【正文】 3 2121)()(uKTZdRRHE??? ???直齒圓錐齒輪傳動強度計算的要點 ? ? ? ? H312RR1HEH ???? ???udKTZZ? ? ? ?3 2121 501 uKTZZdRRHHE.??? ???????????? ? ? ? FRRSaFaF . ???? ???? 15014221321uzmYYKT? ? ? ?3 2F212RRSaFa14???uzYYKTm???① 強度計算按 齒寬中點處的背錐 展開所得的當量直齒圓柱齒輪進行計算。 ②假定整個嚙合過程中載荷由一對齒承擔，即 忽略重合度的影響 → 重合度系數(shù) Yε和齒間載荷分配系數(shù)Kα取值為 1， 齒輪傳動的效率 齒輪傳動的效率和潤滑 （ 1）嚙合中的摩擦損失；（ 2）油阻損失；（ 3）軸承中的摩擦損失。 閉式齒輪傳動的效率 η： η＝ η 1η2η3 齒輪傳動的 效率損失 主要包括： ? 計入上述損耗時 ， 齒輪傳動 （ 采用滾動軸承 ）的平均效率見下表 。 油池潤滑 采用惰輪的油池潤滑 噴油潤滑 二、 齒輪傳動的潤滑和效率 開式 齒輪 常采用人工定期潤滑。可用潤滑油或潤滑脂。 閉式 齒輪 傳動的潤滑方式由 圓周速度 v確定 。 當 v≤ 12 m/s時，采用油池潤滑。 當 v 12 m/s時，采用油泵噴油潤滑。 適用于多級齒輪，且大小不等的場合。 理由： 1)v過高，油被甩走，不能進入嚙合區(qū)； 2)攪油過于激烈，使油溫升高，降低潤滑性能； 3)攪起箱底沉淀的雜質(zhì)，加劇輪齒的磨損。 ? 潤滑油的粘度可按下表選取。潤滑油的運動粘度確定之后，即可由表 152或機械設計手冊查出所需潤滑油的牌號。 ★ 齒輪結構 da? 160mm→ 實體式 齒輪軸 da 500mm→ 輪輻式 da ＜ 500mm→ 腹板式 齒輪的結構設計 齒輪的結構設計 齒輪的結構設計 齒輪的結構設計 齒輪的結構設計 齒輪的結構設計 ?總結 兩齒輪嚙合時的接觸應力 ζH與許用接觸應力 [ζH] 一對嚙合齒輪的接觸應力大小相等方向相反，即ζH1=ζH2； 一對嚙合齒輪的許用接觸應力不一定相等，即[ζH1]≠[ζH2]。所以接觸強度一般不相等，在應用公式時應取 [ζH]小值代入。若一對齒輪的 [ζH1]=[ζH2]，則一對齒輪不但接觸應力相等（即 ζH1=ζH2），而且接觸強度也相等。 b影響彎曲應力的主要因素 模數(shù) m ： 因 ζF∝ 1/m2 ,則模數(shù)是影響彎曲強度的最重要因素 ， 當彎曲強度不足時 ， 首先應增大模數(shù)； 齒寬 b： 當齒寬 b↑，則 ζF ↓，但 b過大會使齒向載荷分布系數(shù) Kβ↑而使 K↑； 齒數(shù) z及變位系數(shù) x ： z↑、 x↑，則 YFa YSa ↓ Yε ↓ ，而使ζF ↓。 因為一般 z1≠z2， 則 YFa1≠ YFa2 ， YSa1≠ YSa2 ， 所以 ζF1≠ ζF2 ； 一對大 、 小齒輪的材料和熱處理硬度不同 ， 則彎曲疲勞極限 ζFlim不同 ， 加之彎曲疲勞壽命系數(shù) YN的影響 ， 所以[ζF1] ≠[ζF2] 。 