第十章齿轮传动.ppt

第十章齿轮传动 优点 1 效率高 2 结构紧凑 3 工作寿命长 4 传动比稳定 准确 缺点 1 制造 安装 调整的要求较高 2 不适合于远距离传动 3 使用维护费用较高 4 精度低时 噪音 振动较大 10 1概述 齿轮传动的分类 1 按工作条件分 闭式传动和开式传动 2 按齿面的硬度分 软齿面 HBS 350 和硬齿面 HB 350 3 按传动轴相对位置 平行轴齿轮传动 相交轴齿轮传动 交错轴齿轮传动 10 2齿轮传动的失效形式及设计准则 一 失效形式1 轮齿折断 2 齿面点蚀 是闭式软齿面齿轮主要的失效形式 3 齿面磨损 齿面磨损是不可避免的 特别是对于润滑不好的开式齿轮 磨损成为主要的失效形式 4 齿面胶合 是高速重载齿轮传动的主要失效形式 5 齿面塑性变形 二 设计准则 对于闭式软齿面齿轮 HBS 350 以齿面接触疲劳强度公式进行计算 并用弯曲疲劳强度公式进行校核 对于闭式硬齿面齿轮 以齿根弯曲疲劳强度作为设计公式 并用齿面接触疲劳强度进行校核 对于以磨损为主要失效形式的开式齿轮传动 采用弯曲疲劳强度进行设计 并适当加大齿厚 加大模数 以延长其使用寿命 开式齿轮不进行齿面接触疲劳强度计算 10 3齿轮材料及其选择原则 金属 非金属 钢 铸铁 铜合金 锻钢 铸钢 调质钢 渗碳钢 氮化钢 齿面要硬 齿芯要韧 选择齿轮材料时的注意事项 1 当齿轮较大 直径大于400 600mm 时不易采用锻造 应采用铸造 2 对于闭式软齿面齿轮 一般使小齿轮齿面硬度比大齿轮高20 50HBS 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 10 4圆柱齿轮的计算载荷 单位长度上的平均载荷 工作机 原动机 制造和安装误差 法节不相等 瞬时传动比不准确 产生角加速度 齿轮修缘 齿轮精度 速度 两对以上齿轮啮合时 载荷分配不均表面硬度 硬度愈高 载荷分配愈不均精度等级 精度低 载荷分配不均严重 表10 3 原因 齿距误差 弹性变形等 轮齿变形曲线 齿轮啮合过程 轮齿刚度的影响 基圆误差的影响 鼓形 轮齿载荷沿接触线分布不均匀 1 轴上位置 2 轴及支承刚度 3 制造和安装精度 10 5标准直齿圆柱齿轮传动的强度计算 一 轮齿的受力分析 力的方向 圆周力Ft的方向在主动轮上与运动方向相反 在从动轮上与运动方向相同 径向力Fr的方向对两轮都是由作用点指向轮心 二 齿根弯曲疲劳强度计算 齿根应力分析 齿根应力变化 建立力学模型 假设全部载荷作用于齿顶 不计径向分力产生的压应力和剪应力 用30 切线法确定危险截面 齿形系数 YSa 应力校正系数 开式齿轮m增大10 15 不小于1 5 三 齿面接触疲劳强度计算 计算点 节点 啮合点齿廓综合曲率半径 一对钢制齿轮 小结 1 应力 许用应力 强度的关系两齿轮弯曲应力是否相同 许用应力呢 2 齿轮弯曲强度比较 齿轮的弯曲强度取决于模数 3 两轮接触强度比较 接触强度取决于齿轮的中心距 4 弯曲强度校核 要求 按照弯曲强度设计大小齿轮其它参数均相同只有不同 应将和中较大者代入计算 5 接触强度计算公式 6 在用设计公式定d1或m时 Kv K K 预先未知 试取Kt代K 计算得d1t mnt 按d1t计算v查Kv K K 计算K KAKvK K 若K与Kt相差较大 则应对d1t mnt 进行修正 10 6齿轮传动的设计参数 许用应力与精度选择 一 齿轮传动设计参数的选择 1 压力角 的选择 齿厚 曲率半径 弯曲强度 接触强度 2 齿数z的选择 齿数z 重合度 模数 切削量 齿高 滑动速度 滑动速度 磨损 齿厚 弯曲强度 3 齿宽系数 d的选择 齿宽系数 d 承载能力 载荷分布的均匀性 S 疲劳强度安全系数 KN 寿命系数 齿轮疲劳极限应力 二 齿轮传动的许用应力 对称循环应力的极限应力值仅为脉动循环应力的70 高 低1 2 3 5 6 7 8 9 10 11 12远等级常用 三 齿轮精度等级的选择 7 6 6GMGB10095 88 齿厚下偏差 第 公差组精度 平稳