【正文】 計(jì)算時(shí)，只須將和中較小者代入公式即可。其含義是齒輪的幾何尺寸參數(shù)決定于接觸強(qiáng)度較弱者。 ，初選齒數(shù)，然后按計(jì)算出模數(shù)，并圓整為標(biāo)準(zhǔn)值。，齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度與中心距a或齒輪的分度圓直徑和有關(guān)。分度圓直徑和分別相等的兩對(duì)齒輪，不論其模數(shù)是否相等，均具有相同的接觸強(qiáng)度。模數(shù)不能作為衡量齒輪接觸強(qiáng)度的依據(jù)。167。 齒根彎曲強(qiáng)度的校核和設(shè)計(jì)計(jì)算公式直齒圓柱齒輪嚙合傳動(dòng)時(shí)，兩輪齒是同時(shí)進(jìn)入嚙合同時(shí)退出嚙合，嚙合點(diǎn)在齒廓上的位置不斷變化，主動(dòng)輪是從齒根到齒頂，從動(dòng)輪是從齒頂?shù)烬X根，即力的作用點(diǎn)在變化，且輪齒嚙合時(shí)也是由單對(duì)齒到兩對(duì)齒又到單對(duì)齒的循環(huán)變化，齒根所受的彎矩卻總是最大的。且齒根部分的彎曲應(yīng)力是變化的，若單齒側(cè)工作，彎曲應(yīng)力按脈動(dòng)循環(huán)變化，若雙側(cè)齒工作，彎曲應(yīng)力按對(duì)稱循環(huán)變化。最大的齒根彎曲應(yīng)力發(fā)生在單齒對(duì)嚙合區(qū)的最高點(diǎn)處。 直齒輪齒根彎曲強(qiáng)度計(jì)算假設(shè)：；；；，只考慮彎曲應(yīng)力； 30176。切線法確定。強(qiáng)度校核公式：YF——齒形系數(shù)，其大小與齒數(shù)有關(guān)，與模數(shù)無關(guān)。設(shè)計(jì)公式： 應(yīng)注意的問題。校核公式用于對(duì)已有齒輪進(jìn)行強(qiáng)度校核，設(shè)計(jì)公式用于確定齒輪的幾何尺寸。對(duì)硬齒面閉式齒輪或開式齒輪傳動(dòng)，應(yīng)按彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)公式確定齒輪的幾何尺寸參數(shù)。對(duì)軟齒面閉式齒輪傳動(dòng)時(shí)，應(yīng)按校核公式驗(yàn)算其彎曲強(qiáng)度。，與模數(shù)無關(guān)，且齒數(shù)越多，齒形系數(shù)值越小。，齒形系數(shù)值YFYF2不同，它們的彎曲應(yīng)力不同，即。配對(duì)兩齒輪由于其材料不同、熱處理方法不同，故其許用應(yīng)力不同。故進(jìn)行齒輪彎曲強(qiáng)度校核計(jì)算時(shí)，要求同時(shí)滿足和。：5. 用設(shè)計(jì)公式進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)，對(duì)于主從齒輪，其算式中只有不同，應(yīng)將和中較大者，代入設(shè)計(jì)公式計(jì)算出兩配對(duì)齒輪的模數(shù)，其意義是彎曲強(qiáng)度較弱者決定著齒輪的模數(shù) 及其它幾何尺寸參數(shù)。 。在其它參數(shù)相同的條件下，齒輪彎曲疲勞強(qiáng)度與模數(shù)成正比。當(dāng)齒輪的彎曲強(qiáng)度不足時(shí)，可通過增大齒輪的模數(shù)以提高其抗彎強(qiáng)度。 