【文章內(nèi)容簡介】 勞折斷：重復(fù)彎曲 常見 表現(xiàn)形式 全齒折斷：齒寬較小 局部折斷：齒寬較大，載荷沿齒寬分布不均 （二）齒面疲勞點蝕 潤滑良好的閉式齒輪常見失效形式 ，多出現(xiàn)在靠近節(jié)線的齒根表面處 點蝕 → 齒面失去正確的齒形 → 正確的嚙合被破壞 注意 :開式齒輪不會點蝕 （三）齒面的磨損 表面粗糙的硬齒與較軟的輪齒相嚙合時，軟齒表面被劃傷而磨損，或外界硬顆粒進入也會引起磨損 . （四）齒面的膠合 嚴重的粘著磨損 原因 :1)高速重載傳動 → v滑動 ↑→ 高溫使油膜破裂 → 齒面間的粘焊現(xiàn)象 → 撕脫 → 溝痕 —熱粘著 2)低速重載 → 油膜不易形成 → 重載 冷焊粘著 齒輪的計算準(zhǔn)則由失效形式確定的 : 閉式傳動齒輪 ——疲勞點蝕，彎曲疲勞折斷，膠合 開式傳動齒輪 ——彎曲疲勞折斷和磨損 常用材料 :表 87。常用熱處理表 88 二、齒輪材料（略） 力的方向 Ft 主反從同 Fr 指向軸線 圓周力 Ft=2T/d1 徑向力 Fr=Fttgα 法向力 Fn 力的大小 第十節(jié) 圓柱齒輪傳動的強度計算 一、圓柱齒輪傳動的載荷計算 （一）直齒輪受力分析 （二） 斜齒圓柱齒輪的受力分析 112dTF t ??tgFF ta ????co sntttrtgFtgFF ??tbtntn aFaFFc o sc o sc o sc o s ????力的方向 圓周力 Ft— 主反從同 徑向力 Fr— 指向各自的輪心 軸向力 Fa— 主動輪的左右手螺旋定則 力的大小 12dTFt ??tgFF ta ???? tgFF tr ?? c o s圓周力 軸向力 徑向力 ?? 208 至?（二）斜齒輪的受力分析 主動 被動斜齒圓柱齒輪的受力分析 （受力方向） 圓周力：主動輪與轉(zhuǎn)向相反；從動輪與轉(zhuǎn)向相同。 徑向力：指向圓心。 軸向力：可用左、右手判斷。 ——接觸線長度 ??LFF n?——單位名義載荷 Fn——名義載荷 ?L?K ——接觸線總長度變化系數(shù)，斜齒輪嚙合線長度 是變化的 ?K ——載荷集中系數(shù)，載荷沿接觸線并不是均勻分 布的 vK——動載荷系數(shù)，制造不正確，傳動不平穩(wěn)， 引起附加動載荷 （三）計算載荷 vnuc KKbKdTF .c o s..211 ??? ??????? ??c osc osbbLb????? ??? co sm i nbKLKL ???? ntn aFFc o sc o s ??討論： (1)載荷集中系數(shù) ?K （ 2）動載荷系數(shù) KV 制造安裝誤差引起的 措施：注意齒輪安裝在軸上的位置； 提高軸及支承剛度； 提高制造和安裝精度。 二、齒面接觸疲勞強度 計算依據(jù) :赫茲公式 (彈性力學(xué) )P7 輪齒接觸應(yīng)力 ? 計算 接觸處齒廓曲率半徑 ρ 1和ρ 2為半徑的兩圓柱體的接觸應(yīng)力 )1(2 2?????? EF ucH計算點 節(jié)點 1)在節(jié)點處僅有一對齒輪嚙合 2)相對速度小不宜形成潤滑油膜 原因 : 3）疲勞點蝕經(jīng)常發(fā)生在節(jié)點附近 2s in2s in 2211nn dd ???? ??代入 ρ 與 CF?][1..2211HvEHH bdKKTzzz ???? ?? ???)()(12小齒輪齒數(shù)大齒輪齒數(shù)zz??zH——節(jié)點嚙合系數(shù) zE——彈性系數(shù) zε ——重合度系數(shù) ???????211221c o s)1(2s in.???? uud nuZZdd ??? 