【正文】 輪系中區(qū)分定軸輪系和周轉(zhuǎn)輪系，以便計算復(fù)合輪系的傳動比。2．介紹定軸輪系傳動比的計算方法。當(dāng)λ≤ρ’自鎖，蝸桿傳動的效率η＜50%蝸桿傳動的潤滑摩擦、磨損、發(fā)熱易嚴(yán)重——潤滑十分重要油池潤滑，蝸桿在下；一個齒高 蝸桿在上：蝸輪半徑的1/6——1/3蝸桿傳動的熱平衡計算效率低，發(fā)熱量大，結(jié)構(gòu)緊湊，箱體的散熱面積??；不及時散熱——齒面膠合轉(zhuǎn)化為熱量的摩擦損耗功率：自冷，箱體表面散熱功率：達(dá)到熱平衡：超過溫度允許值，可采用如下措施 合理設(shè)計箱體機(jī)構(gòu)，加散熱片，增大散熱面積 提高表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)，加裝風(fēng)扇，冷卻水管，循環(huán)油冷卻。提高效率，可增大導(dǎo)程角λ，即采用多頭螺桿；但λ過大，加工困難；且當(dāng)λ＞28176。閉式蝸桿傳動——蝸輪輪齒——齒面膠合開式蝸桿傳動——蝸輪輪齒——磨損對蝸桿，蝸輪材料的要求：足夠的強(qiáng)度，良好減摩耐磨性，抗膠合能力。 閉式齒輪傳動：ψa=—，常用ψa=（） 開式齒輪傳動：ψa=—10．7斜齒圓柱齒輪傳動10．7．1斜齒圓柱齒輪傳動的受力分析忽略齒面間的摩擦力大?。悍较颍?0．7．2斜齒圓柱齒輪傳動的強(qiáng)度計算作用力——法向平面內(nèi)——當(dāng)量直齒輪——用直齒輪的方法計算——重合度大，曲率半徑大——比直齒輪承載能力大 齒面接觸疲勞強(qiáng)度計算一對鋼制標(biāo)準(zhǔn)斜齒輪傳動的齒面接觸疲勞強(qiáng)度條件； 說明：1）鋼對鑄鐵：260； 鑄鐵對鑄鐵：228 2）a圓整為0或5 3）m的確定 4）β的確定齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計算說明：YF按當(dāng)量齒數(shù)查表10410．8直齒圓錐輪傳動10．8．1直齒圓錐齒輪傳動的受力分析將輪齒上的分布力簡化為作用于齒寬中點(diǎn)集中載荷。Z1=20——40閉式——硬齒面——彎曲疲勞強(qiáng)度——設(shè)計Z1=17——20模數(shù)傳遞動力的齒輪傳動，模數(shù)m不宜過?。话磸澢趶?qiáng)度設(shè)計的m必須取標(biāo)準(zhǔn)值。% 的誤差 I＞，i允許有177。3）提高輪齒齒根彎曲疲勞強(qiáng)度的措施：提高m、b、Z1，但提高m 效果顯著4）開式齒輪傳動，（）〔σF〕10．5．3齒輪的許用應(yīng)力〔σH〕=σHlim /SH 〔σF〕=σFlim /SF σHlim：圖10—6； σFlim：圖10—7 長期雙側(cè)工作。夾角并與齒根過渡曲線相切的直線，認(rèn)為兩切點(diǎn)的連線是危險截面的位置。軟齒面齒輪的熱處理方法——調(diào)質(zhì)和正火加熱后，空冷或油冷 慢慢降溫小齒輪的齒面硬度大齒輪的齒面硬度，壽命相近硬齒面齒輪的熱處理方法——淬火10．3．3齒輪傳動的精度齒輪公差分為：傳遞運(yùn)動的準(zhǔn)確性、傳動的平穩(wěn)性、齒面上載荷分布的均勻性齒厚極限偏差、等級10．