机械设计课件 2

1，机械工程王会，机械设计，第2，10章齿轮传动，10-2齿轮传动的故障形式和设计标准，10-3齿轮材料和选择原理，10-6齿轮传动的设计参数，允许的应力和精度选择，10-4齿轮传动的计算载荷，10第二，要求：柔软充分的承载能力。3分类，开放式驱动器，10-1概述，半开放式驱动器，封闭式驱动器，按类型，按设备类型，按使用，软齿齿轮(齿面硬度357;)，直正齿轮驱动器，锥齿轮驱动器，锥齿轮驱动器，锥齿轮驱动器，结构紧凑；可靠，寿命长；传动比稳定性；制造和安装精度高，价格昂贵。驱动距离不能太大。本章的基本目的是了解齿轮传动的设计方法。也就是说，目的是根据齿轮运行条件的要求，可靠地设计齿轮。齿轮设计-设计决定齿轮的主要参数和结构。主参数为模数m、齿数z、螺旋角和压力角a。5，10-2齿轮传动装置的故障形式和设计标准，齿断，1，齿的故障形式，故障形式，封闭硬化表面，脆性材料齿轮传动装置的主要损坏形式，6，原因：疲劳破坏，由于齿反复弯曲应力，齿的疲劳裂纹，齿根弯曲应力最大值， f f，齿根应力集中(形状突变、刀痕等)，加速裂纹增长断裂，发生部位：齿根，7，过载破坏，结果：传输失败，冲击载荷或断裂，8，现象：部分打断，全部打断，9，直齿轮，齿宽b时间，载荷均匀容易，全部打断，齿宽b大时部分载荷，锥齿轮：接触线倾斜，-载荷集中在齿的一端，-，2)增加轴和支撑的刚度，以使齿接触线的载荷更均匀。3)使用适当的热处理，以确保齿轮型芯材料的韧性足够。4)采用喷丸、滚动等工艺，加强了牙根表面。10，齿表面点侵蚀，齿轮断裂，失败形式，一，齿的失败形式，齿表面点侵蚀，闭合的软齿表面齿轮传动的主要损坏形式。复本部分：通常首先显示在节距线附近的齿根面上。11，原因： h h，1)齿面多次由交变应力引起接触疲劳裂纹。4)润滑油进入裂纹，形成封闭的高压油腔，通过楔压扩展裂纹。油粘度越小，裂纹扩展越快，2)切削线经常由单个齿啮合，接触应力越大。3)断面线相对滑动速度附近的纯滚动，油膜不容易形成，摩擦力大，容易发生裂纹。12、提高牙齿腐蚀防护能力的措施：1)牙齿表面接触应力限制；2)提高齿面硬度，降低齿面粗糙度值。3)使用高粘度润滑剂。13，牙齿表面腐蚀，牙齿粘合，齿轮断裂，故障形式，1，齿轮故障形式，高速超载，低速重载封闭驱动器的主要损坏形式。现象：牙齿表面沿着滑动方向焊接，逃脱，形成沟痕。14，原因：高速重载v，t油油膜破坏，表面金属直接接触，熔焊相对运动撕裂，沟痕。-热粘合。低速重载 pv润不容易形成油膜冷胶。结果：引起强烈的磨损和发热，不稳定的传动导致齿轮报废。，措施：1。提高牙齿表面硬度，2 .减少牙齿表面粗糙度，3 .润滑油粘度增加，4 .防粘添加剂，15，牙齿表面粘合，牙齿表面磨损，措施：1。减少牙齿表面粗糙度，2 .改善润滑条件，清洁环境，-磨料磨损，运行磨损，磨损。齿表面点侵蚀，齿轮断裂，故障形式，1，齿轮齿故障形式，3。提高齿面硬度，开式齿轮传动容易发生磨粒磨损。16，齿表面粘合，齿表面磨损，齿表面侵蚀，齿轮断裂，失效形式，塑性变形，第一，齿的失效形式，表面挤出，表面凹，低速重型软齿表面封闭驱动器的主要破坏形式。主动轮1:齿侧指向滑动速度方向与节距线，因此Ff会偏离节距线，在塑胶后于齿侧节距线上产生槽。轧制塑料变形，17，措施：1。提高牙齿表面硬度，2 .改善润滑条件(高粘度)，3 .减少齿面粗糙度、锤塑性更改：过度冲击引起的塑性变形、18、断裂、疲劳断裂过载断裂、全齿断裂(齿根) (直齿)、部分断裂(斜齿负载不均)、H重复裂纹扩展齿面故障，*封闭驱动器，*开放驱动器，*封闭高速超负载驱动器，软齿面硬齿面齿面侵蚀，齿点破损，齿面磨损，齿面粘合，*低速超负载软齿齿面塑性变形，各种情况下的主要确保足够的齿面接触疲劳强度，以免发生齿面侵蚀。