2022年《机械设计基础》教案二十八

1、浙江工业职业技术学院 日期： 2022.11 NO28 10.13 齿轮的结构设计及齿轮传动的润滑与效率课题 10.14 标准齿轮传动的设计运算1、明白齿轮的结构设计；2、明白齿轮传动的润滑及润滑方法的选用；目的要求 3、懂得标准齿轮传动主要参数的挑选；4、明白齿轮精度等级的挑选；5、把握齿轮传动设计的步骤；齿轮的结构、齿轮传动的润滑及润滑方法的选用,标准齿轮传重点、难 点动主要参数的挑选、齿轮精度等级的挑选、齿轮传动设计的步骤是本次课的重点；齿轮精度等级的挑选和齿轮传动设计是学习的难度；1、常见圆柱齿轮的结构有哪些？复习提问 要点：2、齿轮传动润滑的作用及润滑方法的选用？3、传动比如何确定？

2、4、齿数如何确定？5、模数如何确定？教具、实 验及教学 手段作业布置教学反映教材、教案、教参等；老师讲解为主（举例、介绍体会） ,举一反三,课后小结,布置 作业；摸索题： 1、齿轮传动润滑的作用及润滑方法的选用？ 2 、齿轮传动传动比如何确定？上课和作业情形反映良好；齿轮的结构主要依据其大小及工艺的要求,齿轮的润滑方式主课后分析 要依据其齿轮传动的线速度确定, 齿轮的精度可以依据类比法确定；齿轮主要参数必需按要求确定；复习提问：1、直齿锥齿轮的应用和特点；2、标准直齿锥齿轮传动的几何运算；3、当量齿轮；4、锥齿轮受力分析和强度运算；新课导入：齿轮结构直接影响齿轮加工的成本和齿轮的性能；齿轮传动

3、中的润滑直接影响其传动质量和其使用寿命,良好的润滑,可以提高承载才能,延长使用寿命,提高工作 效率； 10.13 齿轮的结构设计及齿轮传动的润滑与效率 一、圆柱齿轮的结构设计 齿轮一般由轮缘、轮毂和腹板组成；齿轮的结构与齿轮的直径大小、毛坯类型、材料、制造方法、生产批量及经济性 有关,常用的结构有：轴齿轮、盘式齿轮、腹板式齿轮和轮幅轮齿轮；轮体的各部分 结构尺寸按体会公式或数据确定；二、齿轮传动的润滑与效率1、齿轮传动的润滑 正确良好的润滑,可以提高承载才能,延长使用寿命,提高工作效 益；齿轮经润滑后的润滑状态有三种：弹性流体动力润滑、混合润滑和 边界润滑；润滑油的挑选通常依据齿面接触应力和圆

4、周速度的大小来确定；润滑方式可按传动的发热忱形而定；闭式齿轮传动,当v112 m/s时,可将大齿轮浸入油池润滑； 借助齿轮的转动, 将油带到啮合齿面, 同时也可将油摔到箱壁上,用以润滑轴承和散热；圆柱齿轮浸入油中的深度,最深为齿高的 3 倍,最浅为 1/3 齿高；锥齿轮浸油深度为全齿宽或 0.5 倍齿宽以上；当 v 7 时宜采纳多级传动； 对于开式传动可选大些；2、齿数 z 和模数 m 如保持分度圆直径不变,增加齿数减小模数,能增大重合度,改善传动的平稳 性外,从而削减金属切削量, 可节约制造费用； 但模数是影响轮齿弯曲才能的主要参 数,不宜过小；因此,在满意齿根弯曲疲惫强度的条件下以齿数多一

