直齒圓柱齒輪的設(shè)計(jì)及自動(dòng)化畢業(yè)設(shè)計(jì)論文-在線瀏覽
2025-08-06 04:21本頁面
【正文】 （2）漸開線上任意一點(diǎn)的法線必與基圓相切；漸開線上各點(diǎn)的曲率半徑不相等；漸開線的形狀決定基圓的大小。 漸開線的形成及壓力角 漸開線形狀與基圓大小的關(guān)系（4）漸開線齒廓嚙合的特點(diǎn)：1）漸開線齒輪中心距的可分性。 （5）壓力角（ak）及展角（invak）的計(jì)算 cos (ak)=(rb)/(rk) inv(ak)=tg（ak(ak) （1）分度圓、模數(shù)和壓力角我們把齒輪上作為齒輪尺寸基準(zhǔn)的圓稱為分度圓，分度圓以d表示。齒距p與π的比值p/π稱為模數(shù)，以m表示（模數(shù)是齒輪的基本參數(shù)）。（2）齒距、齒厚和槽寬齒距p分為齒厚s和槽寬e兩部分，即s + e = p =πm 標(biāo)準(zhǔn)齒輪的齒厚和槽寬相等，即s = e =πm/2 齒距、齒厚和槽寬都是分度圓上的尺寸。由齒頂圓到齒根圓的徑向高度稱為全齒高，用h表示h = ha + hf =（2ha*+c*）m 齒頂高、齒根高、全齒高及頂隙都是齒輪的徑向尺寸。 2hf = m（z 173。 2c*）基圓直徑dbdb = dcosa= mzcosa中心距aa = m（z1+z2）/ 2在加工之前，為了保證齒輪工作的可靠性，提高其使用壽命，齒輪的材料及其熱處理應(yīng)根據(jù)實(shí)際的工作條件和材料的特點(diǎn)來選取?？梢灾赖氖牵Ｓ玫凝X輪材料為各種牌號(hào)的優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼、合金結(jié)構(gòu)鋼、鑄鋼、鑄鐵和非金屬材料等。當(dāng)齒輪結(jié)構(gòu)尺寸較大，輪坯不易鍛造時(shí)，可采用鑄鋼。低速重載的齒輪易產(chǎn)生齒面塑性變形，輪齒也易折斷，宜選用綜合性能較好的鋼材。受沖擊載荷的齒輪，宜選用韌性好的材料。在加工過程中，如果齒根部受到大彎曲應(yīng)力，可能產(chǎn)生齒面或齒體強(qiáng)度失效；如果齒面各點(diǎn)都有相對(duì)滑動(dòng)，會(huì)產(chǎn)生磨損。 因此我們要求齒輪材料有高的彎曲疲勞強(qiáng)度和接觸疲勞強(qiáng)度，齒面要有足夠的硬度和耐磨性，芯部要有一定的強(qiáng)度和韌性。 齒輪的制造要經(jīng)過鍛造、切削加工和熱處理等幾種加工，因此選擇材料時(shí)要特別注意材料的工藝性能。而合金鋼淬透性好、強(qiáng)度高，但鍛造、切削加工性能較差。在滿足使用性能的前提下，選用齒輪材料還應(yīng)該注意盡量降低零件的總成本。 從齒輪生產(chǎn)過程的耗費(fèi)來考慮。其次，通過改進(jìn)熱處理工藝也可以降低成本 。（2）合金調(diào)質(zhì)鋼(如40Cr)進(jìn)行調(diào)質(zhì)或表面淬火，綜合力學(xué)性能更好，且熱處理變形小，適用于中速、中載及精度要求較高的齒輪。這些材料強(qiáng)度低、易加工，適用于一些輕載的齒輪。表面淬火后，齒面硬度一般為40～55HRC。耐磨性好；由于齒心部分未淬硬，齒輪仍有足夠的韌性，能承受不大的沖擊載荷。滲碳淬火后齒面硬度可達(dá)56～62HRC，而齒輪心部仍保持較高的韌性，輪齒的抗彎強(qiáng)度和齒面接觸強(qiáng)度高，耐磨性較好，常用于受沖擊載荷的重要齒輪傳動(dòng)。 滲氮是一種表面化學(xué)熱處理。由于滲氮處理后的齒輪硬度高，工藝溫度低，變形小，故適用于內(nèi)齒輪和難以磨削的齒輪，常用于含鉛、鉬、鋁等合金元素的滲氮鋼，如38CrMoAl等。調(diào)質(zhì)處理后齒面硬度一般為220～280HBS。正火能消除內(nèi)應(yīng)力，細(xì)化晶粒，改善力學(xué)性能和切削性能。 