【正文】 ? = (~4) me 。 lh= (.~) ds； c= (~)b 。 但不小于 10 mm 。 lh= (.~) ds c= (~)b 。 dh= ds (鑄鐵 ) lh= (.~) ds ,并使 lh ≥b c= 。 δ=(.~4) mn ,但不小于 8 mm d0和 d按結(jié)構(gòu)取定。 δ=(.~4) mn ,但不小于 8 mm d0和 d按結(jié)構(gòu)取定，當(dāng) d 較小時(shí)可不開孔 腹板式齒輪 d d0 b d s d h d a 斜度 1:10 lh δ c 腹板式齒輪 dh= ds 。 齒輪軸 x 圓柱齒輪： x 2 .5mn x 圓錐齒輪： x m 實(shí)心齒輪 dh= ds 。 117 齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 直徑較小的鋼質(zhì)齒輪，當(dāng)齒根圓直徑與軸徑接近時(shí)，可以將齒輪與軸做成一體，稱為齒輪軸。應(yīng)注意： 1）對(duì)于單級(jí)直齒錐齒輪傳動(dòng)，一般取 u=1~5； 2）一般推薦 ψR(shí)=（ u=6時(shí)） ~（ u=1時(shí)）， 常取 ψR(shí)= ~。 設(shè)計(jì)式中 YFS/бFP取 YFS1/бFP1與 YFS2/бFP2中的 大值 ， m應(yīng)圓整為 標(biāo)準(zhǔn)值 。 式中： ψR(shí)=b/R， m為大端模數(shù) YFS根據(jù)當(dāng)量齒數(shù) zv（ zv=z/cosδ）由圖 1118查取。 各作用力之間的關(guān)系 Ｆ t1= Ft2 Ｆ a1= Fr2 Ｆ r1= Fa2 (3)軸向力Ｆ a ：從小端指向大端。 111 s int a n ??ta FF ?δ 1 dm1 2 ω 1 T1 Ft Fa Fr c Fn α δ 1 各作用力的方向 (1)圓周力Ｆ t ： 在主動(dòng)輪上與其轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反，在從動(dòng)輪上與其轉(zhuǎn)動(dòng)方向相同 (主反從同 )。 sinδ 1=cosδ 2 cosδ 1=sinδ 2 當(dāng) δ 1+δ 2 = 90? 時(shí)，有： Fr1 =Fa2 Fa1 =Fr2 于是各力大小有： 式中： T1為小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩， N178。 當(dāng)量齒數(shù) zv——zv=z/cosδ δ 1 dm1 2 1112022mt dTF ?111 c o st a n ??tr FF ?圓周力 Ft： 徑向力 Fr： 軸向力 Fa： 111 s int a n ??ta FF ?輪齒所受總法向力 Fn可分解為三個(gè)分力 : ω 1 T1 Ft Fa Fr F’ Fn Ft F’ Fr Fa ?ta n139。 錐齒輪傳動(dòng) δ2 O2 O2 O1 d2 ∑=90 176。 錐距 R——傳動(dòng)特性尺寸 （圓柱齒輪傳動(dòng)為中心距 ɑ） 2121212221 121221 umzzzmzddR ??????????????12121221 c o tt a n ?? ?????zzddnni傳動(dòng)比 i——對(duì)于軸交角 ∑ =90176。 錐齒輪加工較為困難，不易獲得高的精度，在傳動(dòng)中會(huì)產(chǎn)生較大的振動(dòng)和噪聲，因此直齒錐齒輪傳動(dòng)僅適合于Ｖ≤5m/s的傳動(dòng)。由于錐齒輪沿齒寬方向截面大小不等，引起載荷沿齒寬方向分布不均，其受力和強(qiáng)度計(jì)算都相當(dāng)復(fù)雜，故一般以 齒寬中點(diǎn)的當(dāng)量直齒圓柱齒輪 作為計(jì)算基礎(chǔ)。 = mm 取 b2=b=47 mm ， b1=b+（ 5～ 10） =52～ 57 mm， b1=55 mm 4． 校核 齒根 彎曲 疲勞 強(qiáng)度 計(jì)算公式 112111 9 0 0FSnF YzbmKT??212121 9 0 0FSnF YzbmKT?? os25c os 3311????bzzv當(dāng)量齒數(shù) ZV 21 126 o s12 1c o s 3322???? bzzvYFS2 = 復(fù)合齒形 系數(shù) YFS YFS1 = 3． 