齿轮传动设计讲义.pptVIP

　齿轮传动设计;齿轮设计的基本问题;一．齿轮传动的特点及应用 ;1.按两轮轴线相对位置及齿向分 ;斜齿圆柱齿轮传动;内啮合齿轮传动 ;直齿锥齿轮;齿轮传动分类;1. 齿轮传动类型、特点及应用；;§5-6 齿轮传动的受力分析、失效形式及计算准则;一、斜齿圆柱齿轮受力分析; 法面内：;各力的方向　　圆周力Ｆt１ ：主动轮上的与转向相反，从动轮上的与转向相同；　　径向力Ｆr１ ：分别指向各自轮心；　　轴向力Ｆa１ ：主动轮的轴向力用“左右手法则”来判断： 　　当主动轮右旋时，用右手四指的弯曲方向表示主动轮的转动方向，大拇指所指的方向即为轴向力的方向；主动轮左旋时，用左手来判断，方法同上 ;二、直齿圆锥齿轮的 受力分析;直齿锥齿轮传动的受力分析 ;力的大小为 ;力的方向为 ;三）计算载荷;　1、使用系数KA　　考虑原动机和工作机的工作特性等引起的动力过载对轮齿受载的影响。其值查表。 ;　　用来考虑齿轮副在啮合过程中，因啮合误差(基节误差、齿形误差和轮齿变形等)所引起的内部附加动载荷对轮齿受载的影响 ;;　　齿轮速度越高，精度越低，齿轮动载荷越大。 ;３、齿向载荷分布系数Kβ; 　　(3)制造、安装误差、齿面跑合性轴承及箱体的变形等对载荷集中均有影响 ;４、齿间载荷分配系数Kα　　;四 齿轮传动的失效形式;断齿原因： 　 １）齿根弯曲应力过大，即：σF＞σFP（许用弯曲应力） ２）齿根有应力集中。 ３）过载折断：齿轮严重过载或受大冲击载荷作用 ; 2．齿面点蚀——齿面金属脱落而形成麻点状小坑，称为齿面疲劳点蚀。 ;措施 ： 　　　１）合理设计 　　　бH ≤бHP　（许用接触应力） 　　　２）采用高黏度的油（容易形成油膜） 　　　３）变位齿轮　　（增大齿轮的综合曲率半径） 4) 提高齿面硬度，降低齿面粗糙度　　;;4．齿面胶合;5．齿面塑性变形 —— 轮齿材料因屈服产生塑性流动而形成齿面的塑性变形。其后果，使齿面失去正确的齿形，在齿面节线处产生凸棱。 ; 闭式齿轮传动，当一对齿轮或一轮齿为软齿面时，轮 齿的主要损伤形式是齿面疲劳点蚀，也可能发生轮齿折断及其 他失??形式，故应按接触疲劳强度的设计公式确定主要尺寸， 然后校核弯曲疲劳强度。;§5-7 齿轮材料及许用应力;三. 齿轮的热处理方法;2．硬齿面齿轮（硬度350HBS）;处理方法 — 用化学方法对齿面渗氮;四．许用应力; 图5-43;1.7; ZW——工作硬化系数，它是用以考虑经磨齿的硬齿面小齿轮 与调质钢大齿轮相啮合时，对大齿轮齿面产生冷作硬化的 作用，从而使大齿轮的бHlim得到提高的系数，大齿轮的ZW 见5-36，小齿轮的ZW应略去，当两轮均为硬齿面或软齿面时，ZW=1。;ZN; 图5-48;轮齿强 度计算 ; 计算弯曲应力时，可将轮齿视为 悬臂梁，бF的计算以刘易斯 (w．Lewis)公式 ;1）产生Mmax时，载荷作用 点的位置确定 ;;式中： Ftl—— 作用于小齿轮上的圆周力； m —— 模数； ;3．齿根弯曲强度计算;图11-18; 注意：通常两啮合齿轮材料的бFP1和бFP2不同，复合齿形 系数YFS1和YFS2也不相同，故应分别校核两啮合齿轮的齿根弯 曲疲劳强度。即： ; 2）对于开式齿轮传动，只按弯曲疲劳强度设计，但考虑到齿 面磨损的影响，将求得的模数增大10%-15%，再圆整为标 准模数，或将许用应力降低20% 。;4．提高轮齿弯曲疲劳强度的主要措施; 齿轮传动是线接触的高副机构，受载时接触线变成狭小的 接触面，其上产生局部压应力，称为表面接触应力，用σH 表示。齿轮在交变接触应力作用下，轮齿表面产生疲劳点 蚀，要避免点蚀，则应使σH≤σHP（许用接触应力）;;式中：Fn——作用于两圆柱体上的法向力，N； L——两圆柱体接触长度,mm； ; 齿轮材料;a）外接触;计算点：一般按节点C处的接触应力进行条件性计算。;将L=b（齿宽）， Fn = KFt1/cos a， 代入σH算式中，并考虑重合度的影响，可得：;2．齿面接触疲劳强度计算;令为齿宽系数， 则b = ψd·d1 ，将其代入上式， 整理后即得按齿面接触疲劳强度计算的小齿轮分度圆直径;1.精度等级 — 国标规定精度等级为：1、2、3…12个等级，1级为最高级，12级为最低级，常用6、7、8级。 ;;3.齿宽系数ψd ;;4.齿数比u;5.变位系数x;§5-9 斜齿圆柱齿轮传动的强度计算;当量齿数;二、齿根弯曲疲劳强度计算 ;或者;　1、ＹＦＳ按当量齿数分别查图5-3８；　2、σＦＰ与直齿圆柱齿轮的相同；　3