5、些为也好；闭式齿轮传动一般转速较高,为了提高传动的平稳性,小齿轮的齿数宜选多一 些,可取 z1=2040；开式齿轮传动一般转速较低,齿廓磨损会使轮齿的抗弯才能降 z11720；低；故小齿轮不宜选用过多的齿数,一般可取 一对齿轮的齿数以互为质数为好,以防止轮齿的磨损集中于某几个齿上；3、齿宽系数 d 由齿轮的强度运算公式可知, 增大齿宽系数, 可以减小齿轮直径和中心距,使齿 轮传动结构紧凑；但是,增大齿宽系数使得齿宽增大,而齿宽越大,载荷沿齿宽分布 的不匀称性就越严峻；因此,必需合理地挑选齿宽系数；可按下表选取；求得齿轮的分度圆直径后,便可确定大小齿轮的宽度；由b=dd1得到的齿宽加以圆整；考虑

6、到两齿轮装配时的轴向错位会导致实际啮合齿宽减小,故通常把小齿轮 设计得比大齿轮稍宽一些；即 b2- b1=510,强度运算时取 b= b2；二、圆柱齿轮的精度 对齿轮传动的要求：传动递运动精确,传动比变化小；传动平稳,振动和噪 音小,防止产生动载荷和撞击；工作齿面接触良好,载荷分布匀称；有适当的侧 隙；1、精度等级GJGBl009588 对齿轮和齿轮副规定了12 个精度等级,由高到低表示：1、2 级精度为待进展级, 3-5 级为高精度级, 6-8 级为中等精度级, 9-12 级为低精度级；2、公差组 标准把检验项目分为三个公差组；第 I 公差组主要影响传动的精确性, 要求实际转角与理论转角之差

7、的最大值不超 过规定的范畴；精密外表和设备中的齿轮对该组精度要求较高；第 II 公差组主要影响传动的平稳性,要求瞬时传动比的波动不超出规定的范畴,以掌握振动、冲击和噪声；高速传动齿轮对该组精度要求较高；第 III 公差组主要影响齿轮受载后载荷分布的匀称性；要求齿面接触区大而匀称,即接触斑点的外形、 大小及位置应符合肯定要求； 低速重载齿轮对该组精度要求较高；3、精度等级的挑选在挑选其精度等级及详细检验项目时,必需依据传动的用途、 使用条件、 传动功率、圆周速度以及其它经济、技术要求来确定；详细挑选可参照下表：圆精度等级6 7 8 9 加工方法精 密 磨 齿不 淬 火 时 用 高 精不磨齿任意方

8、法加工,度刀具切制,淬火或递齿不需要精加工后需磨可研磨、表面粗糙度Ra0.4 0.8 或 1.6 1.6 3.2 18 12 6 4 直HBS350周15 10 5 3 齿HBS 350速36 25 12 8 斜HBS350度30 20 10 5 齿HBS 350用于高速、用于变速、载荷小一 般 机 械用 于 精 度 不 高应用范畴运转平稳、或反转的齿轮,如用齿轮,或且 在 低 速 下 工高效率、低机床进给、中速减普 通 减 速作的齿轮；噪 音 的 齿速器齿轮；器用齿轮；轮；4、齿轮副的侧隙 齿厚偏差反映齿侧间隙的要求； 考虑到轮齿受热膨胀及齿廓间贮存润滑油以削减齿面间磨损的情形,轮齿间需要有肯定的齿侧间隙；5、齿轮精度的标注 在齿轮零件图上应标注齿轮的精度等级和齿厚极限偏差的代号；如：7-6-6GM GB10095-88 表示齿轮三个公差组分别为 7 级、6 级、6 级；齿厚上偏差为 G,齿厚 下偏差为 M；6、齿坯要求 齿坯的加工误差对齿轮的加工、检验、安装精度影响很大,因此,掌握齿坯质量是保证和提高齿轮加工精度的前提,设计时应对齿坯精度作相应的要求；三、设计步骤 闭式软齿面齿轮传动, 按齿面接触强度设计, 确定齿轮传动几何尺寸, 再校核轮 齿齿根弯曲强度； 闭式硬齿面齿轮传动, 按齿根弯曲强度设计运算,