齒輪傳動畢業(yè)設(shè)計(jì)-文庫吧
2024-11-11 16:03 本頁面
【正文】 或材質(zhì)較脆，如鑄鐵齒輪，通常則以保證齒根彎曲疲勞強(qiáng)度為主。如果兩輪均為硬齒面，且硬度基本相同時(shí)，則可視實(shí)際情況而定。但閉式齒輪傳動以接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)，就應(yīng)以彎曲 疲勞強(qiáng)度校核。反之亦然，不能省略。 開式傳動的主要失效形式為齒面磨粒磨損和輪齒彎曲疲勞折斷，由于目前沒有完善的抗磨損計(jì)算方法，通常只進(jìn)行彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算。為了補(bǔ)償輪齒因磨損而產(chǎn)生的影響，可考慮適當(dāng)加大模數(shù)。 對于齒輪的輪圈、輪輻、輪轂等部位的尺寸，通常僅作結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，不進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算。 三、齒輪材料及熱處理 由齒輪的失效形式可知，設(shè)計(jì)齒輪傳動時(shí)，應(yīng)使齒面具有較高的抗磨損、抗點(diǎn)蝕、抗膠合、及抗塑性變形得能力，而齒根要具有較高的抗折斷的能力。因此，對齒輪材料性能的基本要求為：齒面要硬，齒芯要韌。 對于直徑較大或形狀 復(fù)雜的齒輪毛坯，可采用鑄造方法制成鑄鋼毛坯。 鋼制齒輪常用的熱處理方法如下： 滲碳淬火： 將碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 %～ %的低碳鋼和低碳合金鋼，如 20 鋼， 20Cr 等進(jìn)行滲碳淬火，齒面硬度可達(dá) 56～ 62HRC，齒面接觸強(qiáng)度高，耐磨性好，齒心部保持較高的韌性，常用于受沖擊載荷的重要齒輪傳動。通常滲碳淬火后而磨齒。 調(diào)質(zhì)： 調(diào)質(zhì)一般用于中碳鋼和中碳合金鋼，如 45鋼， 40Cr 等。調(diào)質(zhì)后齒面硬度為 220～ 260HBS。對機(jī)械強(qiáng)度要求高而齒面硬度要求不高的齒輪，可用調(diào)質(zhì)處理。 表面淬火： 一級齒輪傳動 4 用于中碳鋼和中碳合金鋼，如 45鋼、 40Cr 等。表面淬火后輪齒變形不大，齒面硬度達(dá) 52～56HRC。由于接觸強(qiáng)度高，齒心有較高的韌性，能承受一定沖擊載荷。 正火： 正火處理能消除內(nèi)應(yīng)力、細(xì)化晶、改善力學(xué)性能和切削性能。機(jī)械強(qiáng)度要求不高的齒輪可用中碳鋼正火處理。大直徑的齒輪可用鑄鋼正火處理。 滲氮： 滲氮是一種化學(xué)熱處理。滲氮后不再進(jìn)行其他熱處理，齒面硬度可達(dá) 6062HRC,因滲氮處理溫度降低，齒的變形小，故適用于難于磨齒的場合，例如內(nèi)齒輪。常用的滲氮鋼為 38CrMoALA。 四、參數(shù)的選擇 小齒輪齒數(shù) Z1選擇 : 若保持齒輪傳動的 中心距 a不變，增加齒數(shù)，除能增大重合度，改善傳動的 平穩(wěn)性外，還可以減小模數(shù)，降低齒高，因而減少金屬切削量，節(jié)省制造費(fèi)用。 另外降低齒高還能減小滑動速度，減少磨損及減小膠合的可能性但模數(shù)小了，齒 厚隨之減薄，則要降低輪齒的彎曲強(qiáng)度。 閉式齒輪傳動一般傳速較高，為了提高傳動的平穩(wěn)性，減小沖擊振動以齒數(shù) 多一些為好，小齒輪的齒數(shù)可取為 Z1＝ 20～ 40。 開式（半開式）齒輪傳動，由于輪齒主要為磨損失效，為使輪齒不致過小故 小齒輪不宜選用過多的齒數(shù)一般可取為 Z1=17～ 20。 為使輪齒免于根切，對于 a=20186。的標(biāo)準(zhǔn) 有齒圓柱齒輪，應(yīng)取 Z1≥ 17。 齒寬系數(shù)Φ d的選擇： 由齒輪的強(qiáng)度計(jì)算公式可知，輪齒愈寬，承載能力也愈高，因而輪齒不宜為 窄；但增大齒寬又會使齒面上的載荷分布更趨不均勻，故齒寬系數(shù)應(yīng)取得適當(dāng)。 圓柱齒輪齒數(shù)寬系數(shù)Φ d的薦用值列于表 10－ 8 圓柱齒輪的齒寬系數(shù) 裝置狀況 兩支承相對小齒輪作對稱布置 兩支承相對小齒輪作不對稱布置 小齒輪作懸臂對稱 Φ d () () 圓柱齒輪的計(jì)算齒寬 b=Φ d*d1，并加以圓整，為防止兩齒輪因裝配 后軸向稍有錯(cuò)位而導(dǎo)致嚙合齒寬減小，常把小齒輪的齒寬在計(jì)算齒寬 b的基礎(chǔ)上人為地 加寬約 5～ 10mm. 5 模數(shù)的選擇： 在滿足輪齒抗彎曲疲勞強(qiáng)度的條件下，盡可能取小模數(shù)，但為了避免意外斷 齒 m≥ ～ 2mm。 對修正載荷： 修正計(jì)算應(yīng)力、修正許用應(yīng)力的系數(shù)和疲勞極限等數(shù)據(jù)，如上述圖表或給定值不能滿足需要，應(yīng)查閱 GB/T34801997 進(jìn)行確定。對高精度齒輪傳動設(shè)計(jì)更應(yīng)以標(biāo)準(zhǔn)為依據(jù)，提高設(shè)計(jì)準(zhǔn)確程度。 設(shè)計(jì)步驟： 根據(jù)圓柱齒輪設(shè)計(jì)方法，標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪傳動設(shè)計(jì)計(jì)算，按以下步驟進(jìn)行。 1）選擇齒輪材料 、熱處理及精度等級： 齒輪材料及熱處理方法的選擇可參考表 101。齒輪傳動精度等級可參考表 103 選定。注意不要無充分的技術(shù)理由而隨意提高齒輪精度，否則將提高成本。 2）承載能力計(jì)算： 齒輪傳動承載能力
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