第10章齿轮传动机械的设计课件.ppt

代入赫兹公式得： 引入齿宽系数：ψd=b/d1 ----区域系数 齿面接触疲劳强度校核公式： 得设计公式： 标准齿轮：ZE=2.5 模数m不能成为衡量齿轮接触强度的依据。 注意：因两个齿轮的σH1= σH2 ，故按此强度准则设计齿轮传动时，公式中应代入[σH] 1和[σH] 2中较小者。 用设计公式初步计算齿轮分度圆直径d1(或模数m)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Kt 。若K与Kt接近，则不必修改原设计。否则，按下式修正原设计。 弯曲强度设计公式： 接触强度设计公式： 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。 软齿面闭式齿轮传动： 按接触强度进行设计，按弯曲强度校核： 硬齿面闭式齿轮传动： 按弯曲强度进行设计，按接触强度校核: 开式齿轮传动：按弯曲强度设计。 其失效形式为磨损，点蚀形成之前齿面已磨掉。 一、齿轮传动设计参数的选择 1．压力角a的选择 2．齿数的选择 一般，闭式齿轮传动: z1=20~40 3．齿宽系数fd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 ↓ →切削量↓ 、滑动率↓ 因此，在保证弯曲疲劳强度的前提下，齿数选得多一些好！ fd ↑ →齿宽b ↑ → 强度↑ ，但fd过大将导致Kβ↑ 一般情况下取 a =20° fd的选取可参考齿宽系数表 §10-6 齿轮传动的设计参数、许用应力与精度选择 开式齿轮传动: z1=17~20 z2=uz1 4．齿宽b 大齿轮：b= fd d1 ,大齿轮：b1=b+(5~10) mm 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 表10-7 圆柱齿轮的齿宽系数表fd =b/d1 装置状况 两支撑相对小齿轮对称布置 两支撑相对小齿轮非作对称布置 悬臂布置 fd 0.9~1.4 (1.2~1.9) 0.7~1.5 (1.1~1.65) 0.4~0.6 二、齿轮传动的许用应力 许用接触应力： σlim ----接触疲劳极限, 由实验确定, S ----疲劳强度安全系数，查表10-4 确定。 K N----寿命系数，可查图求得。 表10-7 安全系数SH和SF SH SF 安全系数 软齿面 （HBS≤ 350） 硬齿面 （HBS 350） 重要的传动、渗碳淬火齿轮或铸造齿轮 1.0~1.1 1.3~1.4 1.1~1.2 1.4~1.6 1.6~2.2 1.3 弯曲疲劳寿命系数KN 调质钢、珠光体、贝氏体球铁、可锻铸铁 渗碳淬火钢、表面淬火钢 氮化钢、铁素体球铁、结构钢、灰铸铁 氮碳共渗调质钢 氮化及氮碳共渗调质钢的 灰铸铁的疲劳极限应力 铸铁材料的疲劳极限应力 正火处理的结构钢和铸钢的疲劳极限应力 调质处理钢的疲劳极限应力 渗碳淬火钢和表面淬火钢的疲劳极限应力 渗氮及氮碳共渗调质钢的 三、 齿轮传动的精度等级 制造和安装齿轮传动装置时，不可避免会产生齿形误差、齿距误差、齿向误差、两轴线不平行误差等。. 误差的影响： 1.转角与理论不一致，影响运动的不准确性； 2.瞬时传动比不恒定，出现速度波动，引起震动、 冲击和噪音影响运动平稳性； 3.齿向误差导致轮齿上的载荷分布不均匀，使轮齿提 前损坏，影响载荷分布的不均匀性。 国标GB10095-88给齿轮副规定了12个精度等级。其中1级最高，12级最低，常用的为6~9级精度。 按照误差的特性及它们对传动性能的主要影响，将齿轮的各项公差分成三组，分别反映传递运动的准确性，传动的平稳性和载荷分布的均匀性。 精度选择是以传动的用途，使用条件，传递功率，圆周速度等为依据来确定。 7-6-6-XX 8-7-7-XX 6-5-5-XX 7-6-6-XX 圆柱齿轮传动 0 20 40 60 80 100 400 300 200 100 0 Pca(N/mm) v(m/s) 圆锥齿轮传动 0 20 40 60 80 100 400 300 200 100 0 Pca(N/mm) v(m/s) 机器名称