齒輪傳動(dòng)的失效形式和設(shè)計(jì)約束結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)-資料下載頁(yè)
2025-06-29 17:58本頁(yè)面
【正文】 過(guò)對(duì)輪輻、輪轂的形狀、尺寸進(jìn)行變換，設(shè)計(jì)出符合要求的齒輪結(jié)構(gòu)。齒輪的直徑大小是影響輪輻、輪轂形狀尺寸的主要因素，通常是先根據(jù)齒輪直徑確定合適的結(jié)構(gòu)形式，然后再考慮其他因素對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行完善，有關(guān)細(xì)部結(jié)構(gòu)的具體尺寸數(shù)值，可參閱相關(guān)手冊(cè)。 齒輪結(jié)構(gòu)可分成四種基本形式： 齒輪軸 對(duì)于直徑很小的齒輪，如果從鍵槽底面到齒根的距離x過(guò)小(如圓柱齒輪x≤，錐齒輪x≤，、m為模數(shù))，則此處的強(qiáng)度可能不足，易發(fā)生斷裂，此時(shí)應(yīng)將齒輪與軸做成一體，稱(chēng)為齒輪軸(圖323)，齒輪與軸的材料相同?！ ≈档米⒁獾氖牵X輪軸雖簡(jiǎn)化了裝配，但整體長(zhǎng)度大，給輪齒加工帶來(lái)不便，而且，齒輪損壞后，軸也隨之報(bào)廢，不利于回用。故當(dāng)x＞(圓柱齒輪)或x＞(錐齒輪)時(shí)，應(yīng)將齒輪與軸分開(kāi)制造。 (a)圓柱齒輪軸 (b)錐齒輪軸圖323 齒輪軸 實(shí)心式齒輪 當(dāng)輪輻的寬度與齒寬相等時(shí)得到實(shí)心式齒輪結(jié)構(gòu)(圖324)，它的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造方便?！ ∵m用條件： (a)齒頂圓直徑da≤200mm；(b)對(duì)可靠性有特殊要求；(c)高速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)降低噪聲?！ 楸阌谘b配和減少邊緣應(yīng)力集中，孔邊及齒頂邊緣應(yīng)切制倒角。對(duì)于錐齒輪，輪轂的寬度應(yīng)大于齒寬，以利于加工時(shí)裝夾。 (a)實(shí)心式圓柱齒輪 (b)實(shí)心式錐齒輪圖324 實(shí)心式齒輪 腹板式齒輪 當(dāng)齒頂圓直徑da＞200～500mm時(shí)，可做成腹板式結(jié)構(gòu)，以節(jié)省材料、減輕重量。考慮到加工時(shí)夾緊及搬運(yùn)的需要，腹板上常對(duì)稱(chēng)的開(kāi)出4～6個(gè)孔。直徑較小時(shí)，腹板式齒輪的毛坯常用可鍛材料通過(guò)鍛造得到，批量小時(shí)采用自由鍛(圖325)，批量大時(shí)采用模鍛(圖326)。直徑較大或結(jié)構(gòu)復(fù)雜時(shí)，毛坯通常用鑄鐵、鑄鋼等材料鑄造而成(圖327)。對(duì)于模鍛和鑄造齒輪，為便于起模，應(yīng)設(shè)計(jì)必要的拔模斜度和較大的過(guò)渡圓角。(a)自由鍛圓柱齒輪(b)自由鍛錐齒輪圖325 腹板式自由鍛齒輪 輪輻式齒輪 當(dāng)齒頂圓直徑da＞400～1000 mm時(shí)，為減輕重量，可做成輪輻式鑄造齒輪(圖328)，輪輻剖面常為+字形。 十一、齒輪傳動(dòng)特點(diǎn)齒輪傳動(dòng)用來(lái)傳遞任意兩軸之間的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力，其圓周速度可達(dá)300m/s,傳遞功率可達(dá)kW,齒輪直徑可從1mm到150m以上，是現(xiàn)代機(jī)械中應(yīng)用最廣泛的一種機(jī)械傳動(dòng)。 齒輪傳動(dòng)的主要優(yōu)點(diǎn)是： ?、偎矔r(shí)傳動(dòng)比恒定不變；②機(jī)械效率高；③壽命長(zhǎng)，工作可靠性高； ?