第10章 齿轮传动剖析.ppt

学习本章的目的 轮齿折断 提高齿面接触疲劳强度的措施 提高齿面硬度和降低表面粗糙度值； 对速度不高的齿轮传动，采用粘度高的润滑油； 在许可范围内采用大的变位系数和，以增大综合曲率半径； 减小动载荷等 提高齿面抗胶合能力的措施 采用正变位齿轮，减小模数，降低齿高以减小滑动速度； 提高齿面硬度，降低齿面粗糙度值； 添加抗胶合能力强的极压添加剂； 选用抗胶合性能好的齿轮副材料； 二、常用的齿轮材料 三、齿轮材料的热处理和化学处理 (1) 使用系数KA (2) 动载系数Kv 考虑制造、安装时不可避免的误差（如齿形误差、基节偏差等），以及轮齿受载变形引起的法节不等和啮合齿对的刚度变化产生的动载荷影响。 齿轮的制造精度及圆周速度对齿轮啮合过程中产生动载荷的大小影响很大，提高制造精度，减小齿轮直径以降低圆周速度，均可减小动载荷； 一般齿轮传动的Kv值，直接从图10-8选取，若为直齿圆锥齿轮传动，应按图中低一级的精度线及圆锥齿轮平均分度圆处的圆周速度vm查取Kv值。 齿顶修缘 齿顶修缘 主动轮齿修缘， ，则当 时不会造成第二对齿虽已进入啮合区但尚未入啮而产生动载荷 (3) 齿间载荷分配系数Kα 齿轮传动的啮合过程 减少齿向载荷分布不均的措施 齿轮在轴上合理布置，尽可能将齿轮安排在两轴承中间的对 称位置上，避免悬臂安装； 设计时控制齿宽，通常控制齿宽与小齿轮直径的比； 将齿面沿齿向修形制成腰鼓形，多用于圆柱斜齿轮及人字齿 轮传动，又叫轮齿的螺旋角修形。 一、轮齿的受力分析 二、齿根弯曲疲劳强度计算 2. 危险截面位置的确定 因为齿廓形状复杂，且齿根圆角部分有应力集中，危险截面不易准确找到，所以存在多种近似确定方法； 据光弹试验及疲劳强度试验证明，30°切线法 比较准确、简便，已为大多数国家采用； 轮齿在法向力Fn的作用下，在危险截面处产生弯曲应力 ?F 和压应力?c。 3. 齿根弯曲疲劳强度计算 齿数对齿形系数的影响 变位系数对齿形系数的影响 3. 齿根弯曲疲劳强度计算 齿廓接触点的曲率半径 圆柱体接触时的接触应力 三、齿面接触疲劳强度计算 令 2. 齿面接触点的确定 赫兹公式描述的最大接触应力只是对某一接触点而言，并非整个接触面。实际上，齿面接触应力的大小与载荷、接触点的综合曲率半径等密切相关。渐开线齿廓上各点的曲率不同，则啮合点的接触应力必随啮合点的位置改变而改变，即各点所对应的最大接触应力不同。所以，必须确定一个合理的计算点。 可以通过研究接触点的综合曲率变化规律来了解综合曲率对接触应力的影响，进而掌握齿面接触应力的变化规律。 两齿轮啮合时，小齿轮单对齿啮合区下界点（进入点）处接触应力最大，但当小齿轮齿数 z1?20 时，该处的接触应力与节点P处的接触应力相差不大。因此，为方便计算，通常按节点P处来计算齿面的接触应力。 综合曲率变化规律 综合曲率对接触应力的影响 齿面接触应力变化规律 3. 齿面接触疲劳强度计算 3. 齿面接触疲劳强度计算 接触线长度L与重合度有关，按照下式进行计算 Z?为解除疲劳强度计算的重合度系数 3. 齿面接触疲劳强度计算 3. 齿面接触疲劳强度计算 3. 齿面接触疲劳强度计算 四、齿轮传动的强度计算说明 四、齿轮传动的强度计算说明 （二）齿轮传动设计参数的选择 (二) 齿轮传动设计参数的选择 （三）齿轮的许用应力 10-7 斜齿圆柱齿轮传动的强度计算 斜齿轮正确啮合的条件为： mn1 = mn2， ?n1 = ?n2， ?1 = ±?2 (外啮合“-”)； 一、轮齿的受力分析 一、轮齿的受力分析 二、斜齿轮强度的计算原理 与直齿轮类似，斜齿轮的轮齿在受到法向载荷作用后，同样会在齿根处产生弯曲应力，在齿面产生接触应力。 斜齿轮上的法向载荷位于载荷作用点的法截面内，这样的载荷在齿根产生的弯曲应力，除了与载荷和轮齿的大小有关外，还与法截面内的齿形和齿根过渡曲线有关。齿面接触应力同样也与该处法截面内的齿廓形状有关。 斜齿轮的当量齿轮所具有的齿廓形状与斜齿轮的法面齿形最为接近，所以斜齿轮的强度计算以直齿轮的强度计算为基础，将斜齿轮转化为当量直齿轮来进行。 考虑斜齿轮的当量齿轮与实际斜齿轮的差别，比如，斜齿轮的接触线长度要比直齿轮长、同时啮合的齿对数要多、啮合线倾斜等特点，通过修正直齿轮的强度计算公式，即可形成适用于斜齿轮强度计算的一系列公式。 四、齿面接触疲劳强度计算 10-8 直齿圆锥齿轮传动 一、设计参数 直齿圆锥齿轮传动是以大端参数为标准值的，但在强度计算时，国家标准规定以齿宽中点处的当量齿轮作为计算依据。 圆锥齿轮可有多个相互平行的分度圆。齿宽中点处的分度圆又叫平均分度圆，相应的