【文章內(nèi)容簡介】 計(jì)準(zhǔn)則由其主要的失效形式來確定。 閉式軟齒面齒輪傳動(dòng) 主要失效形式：齒面點(diǎn)蝕 設(shè)計(jì)準(zhǔn)則： 按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)，驗(yàn)算輪齒彎曲強(qiáng)度。 閉式硬齒面齒輪傳動(dòng) 主要失效形式：齒根彎曲折斷 設(shè)計(jì)準(zhǔn)則： 按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)，驗(yàn)算齒面接觸強(qiáng)度。 開式齒輪傳動(dòng)度 主要失效形式：磨損 設(shè)計(jì)準(zhǔn)則：一般只進(jìn)行彎曲強(qiáng)度計(jì)算，適當(dāng)增大 m考慮磨損的影響。 一、對(duì)材料的要求： 齒面要硬，齒芯要韌，工藝性能要好，經(jīng)濟(jì)性好。 二、常用的齒輪材料 鋼 （ 1）鍛鋼：軟齒面齒輪（ HBS≤350 ）硬齒面齒輪（ HBS350） （ 2）鑄鋼 鑄鐵 非金屬材料 第 9節(jié) 齒 輪材料及許用應(yīng)力 三、熱處理 常用有：表面淬火、滲碳調(diào)質(zhì)、正火（常用）、滲氮。 注意：熱處理后齒面硬度小于或等于 350HBS的軟齒面，此時(shí)大小齒面應(yīng)存在一個(gè)硬度差，一般 HBS1HBS2=3050。 原因： 1）、小齒輪齒根強(qiáng)度較低 2）、小齒輪的應(yīng)力循環(huán)次數(shù)較多 3）、當(dāng)大小齒輪有較大硬度差時(shí)，較硬的小齒輪會(huì)對(duì)較軟的大齒輪齒面產(chǎn)生冷作硬化的作用，可提高大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度。 四、材料的選擇的原則： ①工作條件要求 ②尺寸與毛坯、熱處理、加工工藝適應(yīng) ③正火鋼用于平穩(wěn)載荷（輕沖擊），調(diào)質(zhì)鋼中度沖擊，合金鋼高速重載并可有沖擊。 ④可行性要求 一、受力分析 目的： 找出作用在齒輪上的力，為齒輪、軸、軸承等的設(shè)計(jì)作準(zhǔn)備。 受力分析的計(jì)算條件：略去齒面間的摩擦力。 力的作用點(diǎn)：齒寬中點(diǎn)處的節(jié)圓上。 力的方向 ① 圓周力的方向：主動(dòng)輪與轉(zhuǎn)向相反， 從動(dòng)輪與轉(zhuǎn)向相同。 ② 徑向力的方向：外嚙合：由嚙合點(diǎn)指向圓心 內(nèi)嚙合：內(nèi)齒輪由嚙合點(diǎn)背離圓心 力的大?。? 第 10節(jié) 直齒圓柱齒輪傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算 ①圓周力： ②徑向力： ③法向力： 21112tt FdTF ?? 211 rtr FtgFF ?? ??c o stnFF ? mmNnPT ???1161 1 2 Ft2 Ft1 Fr2 Fr1 二、計(jì)算載荷 單位長度上的計(jì)算載荷 （ 1）、單位長度上的名義載荷（公稱載荷） 為了便于分析計(jì)算，常取沿齒面接觸線單位長度上所受載荷進(jìn)行計(jì)算。 （ 2）、單位長度上的計(jì)算載荷 載荷系數(shù) mmNLFp n /?mmNLkFkpp nca /????kkkkk vA?使用系數(shù) KA 表征原動(dòng)機(jī)和工作機(jī)的性能等外部因素對(duì)齒輪實(shí)際所受載荷大小的影響 動(dòng)載荷系數(shù) Kv 齒間載荷分配系數(shù) 齒向載荷分布系數(shù) ①齒輪對(duì)軸承做不對(duì)稱布置， ②軸扭轉(zhuǎn)變形，軸承、支座變形、制造安裝誤差。 改善載荷分布不均的方法： ①增大軸、軸承及支座剛度。②對(duì)稱地配置軸承。③適當(dāng)限制齒輪寬度。④盡可能避免齒輪做懸臂布置。⑤把一個(gè)齒輪的輪齒做成鼓形。⑥斜齒輪和人字齒輪可進(jìn)行螺旋角修形。 三、齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算 目的 保證齒輪在使用時(shí)間內(nèi)不發(fā)生輪齒的疲勞折斷。 計(jì)算假設(shè) 1）齒頂受載時(shí)全部載荷作用在一對(duì)輪齒上。 2）強(qiáng)度計(jì)算時(shí)輪齒看作懸臂梁。 3）略去徑向分力 強(qiáng)度計(jì)算 1）輪齒的危險(xiǎn)截面：危險(xiǎn)截面用 30186。切線法確定 2）強(qiáng)度計(jì)算 以單位寬度的輪齒計(jì)算，輪齒作懸臂梁時(shí)的彎曲強(qiáng)度條件： ? ?FsaFatF YYbmKF ?? ????1dbd ??令：校核式 設(shè)計(jì)式 ? ?3 211 .2FsaFadYYzKTm???說明： 1）齒形系數(shù) YFa。①其物理意義是：反映載荷作用于齒頂時(shí)，輪齒形狀對(duì)彎曲應(yīng)力的影響。 ②只與齒廓的形狀有關(guān)，而與齒廓的大?。茨?shù)）無關(guān) 。標(biāo)準(zhǔn)齒輪只與齒數(shù)有關(guān)。 2)當(dāng)其他條件不變時(shí)， ??? 彎曲強(qiáng)度, Fm ? 3)兩齒輪的彎曲強(qiáng)度應(yīng)分別校核 ? ?11111 FFasatF bm YYKF ?? ??? ? 2112212 FsaFasaFaFF YYYY ??? ??4)在設(shè)計(jì)式中 , 取兩輪中的大者。 ? ?FsaFa YY?5）用設(shè)計(jì)式計(jì)算出的 m值應(yīng)圓整為標(biāo)準(zhǔn)值，對(duì)于動(dòng)力傳動(dòng)一般不宜小于 ～ 。 6）校核式如果校核強(qiáng)度不夠，可以采取以下措施 m↑: ① d一定 ,z↓, ② z一定， d↑ 四、齒面接觸強(qiáng)度計(jì)算 目的： 保證齒輪的齒面在使用時(shí)間內(nèi)不發(fā)生疲勞點(diǎn)蝕。 計(jì)算（假設(shè)）特點(diǎn)： a. 按節(jié)點(diǎn)處計(jì)算 的兩齒廓曲率半徑為半徑的兩圓柱體的接觸。 （點(diǎn)）曲率半徑計(jì)算 接觸強(qiáng)度的計(jì)算： ? ?HHEHuubdKTZZ ?? ???? 12211校核式 ? ? ? ?3213211???????????????????????HEdHHEdZuuKTZZuuKTd????設(shè)計(jì)式 注意： 兩齒輪齒面的接觸應(yīng)力 σ H1和 σ H2大小相同。 兩齒輪的許用接觸應(yīng)力 [σ H]1與 [σ H]2一般是不同的，進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算時(shí)應(yīng)選用較小值。 齒輪的齒面接觸疲勞強(qiáng)度與齒輪的直徑或中心距的大小有關(guān)，即與 m與 z的乘積有關(guān)，而與模數(shù) m的大小無關(guān)。 五、齒輪傳動(dòng)的主要參數(shù)選擇及說明 （一）、壓力角 α α↑,S↑ 和 ρ↑ ，彎曲強(qiáng)度 ↑ ，接觸強(qiáng)度 ↑ 。 （ 二）、齒數(shù)選擇 中心距不變， z ↑時(shí) :① 重疊系數(shù) ↑ ,平穩(wěn)性 ↑ ② m↓,h↓減少金屬切削量，降低制造成本 , ③ h↓, 相對(duì)滑動(dòng)速度 ↓ ,磨損和膠合可能性 ↓ ④ m↓, 齒厚 ↓ ，輪齒彎曲強(qiáng)度 ↓ 齒數(shù)選擇原則： 軟齒面閉式齒輪傳動(dòng)，其承載能力主要由齒面接觸強(qiáng)度決定，在彎曲強(qiáng)度滿足的條件下，為了提高傳動(dòng)平穩(wěn)性，減小沖擊振動(dòng)，齒數(shù)選擇多一些 ： 閉式硬齒面?zhèn)鲃?dòng)或開式傳動(dòng)，應(yīng)保證足夠的彎曲強(qiáng)度，這些齒數(shù)選擇不宜過多 ，標(biāo)準(zhǔn)直齒輪可取 ： 40~201 ?Z20~171 ?Z(三 )、齒數(shù)比 u與傳動(dòng)比 I (四 )、齒寬及齒寬系數(shù) 齒寬： 圓整為 0， 5（雙數(shù)）結(jié)尾，取 1db d ???10~5212 ??? bbbb ，且因?yàn)椋? ①為了便于安裝和補(bǔ)償軸向尺寸的變動(dòng)，防止大小齒輪因裝配誤差產(chǎn)生軸向錯(cuò)位而導(dǎo)致嚙合齒寬減小。 ②小齒輪直徑小，可節(jié)約部分材料。 ③軟齒面齒輪，大齒輪齒面硬度 HB一般比小齒輪低，小齒輪取寬一些，不容易在其齒面上磨其溝痕，以便于下一次維修時(shí)安裝后，大小齒輪在整個(gè)齒寬嚙合，避免載荷集中。 強(qiáng)度的計(jì)算中，齒寬仍按大齒輪齒寬計(jì)算，即取 齒寬系數(shù) 齒輪承載能力 ↑ 2bb ??b第 11 節(jié)平行軸斜齒圓柱齒輪機(jī)構(gòu) 一、斜齒輪齒廓曲面的形成和嚙合特點(diǎn) 斜齒輪齒廓曲面的形成 法面（ n）上的模數(shù)和壓力角為標(biāo)準(zhǔn)值 。 端面（ t ）上的漸開線為精確漸開線 漸開線螺旋面齒廓的特點(diǎn)： ?接觸線是斜直線 ?逐漸接觸，逐漸脫開， ?傳動(dòng)平穩(wěn)，沖擊和噪聲小 ?產(chǎn)生軸向力 β 角 ↑→ 軸向力 ↑ ，對(duì)軸承不利 β 角太小，斜齒輪的優(yōu)點(diǎn)不易發(fā)揮 一般： β= 8―20 176。 ?5重合度加大 (后面分析 ) 二、斜齒圓柱齒輪的基本參數(shù) 螺旋角 ?????右旋左旋分度圓螺旋角基圓螺旋角?? b螺旋線的導(dǎo)程 Pz: 螺旋線繞同一周時(shí)它沿軸線方向前進(jìn)的距離 A pnBEtD?F? dp?bzp?CZPdtg ?? ?Zbb Pdtg ?? ?tb dd ?co s?tbb tgtgddtg ???? c o s??（上式表明，不同圓柱面的螺旋角不等） 斜齒輪端面參數(shù)與尺寸：