按齒 面接 觸疲 勞強(qiáng) 度設(shè) 計(jì) 計(jì)算項(xiàng)目 計(jì)算依據(jù) 、 公式及結(jié)果 4. 校核 齒根 彎曲 疲勞 強(qiáng)度 許用彎應(yīng)力 NSTFFFP YYSm inlim?? ? M p 22201???FP?M p a30022102???Fp?強(qiáng)度校核 11M P 4 7 9 0 0FPF??????? ??? 1輪彎曲強(qiáng)度足夠 21212M P FPFSFSFF YY???????? 2輪彎曲強(qiáng)度足夠 167。 COS12176。 精度等級(jí) 一般減速器齒輪傳動(dòng)，齒輪圓周速度不高，選 8級(jí) 計(jì)算項(xiàng)目 計(jì)算依據(jù) 、 公式及結(jié)果 3． 按 齒 面 接 觸 疲 勞 強(qiáng) 度 設(shè) 計(jì) 標(biāo)準(zhǔn)模 數(shù) mn 齒數(shù)比 u 計(jì)算 d1 實(shí)際螺 旋角 β 中心距 ɑ u = Z2/ Z1 = 121/25 = mmd 9 3 4 7 0 0 8 91 0 93 21 ??????? ???????? ??mn=d1 ～ 15176。Z1=179。 1/= MPa σ HP2=550179。 109/ = 179。 16） =179。 （ 5179。 1440179。 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ z1 z3 z4 z2 解答： 計(jì)算項(xiàng)目 計(jì)算依據(jù) 、 公式及結(jié)果 1． 齒輪材料 及熱處理 小齒輪 45鋼 ， 調(diào)質(zhì) 229～ 286 HBS 大齒輪 45鋼 ， 正火 169～ 217 HBS 接觸疲勞極限 σ Hlim1= 580 MPa（ 240HBS） σ Hlim2= 550 MPa（ 200HBS） 彎曲疲勞極限 σ Flim1= 220 MPa σ Flim2= 210 MPa 傳遞的功率不大，對(duì)齒輪結(jié)構(gòu)無(wú)特殊要求，故選： 計(jì)算項(xiàng)目 計(jì)算依據(jù) 、 公式及結(jié)果 2．確定計(jì)算 準(zhǔn)則 按齒面接觸疲勞強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì)，校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度。 已知：電動(dòng)機(jī)的功率 P=, 轉(zhuǎn)速n1=1440r/min,傳動(dòng)比 i12=， 齒輪單向工作 ， 工作機(jī)的載荷為輕微沖擊 ， 每天工作 16小時(shí) 。 。從減小齒輪傳動(dòng)振動(dòng)和噪聲 的角度，可采用大螺旋角，國(guó)外小轎車齒輪有的已 采用 β=35176。 ~15176。 螺旋角 β 選擇 傳動(dòng)平穩(wěn)性 ↑ ，承載能力 ↑ 軸向力增大，從而使軸承及傳動(dòng)裝置的 尺寸也相應(yīng)增大，同時(shí)傳動(dòng)效率降低 β ↑ 對(duì)傳動(dòng)影響 β選擇 ——應(yīng)視工作要求和加工精度而定。 注意： 式中 σ HP應(yīng)取 min（ σ HP σ HP2） 代入 21c o s2zzamn +=βbco s2)(22121 zzmdda n ????由于中心距為 故 azzm n2)(a r c c o s 21 +=β若 z z2取整， mn符合標(biāo)準(zhǔn)， a已預(yù)先決定或需圓整，則需調(diào)整 β 為： 與直齒輪相比，條件相同時(shí)，斜齒輪滿足強(qiáng)度要求時(shí)所需的分度圓直徑 d1要小些，即斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)的接觸疲勞強(qiáng)度比直齒圓柱齒輪傳動(dòng) 高 。 時(shí)，校核式中數(shù)字 109→ 104，設(shè)計(jì)式中753→ 730。 當(dāng) β15176。 ～ 20176。 ～ 15176。 ~15176。ZH’——斜齒輪的節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)； Zε β——重合度與螺旋角系數(shù) 。 HPtHEH uubdFZZZ ???b ??????? 11139。 