4直齒圓柱齒輪傳動的作用力及計算載荷10．4．1直齒圓柱齒輪受力分析受力分析——分度圓上嚙合——忽略摩擦力——集中力——作用在齒寬中點(diǎn)——沿嚙合線法向力Fn分解為圓周力Ft和徑向力Fr大小：方向：Ft：主動輪與運(yùn)動方向相反，從動輪與運(yùn)動方向相同F(xiàn)r：分別指向各自輪心10．4．2計算載荷載荷沿齒寬分布不均勻，附加動載荷——引入載荷系數(shù)K10．5直齒圓柱齒輪傳動承載能力計算10．5．1直齒圓柱齒輪傳動的齒面接觸強(qiáng)度計算齒面接觸疲勞強(qiáng)度計算線接觸——受載后——彈性變形——面接觸齒面接觸應(yīng)力——參照彈性力學(xué)中的赫茲公式影響齒面接觸強(qiáng)度的參數(shù)和尺寸1）系數(shù)335只適合鋼對鋼如鋼對鑄鐵 335—→285 鑄鐵對鑄鐵 335—→2502）從公式中分析得出：σH1=σH2但當(dāng)兩齒輪的材料及熱處理不同時，〔σH1〕≠〔σH2〕 設(shè)計時按較小值代入計算3）降低σH和增大〔σH〕可提高齒面接觸疲勞強(qiáng)度；增大齒寬b或中心距a可降低σH，b過大，造成載荷分布不均勻，因此提高a可行結(jié)論：改變齒輪的幾何參數(shù)或提高齒面的硬度可提高齒面接觸疲勞強(qiáng)度；10．5．2值齒圓柱齒輪傳動的輪齒彎曲疲勞強(qiáng)度計算齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計算假設(shè)：1）將齒輪視為懸壁梁；2）全部載荷僅由一對輪齒承擔(dān)3）集中力作用于齒頂危險截面的確定：30176。齒面膠合壓力大——溫度高——潤滑油被擠出——兩齒面直接接觸，相互粘連——較軟的齒面形成溝紋——膠合提高齒面的硬度，降低表面的粗糙度，合理選用材料，合理選用潤滑油。齒面點(diǎn)蝕長期交應(yīng)變力——疲勞裂紋——擴(kuò)展——麻點(diǎn)狀小而淺的坑——點(diǎn)蝕靠近節(jié)線處嚙合，相對滑動速度低，油膜不易形成，點(diǎn)蝕首先出現(xiàn)在齒根表面靠近節(jié)線處。局部折斷：不準(zhǔn)確的安裝，制造，軸的變形。10．1．2類型按照工作條件，閉式齒輪傳動，開式齒輪傳動按照傳遞的速度：低速、高速按照承載的大?。狠p載、重載按照齒輪的材料及熱處理工藝：軟齒面 硬齒面10．1．3對齒輪傳動的基本要求傳動精確平穩(wěn)（第六章）足夠的承載能力（本章重點(diǎn)講解）10．2齒輪的失效形式及設(shè)計準(zhǔn)則10．2．1齒輪的失效形式——主要指輪齒輪齒折斷彎曲疲勞折斷：齒根處的彎曲應(yīng)力最大，交變應(yīng)力、應(yīng)力集中；先裂紋、后折斷。5．列舉了齒輪、蝸桿和蝸輪的常用結(jié)構(gòu)型式。3．重點(diǎn)論述漸開線直齒圓柱齒輪傳動的受力分析和承載能力計算，以此為基礎(chǔ)，討論斜齒圓柱齒輪傳動、直齒圓錐齒輪傳動、蝸桿傳動的承載能力計算。材料：35鋼、45鋼第四篇 機(jī)械傳動第10章 齒輪傳動【本章提示】1．闡述齒輪傳動的特點(diǎn)及類型。