机械设计课件濮良贵10a

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1、第三篇机械传动一传动的重要性工作机与原动机的运动形式和速度大小不同工作机的变速要求一台原动机带动若干不同速度工作机工作机与原动机分开传动的分类机械传动摩擦传动啮合传动摩擦轮传动带传动齿轮、蜗杆传动链、同步带传动螺旋传动§10—1概述齿轮传动的特点工作可靠，传动比稳定，结构紧凑，效率高，寿命长。二齿轮传动的分类:(按工作条件分类)软齿面HBS≤350硬齿面HBS＞350闭式传动开式传动(半开式传动）第十章齿轮传动§10—2轮齿的失效形式及计算准则(一)轮齿的失效形式1.轮齿折断（开式或硬齿）疲劳折断2.齿面点蚀（闭式软齿面）过载折断（脆性（铸铁或硬齿）加冲击）全齿折断(直齿齿

2、根裂纹扩展所至）缺角(斜齿接触线为斜线)靠近节线的齿根表面有点状脱落，出现凹坑——点蚀原因：⑴交变的σH反复作用→裂纹扩展⑵摩擦力的作用→带动表面材料⑶油压的作用→促使裂纹扩展5.塑性变形应力过大→材料屈服→塑性流动→齿面变形4.齿面磨损(开式)油不净→磨料磨损→齿形破坏→齿根减薄（根部严重）→断齿3.齿面胶合(高速、重载)压力大、温度高→润滑失效→表面粘连→沿运动方向撕裂(二)设计准则防齿面点蚀→防轮齿折断→齿面接触疲劳强度计算→求尺寸d或a限制接触应力齿根弯曲疲劳强度计算→求模数ｍ限制弯曲应力闭式软齿面——以保证接触疲劳强度为主闭式硬齿面——以保证弯曲疲劳强度为主开式传

3、动——以保证弯曲疲劳强度为准则§10—3齿轮的材料及其选择原则1.齿面要硬,齿芯要韧2.易于加工及热处理3.软齿面齿轮齿面配对硬度差为30~50HBS(一).对齿轮材料的基本要求(二).常用的齿轮材料1.钢——含碳量为0.1％～0.6％→常用→性能最好(可通过热处理提高机械性能)⑴锻钢——钢材经锻造,性能提高→最常用45、35SiMn、42SiMn、40Cr、35CrMo(2)铸钢——齿轮较大(d≥400～600)时采用ZG310-570、ZG340-640成本高2.铸铁－用于开式、低速齿轮，强度差，易成型⑴灰口铸铁——HT200、HT300⑵球墨铸铁——QT500-73.

4、非金属材料——用于小功率、速度高→低噪音软齿面：正火、调质两轮材料相同时，采用不同的热处理硬齿面：低碳钢－渗碳＋淬火中碳钢－表面淬火(三).常用热处理：(四).钢制齿轮加工工艺过程坯料→热(正)→切齿→表面硬化处理(淬火、氰化、氮化)→精加工（磨齿）软齿面齿轮：坯料→热(正、调)→切齿(一般8级、精切7级)硬齿面齿轮：§10—4齿轮传动的计算载荷齿轮沿接触线的平均线载荷p为：p=Fn/L（N/mm）Fn——法向载荷L——接触线长计算载荷：pca=Kp=KFn/L载荷系数：K=KAKVKαKβ1使用系数KA影响因素：原动机、工作机的机械特性表10—2考虑外部因素引起的附加动载

5、荷影响Fn3齿间载荷分配系数Kα4齿向载荷分布系数Kβ影响因素：齿轮的精度、圆周速度图10—8影响因素：齿轮的精度、齿面硬度表10—3影响因素：精度、齿面硬度、齿宽、齿轮相对轴承的位置表10—4图10-13考虑齿轮副双齿啮合时各齿对载荷分配不均匀的影响考虑载荷沿轮齿齿宽分布不均匀的影响2动载荷系数KV考虑齿轮副本身因误差、变形带来冲击而引起的附加动载荷影响假设：单齿对啮合，力作用在节点Ｐ，不计Ｆf，轮齿间的法向力Ｆn,沿啮合线指向齿面。圆周力Ｆt：沿节圆切线方向指向齿面(一)轮齿的受力分析§10—5标准直齿圆柱齿轮传动强度计算1.Ｆn的分解：圆周力Ｆt：径向力Ｆr：径向力Ｆ

6、r：沿半径方向指向齿面（轮心）Ｆn2.作用力的大小：Ｔ1－小齿轮传递的转矩Ｎ·mmｄ1－小齿轮节圆直径mm;α－啮合角(10-3)3.作用力的方向判断及关系：Ｆt1(主):Ft1Fr1Ft1Fr1Fr2Ft2Ft2Fr2Ｆr1Ｆr2与Ｖ1反向与Ｖ2同向Ｆt2(从):—分别指向各自轮心※：画受力图时，各分力画在啮合点上关系：Ｆt1=－Ｆt2Ｆr1=－Ｆr2Ｆt计算点：法向力Ｆn作用在齿顶且假设为单齿对啮合，轮齿为悬臂梁危险截面：齿根某处—30°切线法确定拉应力→加速裂纹扩展→只计弯曲拉应力(二)齿根弯曲疲劳强度计算齿根危险截面的弯曲应力为：弯曲强度校核公式：令：——齿形系数表

7、10—5考虑齿根应力集中的影响引进应力校正系数YSa，YFa、YSa与模数无关，只与齿形（齿数）有关其中：Ft=2T1／d1d1=mz1齿宽系数：Φd=b／d1（重要）表10—7(10-5a)弯曲强度设计公式：(三)齿面接触疲劳强度计算★由公式计算出模数去套标准有曲率的齿廓接触点→接触应力→赫兹公式(10-5)令：pca=Fca／L计算点：节点→单齿对啮合→综合曲率半径为——综合曲率半径——弹性影响系数表10—6曲率半径=？则有：u=z2／z1（=d2／d1=i）——齿数比标准齿轮，节圆=分度园，则ρ1=d1sin