07機械設計基礎模版課件

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

2、算準那么設計準那么選用軟面齒： HB 350 , 按H 設計, (點蝕 按F 校核硬面齒： HB 350 , 按F 設計, (彎斷 按H 校核閉式傳動開式傳動磨損及彎斷 按F 設計, 但模數(shù)增加10202022/8/187-2 齒輪材料和許用應力一、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、許用應力1、平安系數(shù) S

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

4、。2022/8/187-4 直齒圓柱齒輪的強度計算一、輪齒的受力分析和計算載荷1、受力分析 齒輪嚙合時，受到法向力作用，方向沿嚙合線方向。圓周力方向：主動輪：與線速度方向相反 從動輪：與線速度方向相同 徑向力方向：主動輪：指向輪心 從動輪：指向輪心2022/8/18直齒受力分析2022/8/18例：受力分析：各分力畫在嚙合點處。o1o2n2n1Fr2Ft2Ft1Fr12022/8/18K:載荷系數(shù)，表7-32、計算載荷2022/8/18二、齒面接觸疲勞強度計算 接觸應力 兩圓柱體接觸赫茲公式 嚙合點齒廓綜合曲率半徑 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) 接觸強度設計公式鋼制齒輪接觸強度校核公式2022/8/18三、齒根彎曲疲勞強度計算 校核公式： 再取標準值 設計公式： 將 中較大者代入公式 2022/8/187-5 直齒圓柱齒輪傳動的設計計算一、設計計算路線1 閉式齒輪軟齒面：用接觸強度設計公式確定分度 圓直徑，然后選擇齒數(shù)、模數(shù)，最后， 校核齒根彎曲強度。硬齒面：用彎曲強度設計公式確定摸數(shù)， 然后選擇齒數(shù)，最后，校核齒面接觸強 度。2 開式齒輪 按彎曲強度設計公式計算模數(shù)，最后， 將計算模數(shù)增大10%-20%作為設計結(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、蝸桿傳動受力分析2022/8/182022/8/18左手定則右手定則Ft 主動輪：與n1方向相反；Ft1 = - Fa2 從動輪：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（只適于主動輪?。?022/8/18例題： 圖示蝸桿-斜齒輪傳動，蝸桿主動，旋向為右旋，

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、蝸桿傳動強度計算1、蝸輪齒面接觸強度的計算2、蝸輪齒根彎曲強度的計算四、蝸桿傳動熱平衡計算1、原因 效率低，發(fā)熱大，溫升高，潤滑油粘度下降潤滑油在齒 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)與潤滑一、結(jié)構(gòu)1、齒輪軸2、實體式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