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徐小斌機(jī)械設(shè)計課件第10章齒輪傳動-在線瀏覽

2025-02-24 12:57本頁面
  

【正文】 作者: 潘存云教授 四、齒輪材料選用的基本原則 (1)齒輪材料必須滿足工作條件的要求,如強(qiáng)度、壽 命、可靠性、經(jīng)濟(jì)性等; (2)應(yīng)考慮齒輪尺寸大小,毛坯成型方法及熱處理 和制造工藝; (3)正火碳鋼,只能用于制作在載荷平穩(wěn)或輕度沖擊 下工作的齒輪;調(diào)質(zhì)碳鋼可用于在中等沖擊載荷 下工作的齒輪; (6)鋼制軟齒面齒輪,其配對兩輪齒面的硬度差應(yīng)保 持在 30~50HBS或更多。 104 齒輪傳動的計算載荷 齒輪傳動強(qiáng)度計算中所用的載荷,通常取沿齒面接觸線單位長度上所受的載荷,即: 實際傳動中由于原動機(jī)、工作機(jī)性能的影響以及制造誤差的影響,載荷會有所增大,且沿接觸線分布不均勻。 式中 KA ——使用系數(shù) Kv ——動載系數(shù) Kα——齒間載荷分配系數(shù) Kβ——齒向載荷分布系數(shù) 長江大學(xué)專用 作者: 潘存云教授 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)。 橡膠擠壓機(jī)、橡膠和塑料作間斷 的攪拌機(jī)、輕型球磨機(jī)、木工機(jī) 械、鋼坯初軋機(jī)、提升裝置、單 缸活塞泵等。 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 原動機(jī) 注:表中所列值僅適用于減速傳動,若為增速傳動,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, KA可適當(dāng)減小。 載荷集中 Fn b ( )max Fn b ( )min 潘存云教授研制 齒向載荷分布系數(shù) ─Kβ 表 104 齒向載荷分布系數(shù) K β 長江大學(xué)專用 作者: 潘存云教授 潘存云教授研制 續(xù)表 104 齒向載荷分布系數(shù) K β K H β=++ 103 b K H β=+(1+ )φ2d + 103 b K H β=+(1+ )φ2d + 103 b K H β=++ 103 b K H β=+(1+ )φ2d + 103 b K H β=+(1+ )φ2d + 103 b K H β=++ 103 b K H β=+(1+ )φ2d + 103 b K H β=+(1+ )φ2d + 103 b 精度等級 小齒輪相對支撐的布置 對稱 非對稱 懸臂 5 6 硬 齒 面 齒 輪 K Hβ≤ 對稱 非對稱 懸臂 對稱 非對稱 懸臂 K H β=++ 103 b K H β=+(1+ )φ2d + 103 b K H β=+(1+ )φ2d + 103 b K Hβ≤ K Hβ K Hβ 限制條件 K Hβ 對稱 非對稱 懸臂 長江大學(xué)專用 作者: 潘存云教授 潘存云教授研制 K Hβ K Hβ 2 3 4 5 6 2 3 4 5 6 2 3 4 彎曲疲勞強(qiáng)度計算用的齒向載荷分布系數(shù) K Fβ b/h= 3 ∞ 12 6 4 K Fβ 長江大學(xué)專用 作者: 潘存云教授 改善齒向載荷不均勻的措施: ( 1) 增大軸、軸承及支座的剛度; ( 5) 輪齒修形(腰鼓齒)。 各作用力的方向如圖 潘存云教授研制 O2 ω2 (從動) O1 N1 N2 t t ω1 (主動) T1 c α α d1 2 d2 2 α Ft Fr Fn Fn 為了計算輪齒強(qiáng)度,設(shè)計軸和軸承,有必要分析輪齒上的作用力。 105 標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪傳動的強(qiáng)度計算 α 一、 輪齒受力分析 長江大學(xué)專用 作者: 潘存云教授 潘存云教授研制 rb O 30? 30? 