121212 ??1/)/(12121 ?? ?? ????vnuc KKbKdTF .c o s..211 ??? ???nHz ??22s inc o s2?)1( 2?? ??EzE??? ?.1Kz ?引入齒寬系數(shù) ψ d=b/d1,可導(dǎo)出 d1的設(shè)計公式 : 3 2111.][ ????? ??HddKTKd其中 , 3 23 2 /)(2 mmNKZZZK VHEd ??討論： 1. 兩齒輪 21 ][][ HH ?? 不相同，應(yīng)代入較小值 . 2. 接觸強度與 d1（或 a）有關(guān)，與單個 m， z無關(guān)。 三、齒根彎曲疲勞強度計算 30176。 切線法 ——危險截面 6/c o s2bslFWM FnF???? ??Kβ ——載荷集中系數(shù) KV ——動載荷系數(shù) ??c o s)/(c o s)/(62msmlY FF ?YF ——齒形系數(shù)，圖 844,YF只與齒形有關(guān) ,即只與z和變位系數(shù) x有關(guān) ][.2211FdvFF mdKKTY ??? ? ?? 直齒輪彎曲疲勞強度驗算 : 計算模型 ——全部載荷由一對齒承擔(dān)并作用在齒頂上 以法面模數(shù) mn代替 m， YF以當(dāng)量齒數(shù) ?3c o szzv ?][..2211FndvFF mdKKTYYY ??? ??? ??斜齒輪齒根彎曲疲勞強度驗算 : Yε ——重合度系數(shù) Yβ ——螺旋角系數(shù) 引入齒寬系數(shù) ψ d得設(shè)計公式： 3211][.. FFdmnYzKTKm????VFm KYYK ??2c o s2?其中 , 討論： YF不同，許用彎曲應(yīng)力 [? F]亦不同，計算時應(yīng)按兩輪中 ][ FFY?值較大者代入計算 。 2．驗算時應(yīng)按大小齒輪分別計算 2211 ][,][ FFFF ???? ??3．開式齒輪失效形式是磨損，按彎曲強度進行計算， 為補償輪齒磨損，將求得的模數(shù)增大 10%。 第十一節(jié) 圓錐齒輪傳動 一、應(yīng)用和特點 圓錐齒輪 ——用于傳遞兩相交軸的運動，一般兩軸交角 Σ=90 176。 錐齒輪齒形 :分大端、小端齒形 ,大端參數(shù)為標(biāo)準(zhǔn)參數(shù) 二、直齒圓錐齒輪的背錐及當(dāng)量齒數(shù) 1．圓錐齒輪理論齒廓的形成 球面漸開線 理論輪廓 錐面漸開線 實際輪廓 O1A——圓錐母線 O1O——圓錐軸線 3．當(dāng)量齒輪與當(dāng)量齒數(shù) 當(dāng)量齒輪 當(dāng)量齒數(shù) 2． 背錐的作法 當(dāng)量齒輪的半徑： ?? c o s2c o s ???? zmrrv?c oszzv ?當(dāng)量齒數(shù) : mrZ vv2??)(17c o o i nm i n 標(biāo)準(zhǔn)??? ??vzz????????????212121?????mmm四、傳動比和幾何尺寸的計算 （ 1）傳動比 uzzrri ????12122112 ??212121221t a ns ins in90????????????rri?三、正確嚙合條件 （ 2）幾何尺寸 ——表 8－ 13 五、直齒圓錐齒輪傳動的受力分析 Ft——圓周力 法向力 Fn Fr——徑向力 Fa——軸向力 1．力的方向 Ft——主反從同 Fr——分別指向軸心 Fa——分別指向大端 2．力的大小（略 ) 直齒錐齒輪受力分析 112mt dTF ?211 c o s atr FtgFF ?? ??211 s i n rta FtgFF ?? ???c o stnFF ?