机械设计课件讲解.ppt

;第十章 齿轮传动;一、作用： 不仅用来传递运动、而且还要传递动力。;四、齿轮传动的特点：;§10-2 齿轮传动的失效形式及设计准则 ;原因：; 过载折断;现象：①局部折断;直齿轮;齿面点蚀;原因：σH＞[σH];提高轮齿抗点蚀能力的措施：;齿面点蚀;原因：高速重载——v↑,Δt ↑,油η↓,油膜破坏,表面金属直接接触， 融焊→相对运动→撕裂、沟痕。---热胶合。;齿面胶合;从动齿;措施：1.提高齿面硬度;折断:;二、齿轮的设计准则 ;一、对齿轮材料性能的要求 ;软齿面齿轮加工工艺：锻坯——加工毛坯——热处理（正火、调质 HB160~300）——切齿 精度7、8、9级。;表10-1 常用齿轮材料及其机械性能 ;续表10-1 常用齿轮材料及其机械性能 ;热处理方法; 调质一般用于中碳钢和中碳合金钢，如45、40Cr、35SiMn等。调质处理后齿面硬度为：220~260HBS 。因为硬度不高，故可在热处理后精切齿形，且在使用中易于跑合。;总结：特点及应用 调质、正火处理后的硬度低，HBS ≤ 350，属软齿面，工艺简单、用于一般传动。当大小齿轮都是软齿面时，因小轮齿根薄，弯曲强度低，故在选材和热处理时，小轮比大轮硬度高: 30~50HBS;四、齿轮材料选用的基本原则 ;§4 齿轮传动的计算载荷;在计算齿轮传动强度时，应按接触线单位长度上的最大载荷，即计算载荷pca(单位为N/mm)进行计算。即　　　　　　　　　　 　 　 式中K为载荷系数。 ;实际情况：;1、使用系数KA;使用系数 ;2、动载系数Kv;具体影响因素：;——滞后退出啮合;4）v↑、齿轮质量↓——动载荷↑;3、齿间载荷分配系数Kα;;Kα取决于轮齿刚度、pb误差、修缘量等。 ;齿间载荷分配系数KHα、KFα;4、齿向载荷分布系数K;影响齿向载荷分布的因素有：;将轮齿做成鼓形齿， 可以改善齿向载荷分布。;一、轮齿的受力分析;d1;1 主动;例题：设两级斜齿圆柱齿轮减速器的已知条件如图所示，试问：（1）低速级斜齿轮的螺旋线方向应如何选择才能使中间轴上两齿轮的轴向力方向相反？（2）低速级螺旋角?应取何值才能使中间轴的轴向力互相抵消。;δ1;例题：如图所示为一圆锥—斜齿圆柱齿级减速器。已知输入端的转向（如图所示）。试在图??标出：(1)各轮的转向；(2)欲使轴Ⅱ上所受的轴向力能相互抵消一部分，试确定斜齿轮3和4的旋向；(3)标出各齿轮在啮合点处所受的轴向力Fa、径向力Fr和圆周力Ft的方向；;rb;∵h和S与模数m相关，;10-5 齿形系数YFa以及应力校正系数YSa;3.7 3.6 3.5 3.4 3.3 3.2 3.1 3.0 2.9 2.8 2.7 2.6 2.5 2.4 2.3 2.2 2.1 2.0 1.9 1.8 1.7;注意：计算时取： 较大者，计算结果应圆整, 且m≥ 1.5.注：计算较大者抗弯能力差。;64;三、齿面接触疲劳强度计算;----弹性影响系数;代入赫兹公式得：; 用设计公式初步计算齿轮分度圆直径d1(或模数mn)时，因载荷系数中的KV、Kα、Kβ不能预先确定，故可先试选一载荷系数Kt。算出d1t(或 mnt）后，用d1t再查取KV、Kα、Kβ从而计算K 。若K与Kt接近，则不必修改原设计。否则，按下式修正原设计。; 4、 齿轮传动设计时，按主要失效形式进行强度计算，确定主要尺寸，然后按其它失效形式进行必要的校核。;一、齿轮传动设计参数的选择 ;4．齿宽b;说明：1)大小齿轮皆为硬齿面时， fd应取小值，否则取大值； 2)括号内的数值用于人字齿轮； 3）机床中的齿轮，若传递功率不大时， fd可小到0.2 4)非金属齿轮可取： fd =0.5~1.2;二、齿轮传动的许用应力 ;弯曲疲劳寿命系数KFN;75;氮化及氮碳共渗调质钢的σFE;正火处理的结构钢和铸钢的接触疲劳极限;渗碳淬火钢和表面淬火钢的接触疲劳极限;三、 齿轮传动的精度等级;7-6-6-XX ;四、直齿圆柱齿轮设计的步骤（总结） ;说明： 齿轮传动设计时，按主要失效形式进行强度计算，确定主要尺寸，然后按其它失效形式进行必要的校核。;d1;84;1 主动;例题：设两级斜齿圆柱齿轮减速器的已知条件如图所示，试问：（1）低速级斜齿轮的螺旋线方向应如何选择才能使中间轴上两齿轮的轴向力方向相反？（2）低速级螺旋角?应取何值才能使中间轴的轴向力互相抵消。;αt;表10-2 使用系数KA ;1.8 ;三、齿根弯曲疲劳强度计算;10-5 齿形系数YFa以及应力校正系数YSa;Yβ;三、齿根弯曲疲劳