9、齿轮传动.ppt

软齿面齿轮(HB?350)：用于对强度、速度、精度、结构尺寸要求不高的齿轮 锻造毛坯 正火 齿坯加工 调质 精切齿形 成品 特点：制造容易，成本低，易跑合 硬齿面齿轮(HB350)：用于对强度、速度、精度、结构尺寸要求严格的齿轮，例如：汽车变速箱齿轮 锻造毛坯 正火 齿坯加工 调质 切齿 齿面硬化处理 精加工 成品 主要材料：调质钢、中碳钢、中碳合金钢，40、45、 40MnB、40Cr、42SiMn 加工工艺： 加工工艺： 注意：保持齿面硬度差，HB1-HB2=30~50 三、齿轮材料选用的基本原则 齿轮材料必须满足工作条件的要求，如强度、寿命、可靠性、经济性等； 应考虑齿轮的尺寸大小，毛坯成型方法及热处理和制造工艺； 硬齿面齿轮传动，两轮的齿面硬度可大致相同，或小轮硬度略高。 钢制软齿面齿轮，小轮的齿面硬度应比大齿轮高20～50HBS 。 §9-4 圆柱齿轮的载荷计算 一、轮齿的受力分析 啮合传动中，直轮齿的受力分析 切向力： 径向力： 法向力： －－为小轮的名义转矩（N·mm）。 式中： －－为小轮的分度圆直径（mm）。 主动轮 的方向与其转向相反； 从动轮 的方向与其转向相同。 径向力 Fr 的方向指向各自的轮心（外齿轮）。 1. 直齿圆柱齿轮 （9－4） §9-4 圆柱齿轮传动的载荷计算 用集中作用于分度圆上齿宽中点处的法向力 代替轮齿所受的分布力，将 分解，得： 1 主动 2 圆柱齿轮的载荷计算2 1 主动 2 1 主动 2 练 习 啮合传动中，轮齿的受力分析 2. 斜齿圆柱齿轮 将 Fn 分解 切向力： 径向力： 轴向力： （9－5） 斜齿轮受力 轴向力Fx的方向：用“主动轮左右手法则”判断。 二级受力分析 计算载荷1 K 为载荷系数， 　　上述Fn 为轮齿所受的名义法向力。实际传动中由于原动机、工作机性能的影响以及制造误差的影响，载荷会有所增大。 计算载荷为： 式中：KA ─使用系数： ─动载系数： Kβ ─齿向载荷分布系数：是考虑载荷沿齿宽方向分布不均的系数。 计算弯曲应力时： 计算接触应力时： 是考虑外部附加动载荷的系数，见表10－2。 是考虑内部附加动载荷的系数，见图10－8。 修缘齿可以减小内部附加动载荷，见图10－6。 （见图10－13） 鼓形齿改善载荷沿齿宽分布不均的现象。 齿轮远离转矩输入（输出）端，可改善偏载现象。 （见图10－11） 圆柱齿轮传动的载荷计算 计算载荷2 ─齿间载荷分配系数：是考虑载荷在同时啮合的齿对之间分配 不均的系数。 、 （见表10－3） 圆柱齿轮传动的载荷计算 轮齿变形倾斜 1 主动 2 T T §9-5直齿轮接触强度计算1 一、计算公式 基本公式： 赫兹公式， 式(10－6)。 接触应力的计算点： 节点 设计式： 详细说明 式中：u─齿数比； ZE ─弹性系数； ZH ─节点区域系数。 力学模型： 将一对轮齿的啮合简化为 两个圆柱体接触的模型。 目的：防止“点蚀”。 强度条件： ≤ 校核式： ≤ C N2 N1 （见表10－6 ） （见图10－30 ） §9-5 直齿圆柱齿轮传动的齿面接触疲劳强度计算 式（10－8） 式（10－9） 3）影响接触强度的尺寸是：d（ 或 a ）和 b，而与模数 m 无关 。 KN－寿命系数，是考虑应力循环次数 N 对疲劳极限影响的系数， 直齿轮接触强度计算2 注意：1）“＋”用于外啮合；“－”用于内啮合。 2） ，应按 较小者计算接触强度。 二、许用接触应力 σHlim －齿轮的接触疲劳极限，见图10－21 ～ 图10－22。 SH－安全系数。接触疲劳取1，弯曲取1.25-1.5 图10－18 σHlim 线图 按式（10－13）计算 4）采用正变位、斜齿轮可提高齿轮的强度。 直齿圆柱齿轮接触疲劳强度计算 直齿轮接触强度计算3 三、主要参数的选择 2．齿数的选择 当d1已按接触疲劳强度确定时， z1↑ m↓ 重合度e↑ →传动平稳 抗弯曲疲劳强度降低 齿高h ↓ →减小切削量、减小滑动率 因此，在保证弯曲疲劳强度的前提下，齿数多一些好！ 闭式软齿面: z1 = 20 ~ 40 闭式硬齿面和开式传动: z1 = 17 ~ 20 1．齿宽系数 ?d ?d ↑ →齿宽 b ↑ → 有利于提高强度，但 ?d 过大将导致 Kβ↑ 见表9－14。 直齿圆柱齿轮接触疲劳强度计算