4）有二套參數(shù)：端面 mt、 αt，法面 mn、 αn 加工時(shí)，沿齒槽方向進(jìn)刀，垂直于法面，故 法面參數(shù)為標(biāo)準(zhǔn)值 。 三、齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算 失效形式、計(jì)算準(zhǔn)則同直齒輪，仍用赫茲公式，按節(jié)點(diǎn)計(jì)算。 ～ 30176。時(shí) ， 齒根彎曲疲勞強(qiáng)度 校核公式 為 FPFSnF YmbzKT ?? ??2111 9 0 0直齒圓柱齒輪的彎曲強(qiáng)度校核公式 1db d ???111 co s zmzmd nt ??? b代入 ， 32111 9 0 0FSFPdn YzKTm ??? ??—— 設(shè)計(jì)式 或 321FSFPdn YzKTm ???? ??YFS——為復(fù)合齒形系數(shù) ， 按當(dāng)量齒數(shù) Zv(Zv=Z/cos3β) 由圖 11—18查取 mm mm mn——法向模數(shù) ， mm 1） 設(shè)計(jì)式中 YFS/б FP取 YFS1/б FP1與 YFS2/б FP2中的 大值 說(shuō)明： 2） mn應(yīng)圓整為 標(biāo)準(zhǔn)值 與直齒輪相比，條件相同時(shí)，斜齒輪的彎曲應(yīng)力 較小 ，滿足強(qiáng)度要求時(shí)所需的模數(shù)要小些，即斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)的齒根彎曲疲勞強(qiáng)度比直齒圓柱齒輪傳動(dòng) 高 。 解答： 1）確定第二級(jí)斜齒輪螺旋角的旋向： 3輪螺旋角的旋向?yàn)橛倚? 4輪螺旋角的旋向?yàn)樽笮? n1 輸入 Ⅲ Ⅰ Ⅱ Fa3 Fa2 n3 n4 Fa1 2）確定各力的方向 n1 輸入 Ⅲ Ⅰ Ⅱ n3 n4 Fa1 Ft2 Fr2 Ft1 Fr1 Ft3 Fr3 Fa4 Fr4 Ft4 Fa2 Fa3 二、輪齒彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算 接觸線傾斜 → 局部折斷 ∴ σ F計(jì)算復(fù)雜 辦法： 1）斜齒輪的 當(dāng)量直齒輪 2）引入考慮螺旋角等因素影響的系數(shù)，修正傾斜影響 FPFSF YmbzKT ?? ??21120 00引入螺旋角等影響系數(shù) ， 當(dāng) β=8186。 ○ Fa2 Fa1 Fa2 一對(duì)斜齒輪： β 1=β 2 ∴ 旋向相反 舉例： 例：圖示為二級(jí)斜齒圓柱齒輪減速 器，第一級(jí)斜齒輪的螺旋角的旋向已 給出。 舉例： 右旋 左旋 旋向？ n1 n2 n1 n2 右旋 左旋 Ft2 Ft1 Fr1 Fr2 Fr2 Fr1 179。 軸向力 Fa 注意：各力畫在作用點(diǎn) —— 齒寬中點(diǎn) β 方向：左、右旋 轉(zhuǎn)動(dòng)方向 Fa取決于 改變?nèi)我豁?xiàng)， Fa方向改變。 圓周力 Ft 主動(dòng)輪：用 左、右手定則 ： 四指為 ω 1方向， 拇指為 Fa1方向。 兩輪輪齒 上各力之 間關(guān)系 Fn1 = Fn2 Ft1 = Ft2 Fr1 = Fr2 Fa1 = Fa2 各力方向判定 ： 從動(dòng)輪 —— 受驅(qū)動(dòng)力 ， Ft2與力作用點(diǎn)線速 度的方向相同 。 一、斜齒圓柱齒輪的受力分析 徑向力 Fr 輪齒所受總法向力 Fn可分解為 : 切向力 F’ Fn d1 2 ω 1 T1 Fn c F’ Fr αn Fr F’ αn 圓周力 Ft 軸向力 Fa F’ β Ft Ft F’=Ft /cosβ Fa Fa β β F’Fr = F’ tanαn 1112022dTFt ?bt a n11 ta FF ?b?c ost a n11ntrFF ?圓周力 徑向力 軸向力 F’ d1 2 ω 1 T1 Fr Ft Fa Fn c β αn ntnFF?b c osc os11 ?法向力 式中： d1為小齒輪分度圓徑， mm；α n為法面壓力角 ； β 為螺旋角； T1為小齒輪傳遞的名義轉(zhuǎn) 矩， N178。 3）螺旋角大小相等 ,外嚙合時(shí)應(yīng)旋向相反，內(nèi)嚙合時(shí)應(yīng)旋向 相同 b1 = 177。 計(jì)算時(shí) ，按端面參數(shù)進(jìn)行 。 斜齒輪的齒面為螺旋漸開面 ， 其法面齒形和端面齒形