机械设计基础 第九章 齿轮机构.ppt

第九章 齿轮传动 本章重点 1、廓啮合基本定律 2、标准直齿的几何参数计算 3、一对渐开线直齿轮的正确啮合条件、可分性及重合度 4、渐开线齿轮的根切，最小齿数，变位的概念 5、轮齿的主要失效形式 6、直齿轮的弯曲强度和接触强度的计算点 7、直齿轮、斜齿轮的受力分析（方向和大小） 8、锥齿轮的受力分析（方向） 9、斜齿轮的几何参数计算以及当量齿轮 10 一对渐开线斜齿轮的正确啮合条件 11 锥齿轮的几何参数计算以及当量齿轮 12 一对渐开线锥齿轮的正确啮合条件 第九章 结束 二、齿面接触疲劳强度计算 按过节点的法平面内当量直齿圆柱齿轮进行计算 1.齿宽系数ψa可以取得比直齿轮大一些. 2.设计步骤: a→选择z1、β→求mn，取标准→求实际β(8o~20o) 三、齿根弯曲疲劳强度 按过节点处法面内当量直齿圆柱齿轮进行计算 模数为法面模数mn 1.齿形系数ＹＦ按ＺＶ查取. 2.设计步骤: mn→选择z1、β→求ａ，圆整→求实际β(8o~20o) 一、特点及应用 §９—1４ 圆锥齿轮传动 圆锥齿轮机构是用来传递空间两相交轴之间运动和动力的一种齿轮机构。 轮齿分布在截圆锥体上，齿形从大端到小端逐渐变小 为计算和测量方便，通常取大端参数为标准值 正确啮合条件： 传动比： 二、背锥和当量齿轮 背锥 当量齿轮直径 当量齿轮齿数 一、轮齿的受力分析 力的方向： Ft——主反从同 Fr——指向各自的轴线 Fa——指向大端 §９—1５直齿锥齿轮传动的强度 力的大小： 二、齿面接触疲劳强度计算 按齿宽中点背锥展开的当量直齿圆柱齿轮 2.设计步骤: R→选择z1、z2→求m，取标准 1.传动比i ≤3，齿宽系数ΨＲ≤0.3 三、齿根弯曲疲劳强度计算 1.齿形系数ＹＦ按ＺＶ查取. ３.设计步骤: mm→m，取标准→选取z1、z2 ２.mm——齿宽中点处模数 §9—1６ 齿轮的结构设计 1、齿轮轴 e2mt（1.6m—锥齿） 2、实心齿轮 e2m，da≤160mm 3、腹板式齿轮 da500mm 4、轮辐式齿轮 400mmda1000mm 5、组合式齿轮 轮毂与齿圈采用不同材料 §９—6 渐开线齿廓的加工及根切 加工看录象 问题：1.仿形法加工齿轮的优、缺点。 2.展成法中的齿轮插刀切制齿轮时包括哪些运动？ 3.展成法加工齿轮的优、缺点。 齿轮精度等级的选择 高 → 低 1，2，3，…5，6，7，8，9，10，11，12 远等级 常用 刀具比标准齿条在齿顶部高出 一段 一、标准齿条形刀具切制标准齿轮 1、刀具 被加工齿轮： 1.根切： 危害：①切掉渐开线齿廓,传动比不恒定 ②削弱了齿根强度 ③降低重合度 根切原因看录象 §９—7 根切，最小齿数，变位齿轮 2、齿轮不发生根切的最少齿数 径向变位法 xm——移距或变位 x——移距系数或变位系数 规定： 正变位 零变位 负变位 变位齿轮和标准齿轮相比： m、α、r、rb、p不变 s、ha、hf 、da、df变化 3、变位齿轮 1）避免根切 2）改善小齿轮的寿命，使一对齿轮的寿命相当 3）凑小中心距 §9—8 齿轮材料及热处理 一、常用的齿轮材料 1、钢 （1）锻钢 软齿面齿轮 HBS≤350 硬齿面齿轮 HBS350 （2）铸钢 2、铸铁 3、非金属材料 二、齿轮材料的选择原则 钢制软齿面齿轮要求小齿轮硬度大于大齿轮30-50 HBS 原因：1）小齿轮齿根强度较弱 2）小齿轮的应力循环次数较多 3）当大小齿轮有较大硬度差时，较硬的小齿轮会对较软的大齿轮齿面产生冷作硬化的作用，可提高大齿轮的接触疲劳强度 指金属在[再结晶温度以下]的温度进行塑性变形加工而导致的材料强度、硬度升高,塑性韧性下降的工艺,都可以称作冷作硬化。 比如冷拔可以提高钢丝的强度,冷轧可以提高板材、型材的强度,喷丸处理可以提高齿轮、弹簧等工件的抗疲劳性能,提高寿命,滚压压花可以提高一些工具手柄的摩擦力等. §9—9 轮齿的失效形式及计算准则 一、失效形式 1、轮齿折断 2、齿面疲劳点蚀 3、齿面磨损 4、齿面胶合 5、齿面塑性变形 二、设计准则 主要失效形式 设计准则 闭式软齿面齿轮 齿面疲劳点蚀 齿面接触疲劳强度准则 开式硬齿面齿轮 磨粒磨损， 计算的模数扩 弯曲疲劳折断 大10~15%