机械设计齿轮传动ppt课件.ppt

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1、齿轮传动机电工程学院齿轮传动齿轮传动的应用变速箱差速器蜗杆减速器机械表1200t起重机主起升减速器板带材轧机减速器齿轮传动闭式传动：齿轮工作于封闭的箱体之中。开式传动：齿轮工作于非封闭的箱体之中。软齿面齿轮：齿轮齿面的硬度小于或等于350HBS。硬齿面齿轮：齿轮齿面的硬度大于350HBS。精度等级：齿轮的精度分为12个等级，1级精度最高，12级精度最低。6.1概述齿轮传动分类1.按齿轮的工作条件：2.按齿面硬度：齿轮传动6.2齿轮传动失效形式轮齿折断齿轮传动齿面点蚀齿轮传动失效形式齿轮传动齿面磨损齿轮传动

2、失效形式齿轮传动齿面胶合齿轮传动失效形式齿轮传动塑性变形齿轮传动失效形式主动轮从动轮齿轮传动设计准则•闭式软齿面齿轮传动：常因齿面点蚀而失效，故通常先按齿面接触疲劳强度进行设计，然后校核齿根弯曲疲劳强度。•闭式硬齿面齿轮传动：其齿面接触承载能力较高，通常先按齿根弯曲疲劳强度进行设计，然后校核齿面接触疲劳强度，也可不分先后。•开式齿轮传动：其主要失效形式是齿面磨损，而且在轮齿磨薄后往往会发生轮齿折断。故目前多是按齿根弯曲疲劳强度进行设计，并考虑磨损的影响将模数适当增大。齿轮传动齿轮材料（见表6.2）:1）锻

3、钢2）铸钢3）铸铁4）非金属材料6.3齿轮材料及热处理对材料的基本要求：*齿面有足够的硬度；*轮芯有足够的强度和韧性；*具有良好的机械加工和热处理工艺性；*价格低。常用热处理:1.表面淬火2.渗碳淬火3.调质4.正火齿轮传动齿轮材料及热处理齿轮加工方案的选择，主要取决于齿轮的精度等级、生产批量和热处理方法等。对于8级及8级以下精度的不淬硬齿轮，可用铣齿、滚齿或插齿直接达到加工精度要求。对于8级及8级以下精度的淬硬齿轮，需在淬火前将精度提高一级，其加工方案可采用：滚（插）齿－齿端加工－齿面淬硬－修正内孔。对

4、于6～7级精度的不淬硬齿轮，其齿轮加工方案：滚齿－剃齿。对于6～7级精度的淬硬齿轮，其齿形加工一般有两种方案：（1）剃－珩磨方案:滚（插）齿－齿端加工－剃齿－齿面淬硬－修正内孔－珩齿,剃－珩方案生产率高，广泛用于7级精度齿轮的成批生产中;（2）磨齿方案:滚（插）齿－齿端加工－齿面淬硬－修正内孔－磨齿,磨齿方案生产率低，一般用于6级精度以上的齿轮。对于5级及5级精度以上的齿轮，一般采用磨齿方案。对于大批量生产，用滚（插）齿－冷挤齿的加工方案，可稳定地获得7级精度齿轮。齿轮传动6.4齿轮传动的计算载荷圆周力：

5、Ft=2T/dN转矩：T=9.55×106P/nN·mm1.名义载荷：名义功率P所对应的载荷2.计算载荷:名义载荷乘以载荷系数Fc=KFtK=KAKvKαKβN齿轮传动使用系数KA：原动机、工作机的特性引起的附加动载荷成分齿轮传动的计算载荷原动机工作特性工作机工作特性均匀平稳轻微冲击中等冲击严重冲击均匀平稳1.001.251.501.75轻微冲击1.101.351.601.85中等冲击1.251.501.752.00严重冲击1.501.752.00≥2.25齿轮传动动载系数Kv：齿轮副的啮合误差、基圆齿距

6、误差、齿形误差、轮齿变形等引起的附加动载荷成分。齿轮传动的计算载荷直齿圆柱齿轮传动：取Kv=1.05～1.4斜齿圆柱齿轮传动：取Kv＝1.02～1.2齿轮精度低、速度高时，Kv取大值；反之，取小值。齿轮传动齿轮传动的计算载荷齿间载荷分配系数Kα:齿对间载荷分配不均匀引起的动载荷成分。简化计算方法的齿间载荷分配系数：直齿圆柱齿轮传动：取Kα=1～1.2；斜齿圆柱齿轮传动：取Kα=1～1.4。当齿轮制造精度低、齿面硬度高时，取大值；反之，取小值。齿轮传动齿轮传动的计算载荷齿向载荷分布系数Kβ：齿向载荷分布不均

7、匀引起的附加载荷成分。设计时，可简化认为：当两轮之一为软齿面时，取Kβ=1～1.2；当两轮均为硬齿面时，取Kβ=1.1～1.35；当宽径比b/d1较小、齿轮在两支承中间对称布置、轴的刚性大时，取小值；反之，取大值。齿轮传动6.5直齿圆柱齿轮传动的强度计算受力分析圆周力：Ft1=2T1/d1=-Ft2径向力：Fr1=Ft1tanα=-Fr2法向力：Fn1=Ft1/cosα=-Fn2力的方向判断:主动轮圆周力与转向相反，从动轮相同；径向力指向各自轮心。齿轮传动齿面接触疲劳强度计算基本公式ZE－为材料弹性系数，

8、见表6.4Fn－法向力ρ1、ρ2－分别为曲率半径L－为接触长度E1、E2－分别为材料弹性模量μ1、μ2－分别为材料泊松比赫兹接触模型N2N1rb1rb2o2o1d2//2d1//2α/α/α/ω2ω1C21齿轮传动齿面接触疲劳强度计算将齿轮齿廓在节线处简化成圆柱节点C处齿廓曲率法向计算载荷接触线总长度齿数比Zε－重合度系数一般取Zε=0.85～0.92，齿数多时，取小值；反之，取大值。齿轮传动齿面接触疲劳强度计算ZH－为节