開尾圓錐銷：適用于有沖擊、振動的場合。工作面：齒的側(cè)面特點(diǎn)：承載能力高，受力均勻，對軸和輪轂的強(qiáng)度削弱小，對中性和導(dǎo)向性好。軸和輪轂軸線間會產(chǎn)生偏心和偏移使用于定心要求不高，傳遞和載荷平穩(wěn)的場合。平鍵分為：普通平鍵、導(dǎo)向平鍵普通平鍵：靜聯(lián)接 A型（兩圓頭） B型（平頭） C型（單圓頭）A：鍵在鍵槽中固定良好，應(yīng)力集中大B：應(yīng)力集中小，鍵的尺寸較大C：用于軸端導(dǎo)向平鍵：動聯(lián)接，需固定，并沒有起鍵螺孔。鍵聯(lián)接：平鍵聯(lián)接、半圓鍵聯(lián)接、鍥軸聯(lián)接，切向鍵聯(lián)接平鍵聯(lián)接鍵的兩側(cè)面為工作面，工作時靠鍵與鍵槽側(cè)面的相互擠壓來傳遞轉(zhuǎn)矩。采?。貉鼱顥U螺栓、空心螺栓 金屬墊片、O型密封元件8．8．2改善螺紋牙上的載荷分布螺栓受拉而螺距增大，螺母受壓而螺距變小，軸向載荷在旋合螺紋各圈間的分布不均勻。即：摩擦力工作載荷可用各種剪載零件來承受橫向工作載荷，包括銷、剪載套、鍵等。8．6．1松螺栓聯(lián)接裝配時，螺母不需要擰緊，在承受工作載荷前，螺栓不受力8．6．2緊螺栓聯(lián)接僅承受預(yù)緊力的緊螺栓聯(lián)接裝配時，螺母需要擰緊，螺栓處于拉伸和扭轉(zhuǎn)的復(fù)合應(yīng)力狀態(tài)。目的：增強(qiáng)聯(lián)接的可靠性和緊密性，以防止受載后被聯(lián)接件間出現(xiàn)縫隙或相對滑動，同時可提高聯(lián)接強(qiáng)度預(yù)緊應(yīng)力的大?。?0%σs方法：測力距扳手，定力矩扳手8．5．2螺紋聯(lián)接的防松一般情況下，可滿足自鎖、防松的目的是在沖擊、振動、交變載荷、高溫等情況下出現(xiàn)松動。8．3機(jī)械制造常用螺紋機(jī)械制造常用的三角形螺紋、梯形螺紋和鋸齒形螺紋在我國均已標(biāo)準(zhǔn)化。當(dāng)λ＜ρ時，F(xiàn)為負(fù)，為使滑塊勻速下滑，必須在滑塊上施加一個向左的水平力F，此時F是驅(qū)動力說明：Q無論多大，如不施加驅(qū)動力F，滑塊不會下滑—→自鎖8．2．2非矩形螺紋自鎖條件：λ≤ρ’螺旋副的效率：當(dāng)λ不變，β越大，效率越低。中徑d2：外、內(nèi)螺紋的牙厚與牙間相等的圓柱直徑螺距P：螺紋相鄰兩牙對應(yīng)點(diǎn)間的軸向距離導(dǎo)程S：同一螺旋線上相鄰兩牙對應(yīng)點(diǎn)間的軸向距離 S= nP n：螺紋線數(shù)螺紋升角λ：在中徑圓柱上，螺旋線的切線與垂直于螺紋軸線的平面的夾角。使一平面圖形（如三角形、矩形）沿著螺旋線運(yùn)動，運(yùn)動過程中此圖形始終通過圓柱體的軸線，于是便形成螺紋。 不可拆聯(lián)接：不損壞聯(lián)接中的謀一部分就不能拆開的聯(lián)接；如焊接、鉚接、膠接等。、花鍵、銷聯(lián)接的結(jié)構(gòu)、特點(diǎn)、選擇，及其強(qiáng)度計算。圓柱蝸桿機(jī)構(gòu)的分類普通圓柱蝸桿 圓弧圓柱蝸桿普通圓柱蝸桿阿基米德蝸桿 漸開線蝸桿 延伸漸開線蝸桿和錐面包絡(luò)蝸桿。