工程实践(常用计算方法):高速重型齿轮传动，除了上述两个设计标准外，还必须根据齿面粘合电阻标准进行设计。硬齿面(打断):齿表面接触疲劳强度设计基础(d1)首先)检查齿根弯曲疲劳强度，检查齿根弯曲疲劳强度设计基础(m)检查齿表面接触疲劳强度，然后根据弯曲疲劳强度设计(m)磨损相应地增加m，适用于高速、轻负荷和降噪。非金属材料，其次是常用齿轮材料，钢的韧性，冲击，热处理和化学处理提高材料的机械性能，最适合制造齿轮。耐磨性和强度优秀，常用于大齿轮。碳含量(0.15 0.6)的碳钢或合金钢。普通齿轮碳钢，重要齿轮合金钢。21，软齿表面齿轮加工工艺：锻坯加工毛坯热处理(正火、淬火、回火HB160300)切削齿精度7、8、9级。硬化齿轮加工工艺：锻坯加工毛坯切削齿轮热处理(表面淬火、渗碳、氮化、氰化)磨削齿(表面淬火、渗碳)。氮化，氰化：变形少，不研磨。专用磨床，成本高，精度为4、5、6级。22，23，24，用于热处理方法、表面淬火、渗碳淬火、淬火、淬火和回火、标准化、氮化，通常是中碳钢和碳合金钢(例如45、40Cr等)。表面淬火后轮齿变形小，不硬，硬度达到5256HRC，硬核柔软，可以承受一定的冲击载荷。1 .表面淬火，-高频淬火，火焰淬火，3，齿轮材料的热处理和化学处理，2 .渗碳淬火，渗碳钢为碳含量0.150.25%的低碳钢和低碳合金钢(例如20、20Cr等)。牙齿表面硬度在5662HRC之间，牙齿表面接触强度高，耐磨性好，牙齿核心韧性高。经常用于承受冲击载荷的重要传动。渗碳淬火后一般研磨。25，调质通常用于中碳钢和中碳钢(如45、40Cr、35SiMn等)。调质后，牙齿表面硬度为220260HBS。硬度不高，热处理后可以细微地切割齿形，使用时容易跑。3 .调质，4 .正火，正火消除内部应力，精炼模具，提高机械性能和切削性能。机械强度要求不高的齿轮可以用中碳钢精火处理。直径大的齿轮可以用铸钢的定火处理。硝化是一种化学处理。氮化后牙齿表面硬度可达6062HRC。氮化处理温度低，齿轮变形小，适用于内部齿轮等难以磨削的情况。材质是38CrMoAlA。5 5 .氮化，26，摘要：特性和应用调质，精火处理后的低硬度，HBS350，光滑齿面，简单工艺，用于普通变速器。大、小齿轮为软齿面，由于薄齿根和低弯曲强度，材料选择和热处理时，小轮为硬度比大轮高的：3050HBS，表面淬火、渗碳淬火、氮化后的齿面硬齿面。搬运能力高，但一般要磨牙。结构紧凑的情况下常用。27，4，齿轮材料选择的基本原则，1)齿轮材料必须满足强度、寿命、可靠性、经济性等工作条件的要求。2)必须考虑齿轮大小、毛坯成型方法以及热处理和制造工艺。3)仅用于制造在正常火灾碳钢、稳定或轻负载下工作的齿轮；调质碳钢可用于在中等冲击载荷下工作的齿轮。6)两个齿面的硬度差保持在30-50hbs以上的钢软齿表面齿轮。4)合金钢通常用于制造在高速、重载和冲击载荷下工作的齿轮。5)航空齿轮必须尽可能小，使用表面硬化处理的高强度合金钢。4齿轮传动的计算载荷，便于分析和计算，通常使用基于齿表面接触线单位长度的载荷进行计算。沿齿侧接触线的单位长度的平均负载p (N/mm)，型式：作用于Fn -齿侧接触线的垂直负载，N；计算L-齿表面上接触线的长度、mm .齿轮传动强度时，必须根据接触线单位长度的最大载荷(即以N/mm为单位计算的载荷PCA)进行计算。也就是说，中间k是负载系数。