西工大机械设计ppt资料讲课讲稿.ppt

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1、西工大机械设计PPT资料齿轮传动概述2二、齿轮传动的分类按齿轮类型分：直齿圆柱齿轮传动　　斜齿圆柱齿轮传动锥齿轮传动　　　　　人字齿轮传动按装置形式分：开式传动、半开式传动、闭式传动按使用情况分：动力齿轮——以动力传输为主，常为高速重载或低速重载传动传动齿轮——以运动准确为主，一般为轻载高精度传动按齿面硬度分：软齿面齿轮（齿面硬度≤350HBS）硬齿面齿轮（齿面硬度＞350HBS）概述三、本章的学习目的本章学习的根本目的是掌握齿轮传动的设计方法，也就是要能够根据齿轮工作条件的要求，能设计出传动可靠的齿轮。设计齿轮是指设计确定齿轮的主

2、要参数以及结构形式。对于斜齿圆柱齿轮而言，应设计的主要参数有：模数m、齿数z、螺旋角β以及压力角a、齿高系数h*a、径向间隙系数c*。图片齿轮传动的失效形式及设计准则齿轮传动的失效形式及设计准则一、齿轮的主要失效形式轮齿折断齿面磨损齿面点蚀齿面胶合塑性变形二、齿轮的设计准则对一般工况下的齿轮传动，其设计准则是：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。由实践得知：闭式软齿面齿轮传动，以保证齿面接触疲劳强度为主

3、。闭式硬齿面或开式齿轮传动，以保证齿根弯曲疲劳强度为主。齿轮传动的失效主要是指轮齿的失效，其失效形式是多种多样的。常见的失效形式有：由于齿轮其他部分（齿圈、轮辐、轮毂等）通常是经验设计的，其尺寸对于强度和刚度而言均较富裕，实践中也极少失效。齿轮的材料及其选择原则齿轮的材料及其选择原则一、对齿轮材料性能的要求齿轮的齿体应有较高的抗折断能力，齿面应有较强的抗点蚀、抗磨损和较高的抗胶合能力，即要求：齿面硬、心部韧。二、常用的齿轮材料钢：许多钢材经适当的热处理或表面处理，可以成为常用的齿轮材料；铸铁：常作为低速、轻载、不太重要的场合的齿轮材

4、料；非金属材料：适用于高速、轻载且要求降低噪声的场合。三、齿轮材料选用的基本原则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；应考虑齿轮尺寸大小，毛坯成形方法及热处理和制造工艺；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。常用材料齿轮传动的计算载荷齿轮传动的计算载荷根据齿轮传动的额定功率和转速，可求得齿轮传递的名义扭矩和轮齿上的名义法向载荷Fn。由于受多种因素的影响，实际传动中轮齿上的名义载荷可能增大。齿轮设计计算中，应根据修正名义载荷—计算载荷进行齿轮强度计算。齿轮强度计算的计算载荷为：

5、式中，K为载荷系数，其值为K＝KAKvKαKβ。其中：KA——使用系数Kv——动载系数Kα——齿间载荷分配系数Kβ——齿向载荷分布系数具体计算中，载荷系数有齿根弯曲疲劳强度计算用载荷系数KF和齿面接触疲劳强度计算用载荷系数KH之分。直齿圆柱齿轮强度计算1标准直齿圆柱齿轮强度计算一、轮齿的受力分析以节点P处的啮合力为分析对象，并不计啮合轮齿间的摩擦力，可得：啮合传动中，轮齿的受力分析直齿圆柱齿轮强度计算2标准直齿圆柱齿轮强度计算二、齿根弯曲疲劳强度计算中等精度齿轮传动的弯曲疲劳强度计算的力学模型如下图所示。根据该力学模型可得齿根理论弯

6、曲应力：计入齿根应力校正系数Ysa及重合度系数Ye后，有引入齿宽系数后　　　，可得设计公式：YFa为齿形系数，与齿形有关而与模数m无关。计算系数说明直齿圆柱齿轮强度计算3标准直齿圆柱齿轮强度计算三、齿面接触疲劳强度计算基本公式──赫兹应力计算公式，即:在节点啮合时，接触应力较大，故以节点为接触应力计算点。齿面接触疲劳强度的校核式：齿面接触疲劳强度的设计式：节点处的综合曲率半径为：详细说明各式中：u=z2/z1；KH——接触疲劳强度计算的载荷系数，；ZE——弹性影响系数；ZH——区域系数；Ze——重合度系数，。齿轮传动的设计参数1一、

7、齿轮传动设计参数的选择齿轮传动设计参数、许用应力与精度选择1．压力角a的选择2．齿数的选择一般情况下，闭式齿轮传动:z1=20~40开式齿轮传动:z1=17~20z2=iz13．齿宽系数fd的选择当d1已按接触疲劳强度确定时，z1↑m↓重合度e↑→传动平稳抗弯曲疲劳强度降低齿高h↓→减小切削量、减小滑动率因此，在保证弯曲疲劳强度的前提下，齿数选得多一些好！fd↑→齿宽b↑→有利于提高强度，但fd过大将导致Kβ↑一般情况下取a=20°fd的选取可参考齿宽系数表齿轮传动的设计参数2二、齿轮传动的许用应力齿轮传动设计参数、许用应力与精度选

8、择式中：KN为寿命系数，是应力循环次数N对疲劳极限的影响系数；弯曲强度计算时：S=SF=1.25~1.50；σlim＝σFlim接触强度计算时：S=SH=1.0;σlim＝σHlim三、齿轮精度的选择σlim为齿轮的疲劳极限，S为安全