機(jī)械基礎(chǔ)教學(xué)最好的PPT齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)(很實(shí)用的)(精品)

1、機(jī)械設(shè)計(jì)3-1 3-1 齒輪傳動(dòng)概述機(jī)械設(shè)計(jì) 3-1 齒輪傳動(dòng)概述機(jī)械設(shè)計(jì) 3-1 齒輪傳動(dòng)概述機(jī)械設(shè)計(jì) 3-1 齒輪傳動(dòng)概述機(jī)械設(shè)計(jì)3-2 齒輪傳動(dòng)的失效形式和設(shè)計(jì)準(zhǔn)則疲勞折斷是疲勞折斷是閉閉式硬齒面式硬齒面的主的主要失效形式！要失效形式！機(jī)械設(shè)計(jì)3-2 齒輪傳動(dòng)的失效形式和設(shè)計(jì)準(zhǔn)則機(jī)械設(shè)計(jì)3-2 齒輪傳動(dòng)的失效形式和設(shè)計(jì)準(zhǔn)則機(jī)械設(shè)計(jì)3-2 齒輪傳動(dòng)的失效形式和設(shè)計(jì)準(zhǔn)則機(jī)械設(shè)計(jì)3-2 齒輪傳動(dòng)的失效形式和設(shè)計(jì)準(zhǔn)則機(jī)械設(shè)計(jì)3-3 齒輪材料、熱處理及精度如何選材？如何選材？機(jī)械設(shè)計(jì)3-3 齒輪材料、熱處理及精度機(jī)械設(shè)計(jì)3-3 齒輪材料、熱處理及精度機(jī)械設(shè)計(jì)3-3 齒輪材料、熱處理及精度機(jī)械設(shè)計(jì)齒

2、輪副的側(cè)隙：齒輪副的側(cè)隙：3-3 齒輪材料、熱處理及精度機(jī)械設(shè)計(jì)Fn1Fn2Fn1Ft1Fr1在節(jié)點(diǎn)C處進(jìn)行分解設(shè)為標(biāo)準(zhǔn)齒輪，標(biāo)準(zhǔn)中心距安裝，力集中作用設(shè)為標(biāo)準(zhǔn)齒輪，標(biāo)準(zhǔn)中心距安裝，力集中作用在齒寬中點(diǎn)，忽略摩擦力在齒寬中點(diǎn)，忽略摩擦力cbaFn1 Fr1 T1Pd1Ft1 3-4 直齒圓柱齒輪傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算機(jī)械設(shè)計(jì)1t112TFd 將主動(dòng)輪的將主動(dòng)輪的Fn在節(jié)點(diǎn)在節(jié)點(diǎn)C處進(jìn)行分解：處進(jìn)行分解： r1t1tan FF t1ncosFF 61119.55 10 N mmPTn112 cosTd Fn1Ft1Fr1t2F r2F 222Td 3-4 直齒圓柱齒輪傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算機(jī)械設(shè)計(jì)圓周力圓周力F

3、t：徑向力徑向力Fr：Ft1Ft2Fr1Fr23-4 直齒圓柱齒輪傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算機(jī)械設(shè)計(jì)n2n1Fr1Ft1Ft2n1n2Fr2Ft2Ft112Fr2Fr1主視圖主視圖左視圖左視圖3-4 直齒圓柱齒輪傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算機(jī)械設(shè)計(jì)名義載荷：名義載荷：t1ncosFFncnFKFK：載荷系數(shù)：載荷系數(shù) 計(jì)算載荷：計(jì)算載荷：載荷系數(shù)：載荷系數(shù)：KKAKvK Kb b原動(dòng)機(jī)原動(dòng)機(jī)工作機(jī)械的載荷特性工作機(jī)械的載荷特性均均 勻勻中等沖擊中等沖擊較大沖擊較大沖擊電動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī)1.0 1.21.2 1.61.6 1.8多缸內(nèi)燃機(jī)多缸內(nèi)燃機(jī)1.2 1.61.6 1.81.9 2.1單缸內(nèi)燃機(jī)單缸內(nèi)燃機(jī)1.6 1.81.

