第十四章 齿轮传动0.ppt

1.熟悉齿轮传动的特点及应用； 2.掌握不同条件下齿轮的失效形式和设计准则 3.掌握齿轮常用材料及齿面硬度的确定原则 4.掌握齿轮传动的受力分析、强度计算、理论依据、力学模型、各参数的意义及选择、会用计算公式； 5.了解齿轮传动的精度、润滑，斜齿圆柱齿轮和圆锥齿轮强度计算公式推导与直齿圆柱齿轮强度计算公式的不同处。 §9-2齿轮传动的失效形式及设计准则 齿轮的材料及其选择原则2 Fa1：用左、右手定则：四指为ω1方向，拇指为Fa1方向。 ：左旋用左手，右旋用右手 Fa2：与Fa1反向，不能对从动轮运用左右手定则。 注意：各力画在作用点——齿宽中点 从动轮： ， ， ， ※ β 方向：左、右旋 转动方向 Fa取决于 改变任一项，Fa方向改变。 举例： 右旋 左旋 n1 n2 n1 n2 右旋 左旋 Ft2 Ft1 Fr1 Fr2 Fr2 Fr1 × ○ Ft2 ⊙ Ft1 ⊙ Fa1 × ○ Fa2 Fa1 Fa2 旋向？ 一对斜齿轮： β 1=-β2 ∴旋向相反 旋向判定：沿轴线方向站立，可见侧轮齿左边高即为左旋，右边高即为右旋。 ※ 三、计算载荷 名义圆周力 （名义载荷） 实际情况： 外部影响：原动机、工作机影响 内部影响：制造、安装误差；受载变形(齿轮、轴等) 需对Ft修正 实际载荷（计算载荷）FtcFt 使用系数 动载系数 齿间载荷分配系数 齿向载荷分配系数 计算载荷： K——载荷系数 1、使用系数KA 考虑原动机、工作机、联轴器等外部因素引起的动载荷而 引入的系数。（P215 表12.9） 2、动载系数Kv 考虑齿轮啮合过程中因啮合误差和运转速度引起的内部附加 动载荷系数。 基节误差、齿形误差、轮齿变形等 ∴ Kv=f(精度,v) 具体影响因素： 1）基节误差：制造误差、弹性变形引起。 齿轮正确啮合条件：pb1=pb2 。 如果： pb2＞pb1 ——提前进入啮合 ——从动轮修缘。 ——滞后退出啮合 ——主动轮修缘。 如果： pb2＜pb1 i≠const→ω2 ≠ const →冲击、振动、噪音 2）齿形误差 3）轮齿变形 精度↑——→Kv↓ 4）v↑、齿轮质量↑——动载荷↑ （∴ 不同精度齿轮限制vmax P207 表12.6） 降低Kv的措施： 1）↑齿轮精度 2）限制v 3）修缘齿（齿顶修削） 3、齿间载荷分配系数Kα 考虑同时啮合的各对轮齿间载荷分配不均匀的系数。 齿轮连续传动条件：εα≥1 —→时而单齿对，时而双齿对啮合。 Kα取决于轮齿刚度、pb误差、修缘量等。 KHα——用于σH KFα ——用于σF 4、齿向载荷分配系数Kβ 考虑使轮齿沿接触线产生载荷分布不均匀现象。 影响因素 制造方面：齿向误差 安装方面：轴线不平行等 使用方面：轴变形、轮齿变形、支承变形等 讨论： a）轴承作非对称布置时， 弯曲变形对Kβ的影响。 靠近转矩输入端，轮齿所受载荷较大。 差 好 综合考虑a、b两因素。 例： 图示减速器哪端输入更好？ × × × × 1 2 3 4 b）轮齿扭转变形对Kβ的影响。 KHβ：P218 表12.11 KFβ 措施： 1）↑齿轮及支承刚度； 6）齿轮位于远离转矩输入端。 5）采用鼓形齿； 3）合理选择齿宽； 4）↑制造安装精度； 2）合理选择齿轮布置形式 （对称、非对称、悬臂） §.7 直齿圆柱齿轮传动的强度计算 一、齿面接触疲劳强度计算 1、基本公式 赫兹公式： 当半径为ρ1、ρ2的两圆柱体接触并承载时，理论上为线接触，实际上为面接触（弹性变形）。 μ——泊松比 zE——弹性系数 ρ——综合曲率半径 （表12.12） 从 知：ρ↓——σH ↑ 节点C处ρ并非最小值。 2、齿面接触强度的基本假定 1）节点处一般仅一对齿啮合，承载较大。 2）点蚀往往在节线附近的齿根表面出现。 ∴ 接触疲劳强度计算通常以节点为计算点。 一对齿轮在节点接触 →一对N1、N2为心，ρ1 = N1C 、ρ2 =N2C 为半径的两圆柱体在节点处的接触。 但： ？ ZE——弹性系数 ρ——综合曲率半径 w——单位接触线上的计算载荷 3、公式推导 （必须掌握） 1）单位接触线载荷 w=Fnc/L 总计算载荷： 接触线总长L： 重合度系数： εα——端面重合度 ( P217 式12.6) εα↑ —→Zε↓ —→L↑ —→ w↓ 2）综合曲率半径ρ O1 O2 N1 N2 C d1’ d2’ ρ 2 ρ 1 α ’ α ’ 代入上式： 于是： 将 ——校核式 ZH：节点区域系数，考虑节点处齿廓曲率对σH的影响。 令： ——齿宽系数 代入上式，得： ——设计式 4、说明： 1）齿轮传动的σH主要取决于齿轮的直径d（或中心距a） 对