蝸桿輪齒的旋向有左旋和右旋之分，常用的是右旋蝸桿。6．10蝸桿機(jī)構(gòu)6．10．1蝸桿蝸輪的形成蝸桿機(jī)構(gòu)用于實(shí)現(xiàn)兩交錯軸間的傳動，通常兩軸交錯角Σ=90176。且節(jié)圓錐與分度圓錐重合。（1）正確嚙合條件：大端模數(shù)和壓力角分別相等，且錐距也分別相等。6．9．2直齒圓錐齒輪齒面的形成原理一個圓心和基圓錐錐頂O相切的圓平面（發(fā)生面）S沿基圓錐作純滾動時，S上任一條與基圓錐母線OA相切的徑向直線OK上的點(diǎn)K 在空間展出一條以錐距R為半徑的球面漸開線AK，該曲面能滿足定傳動比要求。單個圓錐齒輪：基圓錐，分度圓錐、齒頂圓錐、齒根圓錐。兩軸間的交角Σ=90176。6．8．4斜齒圓柱齒輪的當(dāng)量齒輪和當(dāng)量齒數(shù)以ρ為分度圓半徑，以斜齒輪的法向模數(shù)mn為模數(shù)，取壓力角α為標(biāo)準(zhǔn)壓力角作一假想的直齒圓柱齒輪，則其齒形與斜齒輪的法面齒形相近，此直齒輪稱斜齒輪的當(dāng)量齒輪?；鶊A柱螺旋角：KK與其圓柱母線所夾的銳角特點(diǎn)：傳動平穩(wěn)，振動噪聲小，適合高速承載傳動6．8．2斜齒圓柱齒輪的基本參數(shù)和尺寸基本參數(shù)：1）螺旋角：分度圓柱面上的螺旋角 斜齒輪按輪齒傾斜方向：分為左旋、右旋2）齒距與模數(shù)3）壓力角：4）齒頂高系數(shù)和頂隙系數(shù)國標(biāo)規(guī)定：法面參數(shù)為標(biāo)準(zhǔn)值幾何尺寸計算一對斜齒輪的嚙合從端面來看，相當(dāng)于一對直齒輪的嚙合；斜齒輪的中心距與螺旋角β有關(guān)6．8．3斜齒圓柱齒輪機(jī)構(gòu)的正確嚙合條件與重合度正確嚙合條件：mn1= mn2= m αn1=α n2= α β1=β2重合度直齒：ε斜齒：ε=εt+εβ端面重合度εt軸向重合度εβ特點(diǎn)：重合度增大，且隨齒寬b和輪齒的傾斜程度的增大而增大。由切削標(biāo)準(zhǔn)齒輪的位置移動的距離x：變位系數(shù)變位后的齒輪，在分度圓上齒厚與齒槽寬不等x0正變位 正變位齒輪 x0負(fù)變位 負(fù)變位齒輪變位齒輪的特點(diǎn)：1） 變位齒輪的模數(shù)和壓力角不變，定傳動比的性質(zhì)不變2）齒厚、齒槽寬、齒頂圓、齒根圓、齒根高都發(fā)生變位6．8平行軸斜齒圓柱齒輪機(jī)構(gòu)端面：垂直于其軸線的平面直齒輪漸開面的形成：發(fā)生平面S在基圓柱上作純滾動，平面S上與母線平行的直線KK在空間形成的漸開面。齒輪插刀：1）范成運(yùn)動：模仿一對齒輪做緩慢的定傳動比回轉(zhuǎn)運(yùn)動2）切削運(yùn)動：插刀沿齒寬方向所做的往復(fù)運(yùn)動3）進(jìn)給運(yùn)動：插刀的徑向進(jìn)給運(yùn)動齒條插刀齒輪滾刀6．7漸開線齒廓的根切現(xiàn)象，最少齒數(shù)和變位齒輪6．7．