許用接觸應(yīng)力和許用彎曲應(yīng)力的選擇 許用接觸應(yīng)力：，許用彎曲應(yīng)力： 式中：、為實(shí)驗(yàn)齒輪的疲勞極限，按失效概率為1%，經(jīng)持久疲勞實(shí)驗(yàn)所得。根據(jù)齒輪材料及熱處理工藝查取相應(yīng)的極限應(yīng)力圖。要特別注意的是彎曲疲勞極限值的選用。實(shí)驗(yàn)齒輪為單側(cè)工作，彎曲應(yīng)力為脈動(dòng)循環(huán)，教材圖1110中所示的極限值為脈動(dòng)循環(huán)時(shí)的極限應(yīng)力值。對(duì)于長期雙側(cè)工作的齒輪傳動(dòng)，其應(yīng)力為對(duì)稱循環(huán)，極限值有所下降，僅為脈動(dòng)循環(huán)的70%。 和為安全系數(shù)。齒輪發(fā)生點(diǎn)蝕失效后，只引起噪聲、振動(dòng)，而不會(huì)導(dǎo)致傳動(dòng)不能繼續(xù)工作的后果，故齒面接觸強(qiáng)度計(jì)算時(shí)安全系數(shù)取值較小。但齒輪發(fā)生斷齒失效時(shí)，會(huì)招致嚴(yán)重的事故，故齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算時(shí)安全系數(shù)取值較大 。 1．小齒輪齒數(shù)z1首先應(yīng)保證所選齒數(shù)z1不使齒輪發(fā)生根切。標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪，應(yīng)取z1≥17。當(dāng)中心距不變時(shí)，增大齒數(shù)z1，可減小模數(shù)，降低齒高，減小加工成本，并增大重合度，提高傳動(dòng)的平穩(wěn)性。軟齒面閉式傳動(dòng)一般轉(zhuǎn)速較高，在滿足其彎曲疲勞強(qiáng)度條件下，為了提高傳動(dòng)的平穩(wěn)性、減小沖擊，一般可取多一些，z1＝20～40。同樣的，當(dāng)中心距不變時(shí)，減小齒數(shù)z1，可增大模數(shù)，提高其彎曲疲勞強(qiáng)度。故對(duì)硬齒面閉式齒輪和開式齒輪傳動(dòng)，宜選較少齒數(shù) z1＝17～20。 2．大齒輪齒數(shù)z2小齒輪z1選定后，按齒數(shù)比可計(jì)算出大齒輪齒數(shù)，為使相嚙合齒對(duì)磨損均勻，傳動(dòng)平穩(wěn)，z2與z1最好互為質(zhì)數(shù)。 3．模數(shù)m 一般動(dòng)力傳動(dòng)中，m≥，并符合標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)系列。4．齒寬系數(shù)　　圓柱齒輪傳動(dòng)齒寬系數(shù) 用來確定齒寬b的大小。齒寬b越大，則承載能力愈強(qiáng)，或在相同承載能力下，中心距或齒輪的分度圓直徑可減小，圓周速度降低。但隨著齒寬的增大，又容易發(fā)生載荷集中，加大載荷沿齒寬分布的不均勻性。 　　要注意的是，齒寬結(jié)果值應(yīng)圓整，而且將小齒輪的齒寬在圓整值的基礎(chǔ)上人為地加寬 5～10mm，以防止大小齒輪因裝配誤差產(chǎn)生軸向錯(cuò)位時(shí)導(dǎo)致嚙合齒寬減小而增大輪齒的工作載荷。 5．斜齒輪螺旋角β 　　 斜齒圓柱齒輪螺旋角β增大，可使其重合度增加，提高傳動(dòng)平穩(wěn)性和承載能力，但又會(huì)使軸向力增大。為此，最常用β =8176?！?0176。 167。 