实际情况：外部影响：原始动机，工作人员影响，内部影响：制造，安装错误；负载变形(齿轮、轴等)、实际情况：外部影响：原始同步、工作人员影响、内部影响：制造、安装错误；考虑载荷变形(齿轮、轴等)、1、使用系数KA、原始同步、工作人员、联接等外部因素引起的动态载荷而引入的系数。(P193表10-2)此动态载荷取决于原始动机和制动器的特性、质量比、联接类型和运行状态。使用系数，2，动态负载系数Kv考量齿轮啮合期间啮合错误和作业速度产生的内部其他动态负载系数。kv=f(精确度，v)，特定影响因素：1)基本错误：制造错误，由弹性变形引起。齿轮的正确啮合条件：pb1=pb2。Pb2 PB1，修剪从动轮(如果已预先啮合)。延迟出口网状，活动轮修复边缘。如果：Pb2 PB1，I const 2 const 冲击，振动，噪音，2)齿形误差，3)齿形变形，4)v齿轮质量，两对齿同时啮合的接触线总长度L=PP QQ。但是，由于齿间隙错误和弹性变形等原因，总载荷Fn未作为PP/QQ的比率分配给PP和QQ的两条接触线。k 取决于齿刚度、Pb误差、修剪量等。齿之间的载荷分布系数KH，KF，4，齿载荷分布系数k，影响齿向载荷分布的因素包括：a .轴刚度和齿轮放置；b .齿轮精度；d .牙齿表面硬度和跑步效果。c .齿轮齿宽；使齿成为鼓齿可以提高齿载荷分布。、第一、齿的应力分析、啮合传动、直齿的应力分析、圆周力：径向力：法向力：-、小轮子的标称扭矩(Nmm)。样式：-控制盘的分度圆直径(mm)。径向力Fr的方向指向每个车轮中心(外齿轮)。1 .正齿轮，分解为集中在分度圆齿宽度中点的垂直力，而不是齿轮齿的分布力：10-5标准正齿轮传动装置的强度计算，即主反冲，2。标准锥圆柱齿轮传动、齿的力、圆周：径向力：轴向力：齿轮齿的总法向Fn力可以分解为：箱底面。长方体对角为锯齿面，f=ft/cos ，fr=f TG n，1活动，2，二次应力分析，例如，设定双级斜齿轮减速器的已知条件为：(1)如何选择低速斜齿轮的螺旋方向，以使两个齿轮在中间轴上的轴向力相反？(2)中间轴的轴向力要相互抵消，低速螺旋角的值必须怎样，1)低速轴小齿轮左手、大齿轮右手、中间轴上两个齿轮的旋转方向必须相同，这样轴向力才能相互抵消。(2) 2=816 04，圆周力：径向力：轴向力：轴向力：齿轮齿的总法向力Fn是三个力3360，sin1=cose2，cose1=如图所示，输入部的方向切换是已知的。请在图表上注明：(1)每个车轮的转向；(2)试验螺旋齿轮3和4的旋转方向，以相互抵消施加在轴上的轴向力。(3)显示每个齿轮啮合点处接收的轴向力Fa、径向力Fr和圆周力Ft的方向。Fa2、Fa3、59、2、齿根弯曲疲劳强度计算；假设：负载仅由一对齿计算，负载由悬臂梁计算。齿啮合时，载荷作用于齿，压缩应力被忽略。弯矩：M=KFnhcos，危险截面中的弯曲截面系数：弯曲应力：危险截面：齿根圆角30切向两个切向连接。齿力：Fn，可分解为两个分力：f1=fn cos F2=fns in ，-产生弯曲应力；-，可忽略，60，h和s表示模数m，齿弯曲强度计算公式：yya与模数m无关。弯曲应力：对于标准齿轮，yga仅从属于齿数z，其值列示在以下页面表格中。YFa-齿系数，F0 -理论弯曲应力，考虑齿根处的应力集中影响：61，62，计算齿根切向极限，实际齿根切向极限，标准齿轮，63，注意：计算中的大值，计算结果必须舍入，m注意：计算较大值的弯曲能力差异。普通YF1YF2，YS1YS2，f1F2，引入齿宽系数：d=b/d1，设计公式：在满足弯曲强度的条件下，可以适当选择更多齿数，以使驱动器平滑。替代件：d1=mz1，64，6