一對標準齒輪嚙合， ζF1=？ ζF2 ， [ζF1] =？ [ζF2] 。 無關 。 因 YFa 是反映當力作用于齒頂時 ， 輪齒齒廓形狀對齒根彎曲應力的影響系數(shù) ， 它是指齒根厚度與齒高的相對比例關系 。 當齒高增大 ， 齒根厚度變小 ， 輪齒變?yōu)?“ 瘦高型 ” ,即 YFa ↑σF ↑，抗彎曲能力差；反之 ， 齒高減小 ， 齒厚增大 ， 則輪齒變?yōu)?“ 矮胖型 ” ， 即 YFa↓ σF↓， 抗彎曲能力強 。 因此 YFa是反映輪齒 “ 高 、 矮 、 胖 、 瘦 ” 程度的形態(tài)系數(shù) 。 而模數(shù) m的值是反映一個輪齒絕對尺寸的大小 ， 對于用標準刀具加工標準齒輪時 ， 若 z相同僅m不同 ， 則加工出的輪齒都幾何相似 ， m只是它們的放大比例 。 齒形系數(shù) YFa 與模數(shù) m有關否？ YFa的影響因素及其選擇 標準直齒圓柱齒輪的 YFa 只取決于輪齒的形狀（隨齒數(shù)和變位系數(shù)而異）。當 z↑，漸開線越平坦齒根厚度 ↑，則 YFa↓；當 z 一定時，采用正變位方法可使齒根厚度 ↑，達到降低 YFa 的效果，而 ζF↓，則抗彎強度提高。對于斜齒輪的 YFa 應按當量齒數(shù) zv=z/cos3β選取；對于直齒錐齒輪，應按 zv=z/cosδ選取。斜齒圓柱齒輪設計中，若 β↑、 zv↑，則 YFa↓，故斜齒輪的抗彎強度比直齒輪高。 齒寬系數(shù) ψd的選擇 設計齒輪時，所選的齒寬系數(shù) ψd既不能太大，又不能過小。 原 因 當載荷一定時，齒寬系數(shù)選大值，可使分度圓直徑下降（或中心距下降），降低齒輪圓周速度，而且能在一定程度上減輕整個傳動裝置的重量，但使齒寬增加，軸向尺寸增大，因而增加了載荷沿齒寬分布的不均勻性，故齒寬系數(shù)不能選太大； 若齒寬系數(shù)過小，則分度圓直徑增大（或中心距增大），增加了整個傳動裝置的重量，故齒寬系數(shù)又不能選太小。 齒寬系數(shù)選擇原則 一般齒輪制造、安裝精度高，載荷穩(wěn)定，軸的剛度大，齒輪對稱于軸承布置時，齒寬或齒寬系數(shù)可以取大些；相反，齒寬與齒寬系數(shù)應選小些； 直齒圓柱齒輪宜取較小值，斜齒可取較大值（人字齒可到 2）； 在設計時，可把軟齒面齒輪的齒寬系數(shù)值比硬齒面齒輪的齒寬系數(shù)值選大一些； 為便于裝配和調(diào)整，根據(jù) d1和齒寬系數(shù)求出輪寬 b后，將小齒輪寬度 b1再加大 5mm～ 10mm（錐齒輪和人字齒輪傳動的小齒輪部加寬），但計算時按大齒輪寬度計算。 螺旋角的選擇 螺旋角增大 ， 可使 εα， 提高傳動的平穩(wěn)性與承載能力 ， 但 β過大 ， 軸向力增加 ，軸承裝置復雜；若 β過小 ， 斜齒輪的優(yōu)點不明顯 。 一般取 β=8~15176。 ；對于振動噪聲要求高的齒輪 ， 可取 β=15~25176。 ，但制造精度要相應的提高；對人字齒輪 ，因軸向力可相互抵消 ， 故 β可選大些 。 