第10章_齿轮传动ppt课件.ppt

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1、第十章　齿轮传动§10-2　轮齿的失效形式及设计准则§10-3　齿轮材料及选用原则§10-6　齿轮传动的设计参数、许用应力与精度选择§10-4　齿轮传动的计算载荷§10-5　标准直齿圆柱齿轮传动的强度计算§10-8　标准锥齿轮传动的强度计算§10-9　齿轮的结构设计§10-10　齿轮传动的润滑§10-1　概述§10-7　标准斜齿圆柱齿轮传动的强度计算作用：要求：分类§10-1　概述特点：齿轮传动设计：设计一对齿轮，使其在一定的扭矩T(或功率P)，转速n(或传动比i)以及齿轮的工作条件下，设计出齿轮的尺寸，画出齿轮的零件工作图。齿轮的尺寸主要由以下八个基本参数决定:学习本章的目的α、x、z、β、

2、m、B模数m及齿宽B由本章齿轮强度计算来决定。此外还要决定齿轮的材料(包括其热处理方法及加工过程)，齿轮精度等。齿面胶合齿面磨损齿面点蚀§10-2　轮齿的失效形式及设计准则轮齿折断失效形式齿面塑性变形一、轮齿的失效形式二、齿轮的设计准则▲保证足够的齿根弯曲疲劳强度，以免发生齿根折断▲保证足够的齿面接触疲劳强度，以免发生齿面点蚀▲对高速重载齿轮传动，除以上两设计准则外，还应按齿面抗胶合能力的准则进行设计▲闭式硬齿面齿轮传动，以保证齿根弯曲疲劳强度为主，按齿根弯曲疲劳强度设计，按齿面接触疲劳强度校核。▲开式或半开式传动：由于不存在点蚀问题，因此，只需要按齿根弯曲疲劳强度设计，并适当加大模数用来考虑

3、磨损的影响。由工程实践得知:▲闭式软齿面齿轮传动，以保证齿面接触疲劳强度为主，按齿面接触疲劳强度设计，按齿根弯曲疲劳强度校核。一、对齿轮材料性能的要求齿轮的轮齿应有较高的抗折断能力，齿面应有较强的抗点蚀、抗磨损、抗胶合和抗塑性变形的能力，即要求：齿面要硬、齿芯要韧。§10-3　齿轮材料及选用准则常用齿轮材料锻钢铸钢铸铁非金属材料二、常用齿轮材料钢材的韧性好，耐冲击，通过热处理和化学处理可改善材料的机械性能，最适于用来制造齿轮。热处理方法表面淬火满足外硬内韧的要求渗碳淬火获得硬度较高的组织调质获得综合力学性能较高的组织正火渗氮增加材料的耐磨性能三、齿轮材料的热处理和化学处理对于中碳钢正火后硬度适

4、中，更适合切削加工。四、齿轮材料选用的基本原则(1)齿轮材料必须满足工作条件的要求，如强度、寿命、可靠性、经济性等；(2)应考虑齿轮尺寸大小，毛坯成型方法及热处理和制造工艺；(3)正火碳钢，只能用于制作在载荷平稳或轻度冲击下工作的齿轮；调质碳钢可用于在中等冲击载荷下工作的齿轮；(6)钢制软齿面齿轮，其配对两轮齿面的硬度差应保持在30~50HBS或更多。(4)合金钢常用于制作高速、重载并在冲击载荷下工作的齿轮；(5)航空齿轮要求尺寸尽可能小，应采用表面硬化处理的高强度合金钢；§10-4　齿轮传动的计算载荷齿轮传动强度计算中所用的载荷，通常取沿齿面接触线单位长度上所受的载荷，即：实际传动中由于原动

5、机、工作机性能的影响以及制造、安装误差的影响，载荷会有所增大，且沿接触线分布不均匀。接触线单位长度上的最大载荷为K为载荷系数，其值为：K＝KAKvKαKβFn为轮齿所受的公称法向载荷。式中KA——使用系数Kv——动载系数Kα——齿间载荷分配系数Kβ——齿向载荷分布系数圆周力径向力法向力各作用力的方向如图O2ω2（从动）O1N1N2ttω1（主动）T1cααd12d22αFtFrFnFn§10-5标准直齿圆柱齿轮传动的强度计算一、轮齿受力分析圆周力Ft的方向：在主动轮上与运动方向相反，在从动轮上与运动方向相同；径向力Fr的方向：由啮合点指向各自的圆心；力的方向；二、齿根弯曲疲劳强度计算注意：计算

6、时取较大者，计算结果应圆整成标准值,且m≥1.5引入齿宽系数φd=b/d1（b为大齿轮的齿宽，d1为小齿轮分度圆直径）得设计公式在满足弯曲强度的条件下可适当选取较多的齿数，以使传动平稳(重合度ε大)。代入d1=mz1校核公式三、齿面接触疲劳强度计算引入齿宽系数φd=b/d1区域系数齿面接触疲劳强度校核公式得设计公式标准齿轮ZH=2.5模数m不能成为衡量齿轮接触强度的依据。注意：因两个齿轮的σH1=σH2，故按此强度准则设计齿轮传动时，公式中应代入[σH]1和[σH]2中较小者。齿轮传动设计，按主要失效形式进行强度计算，定主要尺寸，再按其它失效形式进行必要的校核。软齿面闭式齿轮传动：按接触疲劳强

7、度进行设计，按弯曲疲劳强度校核硬齿面闭式齿轮传动按弯曲疲劳强度进行设计，按接触疲劳强度校核开式齿轮传动，按弯曲疲劳强度设计。（由于开式齿轮都是硬齿面齿轮，所以按弯曲疲劳强度设计）其失效形式为磨损，点蚀形成之前齿面已磨掉。或：同时按弯曲疲劳强度及接触疲劳强度进行设计，取较大模数。一、齿轮传动设计参数的选择1．压力角a的选择2．齿数的选择一般，闭式齿轮传动z1=20~403．齿宽系数fd的选择z1↑m