4、8 2.02.2 2.4見(jiàn)表見(jiàn)表3-13-13-4 直齒圓柱齒輪傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算機(jī)械設(shè)計(jì)考慮齒輪副本身的嚙合誤差，如考慮齒輪副本身的嚙合誤差，如制造誤差造成兩基節(jié)不等，齒形制造誤差造成兩基節(jié)不等，齒形誤差，輪齒變形等誤差，輪齒變形等直齒圓柱齒輪直齒圓柱齒輪 ： Kv 1.05 1.4斜齒圓柱齒輪：斜齒圓柱齒輪： Kv 1.02 1.2考慮制造誤差及輪齒彈性變形，對(duì)于同時(shí)參與嚙合的兩對(duì)輪齒考慮制造誤差及輪齒彈性變形，對(duì)于同時(shí)參與嚙合的兩對(duì)輪齒 K =11.2K =11.4精度高取小值，精度高取小值，反之取大值反之取大值斜齒圓柱齒輪：斜齒圓柱齒輪：直齒圓柱齒輪：直齒圓柱齒輪：3-4 直齒圓柱齒輪傳動(dòng)

5、的強(qiáng)度計(jì)算機(jī)械設(shè)計(jì)考慮齒輪非對(duì)稱布置、軸的變形考慮齒輪非對(duì)稱布置、軸的變形 3-4 直齒圓柱齒輪傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算齒輪隨之偏斜，引起偏載齒輪隨之偏斜，引起偏載不對(duì)稱布置時(shí)，靠近軸承一側(cè)受載大不對(duì)稱布置時(shí)，靠近軸承一側(cè)受載大懸臂布置時(shí)，偏載更嚴(yán)重懸臂布置時(shí)，偏載更嚴(yán)重靠近轉(zhuǎn)矩輸入端的齒側(cè)變形大，故受載大靠近轉(zhuǎn)矩輸入端的齒側(cè)變形大，故受載大若齒輪靠近轉(zhuǎn)矩輸入端布置，若齒輪靠近轉(zhuǎn)矩輸入端布置，偏載嚴(yán)重偏載嚴(yán)重若齒輪遠(yuǎn)離轉(zhuǎn)矩輸入端布置，若齒輪遠(yuǎn)離轉(zhuǎn)矩輸入端布置，偏載減小偏載減小機(jī)械設(shè)計(jì)3-4 直齒圓柱齒輪傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算機(jī)械設(shè)計(jì)3-4 直齒圓柱齒輪傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算齒輪越寬、硬度越大，越容易產(chǎn)生偏載齒輪越寬、硬

6、度越大，越容易產(chǎn)生偏載軟齒面軟齒面 取取 1.01.2硬齒面硬齒面 取取 1.11.35齒寬較小、對(duì)稱布置、軸剛度大齒寬較小、對(duì)稱布置、軸剛度大 取偏小值取偏小值沿齒寬方向修形或做成鼓形齒，可減沿齒寬方向修形或做成鼓形齒，可減小偏載小偏載的取值：的取值：機(jī)械設(shè)計(jì)為使齒輪不發(fā)生疲勞點(diǎn)蝕，應(yīng)保證為使齒輪不發(fā)生疲勞點(diǎn)蝕，應(yīng)保證HHP最大接最大接觸應(yīng)力觸應(yīng)力許用接許用接觸應(yīng)力觸應(yīng)力nH221212111()FLEE 21211nEFZb 1、2 兩圓柱體材料的泊松比兩圓柱體材料的泊松比E1、E2 兩圓柱體材料的彈性模量?jī)蓤A柱體材料的彈性模量“+” 號(hào)用于外接觸號(hào)用于外接觸，“” 號(hào)用于內(nèi)接觸號(hào)用于內(nèi)接

7、觸3-4 直齒圓柱齒輪傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算機(jī)械設(shè)計(jì)13-4 直齒圓柱齒輪傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算機(jī)械設(shè)計(jì)dCN sin2111 dCN sin2222 ddzzu1212 dd coscos11 udu tancos) 1( 2111211221 3-4 直齒圓柱齒輪傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算 bFZnEH 機(jī)械設(shè)計(jì)nncKFF cos211dKT 2ZbL nEHFZb ubduKTZZ2112E) 1(2tancos2 MPa)1(2211HEubduKTZZZ 3-4 直齒圓柱齒輪傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算機(jī)械設(shè)計(jì)1HEH212(1)KT uZ Z Zbd u節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)（圖節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)（圖3-11）材料系數(shù)材料系數(shù)MPa（表

