机械设计基础 教学课件 作者 王凤良第十章 第十章 齿轮传动.pptVIP

10.5 渐开线齿轮的加工 Machinery Foundation 第十章 齿轮传动 （二）变位齿数的概念 1.变位的目的 变位齿轮克服了标准齿轮的下列缺点： 1）能制造出齿数小于最少齿数但又无根切现象的齿轮。 2）实现标准中心距的无侧隙传动。 3）能使小齿轮齿根厚度加大，使大小齿轮的弯曲强度大致相等等。 10.5 渐开线齿轮的加工 Machinery Foundation 第十章 齿轮传动 2.变位齿轮的概念 定义：采用改变刀具位置的方法展成加工出来的齿轮。 变位量：刀具由切削标准齿轮位置移动的距离称为，用X m表示。其中m为齿轮的模数，Ｘ称为变位系数。 正变位：当刀具离移被切齿轮中心时，Ｘ取正值时。 负变位：当刀具移近被切齿轮中心时，Ｘ为负值时。 10.5 渐开线齿轮的加工 Machinery Foundation 第十章 齿轮传动 图10-11变位齿轮 a)变位齿轮分度圆齿厚 b）齿廓的比较 10.6渐开线齿轮加工的根切现象变位齿轮 Machinery Foundation 第十章 齿轮传动 10.6渐开线齿轮加工的根切现象变位齿轮 Machinery Foundation 第十章 齿轮传动 根切现象和最少齿数 定义：展成法加工渐开线标准齿轮时，如被切齿轮的齿数过少，刀具顶线就会超过啮合线与被切齿轮基圆的切点N1，刀刃将轮齿根部的渐开线齿廓切去，这种现象称为根切现象。 不发生根切的最少齿数： 当α＝20°, ha?＝1时, z min＝17； 当α＝20°, ha?＝0.8时,z min＝1 图10-11根切现象 Machinery Foundation 第十章 齿轮传动 为避免刀具齿顶高于齿轮的理论啮合点Ｎ１，需要将刀具外移，使刀具分度圆（或中线） 和齿坯分度圆分离，这样加工的齿轮为变位齿轮。 变位齿轮概念 10.6渐开线齿轮加工的根切现象变位齿轮 10.7 齿轮轮齿的失效、齿轮传动的设计准则 Machinery Foundation 第十章 齿轮传动 Machinery Foundation 第十章 齿轮传动 （一）齿轮的失效 ※ 轮齿折断 疲劳折断：超过弯曲疲劳极限引起的。 过载折断：严重过载或受冲击载荷引起的。 图10-14 齿根的疲劳裂纹 10.7 轮齿的失效、齿轮传动的设计准则 Machinery Foundation 第十章 齿轮传动 图10-15 齿面的点蚀 ※ 齿面点蚀 定义：齿轮工作表面出现一些小凹坑，当点面积不断扩展时，使齿轮啮合情况恶化而失效。 ※ 齿面磨损 原因：齿轮传动时，两相互啮合的齿廓表面有相对滑动，引起表面磨损。 图10-15 齿面磨损 10.7 轮齿的失效、齿轮传动的设计准则 10.7 轮齿的失效、齿轮传动的设计准则 Machinery Foundation 第十章 齿轮传动 图10-15 齿面胶合 ※ 齿面胶合 定义：高速重载、啮合区温度升高引起润滑失效，齿面金属直接接触并相互粘连，较软的齿面被撕下而形成沟纹 ※ 齿面塑性变形 原因：软齿面齿轮在承受重载时，齿面可能产生局部塑性变形而失去正确的齿形。 图10-15 齿面磨损 10.8 齿轮常用的材料及选材原则 Machinery Foundation 第十章 齿轮传动 10.8齿轮常用的材料及选材原则 Machinery Foundation 第十章 齿轮传动 （二）齿轮的常用材料及选择 ※ 常用材料 常用的齿轮材料是优质碳素钢、合金钢，一般多用锻件；当较大直径齿轮不易锻造时，可采用铸钢或球墨铸铁。常用齿轮材料的力学性能和应用范围见表10-4。 ※ 选材原则 →根据齿轮的工作特点 →合理选择材料配对 →考虑加工工艺 10.9直齿圆柱齿轮的强度计算 Machinery Foundation 第十章 齿轮传动 10.9 直齿圆柱齿轮的强度计算 Machinery Foundation 第十章 齿轮传动 （一）轮齿的受力分析 如图10-19中，法向力Fn,可分解为圆周力Ft，径向力Fr，他们的关系为： Ft=2T1/d1 Fr=Fttanα Fn=Ft/cosα 式中，T1位小齿轮传递的转矩；d1位小齿轮的分度圆直径；α为压力角。 图10-19 直径圆柱齿轮传动的作用力 Machinery Foundation 第十章 齿轮传动 （二）计算载荷 由于载荷集中