二、齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計算 假定載荷僅由一對輪齒承擔(dān),按懸臂梁計算。 h Fn F2 F1 S γ 分量 F2產(chǎn)生壓縮應(yīng)力可忽略不計, 彎曲力矩 M=KFnhcosγ 危險界面的彎曲截面系數(shù) 62bSW ?WM?F0?彎曲應(yīng)力 a?c osc os62tbshKF?2n c o s6bshKF ??危險截面: 齒根圓角 30? 切線兩切點連線處。 彎曲應(yīng)力 a?c o s)(c o s)(62tmsmhbmKF??mbdYKT1Fa12?WM?F0? a?c osc os62tbshKF?對于標(biāo)準(zhǔn)齒輪 , YFa僅取決于齒數(shù) z,取值見下頁圖。 應(yīng)力校正系數(shù): YSa =。 M P a][≤2= F12SaFa1F ?? zbmYYKT代入 d1 = m z1 長江大學(xué)專用 作者: 潘存云教授 潘存云教授研制 ρ2 齒輪強(qiáng)度計算是根據(jù)齒輪可能出現(xiàn)的失效形式來進(jìn)行的。齒面疲勞點蝕與齒面接觸應(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)行計算。1?π=EELF?????2s i n111a? dCN ??2s i n222a? dCN ??赫茲公式 ―+‖用于外嚙合, “ ‖用于內(nèi)嚙合 實驗表明:齒根部分靠近節(jié)點處最容易發(fā)生點蝕,故取節(jié)點處的應(yīng)力作為計算依據(jù)。= H211EH ?? uubdKTZ得設(shè)計公式 32HEd11 ][1177。 注意: 因兩個齒輪的 σH1= σH2 ,故按此強(qiáng)度準(zhǔn)則設(shè)計齒輪傳動時,公式中應(yīng)代入 [σH] 1和 [σH] 2中較小者。算出 d1t(或 mnt)后,用 d1t再查取 KV、 Kα、 Kβ從而計算 Kt 。否則,按下式修正原設(shè)計。 軟齒面閉式齒輪傳動: 按接觸強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計,按彎曲強(qiáng)度校核 硬齒面閉式齒輪傳動 按彎曲強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計,按接觸強(qiáng)度校核 開式齒輪傳動, 按彎曲強(qiáng)度設(shè)計。 mm][1177。=H211EH ?? uubdKTZmm2≥ 3F21dSaFa1][zψYYKTm?長江大學(xué)專用 作者: 潘存云教授 一、齒輪傳動設(shè)計參數(shù)的選擇 1.壓力角 a的選擇 2.齒數(shù)的選擇 一般,閉式齒輪傳動 z1=20~40 3.齒寬系數(shù) ?d的選擇 當(dāng) d1已按接觸疲勞強(qiáng)度確定時, z1↑ m↓ 重合度 e↑ ?傳動平穩(wěn) 抗彎曲疲勞強(qiáng)度降低 齒高 h ↓ ?切削量 ↓ 、滑動率 ↓ 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! ?d ↑ ?齒寬 b ↑ ?強(qiáng)度 ↑ ,但 ?d過大將導(dǎo)致 Kβ↑ 一般情況下取 a =20176。 106 齒輪傳動的設(shè)計參數(shù)、許用應(yīng)力與精度選擇 開式齒輪傳動 z1=17~20 z2=uz1 4.齒寬 b 大齒輪: b= ?d d1 ,小齒輪: b1=b+(5~10) mm 長江大學(xué)專用 作者: 潘存云教授 說明: 1)大小齒輪皆為硬齒面時, ?d應(yīng)取小值,否則取大值; 2)括號內(nèi)的數(shù)值用于人字齒輪; 3)機(jī)床中的齒輪,若傳遞功率不大時, ?d可小到 4)非金屬齒輪可?。? ?d =~ 表 107 圓柱齒輪的齒寬系數(shù)表 ?d =b/d1 裝置狀況 兩支撐相對小齒輪對稱布置 兩支撐相對小齒輪非作對稱布置
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