齿轮传动设计.pptVIP

ZNN5×1073×1081.061092×106第30页，共79页，星期日，2025年，2月5日§11-4直齿圆柱齿轮传动的强度计算一、轮齿的受力分析忽略Ff，法向力Fn垂直于齿面，作用于齿宽中点。FnFr1Ft1α圆周力Ft径向力Fr法向力Fnd2d1db2db1CN1N2O1O2T2n2T1n1Fn1Fn2Ft2Ft1α′=αFr2Fr1第31页，共79页，星期日，2025年，2月5日式中，各力的单位为N；d1为小齿轮分度圆直径，mm；α为分度圆压力角，通常α=20°；T1为小齿轮传递的名义转矩，N·m。圆周力径向力法向力P1—小齿轮传递的名义功率(kW)；n1—小齿轮转速(r／min)。FnFr1Ft1α第32页，共79页，星期日，2025年，2月5日两轮轮齿上各力之间关系Fn1=-Fn2Ft1=-Ft2Fr1=-Fr2从动轮—受驱动力，Ft2与力作用点线速度的方向相同。主动轮—受阻力，Ft1与力作用点线速度的方向相反；径向力Fr——分别指向各自的轮心。圆周力Ft各力方向判定d2d1db2db1CN1N2O1O2T2n2T1n1Fn1Fn2Ft2Ft1α′=αFr2Fr1第33页，共79页，星期日，2025年，2月5日Ft2Ft1Fr2Fr1×○Ft2⊙Ft1n1n2n1n2练习：Fr1Fr2第34页，共79页，星期日，2025年，2月5日二、计算载荷名义载荷实际情况：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Fn修正实际载荷（计算载荷）FncFn计算载荷——计入零件实际工作中的各种附加动载荷影响后的载荷，是用于零件设计计算的计算值。计算载荷Fnc：第35页，共79页，星期日，2025年，2月5日式中：K——载荷系数K=KAKVKβKα使用系数动载系数齿向载荷分布系数齿间载荷分配系数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。第36页，共79页，星期日，2025年，2月5日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)第37页，共79页，星期日，2025年，2月5日具体影响因素：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。第38页，共79页，星期日，2025年，2月5日——滞后退出啮合——主动轮修缘。如果：pb2＜pb1i≠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）降低Kv的措施：1）↑齿轮精度2）限制v3）修缘齿（齿顶修削）第39页，共79页，星期日，2025年，2月5日对直齿圆柱齿轮传动，取Kv=1.05~1.4；对斜齿圆柱齿轮传动，取Kv=1.02~1.2。齿轮精度低、速度高时取大值，反之取小值。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影响系数。齿轮连续传动条件：εα≥1—→时而单对齿，时而双对齿啮合。Kα取决于轮齿刚度、pb误差、修缘量等。对直齿圆柱齿轮传动，取Kα=1~1.2；对斜齿圆柱齿轮传动，取Kα=1~1.4。齿轮制造精度低、硬齿面时取大值，反之取小值。第40页，共79页，星期日，2025年，2月5日4、齿向载荷分布系数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。第41页，共79页，星期日，2025年，2月5日b）轮齿扭转变形对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？××××1234第42页，共79页，星期日，2025年，2月5日改善载荷分布措施：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）