常用齒輪材料及其力學(xué)性能類別材料牌號(hào)熱處理方法抗拉強(qiáng)度σb/MPa屈服點(diǎn)σs/MPa硬度HBS或HRC優(yōu)質(zhì)碳素鋼35正火500270150～180HBS調(diào)質(zhì)550294190～230 HBS45正火588294169～217 HBS調(diào)質(zhì)647373229～286 HBS表面淬火40～50 HRC50正火628373180～220 HBS合金結(jié)構(gòu)鋼40Cr調(diào)質(zhì)700500240～258 HBS表面淬火48～55 HRC35SiMn調(diào)質(zhì)750450217～269 HBS表面淬火45～55 HRC40MnB調(diào)質(zhì)735490241～286 HBS表面淬火45～55 HRC20Cr滲碳淬火后回火63739256～62 HRC20CrMnTi107983456～62HRC38CrMnAlA滲氮980834850HV鑄鋼ZG45正火580320156～217 HBSZG55650350169～229 HBS灰鑄鐵HT300─300185～278 HBSHT350350202～304 HBS球墨鑄鐵QT6003─600370190～270 HBSQT7002700420225～305 HBS非金屬布膠木夾─10025～35 HBSv齒輪本身的制造精度，對(duì)整個(gè)機(jī)器的工作性能、承載能力及使用壽命都有很大的影響。 （1）傳遞運(yùn)動(dòng)準(zhǔn)確性 我們要求齒輪能較準(zhǔn)確地傳遞運(yùn)動(dòng)并使傳動(dòng)比恒定。 （2）傳遞運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性 我們要求齒輪傳遞運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，以減小沖擊、振動(dòng)和噪聲。 （3）載荷分布均勻性 我們要求齒輪工作時(shí)，齒面接觸要均勻，以使齒輪在傳遞動(dòng)力時(shí)不致因載荷分布不勻而使接觸應(yīng)力過大，引起齒面過早磨損。 （4）傳動(dòng)側(cè)隙的合理性 我們要求齒輪工作時(shí)，非工作齒面間留有一定的間隙，以貯存潤滑油，補(bǔ)償因溫度、彈性變形所引起的尺寸變化和加工、裝配時(shí)的一些誤差。在實(shí)際運(yùn)用中：對(duì)于分度傳動(dòng)用的齒輪，主要要求齒輪的運(yùn)動(dòng)精度較高；對(duì)于高速動(dòng)力傳動(dòng)用齒輪，為了減少?zèng)_擊和噪聲，對(duì)工作平穩(wěn)性精度有較高要求；對(duì)于重載低速傳動(dòng)用的齒輪，則要求齒面有較高的接觸精度，以保證齒輪不致過早磨損；對(duì)于換向傳動(dòng)和讀數(shù)機(jī)構(gòu)用的齒輪，則應(yīng)嚴(yán)格控制齒側(cè)間隙，必要時(shí)，須消除間隙。常用的齒輪毛坯有：(1)下料件用于一些不重要，受力不大且尺寸較小，結(jié)構(gòu)簡單的齒輪。(3)鑄鋼件用于直徑大或結(jié)構(gòu)形狀復(fù)雜，不宜鍛造的齒輪。由于齒輪的傳動(dòng)精度主要決定于齒形精度和齒距分布均勻性，而這與切齒時(shí)采用的定位基準(zhǔn)（孔和端面）的精度有著直接的關(guān)系，所以，這個(gè)階段主要是為下一階段加工齒形準(zhǔn)備精基準(zhǔn)，使齒的內(nèi)孔和端面的精度基本達(dá)到規(guī)定的技術(shù)要求。 對(duì)于不需要淬火的齒輪，一般來說這個(gè)階段也就是齒輪的最后加工階段， 經(jīng)過這個(gè)階段就應(yīng)當(dāng)加工出完全符合圖樣要求的齒輪來。應(yīng)予以特別注意。我們?cè)邶X輪加工中根據(jù)不同的目的，安排兩類熱處理工序： (1)毛坯熱處理在齒坯加工前后安排預(yù)備熱處理—正火或調(diào)質(zhì)。 (2)齒面熱處理齒形加工完畢后，為提高齒面的硬度和耐磨性，常進(jìn)行滲碳淬火，高頻淬火，碳氮共滲和氮化處理等熱處理工序。在這個(gè)階段中首先應(yīng)對(duì)定位基準(zhǔn)面（孔和端面）進(jìn)行修整，因淬火以后齒輪的內(nèi)孔和端面均會(huì)產(chǎn)生變形，如果在淬火后直接采用這樣的孔和端面作為基準(zhǔn)進(jìn)行齒形精加工，是很難達(dá)到齒輪精度的要求的。影響齒輪傳動(dòng)工作平穩(wěn)性的主要因素是齒輪的齒形誤差△ff和基節(jié)偏差△fpb。齒輪傳動(dòng)由于傳動(dòng)比瞬時(shí)變化和突變而產(chǎn)生噪聲和振動(dòng)，從而影響工作平穩(wěn)性精度。常見的齒形誤差有如圖14所示的各種形式。 由于齒輪的齒面偏離了正確的漸開線，
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