、芙Y(jié)構(gòu)緊湊，適用的圓周速度和功率范圍較廣等。齒輪傳動(dòng)的其主要缺點(diǎn)是： ?、僖筝^高的制造和安裝精度，成本較高； ?、诓贿m宜于遠(yuǎn)距離兩軸之間的傳動(dòng)；③低精度齒輪在傳動(dòng)時(shí)會(huì)產(chǎn)生噪聲和振動(dòng)十二、齒輪傳動(dòng)的類(lèi)型按照輪齒齒廓曲線(xiàn)的不同又可為漸開(kāi)線(xiàn)齒輪、圓弧齒輪、擺線(xiàn)齒輪等。 按照工作條件的不同，齒輪傳動(dòng)又可分為開(kāi)式齒輪傳動(dòng)和閉式齒輪傳動(dòng)。前者輪齒外露，灰塵易于落在齒面，后者輪齒封閉在箱體內(nèi)。齒輪傳動(dòng)兩軸平行的齒輪（平面齒輪傳動(dòng)）圓柱齒輪傳動(dòng)直齒外嚙合內(nèi)嚙合齒輪齒條斜齒外嚙合內(nèi)嚙合齒輪齒條人字齒兩軸不平行的齒輪機(jī)構(gòu)（空間齒輪傳動(dòng)）兩軸相交齒輪傳動(dòng)（錐齒輪傳動(dòng)）直齒斜齒曲線(xiàn)齒兩軸相交錯(cuò)齒輪傳動(dòng)交錯(cuò)軸齒輪傳動(dòng)蝸輪蝸桿傳動(dòng)十三、齒廓嚙合基本定律不論兩齒廓在任何位置接觸，過(guò)接觸點(diǎn)所作的兩齒廓的公法線(xiàn)都必須與兩輪的連心線(xiàn)交于一定點(diǎn)?！升X輪圓心分別為OO2圓，兩齒廓EE2嚙合線(xiàn)也就是其公法線(xiàn)nn，nn與O1O2交于C點(diǎn)?？梢酝茖?dǎo)出如下結(jié)果：結(jié)論：互相嚙合傳動(dòng)的一對(duì)齒輪，任一瞬時(shí)的傳動(dòng)比與連心線(xiàn)O1O2線(xiàn)被嚙合齒廓接觸點(diǎn)的公法線(xiàn)所分兩線(xiàn)段的長(zhǎng)度成反比。這一規(guī)律，稱(chēng)為齒廓嚙合的基本定律。凡滿(mǎn)足該定律的一對(duì)齒輪的齒廓稱(chēng)為共軛齒廓。十四、節(jié)點(diǎn)和節(jié)圓根據(jù)齒廓嚙合基本定律，過(guò)接觸點(diǎn)所作的兩齒廓的公法線(xiàn)都必須與兩輪的連心線(xiàn)交于一定點(diǎn)，如右圖所示的定點(diǎn)C，這個(gè)定點(diǎn)就稱(chēng)為該兩齒輪的節(jié)點(diǎn)。以?xún)升X輪的軸心OO2為圓心，過(guò)節(jié)點(diǎn)C所作的兩個(gè)相切的圓稱(chēng)為該對(duì)齒輪的節(jié)圓。以rr2分別表示兩節(jié)圓半徑。以rr2分別表示兩節(jié)圓半徑。十五、共軛齒廓凡能滿(mǎn)足齒廓嚙合基本定律的一對(duì)齒廓，稱(chēng)為共軛齒廓。在理論上可作為一對(duì)齒輪共軛齒廓的曲線(xiàn)有無(wú)窮多。但在生產(chǎn)實(shí)際中，齒廓曲線(xiàn)除滿(mǎn)足齒廓嚙合基本定律外，還要考慮到制造、安裝和強(qiáng)度等要求。常用的齒廓有漸開(kāi)線(xiàn)、圓弧等。一般機(jī)器常用漸開(kāi)線(xiàn)齒輪，高速重載的機(jī)器宜用圓弧齒輪。十六、齒輪各部分名稱(chēng)齒頂圓da：過(guò)所有齒頂?shù)膱A稱(chēng)齒頂圓 齒根圓df：過(guò)齒底部的圓稱(chēng)齒根圓 分度圓d：對(duì)標(biāo)準(zhǔn)齒輪指齒間寬與齒厚相等的圓 （定義為：齒輪上具有標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)和標(biāo)準(zhǔn)壓力角的圓）齒頂高h(yuǎn)a：分度圓與齒頂圓之間的徑向高度 齒根高h(yuǎn)f：分度圓與齒根圓之間的徑向高度 全齒高h(yuǎn)：齒頂圓與齒根圓之間的徑向高度 齒寬b：齒輪寬度齒數(shù)z：輪子的齒數(shù)（根據(jù)工作要求定）模數(shù)m：（由齒承載能力定）壓力角α：α=20 186。