第九章齿轮机构课件.ppt

第九章 齿轮传动 本章重点 1、廓啮合基本定律 2、标准直齿的几何参数计算 3、一对渐开线直齿轮的正确啮合条件、可分性及重合度 4、渐开线齿轮的根切，最小齿数，变位的概念 5、轮齿的主要失效形式 6、直齿轮的弯曲强度和接触强度的计算点 7、直齿轮、斜齿轮的受力分析（方向和大小） 8、锥齿轮的受力分析（方向） 9、斜齿轮的几何参数计算以及当量齿轮 10 一对渐开线斜齿轮的正确啮合条件 11 锥齿轮的几何参数计算以及当量齿轮 12 一对渐开线锥齿轮的正确啮合条件 第九章 结束 一、特点及应用 §９—1４ 圆锥齿轮传动 圆锥齿轮机构是用来传递空间两相交轴之间运动和动力的一种齿轮机构。 轮齿分布在截圆锥体上，齿形从大端到小端逐渐变小 为计算和测量方便，通常取大端参数为标准值 正确啮合条件： 传动比： 二、背锥和当量齿轮 背锥 当量齿轮直径 当量齿轮齿数 一、轮齿的受力分析 力的方向： Ft——主反从同 Fr——指向各自的轴线 Fa——指向大端 §９—1５直齿锥齿轮传动的强度 力的大小： 二、齿面接触疲劳强度计算 按齿宽中点背锥展开的当量直齿圆柱齿轮 2.设计步骤: R→选择z1、z2→求m，取标准 1.传动比i ≤3，齿宽系数ΨＲ≤0.3 三、齿根弯曲疲劳强度计算 1.齿形系数ＹＦ按ＺＶ查取. ３.设计步骤: mm→m，取标准→选取z1、z2 ２.mm——齿宽中点处模数 §9—1６ 齿轮的结构设计 1、齿轮轴 e2mt（1.6m—锥齿） 2、实心齿轮 e2m，da≤160mm 3、腹板式齿轮 da500mm 4、轮辐式齿轮 400mmda1000mm 5、组合式齿轮 轮毂与齿圈采用不同材料 1.根切： 危害：①切掉渐开线齿廓,传动比不恒定 ②削弱了齿根强度 ③降低重合度 根切原因看录象 §９—7 根切，最小齿数，变位齿轮 2、齿轮不发生根切的最少齿数 径向变位法 xm——移距或变位 x——移距系数或变位系数 规定： 正变位 零变位 负变位 变位齿轮和标准齿轮相比： m、α、r、rb、p不变 s、ha、hf 变化 3、变位齿轮 1）避免根切 2）改善小齿轮的寿命，使一对齿轮的寿命相当 3）凑小中心距 §9—8 齿轮材料及热处理 一、常用的齿轮材料 1、钢 （1）锻钢 软齿面齿轮 HBS≤350 硬齿面齿轮 HBS350 （2）铸钢 2、铸铁 3、非金属材料 二、齿轮材料的选择原则 钢制软齿面齿轮要求小齿轮硬度大于大齿轮30-50 HBS 原因：1）小齿轮齿根强度较弱 2）小齿轮的应力循环次数较多 3）当大小齿轮有较大硬度差时，较硬的小齿轮会对较软的大齿轮齿面产生冷作硬化的作用，可提高大齿轮的接触疲劳强度 §9—9 轮齿的失效形式 一、失效形式 1、轮齿折断 2、齿面疲劳点蚀 3、齿面磨损 4、齿面胶合 5、齿面塑性变形 二、设计准则 主要失效形式 设计准则 闭式软齿面齿轮 齿面疲劳点蚀 齿面接触疲劳强度准则 开式硬齿面齿轮 磨粒磨损， 计算的模数扩 弯曲疲劳折断 大10~15% 闭式硬齿面齿轮 齿根弯曲疲劳折断 齿根弯曲疲劳强度准则 §9－10直齿圆柱齿轮轮齿表面接触疲劳强度计算 一、轮齿的受力分析 力的方向 Ft-----主反从同 Fr------指向各自轴线 Fr Ft 圆周力 Ft=2T1/d1 径向力 Fr=Fttgα 法向力Fn 力的大小 其中：T1—小齿轮的扭矩，N?mm d1—小齿轮的节圆直径，mm ?—压力角，对标准齿轮， ?=20° 二、齿面接触疲劳强度计算 假设： 1、以节点处的接触应力为计算依据 2、单齿对承担载荷 轮齿在节点处接触相当于两个圆柱体相互接触 接触应力 由赫兹公式知，两圆柱体接触处的最大接触应力为 E1,E2为两圆柱体的弹性模量 ? 啮合点齿廓综合曲率半径 ——啮合点齿廓综合曲率半径 节点处齿廓的啮合可以看成是以节点处齿廓曲率半径为半径的两个圆柱体相接触。 节点齿廓曲率半径： K——载荷系数，K＝1.3～1.6 将q 、E、 ρ带入 校核公式 设计公式 对于α＝20。的一对钢齿轮（E=20.6x106MPa） 2、接触强度计算公式中， 　　 1、当一对齿轮的材料、传动比、齿宽系数一定时，接触强度仅与中心距有关，与单个的m、Z无关。 讨论： 3、许用接触应力 4、齿宽 5、当非钢与钢齿轮配对时，要对系数335、48修正。