磨損因素的影響。硬齒面(HBS＞350)閉式齒輪傳動(dòng)一般因齒根折斷而失效，故通常先按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)幾何尺寸，然后用齒面接觸疲勞強(qiáng)度驗(yàn)算其承載能力；二、齒輪材料的選擇及熱處理（1）齒面應(yīng)有足夠的硬度，以抵抗齒面的磨損、點(diǎn)蝕、膠合以及塑性變形等；（2）齒芯應(yīng)有足夠的強(qiáng)度和較好的韌性，以抵抗齒根折斷和沖擊載荷；（3）應(yīng)有良好的加工工藝性能及熱處理性能，使之便于加工且便于提高其力學(xué)性能。最常用的齒輪材料是鋼，此外還有鑄鐵及一些非金屬材料等。步驟四設(shè)計(jì)齒輪傳動(dòng)齒輪的材料及其選擇原則1齒輪材料

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、加工工藝性能及熱處理性能良好。齒輪材料選用的基本原則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；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；鋼制軟齒面齒輪，其配對(duì)兩輪齒面的硬度差應(yīng)保持在30~50HBS或更多。鋼：許多鋼材經(jīng)適當(dāng)?shù)臒崽幚砘虮砻嫣幚恚梢猿蔀槌Ｓ玫凝X輪材料；鑄鐵：常作為低速、輕載、不太重要場(chǎng)合的齒輪材料；非金屬材料：適用于高速、輕載、且要求降低噪聲的場(chǎng)合。常用材料及性能點(diǎn)擊查看三、齒輪材料及熱處理齒輪的材料及其選擇原則（1）表面淬火（2）滲碳淬火表面淬火常用于中碳鋼或中碳合金鋼，如45、40Cr鋼等。淬火后表面硬度可達(dá)HRC45~50，芯部較軟，有較高的韌性，齒面接觸強(qiáng)度高、耐磨性好。一般用于受中等沖擊載荷的重要齒輪傳動(dòng)。滲碳淬火常用的材料為低碳鋼或低碳合金鋼，如20、20Cr、20CrMnTi等。滲碳淬火后表面硬度可達(dá)HRC，芯部仍保持有較高的韌性，齒面接觸強(qiáng)度高、耐磨性好。一般用于受沖擊載荷的重要齒輪傳動(dòng)。2.齒輪的熱處理

三、齒輪材料及熱處理齒輪的材料及其選擇原則4．調(diào)質(zhì)氮化是一種化學(xué)熱處理。氮化后表面硬度高(HRC＞65)，變形小，適用于難以磨齒的場(chǎng)合，如內(nèi)齒輪等。常用材料如38CrMoAlA等。

正火處理能消除內(nèi)應(yīng)力，提高強(qiáng)度與韌性，改善切削性能。機(jī)械強(qiáng)度要求不高的齒輪傳動(dòng)可用中碳鋼正火處理或鑄鋼正火處理。正火處理后齒面硬度一般為。3．氮化調(diào)質(zhì)常用于中碳鋼和中碳合金鋼，如45、40Cr鋼等。調(diào)質(zhì)處理后齒面硬度一般為--。因硬度不高，故可在熱處理后進(jìn)行精加工。一般用于批量小、對(duì)傳動(dòng)尺寸沒(méi)有嚴(yán)格限制的齒輪傳動(dòng)。5．正火(正?；?三、齒輪材料及熱處理齒輪的材料及其選擇原則

“漸開線圓柱齒輪精度”國(guó)標(biāo)(GB10095—2001)簡(jiǎn)介我國(guó)頒布的“漸開線圓柱齒輪精度”國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)齒輪和齒輪傳動(dòng)規(guī)定了13個(gè)精度等級(jí)。精度由高到低的順序依次用數(shù)字0、1、2、3……12表示。四、齒輪傳動(dòng)的精度輪齒加工時(shí)，由于輪坯、刀具在機(jī)床上的安裝誤差，機(jī)床和刀具的制造誤差以及加工時(shí)所引起的振動(dòng)等原因，加工出來(lái)的齒輪存在著不同程度的誤差。加工誤差大、精度低，將影響齒輪的傳動(dòng)質(zhì)量和承載能力；若精度要求過(guò)高，將給加工帶來(lái)困難，提高制造成本。因此，應(yīng)根據(jù)齒輪的實(shí)際工作需要，對(duì)齒輪加工精度提出適當(dāng)?shù)囊?。在齒輪傳動(dòng)中，兩個(gè)齒輪的精度等級(jí)一般相同，也允許用不同的精度等級(jí)組合。齒輪的精度等級(jí)應(yīng)根據(jù)傳動(dòng)的用途、使用條件、傳遞功率、圓周速度及經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)等決定。常用的精度等級(jí)是5、6、7、8級(jí)。常用精度等級(jí)的齒輪加工方法及其應(yīng)用范圍齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算直齒圓柱齒輪強(qiáng)度計(jì)算3齒面接觸