【正文】 掉。 66 彎曲疲勞壽命系數(shù)KFN 調(diào)質(zhì)鋼、珠光體、貝氏體球鐵、可鍛鑄鐵 滲碳淬火鋼、表面淬火鋼 氮化鋼、鐵素體球鐵、結(jié)構(gòu)鋼、灰鑄鐵 氮碳共滲調(diào)質(zhì)鋼 67 68 氮化及氮碳共滲調(diào)質(zhì)鋼的σ FE 灰鑄鐵的接觸疲勞極限 鑄鐵材料的接觸疲勞極限 69 正火處理的結(jié)構(gòu)鋼和鑄鋼的接觸疲勞極限 調(diào)質(zhì)處理鋼的接觸疲勞極限 70 滲碳淬火鋼和表面淬火 鋼的接觸疲勞極限 滲氮及氮碳共滲調(diào)質(zhì)鋼的σ Hlim 71 三、 齒輪傳動(dòng)的精度等級(jí) 誤差的影響： ，影響運(yùn)動(dòng)的不準(zhǔn)確性； ，出現(xiàn)速度波動(dòng)，引起振動(dòng)、 沖擊和噪音影響運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性； ，使輪齒提 前損壞，影響載荷分布的不均勻性。若 K與 Kt接近，則不必修改原設(shè)計(jì)。 齒頂受力： Fn，可分解成兩個(gè)分力： F1 = Fn cosγ F2 = Fn sinγ 產(chǎn)生彎曲應(yīng)力； 產(chǎn)生壓應(yīng)力，可忽略 Fn A B B A σF σc 55 M P azbmYYKTbm dYKTFSaFaFF ][2212111 ?? ???∵ h和 S與模數(shù) m相關(guān)， 1102bm dYYKTY SaFaSaFF ?? ??輪齒彎曲強(qiáng)度計(jì)算公式： 故 YFa與模數(shù) m無(wú)關(guān)。（ 2） β2=8176。mm）。/39。 齒輪正確嚙合條件： pb1=pb2 。 4 齒輪傳動(dòng)的計(jì)算載荷 ? 了便于分析計(jì)算，通常取沿齒面接觸線(xiàn)單位長(zhǎng)度上所受的載荷進(jìn)行計(jì)算。滲氮后齒面硬度可達(dá)60~62HRC。通常滲碳淬火后 要磨齒 。一般用齒輪用碳素鋼，重要齒輪用合金鋼。 ▲ 保證足夠的齒面 接觸 疲勞強(qiáng)度，以免發(fā)生齒面點(diǎn)蝕。 熱膠合。 9 齒面點(diǎn)蝕 輪齒折斷 失效形式 一、輪齒的失效形式 齒面點(diǎn)蝕閉式 軟齒面 齒輪傳動(dòng) 的主要破壞形式。傳動(dòng)距離不宜過(guò)大。 1010 齒輪傳動(dòng)的潤(rùn)滑 167。1 第十章 齒輪傳動(dòng) 167。 109 齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 167。 ▲ 制造及安裝精度要求高，價(jià)格較貴。 7 現(xiàn)象：①局部折斷 ② 整體折斷 8 直齒輪 齒寬 b較小時(shí)，載荷易均布 ——整體折斷 齒寬 b較大時(shí)，易偏載 斜齒輪：接觸線(xiàn)傾斜 —載荷集中在齒一端 —局部折斷 提高輪齒抗折斷能力的措施： 1）增大齒根過(guò)渡圓角半徑，消除加工刀痕，減小齒根應(yīng)力集中； 2）增大軸及支承的剛性，使輪齒接觸線(xiàn)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)齒根表層進(jìn)行強(qiáng)化處理。 13 原因： 高速重載 ——v↑,Δt ↑, 油 η↓, 油膜破壞 ,表面金屬直接接觸， 融焊 → 相對(duì)運(yùn)動(dòng) → 撕裂、溝痕。 滾壓塑變 16 措施： （高粘度） 錘擊塑變：伴有過(guò)大沖擊產(chǎn)生的塑變 17 折斷 : 疲勞折斷 → 過(guò)載折斷 全齒折斷 (齒根 )(直齒 ) 局部折斷 (斜齒受載不均 ) σH反復(fù) →裂紋 →擴(kuò)展 →麻點(diǎn)狀脫落 →靠近節(jié)線(xiàn)的齒根表面 齒面膠合 : 齒面磨粒磨損 : 磨粒磨損 →齒形破壞 齒面塑性變形 : 齒面沿摩擦力方向塑性變形 →主凹、從凸 齒面點(diǎn)蝕 : 齒面失效 *閉式傳動(dòng) → *開(kāi)式傳動(dòng) → *閉式高速重載傳動(dòng) → 軟齒面 → 硬齒面 → 齒面點(diǎn)蝕 輪齒折斷 齒面磨粒磨損 齒面膠合 *低速重載軟齒面 → 齒面塑性變形 各種場(chǎng)合的主要失效形式 小結(jié)： 潤(rùn)滑失效 →表面粘連 →沿運(yùn)動(dòng)方向撕裂 18 二、齒輪的 設(shè)計(jì)準(zhǔn)則 ▲ 保證足夠的齒根 彎曲 疲勞強(qiáng)度，以免發(fā)生齒根折斷。 