8、（表3-2）一對(duì)相嚙合的大一對(duì)相嚙合的大小兩輪，其接觸小兩輪，其接觸應(yīng)力一樣嗎？應(yīng)力一樣嗎？重合度系數(shù)重合度系數(shù)3-4 直齒圓柱齒輪傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算 bFZnEH 機(jī)械設(shè)計(jì)HlimHPHminNZS3-4 直齒圓柱齒輪傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算機(jī)械設(shè)計(jì)natN60 主動(dòng)主動(dòng) 主動(dòng)主動(dòng) 3-4 直齒圓柱齒輪傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算機(jī)械設(shè)計(jì)MPa)1(2HP211HEH ubduKTZZZ2HE131HPd21()mmZ Z ZKT udu 1ddb 3-4 直齒圓柱齒輪傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算機(jī)械設(shè)計(jì)d 越大，越大， 接觸強(qiáng)度接觸強(qiáng)度 越小越小, ( (Fn 減小減小;齒廓平直齒廓平直) ) 齒寬系數(shù)齒寬系數(shù)MPa) 1(2HP

9、211HEH ubduKTZZZ3-4 直齒圓柱齒輪傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算機(jī)械設(shè)計(jì)2HE131HPd21()mmZ Z ZKT udu 3-4 直齒圓柱齒輪傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算機(jī)械設(shè)計(jì)HlimHPHminNZS HP211HEH) 1(2 ubduKTZZZb1=b2b1b23-4 直齒圓柱齒輪傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算機(jī)械設(shè)計(jì)FFPFn（動(dòng)畫(huà)）（動(dòng)畫(huà)）300MNSFBD SF bE3-4 直齒圓柱齒輪傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算機(jī)械設(shè)計(jì)FnFnFncos FFnsin F F F yt t3-4 直齒圓柱齒輪傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算E機(jī)械設(shè)計(jì)WMF nFFcosFhWF1FF212coscos/6KThdbS1F2126 coscosKTb

10、d mFnFncos F FSFhFF1216cos2cosmKTbdm1Fa12KTYbd mYFa SF b3-4 直齒圓柱齒輪傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算機(jī)械設(shè)計(jì)FFa26 coscosY3-4 直齒圓柱齒輪傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算機(jī)械設(shè)計(jì)3-4 直齒圓柱齒輪傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算機(jī)械設(shè)計(jì)考慮切應(yīng)力、壓應(yīng)力及過(guò)渡圓角處應(yīng)力集中的影響，考慮切應(yīng)力、壓應(yīng)力及過(guò)渡圓角處應(yīng)力集中的影響，引入引入應(yīng)力應(yīng)力修正系數(shù)修正系數(shù)YSa（圖（圖3-15）3-4 直齒圓柱齒輪傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算saY機(jī)械設(shè)計(jì)1FFaSa12 MPaKTY Y Ybd m Y 0.650.853-4 直齒圓柱齒輪傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算Fa1Fa2YY z1 z2Sa1Sa

11、2YYFa1 Sa1Fa2Sa2Y YYY機(jī)械設(shè)計(jì)FlimSTFPFminNYYS一對(duì)相嚙合一對(duì)相嚙合的大小兩輪，的大小兩輪，其彎曲強(qiáng)度其彎曲強(qiáng)度是否一樣？是否一樣？FP1FP2Fa1Sa1Fa2Sa2FP1FP2YYYY F1F23-4 直齒圓柱齒輪傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算機(jī)械設(shè)計(jì)1F1Fa1Sa112KTYYbd m 1FaSa321FP2(mm)dKT YY Ymz 11F2Fa2Sa2Fa2Sa2FP2321d122 (MPa)KTKTYYYYYbd mm z 取兩者中的取兩者中的大值代入大值代入1Fa1Sa132d12KTYYYm z FP1 (MPa) 向上圓整為向上圓整為標(biāo)準(zhǔn)值標(biāo)準(zhǔn)值3-4

