【正文】 如圖所示為上述分析計(jì)算后處理結(jié)果。 1u?已知 : , , , , , 。 ☆ 綜合案例分析 就 CAE技術(shù)的工業(yè)化應(yīng)用而言，西方發(fā)達(dá)國(guó)家目前已經(jīng)達(dá)到了實(shí)用化階段。 ☆ 綜合案例分析 國(guó)外對(duì) CAE技術(shù)的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用真正得到高速的發(fā)展和普遍應(yīng)用則是近年來(lái)的事。一方面， CAE技術(shù)的應(yīng)用，使許多過(guò)去受條件限制無(wú)法分析的復(fù)雜問(wèn)題，通過(guò)計(jì)算機(jī)數(shù)值模擬得到滿意的解答；另一方面，計(jì)算機(jī)輔助分析使大量繁雜的工程分析問(wèn)題簡(jiǎn)單化，使復(fù)雜的過(guò)程層次化，節(jié)省了大量的時(shí)間，避免了低水平重復(fù)的工作，使工程分析更快、更準(zhǔn)確。 按表 1519查得， ， ， 故 ?FS lim 2 400?F M P alim 1 410? ?F M P a； ； ☆ 綜合案例分析 ? ?? ?? ?? ?l im 11l im 22l im 11l im 22560509510464410315400308????????? ? ?? ? ?? ? ?? ? ?HHHHHHFFFFFFM PaSM PaSM PaSM PaS（ 2） 強(qiáng)度計(jì)算 因?yàn)閮升X輪都是軟齒面（ ），故應(yīng)根據(jù)齒面接觸疲勞強(qiáng)度條件計(jì)算齒輪分度圓直徑。 自動(dòng)故障診斷、報(bào)警、實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，確保安全可靠。車(chē)削蝸桿，軸徑應(yīng)比蝸桿齒根圓直徑小 2~4mm；銑削蝸桿，軸徑可大于蝸桿齒根圓直徑，以增加蝸桿剛度。 10 。 1?NYNY ： 彎曲疲勞強(qiáng)度最小安全系數(shù)，由表 1519選取。如機(jī)床變速箱中的齒輪 45 217~255 40~50 合 金 鋼 40Cr 241~286 48~55 20Cr 滲碳淬火 56~62 高速中載、承受沖擊載荷的齒輪。 （ 2）開(kāi)式傳動(dòng)的齒輪是敞開(kāi)的，工作時(shí)落入灰塵，潤(rùn)滑不良，輪齒容易磨損，故只適用于簡(jiǎn)易的機(jī)械設(shè)備及低速場(chǎng)合。 蝸桿傳動(dòng)的失效形式與材料選擇 （ 1）蝸桿傳動(dòng)的失效形式 和齒輪傳動(dòng)一樣 ， 蝸桿傳動(dòng)的失效形式主要有：膠合 、 磨損 、 疲勞點(diǎn)蝕和輪齒折斷等 。 （ 3）具有自鎖性。分度圓錐角 δ δ2， ： 兩齒輪大端的模數(shù)和壓力角相等。 斜齒圓柱齒輪傳動(dòng) 斜齒圓柱齒輪傳動(dòng) 如圖所示。 5 20 40 精密分度機(jī)中或要求極平穩(wěn)且無(wú)噪聲的高速工作的齒輪；精密分度機(jī)構(gòu)用齒輪；高速汽輪機(jī)齒輪；檢測(cè) 8～ 9級(jí)齒輪用測(cè)量齒輪。 1 2 m in2 34z z z? ? ?????（ 2）正傳動(dòng) ( ) 12 0sx x x? ?正傳動(dòng)變位齒輪的中心距大于標(biāo)準(zhǔn)中心距，即 ，壓力角 , 當(dāng) 時(shí) ，必須采用正傳動(dòng)，以提高輪齒的承載能力。重合度是嚙合弧與齒距之比的比值，用 ε 表示。 1．