第14章 齿轮传动设计剖析.ppt

最小转动惯量原则 正反转 例题14-2 已知一齿轮减速器中，电机转速为3500r/min，输出轴转速为10r/min，按三种原则确定此减速器的级数和各级齿轮的传动比。 减速传动：“先小后大” 传动级数 3.确定各级齿轮的模数和齿数 模数 类比法 结构工艺 强度 齿数 表14-4 4.齿轮传动结构设计 齿轮的结构设计 齿轮和轴的联接 齿轮传动回差及消除方法 齿轮的结构 齿轮和轴的联接 1)调整中心距 齿轮传动的回差及消除的方法 2)接触弹簧法 3)双片齿轮法 机械传动总论 机械传动设计 杆机构 凸轮机构 间歇运动机构 齿轮传动 螺旋传动 带传动 链传动 一.类型 机械传动设计 运动形式的变换 增速、减速和变速 远距离传递运动和动力 运动的合成和分解 获得大的机械效益 二.功能 原动机连续回转----移动、摆动、间歇、 平面复杂运动 杆机构、带传动、链传动、轮系 机械传动设计 运动的合成和分解 机械传动设计 获得大的机械效益 机械传动设计 第14章 齿轮传动设计 学习 内容： 齿轮的工作情况 轮齿的失效形式 设计准则 齿轮材料 齿轮轮齿受力 齿轮轮齿的强度计算 齿轮传动设计 一. 齿轮的工作情况 知识回顾 轮齿折断 轮齿工作表面的破坏 二. 齿轮的失效形式 轮齿折断 疲劳折断 过载折断 ①齿面点蚀 轮齿工作表面的破坏 ②齿面磨损 ③齿面胶合 ④齿面塑性变形 三. 设计准则 工作条件 主要失效形式 设计准则 闭式齿轮 ①齿面点蚀 ②齿根弯曲疲劳折断 ①外硬内韧的材料 ②齿面的接触强度 ③齿根弯曲疲劳强度 开式齿轮 ①轮齿折断 ②齿面磨损 ①耐磨的材料 ②进行弯曲疲劳 强度计算 高速重载齿轮 齿面胶合 ①限制齿面润滑温度 ②齿面间良好的润滑 软齿面齿轮：齿面硬度≤350HBS 硬齿面齿轮：齿面硬度＞350HBS 四. 齿轮材料 原则： 齿轮的工作特点 合理选择材料配对 考虑加工工艺 常用材料： 塑料、铜合金 优质碳素钢、合金结构钢、铸钢、铸铁 要求： 强度、耐磨性、外硬内韧 表14-1 五、直齿圆柱齿轮传动的受力分析 1.轮齿上的作用力 大小 方向 主动件 从动件？？？ 2.计算载荷: F计=KFn Fn :理想平稳状态下的理论载荷 K：载荷系数（表14-2） F计 ：考虑影响齿轮实际载荷因素的计算载荷 六、直齿圆柱齿轮传动的强度计算 1.齿面接触疲劳强度计算 i :传动比、T1 :小轮的转矩、 K:载荷系数、b:齿宽、a:中心距、 齿宽系数 、 接触应力 、许用接触应力 “+” 外啮合、 “-” 内啮合 2)设计公式: （14-9） （14-8） 1)强度校核： 参数选择及公式说明： （1）传动比i (2) 齿宽系数 （3）接触应力 和许用接触应力 查手册 相等 相等或不等 min 单级传动：i≤ 8 i＞8: 多级传动 考虑结构紧凑和载荷集中 轻型：0.2~0.4 一般：0.4 重型：0.4~1.2 变速箱：0.12~0.2 2. 齿根弯曲疲劳强度计算 1)强度校核: 2)设计公式: （14-12） （14-13） 齿数的函数，查图14-13 YF :齿形系数、m:模数、弯曲应力 、 许用弯曲应力 参数选择及公式说明： （1）齿数Z1 （2）弯曲应力 和许用弯曲应力 查手册 不等 软齿面的闭式传动：z为25~40 开式传动和硬齿面及铸铁 ：z＞ 17 例14-1某两级直齿圆柱齿轮减速机用电动机驱动，单向运转，载荷有中等冲击。高速级传动比i=3.7，高速轴转速n1=745 r/min，传动功率P=17kW， 试设计此高速级传动(采用软齿面)。 表14-1 七、齿轮传动链的设计 1.传动型式 2.传动比 3.确定参数 4.结构设计 1. 传动型式的选择 直齿圆柱齿轮传动 斜齿圆柱齿轮传动 圆锥齿轮传动 蜗轮蜗杆传动 结构条件、精度要求、工作速度、传动平稳性、噪音、工艺性、传动效率、润滑 v≤50m/s，承载能力大，传动均匀， 冲击和噪音小，有轴向力 v≤5m/s 精度低 传动比大，效率低，易磨损 2. 传动比的分析 确定传动级数 表14-3 分配各级传动比 提高精度的原则 最小体积原则 最小转动惯量原则 减速传动：“先小后大” 增速传动：“先大后小” 提高精度的原则 增速传动 减速传动 最小体积原则 各级速比相等 各齿轮宽度相等 各对齿轮主动轮d相等 齿轮的材料相同 不考虑轴与轴承体积 条件 迂回排布 体积小