12、 直齒圓柱齒輪傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算機(jī)械設(shè)計(jì)MPa2FPSaFad2131F YYYzmKT3-4 直齒圓柱齒輪傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算FP1Sa1Fa1 YYFP2Sa2Fa2 YY機(jī)械設(shè)計(jì)齒數(shù)齒數(shù) z1 的選取的選取分度圓直徑分度圓直徑 d 一定時(shí)（即一定時(shí)（即 a、 i 不變）不變）：YFaYSa m FFF m 平穩(wěn)平穩(wěn) h切削量少，省工省時(shí)切削量少，省工省時(shí)原則：在保證齒根彎原則：在保證齒根彎曲強(qiáng)度的前提下，選曲強(qiáng)度的前提下，選取盡可能多的齒數(shù)。取盡可能多的齒數(shù)。3-4 直齒圓柱齒輪傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算機(jī)械設(shè)計(jì)MPa2FPSaFa11F YYYbmdKT3-4 直齒圓柱齒輪傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算機(jī)械設(shè)計(jì)mn1=mn

13、2 n1= n2b b1=- -b b23-5 斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算機(jī)械設(shè)計(jì)112dTttanFbntancostFbFnFrFtFfb btnncoscosFFb一般齒輪：一般齒輪： b b =10 25人字齒輪：人字齒輪：b b =25 40b bFa n3-5 斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算機(jī)械設(shè)計(jì)3-5 斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算機(jī)械設(shè)計(jì)力的方向：力的方向： Ft1Fa1主動(dòng)輪主動(dòng)輪3-5 斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算機(jī)械設(shè)計(jì)n1n2FF r1r2FF a1a2FF t1t2FF 例：例：n1n2123-5 斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算Fa2Fa1Ft1Ft2Fr2Fr1n2n1Fa1F

14、a2Ft1Ft2Fr2Fr1機(jī)械設(shè)計(jì)3-5 斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算b b 212cos2dba b b211cosddv b b311cosTTv b bcosbbv uzzzzuvvv 1212機(jī)械設(shè)計(jì)1HEH212(1)KT uZ Z Zbd u1HEH212(1)KT uZ Z Z Zbd ucosZ 0.75 0.88Z 11cosnm zdbttbHZ b btancoscos22 3-5 斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算機(jī)械設(shè)計(jì)1HEHHP1HP22121min,(MPa)KT uZ Z Z ZbduHE2131HPd21()(mm)Z Z Z ZKT uduHP1HP2min,d1

15、b d3-5 斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算機(jī)械設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)式：設(shè)計(jì)式：mm)(12)ZZZZ(312EH1uuKTddHP add 221b bcosnzmd 3-5 斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算機(jī)械設(shè)計(jì)1FFaSa1n2(MPa)KTY Y Y Ybd m0.65 0.85Y 0.85 0.92Y 3v/cos zz3-5 斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算機(jī)械設(shè)計(jì)1F1Fa1 Sa1 FP11n2(MPa)KTY Y YYbd m21FaSa3n2d 1FP2cos (mm)KTYYY Ymz1F2Fa2 Sa2 FP21n2(MPa)KTY Y YYbd m大值大值代入代入3-5 斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)的強(qiáng)度

16、計(jì)算機(jī)械設(shè)計(jì)3-6 直齒圓錐齒輪傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算機(jī)械設(shè)計(jì)2211;mzdmzd uu 21tan;/1tan 2115 . 0udR Rb/R 1Rm1)5 . 01(dd mm)5 . 01(Rm 3-6 直齒圓錐齒輪傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算機(jī)械設(shè)計(jì)11m1vcos dd 22m2vcos dd 111vcos zz 222vcos zz 221121v2vvcoscosuzzzzu 111v1tv1cos2 TdFT 3-6 直齒圓錐齒輪傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算機(jī)械設(shè)計(jì)FnFtFrFfFant1cosFF1m12T dt11tansinFt11tancosFt1t2FF r1a2FF a1r2FF Ff3-6

17、直齒圓錐齒輪傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算機(jī)械設(shè)計(jì) Ft2 = Ft1 ； Fr2= Fa1； Fa2= Fr1n2Fr2Fa2Fr1Ft1Fa1n1Ft23-6 直齒圓錐齒輪傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算機(jī)械設(shè)計(jì)1HHEHP23RR140.85(10.5)KTZ Zd u2HE1312HPRR4()0.85(10.5)Z ZKTdu取有效齒寬取有效齒寬beH0.85b3-6 直齒圓錐齒輪傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算機(jī)械設(shè)計(jì)討論：討論：初選初選 z1計(jì)算計(jì)算 m=d1/z1，并向上取標(biāo)準(zhǔn)值，并向上取標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算計(jì)算 d1= mz1、z2、d2、u 等等2115.0udR R 不能圓整！不能圓整！mm)5 . 01 (85. 0432RR12

