【正文】 作者：朱理 第六章 齒輪傳動(dòng) h 油池潤(rùn)滑 當(dāng) v≤ 12 m/s時(shí)，采用油池潤(rùn)滑。 閉式 齒輪傳動(dòng) 的潤(rùn)滑方式由圓周速度 v確定。 C1≈H/6。 b240mm, δ=(3~4) mn ,但不小于 10 mm ,Δ2≈(1~)δ , D3= D4(鋼制 )， D3= D4(鑄鐵 )。D4為軸的直徑，由軸設(shè)計(jì)定； D1=(D0+D3)/2。D4為軸的直徑，由軸設(shè)計(jì)定； D1=(D0+D3)/2。D4為軸的直徑，由軸設(shè)計(jì)定； D1=(D0+D3)/2。 1. 齒輪軸 e 圓柱齒輪 e 2 mt e 圓錐齒輪 e mt 潘存云教授研制 常見的結(jié)構(gòu)形式 作者：朱理 第六章 齒輪傳動(dòng) 圓柱齒輪軸 錐齒輪軸 作者：朱理 第六章 齒輪傳動(dòng) 2. 實(shí)心式齒輪 潘存云教授研制 作者：朱理 第六章 齒輪傳動(dòng) 3. 腹板式齒輪 潘存云教授研制 適用于中型尺寸的齒輪。 方法： 經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)為主 即在綜合考慮齒輪幾何尺寸、毛坯、材料、加工方法、使用要求及經(jīng)濟(jì)性等各方面因素的基礎(chǔ)上，按齒輪的直徑大小，選定合適的結(jié)構(gòu)形式，再根據(jù)推薦的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行結(jié)構(gòu)尺寸計(jì)算。 直齒圓錐齒輪的齒面接觸強(qiáng)度 ,仍按齒寬重點(diǎn)處的當(dāng)量圓柱齒輪計(jì)算 ,工作齒寬即為圓錐齒輪的齒寬 b ,其綜合曲率半徑為： )(s i nvv u1uαd2 v1+=αdu2αd211 s i ns i n vvv+=21 vv111??? ???作者：朱理 第六章 齒輪傳動(dòng) 校核計(jì)算公式 代入到直齒輪齒面強(qiáng)度公式中去得： VV1VtHEcaEH u1ubdKFZZρpZζ177。的直齒錐齒輪傳動(dòng)： 錐齒輪齒寬中點(diǎn)的當(dāng)量齒輪傳動(dòng)及其幾何計(jì)算 大端參數(shù)為標(biāo)準(zhǔn)值， 21m2m11212 t a nc ot ?? ?????ddddzzu222122 ?????????????? ddRRbRdddd 22m11m ???錐距 當(dāng)量齒輪的錐距 Rm= 兩個(gè)三角形相似 令 fR=b/R為齒寬系數(shù)，設(shè)計(jì)中常取 ?。瓌t有 ).( Rm φ501dd =fR =~ R b b/2 δ 2 dm2 d m1 d 1 d2 δ 1 作者：朱理 第六章 齒輪傳動(dòng) R b b/2 δ 2 dm2 d m1 d 1 d2 δ 1 δ 1 δ 2 α a o1 o2 o1 o2 當(dāng)量齒輪分度圓直徑 1m1v1 co s2 ?dr ?2112δδzzc o sc o s?= 2u=?co smmv mdz ?mvv2mrz ?2m2v2 co s2 ?dr ?mvv mdz ?v1v2v zzu =當(dāng)量齒輪的齒數(shù) ?cosz?當(dāng)量齒輪的齒數(shù)比 為了保證不根切，應(yīng)有 zv≥17 平均模數(shù) )(Rm f?? mm作者：朱理 第六章 齒輪傳動(dòng) F′ Fr Fa 潘存云教授研制 ω 1 T1 Ft Fr F′ Fn Ft Fn α α α δ δ δ dm1 2 c Fa 輪齒 受力分析 和載荷系數(shù) 輪齒所受總法向力 Fn可分解為三個(gè)分力 Ft的方向在主動(dòng)輪上與運(yùn)動(dòng)方向相反，在從動(dòng)論上與運(yùn)動(dòng)方向相同； 圓周力 徑向力 徑向力指向各自的軸心； 軸向力 軸向力 Fa的方向由小端指向大端。 應(yīng)力校正系數(shù)： YSa =。= +=+= 38171352 528123a2 mzzβ n21 ..)(a r c c o s)(a r c c o s3. 修正 mm71593817 5223βmzd n11 ..c o s .c o s =176。 