1根切現(xiàn)象與最少齒數(shù)根切現(xiàn)象：用范成法加工齒數(shù)較少的標(biāo)準(zhǔn)齒輪時，當(dāng)?shù)毒叩凝X頂線（或齒頂圓）超過嚙合極限點(diǎn)N1時，將會切去輪齒根部的一部分漸開線齒廓，這一現(xiàn)象成為輪齒的個別切。/Z的角度，再銑第二個齒槽。6．6漸開線齒廓的切齒原理6．6．1仿形法仿形法是利用與齒輪齒槽形狀相同的銑刀（盤形和指狀），通過普通銑床直接在輪坯上加工出漸開線齒形。連續(xù)傳動的條件：AE≥pb重合度：實(shí)際嚙合線與基圓齒距的比值。節(jié)圓與嚙合角：對齒輪副而言，安裝以后才具有的參數(shù)，與安裝中心距有關(guān)。相鄰兩齒同側(cè)齒廓沿法線的距離應(yīng)相等兩輪的法向齒輪相等是一對齒輪相嚙合的正確條件m1= m2= m α1=α 2= αi12=Z2/ Z16．5．2一對齒輪的標(biāo)準(zhǔn)中心距標(biāo)準(zhǔn)安裝：分度圓與節(jié)圓重合，保證無側(cè)隙安裝。齒頂高系數(shù)和頂隙系數(shù)標(biāo)準(zhǔn)齒輪：模數(shù)、壓力角、齒頂高系數(shù)和頂隙系數(shù)均為標(biāo)準(zhǔn)值，且分度圓上的齒厚等于齒槽寬的齒輪。m已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化 表61，優(yōu)先選用第一系列，括號內(nèi)的盡量不用。齒面：位于齒頂曲面和齒根曲面間的輪齒側(cè)表面。全齒高：齒頂圓與齒根圓之間的徑向距離。齒頂高、齒根高、全齒高齒頂高：齒頂圓與分度圓之間的徑向距離。在齒輪的同一圓周上，齒距等于齒厚與齒槽寬之和。齒槽寬：齒輪任意圓周dK 上一個齒槽的弧長。齒根圓：輪齒齒槽底部圓柱面所確定的圓。漸開線齒廓的特性1）發(fā)生線沿基圓滾過的線段長度等于基圓上被滾過的弧長；2）漸開線上各點(diǎn)的法線必與基圓相切，基圓的切線必為漸開線某點(diǎn)的法線；3）漸開線上各點(diǎn)的壓力角的大小不同，離基圓越遠(yuǎn)，壓力角越大；4）漸開線的形狀取決于基圓的大小5）基圓以內(nèi)無漸開線6．3．2漸開線齒廓的嚙合特點(diǎn)漸開線齒廓滿足齒廓嚙合基本定律，能夠?qū)崿F(xiàn)定傳動比要求兩基圓的內(nèi)公切線——法線——不發(fā)生變化——有固定的點(diǎn)——節(jié)點(diǎn)C中心距具有可分性一對漸開線齒輪制成后，其基圓便已確定．中心距的可分性：中心距稍有變化，不改變其瞬時傳動比的大小傳遞壓力的方向不變1）嚙合線是一直線嚙合線：兩齒廓接觸點(diǎn)在固定平面的軌跡直線N１N２——嚙合線——兩圓的內(nèi)公切線——法線為同一直線N１、N２是理論上的兩個極限嚙合點(diǎn)2）嚙合角與傳力方向不變嚙合角：嚙合線N１N２與過節(jié)點(diǎn)的兩輪節(jié)圓公切線 tt 之間所夾的銳角嚙合過程中——嚙合角將始終保持不變—— 壓力方向不變四線合一：嚙合線、過嚙合點(diǎn)的公法線、基圓的內(nèi)公切線、法向壓力的作用線。漸開線、擺線、圓弧線6. 3 漸開線齒廓6．3．1漸開線的形成和特性漸開線的形成當(dāng)一直線l沿半徑是rb的圓周作純滾動時，該直線上任一點(diǎn)K的軌跡AK稱為該圓的漸開線。中心距