18、HPHE1uKTZZd 設(shè)計(jì)式：設(shè)計(jì)式： 小錐齒輪大端分度圓直徑小錐齒輪大端分度圓直徑3-6 直齒圓錐齒輪傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算機(jī)械設(shè)計(jì)直齒圓柱齒輪：11FFaSa32d2KTY Y Ym z1FFaSaFP232214(10.5)1RRKTY Ym zu1FaSa3222FP14(10.5)1RRKTY Ymzuv/coszz大值代入忽略重合度的影響，代入當(dāng)量齒輪參數(shù)，由忽略重合度的影響，代入當(dāng)量齒輪參數(shù)，由3-6 直齒圓錐齒輪傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算機(jī)械設(shè)計(jì)強(qiáng)度設(shè)計(jì)：結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：(由齒頂圓直徑齒頂圓直徑?jīng)Q定)機(jī)械設(shè)計(jì) 3-7 齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)機(jī)械設(shè)計(jì)毛坯是鍛造3-7 齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)機(jī)械設(shè)計(jì)毛坯是鍛造3-7 齒輪

19、的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)機(jī)械設(shè)計(jì)毛坯是鑄造材料為鑄鐵或鑄鋼3-7 齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)機(jī)械設(shè)計(jì)軟齒面硬度軟齒面硬度350HBS，硬齒面，硬齒面硬度硬度350HBS 或或38HRC載荷大小：重載、輕載載荷大?。褐剌d、輕載工作環(huán)境：閉式、開(kāi)式工作環(huán)境：閉式、開(kāi)式3-8 齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)方法和參數(shù)選擇機(jī)械設(shè)計(jì)3-8 齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)方法和參數(shù)選擇機(jī)械設(shè)計(jì)3-8 齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)方法和參數(shù)選擇機(jī)械設(shè)計(jì)3-8 齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)方法和參數(shù)選擇機(jī)械設(shè)計(jì)1115kW970r/min4Pnu3-8 齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)方法和參數(shù)選擇機(jī)械設(shè)計(jì)直齒圓柱齒輪1、選擇材料和熱處理方式2、計(jì)算許用接觸應(yīng)力、許用彎曲應(yīng)力3、初選：z1、z2 、 d，查取K

20、、 ZE、ZH閉式齒輪？3、初選：z1、z2 、d ，查取K、 YFa、YSa2HE131HPd21()Z Z ZKT uduFaSa132d1FP2Y Y YKTmz4、計(jì)算模數(shù)并向上取標(biāo)準(zhǔn)值11zdm 4、模數(shù)向上取標(biāo)準(zhǔn)值5、求a，b1、b2，d1、d2、da1、da2，df1、df25、求a，b1、b2，d1、d2、da1、da2，df1、df26、查 YFa、YSa，校核彎曲疲勞強(qiáng)度6、查取ZE、ZH，校核接觸疲勞強(qiáng)度按彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)，不需校核接觸強(qiáng)度，只增大模數(shù)即可(以下略)YN軟齒面？NY1FFaSaFP12KTY Y Ybd m1HEHHP212(1)KT uZ Z Zbd u直齒

21、圓錐齒輪直齒圓錐齒輪設(shè)計(jì)思路與直設(shè)計(jì)思路與直齒圓柱齒輪相齒圓柱齒輪相同！同！3-8 齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)方法和參數(shù)選擇機(jī)械設(shè)計(jì)斜齒圓柱齒輪1、選擇材料和熱處理方式2、計(jì)算許用接觸應(yīng)力和許用彎曲應(yīng)力3、初選：z1、z2 、d、b b0 0閉式齒輪？HE2131HPd21()Z Z Z ZKT udu6、計(jì)算模數(shù)并向向上上取標(biāo)準(zhǔn)值mn0101cosnmdzb b YN9、求b1、b2，d1、d2、da1、da2，df1、df27、求中心距a0，并圓整為a ：0120() 2cosnamzzb b 10、查取Y、Yb，計(jì)算Zv1、Zv2，查YFa、Ysa，校核彎曲疲勞強(qiáng)度8、求實(shí)際螺旋角2)(arccos