斜齒輪傳動(dòng) 斜齒圓柱齒輪的受力分析嚙合齒面之間的法向作用力Fn可以分解為三個(gè)分量軸向力：徑向力：圓周力：法向力：圖112 斜齒圓柱齒輪受力分析 斜齒圓柱齒輪的強(qiáng)度計(jì)算一對(duì)鋼制標(biāo)準(zhǔn)斜齒輪傳動(dòng)的齒面接觸應(yīng)力及強(qiáng)度條件：斜齒輪輪齒彎曲強(qiáng)度條件為：167。 直齒圓錐齒輪傳動(dòng)的受力分析圖113 直齒圓錐齒輪受力分析輪齒之間的法向作用力可以分解為3個(gè)分量，徑向力、圓周力和軸向力。各力的大小按如下公式計(jì)算：，，各對(duì)力之間的關(guān)系： 167。 齒輪的構(gòu)造齒輪結(jié)構(gòu)型式主要由毛坯材料、幾何尺寸、加工工藝、生產(chǎn)批量、經(jīng)濟(jì)等因素確定，各部分尺寸由經(jīng)驗(yàn)公式求得。按照齒輪分度圓直徑的大小，可以采用齒輪軸、實(shí)心式齒輪、腹板式齒輪或輪輻式齒輪。 167。 齒輪傳動(dòng)的潤滑和效率 齒輪傳動(dòng)的功率損失主要包括；；。 因此閉式齒輪傳動(dòng)的效率η為 式中——考慮齒輪嚙合損失時(shí)的效率；——考慮油阻損失時(shí)的效率；——軸承的效率。 齒輪傳動(dòng)的潤滑：潤滑油和潤滑脂2. 常見的潤滑方式開式齒輪傳動(dòng)常采用脂潤滑，而閉式齒輪傳動(dòng)的潤滑方式主要取決于齒輪的圓周速度（1）圓周速度v≤12 m／s～15 m/s的齒輪傳動(dòng)應(yīng)采用油池潤滑，自然冷卻。（2）圓周速度v＞12 m/s：采用噴油潤滑。第12章 蝸桿傳動(dòng)本章基本要求和重點(diǎn)（1）掌握蝸桿傳動(dòng)的類型和工作特點(diǎn)。（2）掌握蝸桿傳動(dòng)的受力分析方法；（3）了解蝸桿傳動(dòng)的失效形勢(shì)；（3）了解蝸桿傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算；（4）掌握蝸桿傳動(dòng)的效率計(jì)算方法及自鎖條件；（5）了解熱平衡原理和計(jì)算方法；（1）蝸桿傳動(dòng)的受力分析；（2）蝸桿傳動(dòng)的效率及自鎖條件；（3）熱平衡計(jì)算的意義。蝸桿傳動(dòng)主要參數(shù)及傳動(dòng)比的計(jì)算；蝸桿傳動(dòng)軸向力的方向判定及蝸輪蝸桿轉(zhuǎn)向的關(guān)系。主要知識(shí)點(diǎn)歸納167。蝸桿傳動(dòng)常傳遞兩垂直交錯(cuò)軸間的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力，屬于空間齒輪傳動(dòng)，蝸桿一般為主動(dòng)件，蝸輪為從動(dòng)件，廣泛應(yīng)用在機(jī)床、汽車、儀器、起重運(yùn)輸機(jī)械、冶金機(jī)械以及其他機(jī)械制造部門。蝸桿傳動(dòng)的主要特點(diǎn)如下：蝸桿傳動(dòng)同時(shí)嚙合的齒對(duì)數(shù)多，且蝸桿為連續(xù)的螺旋曲面，嚙合過程是連續(xù)的，振動(dòng)、沖擊和噪聲較小。當(dāng)蝸桿的導(dǎo)程角小于嚙合摩擦角時(shí)，蝸桿傳動(dòng)具有自鎖性。此時(shí)，只能蝸桿帶動(dòng)蝸輪，反之則不能轉(zhuǎn)動(dòng)。單級(jí)傳動(dòng)可獲得傳動(dòng)比為580，在分度機(jī)構(gòu)中可達(dá)600或更大。和齒輪傳動(dòng)相比實(shí)現(xiàn)相同的傳動(dòng)比時(shí)結(jié)構(gòu)較緊湊。