07機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)模版課件

1、第七章 齒輪傳動(dòng)2022/8/18章節(jié)要點(diǎn)直齒輪、斜齒輪、錐齒輪：1、齒輪的主要失效形式與設(shè)計(jì)準(zhǔn)那么；2、齒輪的受力分析；3、齒輪接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算；4、齒輪彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算；5、齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)2022/8/18 7-1 齒輪傳動(dòng)的失效形式及設(shè)計(jì)準(zhǔn)那么一、失效形式1. 輪齒折斷：齒根彎曲強(qiáng)度不夠2. 齒面點(diǎn)蝕：齒面分度圓附近出現(xiàn)點(diǎn)狀 凹坑 (齒面接觸強(qiáng)度不夠)3. 齒面膠合4. 齒面磨損5. 齒面塑性變形2022/8/182022/8/18點(diǎn)蝕2022/8/18磨損2022/8/18膠合點(diǎn)蝕2022/8/18塑性變形： 因滾壓和滑動(dòng)引起的材料 沿摩擦力方向的塑性流動(dòng)。2022/8/18二、設(shè)計(jì)計(jì)

2、算準(zhǔn)那么設(shè)計(jì)準(zhǔn)那么選用軟面齒： HB 350 , 按H 設(shè)計(jì), (點(diǎn)蝕 按F 校核硬面齒： HB 350 , 按F 設(shè)計(jì), (彎斷 按H 校核閉式傳動(dòng)開式傳動(dòng)磨損及彎斷 按F 設(shè)計(jì), 但模數(shù)增加10202022/8/187-2 齒輪材料和許用應(yīng)力一、齒輪常用材料常用材料：鋼、鑄鋼、鑄鐵及非金屬材料見表7-1 鋼：軟面齒： 中碳鋼、低合金鋼，35，45，40Cr HB 350 調(diào)質(zhì)、正火最終加工 HB小HB大3050非金屬材料： 儀表中鑄鐵：低速、不重要場(chǎng)合硬面齒： 低炭合金鋼， 20Cr, 20CrMnTiHB 350 調(diào)質(zhì)、正火粗加工淬火精加工2022/8/18二、許用應(yīng)力1、平安系數(shù) S

3、接觸疲勞造成的點(diǎn)蝕只引起噪聲、振動(dòng)；彎曲疲勞產(chǎn)生的斷齒那么導(dǎo)致傳動(dòng)不能繼續(xù)工作。 因此齒根彎曲疲勞系數(shù)應(yīng)大于齒面接觸疲勞平安系數(shù)。表7-22022/8/18查圖7-6 7-72、許用應(yīng)力2022/8/187-3 齒輪傳動(dòng)的精度國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定齒輪精度為12級(jí)，1級(jí)最高，12級(jí)最低。常用精度等級(jí)7、8、9級(jí)。按GB10095-88圓柱齒輪和GB11365-89圓錐齒輪規(guī)定： 精度等級(jí)： 高 低 1，2，3，5，6，7，8，9，10，11，12精度標(biāo)準(zhǔn)：運(yùn)動(dòng)精度標(biāo)準(zhǔn)第公差組；工作平穩(wěn)性精度標(biāo)準(zhǔn)第公差組；接觸精度標(biāo)準(zhǔn)第公差組；齒輪副側(cè)隙；齒坯公差精度等級(jí)選擇，按用途、工作條件、傳動(dòng)功率和圓周速度V來確定

4、。2022/8/187-4 直齒圓柱齒輪的強(qiáng)度計(jì)算一、輪齒的受力分析和計(jì)算載荷1、受力分析 齒輪嚙合時(shí)，受到法向力作用，方向沿嚙合線方向。圓周力方向：主動(dòng)輪：與線速度方向相反 從動(dòng)輪：與線速度方向相同 徑向力方向：主動(dòng)輪：指向輪心 從動(dòng)輪：指向輪心2022/8/18直齒受力分析2022/8/18例：受力分析：各分力畫在嚙合點(diǎn)處。o1o2n2n1Fr2Ft2Ft1Fr12022/8/18K:載荷系數(shù)，表7-32、計(jì)算載荷2022/8/18二、齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算 接觸應(yīng)力 兩圓柱體接觸赫茲公式 嚙合點(diǎn)齒廓綜合曲率半徑 材料彈性系數(shù) fnca 材料彈性系數(shù) 2022/8/182022/8/18引入