22、21azzmnb4、查取： K、ZE、ZH、 Z、Zb?軟齒面？1FFaSaFP12KTY Y YYbd mYN自己思考N為制造、檢為制造、檢測(cè)方便！測(cè)方便！精確到秒！精確到秒！3-8 齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)方法和參數(shù)選擇機(jī)械設(shè)計(jì)3 齒輪傳動(dòng)機(jī)械設(shè)計(jì)機(jī)械設(shè)計(jì) 例題：例題： 兩級(jí)圓柱齒輪減速器由電機(jī)驅(qū)動(dòng)。輸入功率兩級(jí)圓柱齒輪減速器由電機(jī)驅(qū)動(dòng)。輸入功率 P17kW，輸入轉(zhuǎn)速，輸入轉(zhuǎn)速 n11000r/min，高速級(jí)傳動(dòng)比，高速級(jí)傳動(dòng)比 i 4.6，單向運(yùn)轉(zhuǎn)、載荷有輕微沖擊、預(yù)期壽命，單向運(yùn)轉(zhuǎn)、載荷有輕微沖擊、預(yù)期壽命 10 年、每天工作年、每天工作 8h。試設(shè)計(jì)高速級(jí)齒輪傳動(dòng)。試設(shè)計(jì)高速級(jí)齒輪傳動(dòng)。一、要

23、求分析一、要求分析屬中速、中載的一般齒輪傳動(dòng)屬中速、中載的一般齒輪傳動(dòng)二、設(shè)計(jì)方案二、設(shè)計(jì)方案方案一：斜齒圓柱齒輪、材料方案一：斜齒圓柱齒輪、材料可采用軟齒面，也可采用硬齒面可采用軟齒面，也可采用硬齒面采用斜齒輪，使傳動(dòng)平穩(wěn)采用斜齒輪，使傳動(dòng)平穩(wěn)方案二：斜齒圓柱齒輪、材料方案二：斜齒圓柱齒輪、材料用用45鋼、軟齒面；鋼、軟齒面；用用45鋼、硬齒面。鋼、硬齒面。機(jī)械設(shè)計(jì)三、設(shè)計(jì)過(guò)程三、設(shè)計(jì)過(guò)程1）材料及熱處理）材料及熱處理 45 45大齒輪材料大齒輪材料 45 45小齒輪材料小齒輪材料小齒輪熱處理小齒輪熱處理 調(diào)質(zhì)調(diào)質(zhì)正火正火表面淬火表面淬火大齒輪熱處理大齒輪熱處理表表33，取中間值，取中間值小

24、齒輪硬度小齒輪硬度 230HBS 50HRC190HBS 50HRC大齒輪硬度大齒輪硬度1170接觸疲接觸疲勞極限勞極限 1limH 580圖圖316，軟齒面查圖，軟齒面查圖b“碳鋼碳鋼”2limH 5501170表面淬火表面淬火軟齒面時(shí)小齒輪硬度取大些軟齒面時(shí)小齒輪硬度取大些表表332）確定許用應(yīng)力）確定許用應(yīng)力硬齒面查圖硬齒面查圖c“調(diào)質(zhì)鋼調(diào)質(zhì)鋼”彎曲疲彎曲疲勞極限勞極限 1limF 220340圖圖3172limF 210340 設(shè)計(jì)內(nèi)容設(shè)計(jì)內(nèi)容 設(shè)計(jì)依據(jù)設(shè)計(jì)依據(jù) 方案方案 一一 方案方案 二二 機(jī)械設(shè)計(jì)應(yīng)力循應(yīng)力循環(huán)次數(shù)環(huán)次數(shù)1N) 830010(10001606011 tanN14.

25、41082NiNN/12 3.13108每年按每年按300天計(jì)算天計(jì)算接觸壽接觸壽命系數(shù)命系數(shù)1NZ圖圖31812NZ1彎曲壽彎曲壽命系數(shù)命系數(shù)1NY圖圖31911NY1 設(shè)計(jì)內(nèi)容設(shè)計(jì)內(nèi)容 設(shè)計(jì)依據(jù)設(shè)計(jì)依據(jù) 方案方案 一一 方案方案 二二 安全系數(shù)安全系數(shù)minHS表表341表表34minFS1.4許用接觸許用接觸疲勞應(yīng)力疲勞應(yīng)力1HP minH1N1limH1HP/ SZ 58011702HP minH2N2limH2HP/ SZ 5501170許用彎曲許用彎曲疲勞應(yīng)力疲勞應(yīng)力 1FP minF1NST1limF1FP/ SYY 314 4862FP minF1NST1limF1FP/ SY