，制造費(fèi)用高蝸桿傳動(dòng)過程中摩擦劇烈，易發(fā)熱，易出現(xiàn)溫升過高現(xiàn)象，效率低。為減小摩擦，一般采用青銅等貴重金屬制造蝸輪，成本較高。 ：圓柱蝸桿傳動(dòng)、環(huán)面蝸桿傳動(dòng)、錐蝸桿傳動(dòng) ：左旋蝸桿、右旋蝸桿：單頭蝸桿：主要用于傳動(dòng)比較大的場合，要求自鎖的傳動(dòng)必須采用單頭蝸桿。多頭蝸桿：主要用于傳動(dòng)比不大和要求效率較高的場合。167。 圓柱蝸桿傳動(dòng)的主要參數(shù)和幾何尺寸蝸桿的軸向剖面，蝸輪的端平面稱為中間平面，中間平面內(nèi)的參數(shù)被視為標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)。蝸桿傳動(dòng)的主要參數(shù)有：模數(shù)m、壓力角α、蝸桿分度圓直徑d蝸桿直徑系數(shù)q、蝸桿導(dǎo)程角γ、螺旋角β。蝸桿頭數(shù)z蝸輪齒數(shù)z傳動(dòng)比i、齒速比u、中心距a、變位系數(shù)x。由于蝸輪的加工，采用與蝸桿尺寸相同的蝸輪滾刀切制，故為了蝸輪刀具規(guī)定尺寸的標(biāo)準(zhǔn)化、系列化，將蝸桿分度圓直徑d1定為標(biāo)準(zhǔn)值。當(dāng)要求反行程自鎖時(shí)，可取蝸桿頭數(shù)z1＝1。但重載傳動(dòng)不宜采用單頭蝸桿。常用的蝸桿頭數(shù)為l、6。而蝸輪齒數(shù)根據(jù)齒數(shù)比和蝸桿頭數(shù)決定：z2＝iz1。蝸輪齒數(shù)一般取z2＝32～80齒。蝸桿傳動(dòng)的正確嚙合條件：蝸桿的軸向模數(shù)、軸向壓力角和蝸輪的端面模數(shù)、端面壓力角分別相等，且蝸桿的導(dǎo)程角等于蝸輪的螺旋角，大小相等，旋向相同。 主要幾何尺寸計(jì)算 蝸桿傳動(dòng)的幾何尺寸以中間平面上的模數(shù)和壓力角為標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)進(jìn)行計(jì)算。為配湊中心距或提高蝸桿傳動(dòng)的承載能力及傳動(dòng)效率，可采用變位齒輪傳動(dòng)。計(jì)算公式參見教材p186表123。167。 蝸桿傳動(dòng)的失效形式、材料和結(jié)構(gòu)蝸桿傳動(dòng)的失效形式和齒輪傳動(dòng)類似，但由于蝸輪和蝸桿之間的相對(duì)滑動(dòng)較大，因摩擦產(chǎn)生熱量大，使?jié)櫥蜏囟壬撸瑵櫥瑮l件變壞，更容易產(chǎn)生膠合和磨粒磨損。閉式蝸桿傳動(dòng)，如果不能及時(shí)散熱，往往因膠合而影響其工作；開式蝸桿傳動(dòng)或潤滑條件不良閉式蝸桿傳動(dòng)，磨損是主要的失效形式。強(qiáng)度失效總是發(fā)生在蝸輪上，所以只對(duì)蝸輪的輪齒進(jìn)行承載能力計(jì)算。進(jìn)行齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算和齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算，通過降低許用應(yīng)力來考慮膠合、磨損失效的影響。一般情況下，對(duì)閉式蝸桿傳動(dòng)根據(jù)齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算基本參數(shù)，然后驗(yàn)算蝸輪輪齒的彎曲疲勞強(qiáng)度；對(duì)連續(xù)工作的閉式蝸桿傳動(dòng)還需進(jìn)行熱平衡計(jì)算；對(duì)開式蝸桿傳動(dòng)則只需計(jì)算彎曲疲勞強(qiáng)度1．