——標(biāo)準(zhǔn)值中心距a：十七、齒輪五個(gè)主要參數(shù)的說(shuō)明模數(shù)m： （45） 分度圓上的齒距對(duì)π的比值稱(chēng)模數(shù)。m是齒輪幾何尺寸計(jì)算的基礎(chǔ)，m↗，P↗，齒輪↗，輪齒抗彎能力↗，我國(guó)已規(guī)定了標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)系列，優(yōu)先采用第一系列，括號(hào)內(nèi)模數(shù)盡可能不用。壓力角α：COSακ=rb/rk由漸開(kāi)線(xiàn)特性可知，齒廓各點(diǎn)的壓力角不等，為了便于設(shè)計(jì)、制造及互換使用，將齒輪分度圓上的比值規(guī)定為標(biāo)準(zhǔn)值，并使該圓上的壓力角規(guī)定為標(biāo)準(zhǔn)值。我國(guó)規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)壓力角α=20176。齒頂高系數(shù)ha*：為了使齒形勻稱(chēng)（ha=ha*m），正常齒ha*=1徑向間隙系數(shù)C*：徑向間隙是指一對(duì)齒嚙合時(shí)，一個(gè)齒輪的齒頂圓到另一個(gè)齒輪的齒根圓的距離，C=C*m，正常齒C*=齒數(shù)Z：與傳動(dòng)比有關(guān)齒輪加工的方法很多，如鑄造法、沖壓法，切削法等十八、齒輪設(shè)計(jì)計(jì)算實(shí)例 小結(jié)：緊張的畢業(yè)設(shè)計(jì)結(jié)束了，通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)檢驗(yàn)了我在幾年所有要求的機(jī)械專(zhuān)業(yè)工藝的全部課程后所匯集的綜合能力。其體現(xiàn)了我如何綜合運(yùn)用在本專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域中所學(xué)的各門(mén)課程知識(shí)；以及在設(shè)計(jì)以后對(duì)理論和實(shí)踐結(jié)合有更進(jìn)一步的理解和掌控。畢業(yè)設(shè)計(jì)也是在大學(xué)中學(xué)的一個(gè)重要教學(xué)環(huán)節(jié)。 此次設(shè)計(jì)使我得到一次很好的教育環(huán)節(jié)中的訓(xùn)練，培養(yǎng)我獨(dú)立思考，創(chuàng)新能力的提高，鞏固了我的基礎(chǔ)知識(shí)，提高了我的實(shí)際動(dòng)手能力，使我獲得了更加寶貴的專(zhuān)業(yè)經(jīng)驗(yàn)。 在這次設(shè)計(jì)中讓我得到了理論基礎(chǔ)和實(shí)踐能力有了很顯著的進(jìn)步，在此表示衷心感謝各位老師！ 謝謝! 參考文獻(xiàn)齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)手冊(cè) 朱孝錄主編 化學(xué)工業(yè)出版社 2010齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)工藝 編委會(huì) 北京工業(yè)出版社 2009齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)手冊(cè) 王銘堂 中國(guó)知識(shí)出版社 2006機(jī)械設(shè)計(jì) 霍正昀主編 天津大學(xué)出版社 2000簡(jiǎn)明機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè) 朱龍根主編 機(jī)械工業(yè)出版社 1997豆丁網(wǎng) 齒輪傳動(dòng)44
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