5、齒寬系數(shù) 接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)公式鋼制齒輪接觸強(qiáng)度校核公式2022/8/18三、齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算 校核公式： 再取標(biāo)準(zhǔn)值 設(shè)計(jì)公式： 將 中較大者代入公式 2022/8/187-5 直齒圓柱齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算一、設(shè)計(jì)計(jì)算路線1 閉式齒輪軟齒面：用接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)公式確定分度 圓直徑，然后選擇齒數(shù)、模數(shù)，最后， 校核齒根彎曲強(qiáng)度。硬齒面：用彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)公式確定摸數(shù)， 然后選擇齒數(shù)，最后，校核齒面接觸強(qiáng) 度。2 開式齒輪 按彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)公式計(jì)算模數(shù)，最后， 將計(jì)算模數(shù)增大10%-20%作為設(shè)計(jì)結(jié) 果。2022/8/181、齒數(shù)比=z2/z13m/s：鑄造錫青銅 (ZCuSn10P1，ZCuSn5PbZn5

6、)vs4m/s：鑄造鋁鐵青銅(ZCuAl10Fe3)vs2m/s：灰鑄鐵(HT150、HT200)蝸桿碳鋼：40、45鋼或40Cr， 淬火 40或45鋼，調(diào)質(zhì)， 220300HB合金鋼：15Cr或20Cr，滲碳淬火4055HRC2022/8/18二、蝸桿傳動(dòng)受力分析2022/8/182022/8/18左手定則右手定則Ft 主動(dòng)輪：與n1方向相反；Ft1 = - Fa2 從動(dòng)輪：與n2方向相同；Ft2 = - Fa1Fr 指向輪心； Fr1 = - Fr2Fa 左（右）手定則； Fa1 = - Ft2各力方向（只適于主動(dòng)輪?。?022/8/18例題： 圖示蝸桿-斜齒輪傳動(dòng)，蝸桿主動(dòng)，旋向?yàn)橛倚?/p>

7、軸的轉(zhuǎn)向如下圖，試在圖上畫出：1、蝸桿的轉(zhuǎn)向；2、欲使上兩輪軸向力抵消一局部，畫出 齒輪3，4的螺旋線方向2022/8/182022/8/18a1n1n1t1a2a3n2t2n2右旋左旋2022/8/18三、蝸桿傳動(dòng)強(qiáng)度計(jì)算1、蝸輪齒面接觸強(qiáng)度的計(jì)算2、蝸輪齒根彎曲強(qiáng)度的計(jì)算四、蝸桿傳動(dòng)熱平衡計(jì)算1、原因 效率低，發(fā)熱大，溫升高，潤(rùn)滑油粘度下降潤(rùn)滑油在齒 面間被稀釋，加劇磨損和膠合。2、冷卻措施 加散熱片以增大散熱面積；風(fēng)扇； 冷卻水管；循環(huán)油冷卻2022/8/182022/8/18 7-9 齒輪的結(jié)構(gòu)與潤(rùn)滑一、結(jié)構(gòu)1、齒輪軸2、實(shí)體式3、輻板式(孔板式)4、輪輻式2022/8/18圓錐齒輪圖7-18圓柱齒輪2022/8/18 e2.5m ，做成齒輪軸圓柱齒輪軸圓錐齒輪軸圖7-192022/8/18實(shí)心結(jié)構(gòu)的齒輪組裝齒圈的結(jié)構(gòu)da 200 mm2022/8/18腹板式結(jié)構(gòu)的齒輪 ( 200 da 500 mm)輪轂 輪輻 輪齒2022/8/18輪輻式的齒輪（500