對(duì)材料的基本要求 具有足夠的強(qiáng)度；具有足夠的剛度；蝸輪蝸桿其材料的匹配（或組合）上應(yīng)具有良好的減磨性、耐磨性和抗膠合能力。2．常用材料（1）蝸桿材料：考慮到蝸桿應(yīng)具有一定強(qiáng)度和剛度要求，一般采用鋼制造。按材料分：有碳鋼和合金鋼（2）蝸輪材料，通常是指蝸輪齒冠部分的材料。 鑒于與蝸桿材料之間的匹配關(guān)系，主要有以下幾種：錫青銅、無錫青銅、黃銅、鑄鐵。167。 圓柱蝸桿傳動(dòng)的受力分析與斜齒輪相似，蝸桿傳動(dòng)中作用在齒面上的法向壓力Fn可分解為圓周力Ft、徑向力Fr和軸向力Fa（如圖12－1）。圖121 蝸桿傳動(dòng)受力分析 力的大小 力的方向切向力Ft主動(dòng)輪上與轉(zhuǎn)向相反，從動(dòng)輪上與轉(zhuǎn)向相同；徑向力Fr在節(jié)點(diǎn)處指向各自的輪心；軸向力Fa采用主動(dòng)輪左、右手法則，即左手代表左旋蝸桿，右手代表右旋蝸桿，握拳時(shí)四指指向蝸桿的轉(zhuǎn)動(dòng)方向，則大拇指的指向即為蝸桿所受軸向力的方向；蝸桿軸向力的反作用力就是蝸輪的圓周力，根據(jù)圓周力可以判斷蝸輪的轉(zhuǎn)動(dòng)方向。各對(duì)之間的關(guān)系如下：，167。 圓柱蝸桿傳動(dòng)的效率、潤滑和熱平衡計(jì)算閉式蝸桿傳動(dòng)的效率與齒輪傳動(dòng)的效率類似，即式中：η1為傳動(dòng)嚙合效率，考慮齒面間相對(duì)滑動(dòng)而引起的摩擦損耗的效率；η2為傳動(dòng)時(shí)攪動(dòng)潤滑油功率損失的效率，－；η3為軸承效率，考慮軸承摩擦損失的效率，－。則蝸桿傳動(dòng)總效率：式中 為當(dāng)量摩擦角，可根據(jù)滑動(dòng)速度由表12—2查取。 當(dāng)時(shí)，蝸桿機(jī)構(gòu)能夠?qū)崿F(xiàn)自鎖。 蝸桿傳動(dòng)的潤滑蝸桿傳動(dòng)的潤滑方法主要根據(jù)滑動(dòng)速度大小確定：1. 時(shí)，采用浸油潤滑；2. 時(shí)，采用浸油潤滑或壓力噴油潤滑；3. 時(shí)，采用壓力噴油潤滑。 在閉式蝸桿傳動(dòng)中，由于蝸桿傳動(dòng)的效率低，發(fā)熱量大，如果長時(shí)間工作不考慮散熱問題，會(huì)使?jié)櫥拖♂專绊憹櫥偷恼９ぷ?，使摩擦損失增大，傳動(dòng)效率降低。同時(shí)添加劑析出，密封圈粘著，加速齒面磨損、點(diǎn)蝕和膠合的發(fā)生，因此必須考慮閉式蝸桿傳動(dòng)的散熱問題。熱平衡驗(yàn)算主要是單位時(shí)間內(nèi)的發(fā)熱量等于單位時(shí)間內(nèi)的散熱量，一般箱體內(nèi)的溫度不超過75176。C~85176。C。閉式傳動(dòng)中的熱平衡條件：若油溫過高，達(dá)不到熱平衡的條件，可采取下列措施： 增加散熱片、油池內(nèi)安裝冷卻水管、蝸桿軸端裝設(shè)風(fēng)扇、循環(huán)供油潤滑。 