兩級圓柱齒輪傳動中 ， 若有一級為斜齒另一級為直齒 ，試問斜齒圓柱齒輪應置于高速級還是低速級 ？ 為什么 ？若為直齒錐齒輪和圓柱齒輪所組成的兩級傳動中 ， 錐齒輪應置于高速級還是低速級 ？ 為什么 ？ （ 1）在兩級圓柱齒輪傳動中，斜齒輪應置于高速級，主要因為高速級的轉速高，用斜齒圓柱齒輪傳動，工作平穩(wěn)，在精度等級相同時，允許傳動的圓周速度較高；在忽略摩擦阻力影響時，高速級小齒輪的轉矩是低速級小齒輪轉矩的 1/i(i是高速級的傳動比 )，其軸向力小。 （ 2）由錐齒輪和圓柱齒輪組成的兩級傳動中，錐齒輪一般應置于高速級，主要因為當傳遞功率一定時，低速級的轉矩大，則齒輪的尺寸和模數(shù)也大，而錐齒輪的錐距和模數(shù)大時，則加工困難，或者加工成本大為提高。 一對齒輪傳動，如何判斷大、小齒輪中哪個齒面不易產(chǎn)生疲勞點蝕及輪齒折斷？ （ 1）大、小齒輪的材料與熱處理硬度及循環(huán)次數(shù) N不等，通常 [ζH1][ζH2] ，而 ζH1=ζH2 ，故小齒輪齒面接觸強度較高，則不易出現(xiàn)疲勞點蝕。 （ 2）比較大、小齒輪的 [ζF1]/YFa1YSa1與 [ζF2]/YFa2YSa2 ，若[ζF1]/YFa1YSa1 [ζF2]/YFa2YSa2 ，則表明小齒輪的彎曲疲勞強度低于大齒輪，以產(chǎn)生彎曲疲勞折斷；反之亦然。 一對按接觸疲勞強度設計的軟齒面鋼制圓柱齒輪，經(jīng)彎曲強度校核計算，發(fā)現(xiàn)其 ζF 比 [ζF] 小很多。試問設計是否合理？為什么？在材料、熱處理硬度不變的條件下，可采取什么措施以提高其傳動性能？ （ 1）因閉式軟齒面齒輪，其主要失效形式為齒面疲勞點蝕，其設計準則為 ζH≤ [ζH ]，必須首先滿足接觸強度的要求，因此，此設計是合理的。 （ 2）若材料、熱處理硬度不變，在滿足彎曲強度條件 ζF≤ [ζF ]下，可選用較多齒數(shù)。 z ↑，則重合度 εα ↑，使傳動平穩(wěn)，降低齒輪傳動的振動與噪聲； εα ↑，則重合度系數(shù) Z ε ↓而使 ζH ↓，可提高齒輪的接觸強度； z ↑，則 m↓，可減輕齒輪的重量和減小金屬切削量，節(jié)省工時和費用； 一對漸開線圓柱齒輪傳動，若中心距、傳動比和其他條件不變，僅改變齒輪的齒數(shù)。試問對接觸疲勞強度和彎曲疲勞強度各有何影響？ z↑，則 YFaYSa↓而使 ζF↓，即抗彎曲疲勞強度高。 在保證彎曲強度的前提下， z↑，則重合度 ↑， Z ε ↓而使 ζH ↓，可提高齒輪的接觸強度； 一對齒輪傳動，若按無限壽命設計，如何判斷其大、小齒輪中哪個不易出現(xiàn)齒面點蝕？ （ 1）許用接觸應力 [ζH1] 、 [ζH2 ] 與齒輪的材料、熱處理及齒面工作循環(huán)次數(shù)有關，一般小齒輪硬度比大齒輪硬度高 30~50HB，即試驗齒輪的接觸疲勞極限 ζHlim1 ζHlim2 ，故 [ζH1 ] [ζH2] 。且 ζH1= ζH2 ，按無限壽命設計時，壽命系數(shù) ZN=1，故小齒輪不易出現(xiàn)齒面點蝕。 （ 2）比較兩齒輪的 YFa1YSa1/[ζF1]與 YFa2YSa2 /[ζF2] ，比值小的齒輪其彎曲疲勞強度大，不易出現(xiàn)齒根彎曲疲勞折斷。 一般開式齒輪傳動的主要失效形式是 。 A、齒面膠合 B、齒面疲勞點蝕 C、齒面磨損或輪齒疲勞折斷 D、輪齒塑性變形 高速重載齒輪傳動，當潤滑不良時，最可能出現(xiàn)的失效形式是 。 A、齒面膠合 B、齒面疲勞點蝕 C、齒面磨損 D、輪齒疲勞折斷 齒輪采用滲碳淬火的熱處理方法，則齒輪材料只可能是 。 A、 45號鋼 B、 ZG340~640 C、 20Cr D、 20CrMnTi 齒輪傳動中齒面的非擴展性點蝕一般出現(xiàn)在 。 A、跑合階段 B、穩(wěn)定性磨損階段 C、劇烈磨損階段 D、齒面磨粒磨損階段 對于開式齒輪傳動，在工程設計中，一般 。 A、按接觸疲勞強度設計齒輪尺寸，再校核彎曲強度 B、按彎曲強度設計齒輪尺寸，再校核接觸強度 C、只需按接觸強度設計 D、只需按彎曲強度設計 一減速齒輪傳動，小齒輪 1選用 45號鋼調(diào)質(zhì)；大齒輪選用 45號鋼正火，它們的齒面接觸應力 。 A、 ζH1ζH2 B、 ζH1ζH2 C、 ζH1=ζH2 D、 ζH1≤ζH2 設計一對減速軟齒面齒輪傳動時，從等強度要求出發(fā)，大小齒輪的硬度選擇時，應使 。 A、兩者硬度相等 B、 小齒輪硬度高于大齒輪硬度 C、 大齒輪硬度高于小齒輪硬度 D、 小齒輪采用硬齒面，大齒輪采用軟齒面 設計閉式軟齒面直齒輪傳動時，選擇齒數(shù) z1的原則是 。 A、 z1越多越好 B、 z1越少越好 C、 z1≥17，不產(chǎn)生根切即可 D、 在保證輪齒有足夠的抗彎疲勞強度的前提下，齒數(shù)選多些有利 在設計閉式硬齒面齒輪傳動中，當直徑一定時，應取較少的齒數(shù)，使模數(shù)增大以 。 A、提高齒面接觸強度 B、 提高輪齒抗彎疲勞強度 D、 減少加切削量，提高生產(chǎn)力 C、 提高抗塑性變形能力 在直齒圓柱齒輪設計中，若中心距保持不變，而增大模數(shù) m，則可以 。 A、提高齒面的接觸強度 B、 提高輪齒的彎曲強度 C、 彎曲和接觸強度均可提高 D、 彎曲與接觸強度均不變 1為了提高齒輪傳動的接觸強度，可采取 的方法。 A、采用閉式傳動 B、 增大傳動中心距 C、 減少齒數(shù) D、 增大模數(shù) 1輪齒彎曲強度計算中的齒形系數(shù)與 無關。 A、齒數(shù) z1 B、 變位系數(shù) C、 模數(shù) D、 斜齒輪的螺旋角 1一對圓柱齒輪，通常把小齒輪的齒寬做得比大齒輪的齒寬寬一些，其主要原因是 。 A、為使傳動平穩(wěn) B、 為了提高傳動效率 C、 為了提高齒面接觸強度 D、 為了便于安裝，保證接觸線長度 1齒輪傳動在以下幾種工況中 的齒寬系數(shù)可取大些。 A、懸臂布置 B、 不對稱布置 C、 對稱布置 D、 同軸式減速器布置 1設計一傳遞動力的閉式軟齒面鋼制齒輪，精度 7級。如欲在中心距和傳動比不變的條件下，提高齒面接觸強度的最有效的方法是 。 A、增大模數(shù)（相應