一對(duì)外嚙合的標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪，已知Z1=21, Z2=63,模數(shù) m=4mm，試計(jì)算這對(duì)齒輪的分度圓直徑 d，齒頂圓直徑 da，齒根圓直徑 df和中心距 a 。 3NK 。這與齒廓形狀和制造精度有關(guān)。 解決問(wèn)題 ： 請(qǐng)查閱資料了解齒輪傳動(dòng)的歷史及應(yīng)用領(lǐng)域。作用于漸開(kāi)線K點(diǎn)的正壓力 Fn的方向（法線方向）與其作用點(diǎn)的速度 vk方向所夾的銳角，稱(chēng)為漸開(kāi)線在 K點(diǎn)的壓力角 αk， K點(diǎn)離圓心越遠(yuǎn)，壓力角 αk越大。 漸開(kāi)線標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱 齒輪的基本參數(shù)和幾何尺寸 漸開(kāi)線標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪幾何尺寸的計(jì)算公式 名 稱(chēng) 符號(hào) 計(jì) 算 公 式 名 稱(chēng) 符號(hào) 計(jì) 算 公 式 模 數(shù) m m=p/π 分度圓齒距 p p=πm=s+e 壓力角 α α=20186。由漸開(kāi)線的性質(zhì)可知，齒廓之間的 法向齒距應(yīng)等于基圓齒距 12NN1 1 2 2K K K K???bp 121 1 2 2c os c osbbppmm????1212m m m? ? ????? 漸開(kāi)線標(biāo)準(zhǔn)直齒 圓柱齒輪的嚙合傳動(dòng) 標(biāo)準(zhǔn)安裝 標(biāo)準(zhǔn)齒輪分度圓上的齒厚與齒槽寬相等，即 ，要滿足齒側(cè)間隙為零，則必有兩齒輪的分度圓分別與節(jié)圓相重合，即兩分度圓相切。 齒輪的切削加工和變位齒輪 （ 1）零傳動(dòng) ( ) 120sx x x? ? ?標(biāo)準(zhǔn)齒輪傳動(dòng) 標(biāo)準(zhǔn)齒輪傳動(dòng)可視為變位系數(shù)為零的變位齒輪，由于兩齒輪的變位系數(shù) ，為了避免根切，兩齒輪齒數(shù)均需大于 。輪齒同側(cè)齒面偏差規(guī)定了齒距偏差、齒廓偏差、切向綜合偏差和螺旋線偏差等 4種 11項(xiàng)偏差。 ()v m s 漸開(kāi)線標(biāo)準(zhǔn)直 齒圓柱齒輪的受力分析 受力分析 112023tTFd?徑向力 圓周力 ta nrtFF ??法向力 costn FF ??119550 PTn? 漸開(kāi)線標(biāo)準(zhǔn)直 齒圓柱齒輪的受力分析 計(jì)算載荷 在進(jìn)行齒輪強(qiáng)度計(jì)算時(shí)，為了減小附加動(dòng)載荷和齒輪的制造誤差等的影響，應(yīng)當(dāng)按計(jì)算載荷 進(jìn)行計(jì)算 。 軸間夾角 Σ ＝ 90176。 直齒圓錐齒輪傳動(dòng) 1 2 2 22 1 1 1si nsi nzdizd??? ? ? ? 設(shè) 和 分別為小齒輪和大齒輪的分度圓錐角， 為兩軸線的交角可由傳動(dòng)要求確定， 1?2 ?傳動(dòng)比 ： 1 2 2 122 1 1c o t ta nzdi zd? ???? ? ? ? ?在大多數(shù)情況下， ， 這時(shí) 1290??? ? ? ? 蝸桿傳動(dòng) 蝸桿傳動(dòng)的類(lèi)型和特點(diǎn) 蝸桿傳動(dòng)機(jī)構(gòu) γ β1 β2 2） 根據(jù)頭數(shù)分 單頭 多頭 雙頭 ?1） 根據(jù)旋向分 左旋 右旋 蝸桿傳動(dòng)的類(lèi)型 阿基米德蝸桿 漸開(kāi)線蝸桿 法向直廓蝸桿 錐面包絡(luò)圓柱蝸桿 圓柱蝸桿傳動(dòng) 環(huán)面蝸桿傳動(dòng) 錐蝸桿傳動(dòng) 普通圓柱蝸桿傳動(dòng) 圓弧圓柱蝸桿傳動(dòng) 其蝸桿的螺旋面是用刃邊為凸圓弧形 的車(chē)刀切制而成的。 ?（ 3） 蝸桿導(dǎo)程角（螺旋升角） γ （ 4）蝸桿分度圓直徑 d1，蝸桿直徑系數(shù) q 11 ta n ??zmd1tan?? zq1 ?d qm1 1 1 1 11 1 1ta n ?? ??? ? ? ?xz p z m z m zd d d q111111tandmzdpzdl x ??????πmx1 l πd1 γ ?tan11zmd ? 蝸桿傳動(dòng) （ 5）中心距 ? ? ? ?1 2 1 2122? ? ? ?ma d d z z蝸桿傳動(dòng)的幾何尺寸 名 稱(chēng) 符 號(hào) 蝸 桿 蝸 輪 分度圓直徑 中心距 齒頂圓直徑 齒根圓直徑 蝸輪最大 外圓直徑 蝸輪齒頂 圓弧半徑 蝸輪齒根 圓弧半徑 d1d 22?d m za ? ?12 2??a d da 11 2ad d m22 2??ad d mf ??f d m ??f d m2ed2aRf ead d m21 d m左、右手法則 n1 n1 n2 n2 轉(zhuǎn)動(dòng)方向的確定 Fa1—— 蝸桿左右手螺旋定則 軸向力 蝸輪轉(zhuǎn)向的判別 ： 左手或右手：蝸桿旋向 四指環(huán)繞方向：蝸桿轉(zhuǎn)向 拇指指向：蝸桿所受軸向力方向 Fa1的反向即為蝸輪的角速度 w2方向 （即拇指的反方向） 如圖所示蝸桿傳動(dòng)，已知蝸桿的螺旋線旋向和旋轉(zhuǎn)方向，試求蝸輪的轉(zhuǎn)向。 蝸輪材料為鑄造錫青銅（ZCuSn10P1,ZCuSn5Pb5Zn5），鑄造鋁鐵青銅（ZCuAl1010Fe3）及灰鑄鐵（ HT150、 HT200）等。 （ 2）硬齒面（齒面硬度 350HBS）閉式傳動(dòng) 齒輪材料及熱處理 齒輪的表面應(yīng)具有較高的硬度，以增強(qiáng)它抵抗磨損、膠合和塑性變形的能力，芯部要有較好的韌性，以增強(qiáng)它承受沖擊的能力。 ?? ?? ?1 1 11 2 111 2 22 2112?????????FSFFF F SFFFSK T Y Ybm zYYYY? ?13 212???FSdFK T Y Ymz引入齒寬系數(shù) 1? ?d bd 求模數(shù)時(shí) m時(shí)，應(yīng)將 和 兩比值中的大值代入上式，并將所得結(jié)果按表 151選取標(biāo)準(zhǔn)值。 200?ad mm齒輪常用鍛鋼制造 蝸桿傳動(dòng) ? ?? ?1000500 。 。 采用涂色法，觀察接觸面積情況。根據(jù)表 1516知：小齒輪選用 45號(hào)鋼，調(diào)質(zhì)，硬度為 210~230HBS；大齒輪選 45號(hào)鋼，正火硬度為 170~210HBS，精度等級(jí) 8級(jí)。 ? ? ? ?1212???FFFFYY ? ?41 1 11 22112 2 10 68 30 308??? ? ? ? ?????? ? ?FSFFK T Y Ybm zM Pa M Pa所以?xún)升X輪的輪齒彎曲強(qiáng)度足夠。 ☆ 綜合案例分析 美國(guó)于 1998年成立了工程計(jì)算機(jī)模擬和仿真學(xué)會(huì) (Computer Modeling and Simulation in Engineering)， 其它國(guó)家也成立了類(lèi)似的學(xué)術(shù)組織。目前，一些發(fā)達(dá)國(guó)家在這方面已達(dá)到了較高的水平，僅以有限元分析軟件為例，國(guó)際上不少先進(jìn)的大型通用