圖122 蝸桿傳動(dòng)散熱措施第13章 帶傳動(dòng)和鏈傳動(dòng)本章基本要求和重點(diǎn)（1）了解帶傳動(dòng)的特點(diǎn)及使用場合；（2）掌握帶傳動(dòng)彈性滑動(dòng)特性；（3）掌握帶傳動(dòng)的受力分析和運(yùn)動(dòng)分析；（4）了解帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)方法及各項(xiàng)參數(shù)的選擇方法；（5）了解鏈傳動(dòng)的類型及應(yīng)用；（6）掌握滾子鏈的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和基本參數(shù)；（7）了解鏈傳動(dòng)的主要失效形式及設(shè)計(jì)方法。（8）了解鏈傳動(dòng)的布置形式及潤滑方式。（1）V帶傳動(dòng)的彈性滑動(dòng)和打滑；（2）V帶傳動(dòng)的受力分析；（3）滾子鏈的結(jié)構(gòu)。（1）V帶傳動(dòng)的工作原理；（2）彈性滑動(dòng)與打滑的區(qū)別；（3）V帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算。主要知識(shí)點(diǎn)歸納167。帶傳動(dòng)是由主動(dòng)輪、從動(dòng)輪和傳動(dòng)帶組成。以張緊在至少兩輪上的帶作為中間撓性件，靠帶與輪接觸面間產(chǎn)生摩擦力來傳遞運(yùn)動(dòng)與動(dòng)力。1. 帶傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)（1） 有過載保護(hù)作用 （2） 過載時(shí)帶與帶輪之間打滑，防止其他零件損壞。（3） 帶具有良好的彈性，有緩沖吸振作用，運(yùn)行平穩(wěn)無噪音。 （4） 適于遠(yuǎn)距離傳動(dòng)（amax=15m） （5） 制造、安裝精度要求不高，結(jié)構(gòu)簡單，裝拆方便。2. 帶傳動(dòng)的缺點(diǎn)（1） 有彈性滑動(dòng)，不能保持準(zhǔn)確的使傳動(dòng)比。 （2） 張緊力較大（與嚙合傳動(dòng)相比），軸上壓力較大 （3） 結(jié)構(gòu)尺寸較大、不緊湊 （4） 帶壽命較短 （5） 帶與帶輪間會(huì)產(chǎn)生摩擦放電現(xiàn)象，不適宜高溫、易燃、易爆的場合。（1） 平帶傳動(dòng)平帶的橫截面是扁平矩形，工作面是與輪緣接觸的內(nèi)表面。平帶一般是由橡膠布帶用接頭聯(lián)接成環(huán)形帶，故傳動(dòng)不夠平穩(wěn)，常用于中心距較大的情況。由于平帶可扭曲，在小功率傳動(dòng)中可用來進(jìn)行交叉或半交叉?zhèn)鲃?dòng)。（2） V帶傳動(dòng)應(yīng)用最廣的帶傳動(dòng)，在同樣的張緊力下，Ｖ帶傳動(dòng)較平帶傳動(dòng)能產(chǎn)生更大的摩擦力。在一般機(jī)械傳動(dòng)中，應(yīng)用最為廣泛的是Ｖ帶傳動(dòng)。Ｖ帶的橫截面呈等腰梯形，傳動(dòng)時(shí)，以兩側(cè)為工作面，但Ｖ帶與輪槽槽底不接觸。在同樣的張緊力下，Ｖ帶傳動(dòng)較平帶傳動(dòng)能產(chǎn)生更大的摩擦力，這是Ｖ帶傳動(dòng)性能上的最大優(yōu)點(diǎn)。常見Ｖ帶的橫剖面結(jié)構(gòu)由包布、頂膠、抗拉體、底膠等部分組成，按抗拉體結(jié)構(gòu)可分為繩芯Ｖ帶和簾布芯Ｖ帶兩種。簾布芯Ｖ帶，制造方便，抗拉強(qiáng)度好；繩芯Ｖ帶柔韌性好，抗彎強(qiáng)度高，適用于轉(zhuǎn)速較高，載荷不大和帶輪直徑較小的場合。圖13－1 V帶的橫剖面結(jié)構(gòu)當(dāng)帶垂直底邊彎曲時(shí)，在帶中