含碳量為 (~)%的碳素鋼或合金鋼。 常用于受沖擊載荷 的重要傳動(dòng)。 滲氮是一種 化學(xué) 處理。 4)合金鋼常用于制作高速、重載并在沖擊載荷下工 作的齒輪； 5)航空齒輪要求尺寸盡可能小，應(yīng)采用表面硬化處 理的高強(qiáng)度合金鋼； 第十章 齒輪傳動(dòng) 27 機(jī)械設(shè)計(jì) 167。 齒形誤差、輪齒變形等造成基節(jié)誤差 ∴ K v=f(精度 ,v) 第十章 齒輪傳動(dòng) 33 機(jī)械設(shè)計(jì) 具體影響因素： 1）基節(jié)誤差：制造誤差、彈性變形引起。但由于齒距誤差及彈性變形等原因，總載荷 Fn并不是按 PP39。 一、輪齒的受力分析 11t 2dTF ?ata ntr FF ?嚙合傳動(dòng)中， 直輪齒的受力分析 圓周力： 徑向力： acostn FF ?法向力： 1T －－為 小輪 的名義轉(zhuǎn)矩（ N 1）低速軸小齒輪左旋，大齒輪右旋，中間軸上兩齒輪旋向相同才能使軸向力相反。 h Fn F2 F1 S γ 彎曲力矩： M=KFnhcosγ 危險(xiǎn)截面的彎曲截面系數(shù)： 62bSW ?WMF ?0?彎曲應(yīng)力： a?c o sc o s62bshKF t?2c o s6bshKF n ??危險(xiǎn)截面： 齒根圓角 30? 切線(xiàn)兩切點(diǎn)連線(xiàn)處。算出 d1t(或 mnt）后，用 d1t再查取 KV、 Kα、 Kβ從而計(jì)算 K 。 106 齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)參數(shù)、許用應(yīng)力與精度選擇 開(kāi)式齒輪傳動(dòng) : z1=17~20 z2=uz1 4．齒寬 b 大齒輪： b= ?d d1 ,小齒輪： b1=b+(5~10) mm 65 說(shuō)明： 1)大小齒輪皆為硬齒面時(shí)， ?d應(yīng)取小值，否則取大值； 2)括號(hào)內(nèi)的數(shù)值用于人字齒輪； 3）機(jī)床中的齒輪，若傳遞功率不大時(shí)， ?d可小到 4)非金屬齒輪可?。? ?d =~ 表 107 圓柱齒輪的齒寬系數(shù)表 ?d =b/d1 裝置狀況 兩支撐相對(duì)小齒輪對(duì)稱(chēng)布置 兩支撐相對(duì)小齒輪作非對(duì)稱(chēng)布置 懸臂布置 ?d ~ (~) ~ (~) ~ 二、齒輪傳動(dòng)的許用應(yīng)力 MP aSK N l i m][ ?? ?許用應(yīng)力： σ lim 疲勞極限 (σ FE、 σ Hlim ), 由實(shí)驗(yàn)確定 , S 疲勞強(qiáng)度安全系數(shù)， SH=1, SF= K N壽命系數(shù) (KFN、 KHN)，可查圖求得。 （ 1）軟齒面閉式齒輪傳動(dòng)： 按接觸強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì)，按彎曲強(qiáng)度校核： （ 2）硬齒面閉式齒輪傳動(dòng)： 按彎曲強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì)，按接觸強(qiáng)度校核 : （ 3）開(kāi)式齒輪傳動(dòng)： 按彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)。 二、計(jì)算載荷 εαpbt εαpbt L為參與嚙合接觸線(xiàn)長(zhǎng)度之和。 輪齒的失效形式 : ?