26、Y 300 4862ST Y查線查線 2，不允許，不允許出現(xiàn)點(diǎn)蝕出現(xiàn)點(diǎn)蝕方案一查線方案一查線 1方案二查線方案二查線 2機(jī)械設(shè)計(jì)3）確定有關(guān)參數(shù)）確定有關(guān)參數(shù)12初選螺旋角初選螺旋角選擇齒輪選擇齒輪精度等級(jí)精度等級(jí)表表358級(jí)級(jí)齒寬系數(shù)齒寬系數(shù)d 表表360.90.5齒數(shù)齒數(shù)1z閉式軟齒面閉式軟齒面 z12040閉式硬齒面閉式硬齒面 z1172526變位系數(shù)變位系數(shù) vAKKKKK 1.251.25其中其中KK估計(jì)齒輪圓周速度估計(jì)齒輪圓周速度v9m/s2z21 z2z1i z14.611997載荷系數(shù)載荷系數(shù)00AK表表31，輕微沖擊，輕微沖擊vK斜齒輪斜齒輪 Kv1.021.21.11.1軟

27、齒面軟齒面 11.2，硬齒面，硬齒面 1.11.351.151.25 設(shè)計(jì)內(nèi)容設(shè)計(jì)內(nèi)容 設(shè)計(jì)依據(jù)設(shè)計(jì)依據(jù) 方案方案 一一 方案方案 二二 K斜齒輪斜齒輪 K1.21.41.21.3初選范圍初選范圍 1015機(jī)械設(shè)計(jì)4）設(shè)計(jì)計(jì)算）設(shè)計(jì)計(jì)算設(shè)計(jì)準(zhǔn)則設(shè)計(jì)準(zhǔn)則材料系數(shù)材料系數(shù)EZ2.450.8重合度系數(shù)重合度系數(shù)HZ節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)189.8Z表表32Z斜齒輪斜齒輪 Z0.750.880.989因因HP2HP1，故取，故取HP=HP2550MPa 設(shè)計(jì)內(nèi)容設(shè)計(jì)內(nèi)容 設(shè)計(jì)依據(jù)設(shè)計(jì)依據(jù) 方案方案 一一 方案方案 二二 u減速傳動(dòng)：減速傳動(dòng)：u i4.6閉式軟齒面：按接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)，閉式軟齒面：按接觸

28、強(qiáng)度設(shè)計(jì)，按彎曲強(qiáng)度校核按彎曲強(qiáng)度校核閉式硬齒面：按彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)，閉式硬齒面：按彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)，按接觸強(qiáng)度校核按接觸強(qiáng)度校核mm123d12HPHE1uuKTZZZZd MPa圖圖311 12coscosb bZ螺旋角系數(shù)螺旋角系數(shù)許用接觸應(yīng)力許用接觸應(yīng)力HP 齒數(shù)比齒數(shù)比方案一：方案一：按接觸強(qiáng)按接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)度設(shè)計(jì)閉式閉式 軟齒面軟齒面閉式閉式 硬齒面硬齒面機(jī)械設(shè)計(jì)計(jì)算模數(shù)計(jì)算模數(shù)nm71.986mm222.36mma中心距中心距162350N.mmb b11o33212612cos986.71cos11n zdmb b反算螺旋角反算螺旋角小齒輪轉(zhuǎn)矩小齒輪轉(zhuǎn)矩1T100017109550109

29、55031131 nPT分度圓直徑分度圓直徑 設(shè)計(jì)內(nèi)容設(shè)計(jì)內(nèi)容 設(shè)計(jì)依據(jù)設(shè)計(jì)依據(jù) 方案方案 一一 2.71mm圓整為圓整為 3 12cos2)11926(3cos2)(21nb bzzma圓整為圓整為 2222222)11926( 3cos2)(cos121n1 azzmb b3216 . 416 . 49 . 0162350898. 12550989. 08 . 045. 28 .189 d機(jī)械設(shè)計(jì)計(jì)算齒寬計(jì)算齒寬vb272mm按彎曲強(qiáng)按彎曲強(qiáng)度校核度校核79.61mm1vz27.6560000100061.7910006011 ndv當(dāng)量齒數(shù)當(dāng)量齒數(shù)精確計(jì)算分精確計(jì)算分度圓直徑度圓直徑1d