六、直齒圓錐齒輪傳動的強度計算 計算模型：以圓錐齒輪齒寬中點處的當(dāng)量齒輪來計算 （一）齒面接觸疲勞強度計算 驗算公式 : ][1.2 2311HdmvEHH uudKKTzzz ??? ?? ???設(shè)計公式 : 3 22111.][ uuKTKdHddm?????驗算公式 : 設(shè)計公式 : ][. 211FmmvFF mbdKKTY ?? ? ??311][.2FFmvmYZKKTm????大端模數(shù) : )( bRRmmm ??取標(biāo)準(zhǔn)值 （二）齒根彎曲疲勞強度計算 YF——齒形系數(shù)按照當(dāng)量齒數(shù)查取 第十二節(jié) 蝸桿傳動 一、蝸桿蝸輪的形成原理和傳動的特點 螺旋齒輪傳動 蝸桿蝸輪 軸線相錯，交角 Σ=90 176。 蝸輪、蝸桿輪齒旋向相同 蝸桿 :單頭、多頭 （蝸桿的齒數(shù) =頭數(shù)） γ 1=β 2 （蝸桿螺旋線導(dǎo)程角 =蝸輪齒螺旋角） 主要特點： 1）傳動平穩(wěn)，振動、沖擊、噪聲均很小 2）傳動比大 8~100，分度機構(gòu)可達 1000 3）機構(gòu)具有自鎖性 4）蝸輪、蝸桿嚙合輪齒間相對滑動速度較高，摩擦損耗較大，傳動效率較低 二、蝸桿傳動的正確嚙合條件 中間平面內(nèi) ?齒輪齒條傳動 中間平面（主平面） ——通過蝸桿軸線并垂直于蝸輪軸線的平面 正確嚙合條件： ????????212121???? txtx mm三、蝸桿傳動的主要參數(shù)和幾何尺寸 （一）蝸桿傳動的主要參數(shù) 1．模數(shù) m（ mx1,mt2）和壓力角 α （ α x1,α t2） 模數(shù)：表 814 α=20176。 2．蝸桿頭數(shù) Z1 蝸輪齒數(shù) Z2 Z1 ＝ 1～ 6 Z2 ＝ 27～ 80 ３ . 導(dǎo)程角 ?? d 1pz1pmqmzd ?? ?t a n 111111t a ndmzdmz ??????mdq 1?直徑系數(shù) 表 814 4. 蝸桿的分度圓直徑 d1和直徑系數(shù) q 蝸桿加工 蝸輪加工 二、圓柱蝸桿傳動的幾何尺寸 表 816 ? ? ? ?122121211*22t a nzziczzmzqmamzmqzmd??????????????v 1v sv 2v 2P? 1? 2d 2d122??mz 11??mz?四、蝸桿傳動的失效形式和材料的選擇 （一）失效形式：齒面膠合、磨損、疲勞點蝕、輪齒折斷 失效主要發(fā)生在 蝸輪 上 （二）材料選擇 要求：良好的減摩、耐磨、易于跑合、抗膠合、有足夠強度 蝸桿：碳素鋼、合金鋼 蝸輪 ： 鋁鐵青銅 鑄鐵，球墨鑄鐵 ——VS2m/s 計算準(zhǔn)則：閉式蝸桿傳動 —按齒面接觸疲勞強度設(shè)計 按齒根彎曲疲勞強度驗算 Ft— 主反 Fr— 指向各自輪心 Fa1— 蝸桿左右手螺旋定則 軸向力 徑向力 圓周力 蝸輪轉(zhuǎn)向的判別 ： Fa1的反向即為蝸輪的角速度 ω 2方向 判定蝸輪轉(zhuǎn)向 例 1 判定蝸輪轉(zhuǎn)向 例 2 力的方向 : 其余 : 作用力與反作用力 五、蝸桿傳動的強度計算 （一）蝸桿傳動的載荷計算 1．輪齒的受力分析 蝸桿傳動的受力分析 21112at FdTF ??12222at FdTF ???tgFFF trr 221 ??nanFF?? co sco s1??iTT 12 ? 圓柱蝸桿傳動 蝸桿傳動的受力分析 已知 n1及斜齒輪旋向 ,求使蝸輪軸上軸向力相互抵消時 Ⅱ 軸轉(zhuǎn)向 ,繪出其嚙合點的受力圖 ,試標(biāo)出各軸轉(zhuǎn)向及各傳動所受的力 ,