載荷狀態(tài) 發(fā)電機(jī)、均勻運(yùn)轉(zhuǎn)的蒸汽機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī) 蒸汽機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī) 多 缸 內(nèi)燃機(jī) 單 缸 內(nèi)燃機(jī) 或更大 工 作 機(jī) 器 均勻平穩(wěn) 輕微沖擊 中等沖擊 嚴(yán)重沖擊 原動(dòng)機(jī) 注：表中所列值僅適用于減速傳動(dòng)，若為增速傳動(dòng)，應(yīng)乘以 當(dāng)外部的機(jī)械與齒輪裝置間通過撓性件相連接時(shí)， KA可適當(dāng)減小。u.φKT2d3232HβεHEd1t1≥平均10. 求 K 1) 由表 (P112)得： 作者：朱理 第六章 齒輪傳動(dòng) 發(fā)電機(jī)、均勻傳送的帶式輸送機(jī) 或板式輸送機(jī)、螺旋輸送機(jī)、輕 型升降機(jī)、包裝機(jī)、通風(fēng)機(jī)、均 勻密度材料攪拌機(jī)。 。已知高速級(jí)小齒輪傳遞的功率為 15kw，轉(zhuǎn)速 n1 =1460 r/min ，傳動(dòng)比 i =，載荷平穩(wěn)，單向運(yùn)轉(zhuǎn)，每天工作 8h，使用 10年。 2) 兩輪的材料、熱處理方法、齒面硬度不同 ,故兩齒輪的許用彎曲應(yīng)力不同 ,即 ［ σF1］ ≠ ［ σF2］ 。 ~20176。 [ ] 2F213nd2βεSaFa1F mmNζZmβYYYYKT2ζ /c o s≤=Φ[ ] mmζYYZYYβKT2m 3FSaFa21dβε21n ≥ Φc o sYε ——重合度系數(shù)，一般取 Yε=~，端面重合度大時(shí)取小值，反之取大值。 齒根彎曲疲勞 強(qiáng)度計(jì)算 斜齒輪齒面上的接觸線為一斜線。 4) 設(shè)計(jì)時(shí)，公式中 [σH] 的值應(yīng)代計(jì)算值 [σH]平均 。 即使大齒輪的齒根部分 e2P段出現(xiàn)點(diǎn)蝕，而導(dǎo)致載荷向齒頂面 e1P段轉(zhuǎn)移，只要不超出承載能力，大齒輪的齒頂面和小齒輪的齒面也不會(huì)出現(xiàn)點(diǎn)蝕而導(dǎo)致的傳動(dòng)失效。Φ≥強(qiáng)調(diào)協(xié)齒輪的 [σ ]H與直齒輪不同！ 注意： 1) 相互嚙合的兩齒輪產(chǎn)生的接觸應(yīng)力是相等的 ,即 σH1= σH2 。=作者：朱理 第六章 齒輪傳動(dòng) —— 螺旋角系數(shù)，考慮螺旋角的影響 載荷系數(shù) K＝ KA Kv Kα Kβ， 其中各系數(shù)的查取與直齒輪相同。 作者：朱理 第六章 齒輪傳動(dòng) αt rb1 ra1 r1 r2 rb2 ra2 O2 O1 εαpbt εαpbt βb pbt b p a 對(duì)于直齒輪， L=b。 1 2 n1 Fa1 Fa2 1 2 n1 Fa1 Fa2 作者：朱理 第六章 齒輪傳動(dòng) n2 1 2 n1 Fr1 Fr2 Fa1 Fa2 Ft2 Ft1 n1 Ⅲ Ⅰ Ⅱ 2 4 3 1 n2 n3 Fa1 Fa3 Fa2 Fa4 如右圖已知各輪齒數(shù)，每對(duì)齒輪的法面模數(shù) mn1mn34以及第一對(duì)齒輪的螺旋角 β12及旋向，求第二對(duì)齒輪的螺旋角β34及旋向 解： 3為右旋，齒輪 4為左旋 3a2a FF =作者：朱理 第六章 齒輪傳動(dòng) 1212221212122212222a βmzKT2βtgβmzKT2βtgdKT2F s i nc o s ===3434333434343334333a βmzKT2βtgβmzKT2βtgdKT2F s i nc o s ===343433121222 βs i nmzKT2βs i nmzKT2 =1212234334 βmzmzβ s i ns i n =由于 Fa∝ tan?，為了不使軸承承受的軸向力過大，螺旋角 ?不宜選得過大，常在β=8176。 [ ] mm)ζZ(u1uΦKT 3 2HEd11177。udb=σ ≤2H2221EH2 mm/N]σ[u1177。 