07机械设计基础模版课件

1、第七章 齿轮传动2022/8/18章节要点直齿轮、斜齿轮、锥齿轮：1、齿轮的主要失效形式与设计准那么；2、齿轮的受力分析；3、齿轮接触疲劳强度计算；4、齿轮弯曲疲劳强度计算；5、齿轮的结构设计2022/8/18 7-1 齿轮传动的失效形式及设计准那么一、失效形式1. 轮齿折断：齿根弯曲强度不够2. 齿面点蚀：齿面分度圆附近出现点状 凹坑 (齿面接触强度不够)3. 齿面胶合4. 齿面磨损5. 齿面塑性变形2022/8/182022/8/18点蚀2022/8/18磨损2022/8/18胶合点蚀2022/8/18塑性变形： 因滚压和滑动引起的材料 沿摩擦力方向的塑性流动。2022/8/18二、设计计

2、算准那么设计准那么选用软面齿： HB 350 , 按H 设计, (点蚀 按F 校核硬面齿： HB 350 , 按F 设计, (弯断 按H 校核闭式传动开式传动磨损及弯断 按F 设计, 但模数增加10202022/8/187-2 齿轮材料和许用应力一、齿轮常用材料常用材料：钢、铸钢、铸铁及非金属材料见表7-1 钢：软面齿： 中碳钢、低合金钢，35，45，40Cr HB 350 调质、正火最终加工 HB小HB大3050非金属材料： 仪表中铸铁：低速、不重要场合硬面齿： 低炭合金钢， 20Cr, 20CrMnTiHB 350 调质、正火粗加工淬火精加工2022/8/18二、许用应力1、平安系数 S

3、接触疲劳造成的点蚀只引起噪声、振动；弯曲疲劳产生的断齿那么导致传动不能继续工作。 因此齿根弯曲疲劳系数应大于齿面接触疲劳平安系数。表7-22022/8/18查图7-6 7-72、许用应力2022/8/187-3 齿轮传动的精度国家标准规定齿轮精度为12级，1级最高，12级最低。常用精度等级7、8、9级。按GB10095-88圆柱齿轮和GB11365-89圆锥齿轮规定： 精度等级： 高 低 1，2，3，5，6，7，8，9，10，11，12精度标准：运动精度标准第公差组；工作平稳性精度标准第公差组；接触精度标准第公差组；齿轮副侧隙；齿坯公差精度等级选择，按用途、工作条件、传动功率和圆周速度V来确定

4、。2022/8/187-4 直齿圆柱齿轮的强度计算一、轮齿的受力分析和计算载荷1、受力分析 齿轮啮合时，受到法向力作用，方向沿啮合线方向。圆周力方向：主动轮：与线速度方向相反 从动轮：与线速度方向相同 径向力方向：主动轮：指向轮心 从动轮：指向轮心2022/8/18直齿受力分析2022/8/18例：受力分析：各分力画在啮合点处。o1o2n2n1Fr2Ft2Ft1Fr12022/8/18K:载荷系数，表7-32、计算载荷2022/8/18二、齿面接触疲劳强度计算 接触应力 两圆柱体接触赫兹公式 啮合点齿廓综合曲率半径 材料弹性系数 fnca 材料弹性系数 2022/8/182022/8/18引入

5、齿宽系数 接触强度设计公式钢制齿轮接触强度校核公式2022/8/18三、齿根弯曲疲劳强度计算 校核公式： 再取标准值 设计公式： 将 中较大者代入公式 2022/8/187-5 直齿圆柱齿轮传动的设计计算一、设计计算路线1 闭式齿轮软齿面：用接触强度设计公式确定分度 圆直径，然后选择齿数、模数，最后， 校核齿根弯曲强度。硬齿面：用弯曲强度设计公式确定摸数， 然后选择齿数，最后，校核齿面接触强 度。2 开式齿轮 按弯曲强度设计公式计算模数，最后， 将计算模数增大10%-20%作为设计结 果。2022/8/181、齿数比=z2/z13m/s：铸造锡青铜 (ZCuSn10P1，ZCuSn5PbZn5

6、)vs4m/s：铸造铝铁青铜(ZCuAl10Fe3)vs2m/s：灰铸铁(HT150、HT200)蜗杆碳钢：40、45钢或40Cr， 淬火 40或45钢，调质， 220300HB合金钢：15Cr或20Cr，渗碳淬火4055HRC2022/8/18二、蜗杆传动受力分析2022/8/182022/8/18左手定则右手定则Ft 主动轮：与n1方向相反；Ft1 = - Fa2 从动轮：与n2方向相同；Ft2 = - Fa1Fr 指向轮心； Fr1 = - Fr2Fa 左（右）手定则； Fa1 = - Ft2各力方向（只适于主动轮！）2022/8/18例题： 图示蜗杆-斜齿轮传动，蜗杆主动，旋向为右旋，

7、轴的转向如下图，试在图上画出：1、蜗杆的转向；2、欲使上两轮轴向力抵消一局部，画出 齿轮3，4的螺旋线方向2022/8/182022/8/18a1n1n1t1a2a3n2t2n2右旋左旋2022/8/18三、蜗杆传动强度计算1、蜗轮齿面接触强度的计算2、蜗轮齿根弯曲强度的计算四、蜗杆传动热平衡计算1、原因 效率低，发热大，温升高，润滑油粘度下降润滑油在齿 面间被稀释，加剧磨损和胶合。2、冷却措施 加散热片以增大散热面积；风扇； 冷却水管；循环油冷却2022/8/182022/8/18 7-9 齿轮的结构与润滑一、结构1、齿轮轴2、实体式3、辐板式(孔板式)4、轮辐式2022/8/18圆锥齿轮图7-18圆柱齿轮2022/8/18 e2.5m ，做成齿轮轴圆柱齿轮轴圆锥齿轮轴图7-192022/8/18实心结构的齿轮组装齿圈的结构da 200 mm2022/8/18腹板式结构的齿轮 ( 200 da 500 mm)轮毂 轮辐 轮齿2022/8/18轮辐式的齿轮（500