【正文】 傳動(dòng)相比 學(xué)習(xí)本章的目的 本章學(xué)習(xí)的根本目的是掌握齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)方法，也就是要能夠根據(jù)齒輪工作條件的要求，能設(shè)計(jì)出傳動(dòng)可靠的齒輪。 長(zhǎng)江大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 齒輪傳動(dòng)的特點(diǎn)： ▲ 傳動(dòng)效率高 η可達(dá) 99％； 在常用的機(jī)械傳動(dòng)中，齒輪傳動(dòng)的效率為最高； ▲ 結(jié)構(gòu)緊湊 。 167。 101 概述 167。 105 標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算 167。 102 輪齒的失效形式及設(shè)計(jì)準(zhǔn)則 167。 103 齒輪材料及選用原則 167。 108 標(biāo)準(zhǔn)錐齒輪傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算 167。 107 標(biāo)準(zhǔn)斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算 長(zhǎng)江大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 作用： 不僅用來(lái)傳遞運(yùn)動(dòng)、而且還要傳遞動(dòng)力。 101 概述 半開式傳動(dòng) 閉式傳動(dòng) 全封閉、潤(rùn)滑良好、適于重要應(yīng)用。與帶傳動(dòng)、鏈傳動(dòng)相比，在同樣的使用條件下，齒輪傳動(dòng)所需的空間一般較??； ▲ 工作可靠，壽命長(zhǎng)； 與各類傳動(dòng)相比 ▲ 傳動(dòng)比穩(wěn)定 。 設(shè)計(jì)齒輪 ——設(shè)計(jì)確定齒輪的主要參數(shù)以及結(jié)構(gòu)形式。 一、輪齒的失效形式 失效形式 潘存云教授研制 長(zhǎng)江大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 提高輪齒抗折斷能力的措施： （ 1） 增大齒根過渡圓角半徑，消除加工刀痕，減小齒根應(yīng)力集中； （ 2） 增大軸及支承的剛度，使輪齒接觸線上受載較為均勻； （ 3） 采用合適的熱處理，使輪齒芯部材料具有足夠的韌性； （ 4） 采用噴丸、滾壓等工藝對(duì)，對(duì)齒根表層進(jìn)行強(qiáng)化處理。 齒面點(diǎn)蝕 167。 102 輪齒的失效形式及設(shè)計(jì)準(zhǔn)則 輪齒折斷 失效形式 一、輪齒的失效形式 長(zhǎng)江大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 潘存云教授研制 潘存云教授研制 齒面膠合 齒面磨損 措施： ，清潔環(huán)境 磨粒磨損 跑合磨損 跑合磨損、磨粒磨損。 167。 含碳量為 % ~%的碳素鋼或合金。 ——高頻淬火、火焰淬火 三、齒輪材料的熱處理和化學(xué)處理 2. 滲碳淬火 滲碳鋼為含碳量 % ~%的低碳鋼和低碳合金鋼，如 20Cr等。 長(zhǎng)江大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 調(diào)質(zhì)一般用于中碳鋼和中碳合金鋼，如 4 40Cr、35SiMn等。機(jī)械強(qiáng)度要求不高的齒輪可用中碳鋼正火處理。氮化處理溫度低，輪齒變形小，適用于難以磨齒的場(chǎng)合，如內(nèi)齒輪。常用于結(jié)構(gòu)緊湊的場(chǎng)合。 接觸線單位長(zhǎng)度上的最大載荷為 LKFKpp nca ??K為載荷系數(shù)，其值為： K＝ KA Kv Kα Kβ LFp n?Fn 為輪齒所受的公稱法向載荷。 挖掘機(jī)、重型球磨機(jī)、橡膠揉合 機(jī)、破碎機(jī)、重型給水機(jī)、旋轉(zhuǎn) 式鉆探裝置、壓磚機(jī)、帶材冷軋 機(jī)、壓坯機(jī)等。 （ 4） 盡可能避免懸臂布置； （ 3） 適當(dāng)限制輪齒寬度； （ 2） 對(duì)稱軸承配置； 潘存云教授研制 b (~)b 長(zhǎng)江大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 潘存云教授研制 O2 O1 t t ω1 （主動(dòng)） N1 N2 c α α d1 2 Fn T1 11t2=dTFac o s/= tn FFatan== tr2r1 FFF圓周力 徑向力 法向力 小齒輪上的轉(zhuǎn)矩 mm?N10=10=16161 nPPT?P——傳遞的功率 (kw)， ω1——小齒輪上的角速度， n1——小齒輪上的轉(zhuǎn)速， d1——小齒輪上的分度圓直徑， α ——壓力角。齒頂嚙合時(shí)，彎矩達(dá)最大值。 a?c o s)(c o s)(62msmhYFa –齒 形系數(shù) σF0——理論彎曲應(yīng)力，考慮齒根處應(yīng)力集中的影響： 長(zhǎng)江大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 潘存云教授研制 潘存云教授研制 表 105 齒形系數(shù) YFa以及應(yīng)力校正系數(shù) YSa YFa YSa YFa YSa z(zv) 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 z(zv) 30 35 40 45 50 60 70 80 90 100 150 200 ∞ 注： (1)基準(zhǔn)齒形的參數(shù)為 α =20? 、 h*a= C*= 、 ρ = (m模數(shù) ) (2)對(duì)內(nèi)齒輪：當(dāng) α =20? 、 h*a= C*= 、 ρ = 時(shí)， 齒形系數(shù)： YFa = 。在一般閉式齒輪傳動(dòng)中，輪齒的失效主要是齒面接觸疲勞點(diǎn)蝕和輪齒彎曲疲勞折斷。 節(jié)圓處齒廓曲率半徑 齒數(shù)比 u= z2 /z1 = d2 /d1 = ρ2 /ρ1 ≥ 1 211221)(11?????????as in)(22112dddd ??????? ?a 1s i n211duuO2 ω2 （從動(dòng)） O1 N1 N2 t t ω1 （主動(dòng)） T1 c α α d1 2 d2 2 α C ρ1 長(zhǎng)江大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 潘存云教授研制 222121E 1111EEZ??? ?????令 彈性影響系數(shù) ac ostnFF ?節(jié)點(diǎn)處，載荷由一對(duì)輪齒來(lái)承擔(dān) ac os211dT?將 ZE和 Fn代入赫茲公式 表 106 彈性影響系數(shù) ZE (MＰ a)1/2 彈性模量 E /MPa 齒輪材料 配對(duì)齒輪材料 灰鑄鐵 球墨鑄鐵 鑄鋼 鍛 鋼 夾布塑料 104 104 104 104 104 鍛 鋼 鑄 鋼 — — 球墨鑄鐵 — — — 灰鑄鐵 — — — — 注：表中所列夾布塑料的泊松比 μ為 ，其余材料的 μ均為 長(zhǎng)江大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 代入赫茲公式得 E111H1s in2c o s2 ZuudbdKT ?????aa?引入齒寬系數(shù) ψd=b/d1 aa s inc o s2H ?Z令區(qū)域系數(shù) 齒面接觸疲勞強(qiáng)度校核公式 ][≤1177。 長(zhǎng)江大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 用設(shè)計(jì)公式初步計(jì)算齒輪分度圓直徑 d1(或模數(shù) m)時(shí)，因載荷系數(shù)中的 KV、 Kα、 Kβ不能預(yù)先確定，故可先試選一載荷系數(shù) Kt。 3t