表 圓柱齒輪的齒寬系數(shù)表 fd =b/d1 裝置狀況 兩支撐相對(duì)小齒輪對(duì)稱布置 兩支撐相對(duì)小齒輪非作對(duì)稱布置 懸臂布置 fd ~ (~) ~ (~) ~ 4．齒寬系數(shù) fd的選擇 fd ↑ ?齒寬 b ↑ ?強(qiáng)度 ↑ ，但 fd過大將使載荷分布 不均勻性 ↑ ?導(dǎo)致 Kβ↑；具體查表 。?≥Φ[ ] mmζYYzKT2m 3FSaFa21d1 ?Φ≥3tKKmmt=3t11 KKddt=作者：朱理 第六章 齒輪傳動(dòng) 一、齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)參數(shù)的選擇 2．壓力角 ?的選擇 3．齒數(shù)的選擇 一般，閉式軟齒面齒輪傳動(dòng) z1=20~40 當(dāng) d1已按接觸疲勞強(qiáng)度確定時(shí)， z1↑ m↓ 重合度 e↑ ?傳動(dòng)平穩(wěn) 抗彎曲疲勞強(qiáng)度降低 齒高 h ↓ ?切削量 ↓ 、滑動(dòng)率 ↓ 因此，在保證彎曲疲勞強(qiáng)度的前提下，齒數(shù)選得多一些好！ 一般情況下取 ? =20176。代入公式計(jì)算出 d1t(或 mt） 后，用 d1t再查取 KV、 Kα、 Kβ從而計(jì)算 K。 引入齒寬系數(shù) φ d=b/d1， 作者：朱理 第六章 齒輪傳動(dòng) ? ?11 FF ?? ? ? ?2112212 FSaFaSaFaFFYYYY ??? ??3) 校核時(shí)必須分別校核兩個(gè)齒輪的彎曲強(qiáng)度 ,即 、 5) 齒根彎曲疲勞強(qiáng)度主要取決于 模數(shù) ,在滿足彎曲強(qiáng)度的條件下可適當(dāng)選取較多的齒數(shù)，以使傳動(dòng)平穩(wěn)。 危險(xiǎn)截面：齒根圓角 30? 切線兩切點(diǎn)連線處。 1) 相互嚙合的兩齒輪產(chǎn)生的接觸應(yīng)力是相等的 ,即 σH1= σH2 。?≥Φ5)齒面接觸強(qiáng)度主要取決于小齒輪分度圓直徑 d1或傳動(dòng)的中心距 a，模數(shù) m不能成為衡量齒輪接觸強(qiáng)度的依據(jù)。 4) 設(shè)計(jì)時(shí)，公式中 [σH] 的值應(yīng)將 [σH] 1與 [σH] 2 中的較小者代入設(shè)計(jì)公式計(jì)算 。 節(jié)點(diǎn)處，載荷由一對(duì)輪齒來承擔(dān) ?co s211dT? 將 ZE和 Fn代入赫茲公式 ?c o stnFF ?作者：朱理 第六章 齒輪傳動(dòng) 代入赫茲公式得 EH177。齒面疲勞點(diǎn)蝕與齒面接觸應(yīng)力的大小有關(guān)，而齒面的最大接觸應(yīng)力可近似用赫茲公式進(jìn)行計(jì)算。 作者：朱理 第六章 齒輪傳動(dòng) 圓周力 Ft的方向： 對(duì)主動(dòng)輪與轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反 , 對(duì)從動(dòng)輪與運(yùn)動(dòng)方向相同。 KV 作者：朱理 第六章 齒輪傳動(dòng) 3. 齒間載荷分配系數(shù) Kα 考慮齒輪嚙合時(shí)一般不為一對(duì)齒嚙合 ,而有時(shí)為兩對(duì)齒嚙令 ,但在進(jìn)行載荷計(jì)算時(shí)一般是認(rèn)為載荷均勻分配 ,但是由于齒距誤差及彈性變形等原因 ,其載荷不可能均勻分配 ,故引入齒間載荷分配系數(shù) Kα, Kα其值對(duì)于一般精度的直齒輪傳動(dòng)取 Kα=1；對(duì)于斜齒輪傳動(dòng)取 Kα=1~，精度低、齒面硬度高時(shí)取大值，反之取小值。 pca 為作用于齒面接觸線上的 計(jì)算載荷 。 Lh——齒輪工作壽命 。 (4)合金鋼常用于制作高速、重載并在沖擊載荷下工 作的齒輪； (5)航空齒輪要求尺寸盡可能小，應(yīng)采用表面硬化處 理的高強(qiáng)度合金鋼； 作者：朱理 第六章 齒輪傳動(dòng) 齒輪傳動(dòng)的許用應(yīng)力 許用接觸應(yīng)力 σ Hlim 、 σFlim ——分別為接觸疲勞極限和彎曲疲勞極 限 ,由圖 633和圖 634查得。當(dāng)