局部折斷 ? ?FαnSaFatF ?e?? ??bmYYYKF設(shè)計(jì)計(jì)算公式： ? ?3FSaFaα21d21nc os2?e??? YYzYKTm ??86 基圓柱 ?????? ?? uud 1s inc o s21t1bΣ a??齒廓曲面 四、齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算 n2n1Σ11?? ??β b 法面曲率半徑 : 嚙合平面 (發(fā)生面 ) ρn ρt P 綜合曲率半徑 : 參照直齒輪齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算公式，并引入根據(jù)上述關(guān)系后可得： 校核計(jì)算公式： ? ?HHEα1tH1 ?e? ??? zzuubdKFβ b btn c os2s in?a? d?btn c o s ??? ?區(qū)域系數(shù)???ttbZaa?s i nc o sc o s2H其中： ZE彈性影響系數(shù) 選取圖在下頁(yè) 87 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 β? ZH 得設(shè)計(jì)計(jì)算公式： ? ?32HHEαd1112???????????e?zzuuKTd斜 齒輪的區(qū)域系數(shù) ZH按下圖選?。? 引入齒寬系數(shù)： φ d=b/d1 強(qiáng)調(diào)斜齒輪的 [σ ]H與直齒輪不同！ 88 特別注意： 斜齒輪的 [σH] 取法與直齒輪不同！ 原因分析： e1 P e2 即使大齒輪的齒根部分 e2P段出現(xiàn)點(diǎn)蝕，而導(dǎo)致載荷向齒頂面 e1P段轉(zhuǎn)移，只要不超出承載能力，大齒輪的齒頂面和小齒輪的齒面也不會(huì)出現(xiàn)點(diǎn)蝕而導(dǎo)致傳動(dòng)失效。 ） 對(duì)軸交角為 90186。 （ 4） 齒向載荷分配系數(shù) ： KFβ ＝ KHβ ＝ KHβbe 飛機(jī)、車(chē)輛 工業(yè)、船舶 兩者都是兩端支承 一個(gè)兩端支承一個(gè)懸臂 都是懸臂 應(yīng)用 小輪和大輪的支承 表 109 軸承系數(shù) KHβbe 0 10 20 30 40 50 m/s 十分精密的齒輪裝置 10 8 7 6 Kv 9 8 （ 3） 齒間載荷分配系數(shù)Kα ： K F α ＝ KHα ＝ 1 95 11t )(2zmTFR???11t2zmTFm?2121?? umzR??M P abm YYKF FmSaFatF ][ ?? ??代入 )(Rm ??? mm由 Rb /R ??得： R?Rb ?代入得 設(shè)計(jì)公式 ： 11t2mdTF ?又 ? ? ? ?3 FSaFa2212RR14???YYuzKTm???M P abm YYKF FRSaFatF ][)( ??? ???得 校核公式 ： 2121?? udR?96 )11(s inc o s21vm11ud ??? a?? aa? s in2s in2111 vvvdud ???四、 齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算 綜合曲率為： 21 vv11??? ???? ? ? ?H312RR1EH ???? ??? udKTZ校核計(jì)算公式 ： ? ? ? ?3 2RR12HE1 )( uKTZd??? ??設(shè)計(jì)計(jì)算公式 ： 計(jì)算所得模數(shù) m ,應(yīng)圓整為標(biāo)準(zhǔn)值。 lh=(.~) ds ,并使 lh ≥b c= 。 但不小于 10 mm d0 和 d 按結(jié)構(gòu)取定 d d0 R b d s d h d a lh 斜度 1:10 ? 3. 腹板式齒輪 103 d0 d ? R b d s d h d a lh 斜度 1:20 dh=( ~) ds 。 s = h1 。 潤(rùn)滑的目的： 減少摩擦磨損、 散熱和防銹蝕 。 ② 掌握選用齒輪材料的基本要求，軟齒面與硬齒面的常用材料及熱處理方法，合理地選用齒輪的配對(duì)材料及熱處理方法。