30、zm213311cos/263cos/o1n b b4.17m/s與假設(shè)相符與假設(shè)相符b b3vcoszz 364.39mm2d213311cos/1193o 注意：應(yīng)使（注意：應(yīng)使（d1d2）/2a65.7161.799 . 01d2 db b178mmmm)105(21 bb計(jì)算圓周計(jì)算圓周速度速度2vz126.541FaY2.6齒形系數(shù)齒形系數(shù)2FaY2.2 設(shè)計(jì)內(nèi)容設(shè)計(jì)內(nèi)容 設(shè)計(jì)依據(jù)設(shè)計(jì)依據(jù) 方案方案 一一 圖圖314FPSaFa1n1F2 YYYYdbmKT應(yīng)圓整應(yīng)圓整b機(jī)械設(shè)計(jì)重合度系數(shù)重合度系數(shù)Y0.89校核計(jì)算校核計(jì)算彎曲應(yīng)力彎曲應(yīng)力1.61略略92. 085. 0 Y結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

31、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)力修正系數(shù)應(yīng)力修正系數(shù)Sa1Y1.82Sa2Y85. 065. 0 Y螺旋角系數(shù)螺旋角系數(shù)方案一設(shè)計(jì)完成（閉式軟齒面）方案一設(shè)計(jì)完成（閉式軟齒面）89. 075. 061. 16 . 261.79372162350898. 12 設(shè)計(jì)內(nèi)容設(shè)計(jì)內(nèi)容 設(shè)計(jì)依據(jù)設(shè)計(jì)依據(jù) 方案方案 一一 圖圖315Y0.75大則取小值大則取小值F1 彎曲強(qiáng)度彎曲強(qiáng)度滿足要求滿足要求MPa100 MPa3141HP 61. 16 . 282. 12 . 2100Sa1Fa1Sa2Fa21F YYYY F2 彎曲強(qiáng)度彎曲強(qiáng)度滿足要求滿足要求MPa3002HP MPa96 機(jī)械設(shè)計(jì)22.44方案二：方案二：按彎曲

32、強(qiáng)按彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)度設(shè)計(jì)當(dāng)量齒數(shù)當(dāng)量齒數(shù)mmcos23FPSaFad2121n b bYYzYYKTm v1zo331v112cos/21cos/ b bzz103.65v2zo332v212cos/97cos/ b bzz1FaY2.76齒形系數(shù)齒形系數(shù)2FaY2.22圖圖3141.55應(yīng)力修正系數(shù)應(yīng)力修正系數(shù)Sa1Y1.79Sa2Y圖圖315 設(shè)計(jì)內(nèi)容設(shè)計(jì)內(nèi)容 設(shè)計(jì)依據(jù)設(shè)計(jì)依據(jù) 方案方案 二二 重合度系數(shù)重合度系數(shù)Y0.8992. 085. 0 Y85. 065. 0 Y螺旋角系數(shù)螺旋角系數(shù)Y0.8齒數(shù)少取大值齒數(shù)少取大值閉式閉式 硬齒面硬齒面機(jī)械設(shè)計(jì)比較彎曲比較彎曲強(qiáng)度大小強(qiáng)度大小0088

33、. 048655. 176. 2FP1Sa1Fa1 YY0082. 048679. 122. 2FP2Sa2Fa2 YY小小齒齒輪輪大大齒齒輪輪小齒輪強(qiáng)小齒輪強(qiáng)度弱些度弱些代入大值代入大值計(jì)算計(jì)算設(shè)計(jì)模數(shù)設(shè)計(jì)模數(shù)nm3FPSaFad2121cos2 b bYYzYYKT 32o20088. 05 . 02189. 08 . 012cos162350234. 22 mm70. 2 165.87mma中心距中心距 12cos2)9721(75. 2cos2)(21nb bzzma圓整為圓整為 166 設(shè)計(jì)內(nèi)容設(shè)計(jì)內(nèi)容 設(shè)計(jì)依據(jù)設(shè)計(jì)依據(jù) 方案方案 二二 向上靠標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)，取向上靠標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)，取 mn2.75mm機(jī)械設(shè)計(jì)b b12o126反算螺旋角反算螺旋角1662)9721(75. 2cos2)(cos121n1 azzmb