齿轮传动实用计算课件

,单击此处编辑母版标题样式,*,*,*,案例导入,已知条件,:,两班制，载荷较平稳,空载起动，单向运转,速度允差,5%,。,要求,:,设计,齿轮,传动,带式运输机传动装置设计（续）,案例导入已知条件:带式运输机传动装置设计（续）,1,表,1,标准模数系列（摘自,GB1357-1987,）,（,mm,）,1.,本表适用于渐开线圆柱齿轮，对斜齿轮是指法向模数。,2.,优先选用第一系列，其次是第二系列，括号内模数尽可能不用,表1 标准模数系列（摘自GB1357-1987）（mm）1,2,齿轮的几何尺寸计算,齿顶圆直径,d,a,=,d,+2,h,a,= (,z,+2,h,a,*,),m,齿根圆,d,f,=,d,-2,h,f,= (,z,- 2,h,a,*,- 2,c,*,),m,齿厚与齿槽宽,s=,e=,m,/2,齿距,p,=,m,分度圆直径,d,=,mz,齿顶高,h,a,=,h,a,*,m,齿根高,h,f,= (,h,a,*,+,c,*,),m,齿全高,h,=,h,a,+,h,f,= (2,h,a,*,+,c,*,),m,基圆,d,b,=,d,cos,基圆齿距与法向齿距,p,b,=,p,n,=,p,cos,齿轮的几何尺寸计算齿顶圆直径 da = d+2 ha = (,3,齿轮材料与精度选择,表2,齿轮常用材料及其力学性能,齿轮材料与精度选择表2 齿轮常用材料及其力学性能,4,齿轮传动实用计算课件,5,表3,常用齿轮传动精度等级及其应用,表3 常用齿轮传动精度等级及其应用,6,轮齿的计算载荷,表4,载荷系数,K,注：斜齿、圆周速度低、精度高、齿宽小时取小值；,直齿、圆周速度高、精度低、齿宽大时取大值。,齿轮在两轴承间对称布置时取小值；,齿轮在两轴承间不对称布置及悬臂布置时取大值。,轮齿的计算载荷表4 载荷系数K注：斜齿、圆周速度低、精,7,校核式,设计式,u,齿数比，,+,用于外啮合， 用于内啮合,b,接触齿宽，,mm,d,齿宽系数,表10-7,对于钢制齿轮：齿面接触疲劳强度：,校核式设计式对于钢制齿轮：齿面接触疲劳强度：,8,K,HN,接触疲劳寿命系数，见图,10,-,23,（应力循环次数 N = 60njL,h,）,j齿轮转一圈时，同一齿面的啮合次数 （ j,1,= 1 ; j,2,= 1/i ）,Hlim,试验齿轮的接触疲劳极限，见图,10,-,25d,；,S,H,接触强度计算的安全系数，一般S,H,=1；亦见下表,1,0,-5,(,补,),。,表,1,0,-5,(补),安全系数,S,H,和,S,F,代入,较小值,许用接触应力,式（10-14）,KHN 接触疲劳寿命系数，见图10-23 （应力循环次数,9,校核式,设计式,Y,F,a,外齿轮齿形系数,图10-17,Y,sa,外齿轮应力修正系数,图10-18,m,模数，,mm,齿根弯曲疲劳强度计算,校核式设计式YFa外齿轮齿形系数 图10-17齿根弯,10,K,FN,弯曲疲劳寿命系数,图10-22,Flim,试验齿轮的弯曲疲劳极限，由,图10,-2,4,c,查得；,S,F,弯曲强度计算的安全系数，由表,10,-5,(补),查得。,许用弯曲应力,代较大值,KFN 弯曲疲劳寿命系数 图10-22许用弯曲应力代较大值,11,1,齿数比,u,单级,u,57,，常用,u,=35,；,u,7,，常用多级传动,参数选择,为避免根切，标准齿轮,z,17,；,闭式软齿面，为平稳和减小加工量，,z,1,=2040,；,闭式硬齿面，速度高，为平稳，,z,1,=2040,；,开式传动，为耐磨，,z,1,=1720,；,为使齿面磨损均匀，,z,1,、,z,2,应互质；,2,齿数,z,1齿数比u单级u57，常用 u=35；u7，常用多,12,3.,模数,m,m,应取标准值；动力齿轮，,m,2mm,；,普通减速器、机床及汽车变速箱，,m,=28mm,。,4,齿宽系数,d,表10-7,d,大，齿轮宽,，直径小，但载荷分布愈不均匀。,b,1,b,2,b,1,=,b,2,+,（,510,）,mm,3. 模数mm应取标准值；动力齿轮，m2mm；4齿宽系,13,一、圆柱齿轮的结构,齿轮轴,x,2,m,t,m,t,端面模数,实心式,x,2,m,t,d,a,16,0mm,一、圆柱齿轮的结构齿轮轴实心式,14,腹,板式,(,16,0mm,d,a,500mm),腹板式(160mmda500mm),15,轮辐式,(,d,a,400mm),轮辐式(da400mm),16,闭式，油池润滑,(,v,12m/s),最低油面,=,全齿高,10mm,最高油面,(1/3,1/6)r,喷油润滑,(,v,12m/s),润滑方式：,开式，人工定期,(,油或脂,),润滑目的：,减小摩擦、磨损，冷却,散热，防锈、减振等,二、齿轮传动的润滑,闭式，油池润滑( v 12m/s)润滑方式：开式，人工定期,17,润滑油粘度选择,润滑油粘度选择,18,一对,钢制,标准斜齿轮,2. 齿面接触疲劳强度计算,校核式,设计式,斜齿圆柱齿轮传动,参数符号意义同直齿圆柱齿轮,弹性影响系数,Z,E,表10-5,一对钢制标准斜齿轮2. 齿面接触疲劳强度计算校核式设计式,19,校核式,设计式,按法面当量直齿圆柱齿轮计算,3.,齿根弯曲疲劳强度计算,斜齿圆柱齿轮传动,参数符号意义同直齿圆柱齿轮，,Y,F,a ,Y,sa,按,当量齿数,z,V,=,z,/cos,3,查取,图10-17,10-18,校核式设计式按法面当量直齿圆柱齿轮计算3. 齿根弯曲疲劳强,20,案例分析,已知条件,:,两班制，载荷较平稳,空载起动，单向运转,速度允差,5%,。,要求,:,设计,斜,齿轮,传动,设计步骤与方法,例题标准斜齿圆柱齿轮传动设计,案例分析已知条件:设计步骤与方法例题标准斜齿圆柱齿轮传动设,21,1.,选定齿轮的精度等级和材料,（与直齿轮例题相同，以便比较）,1,）选择精度等级,估计圆周速度不大于,9m/s,，初选,8,级精度,2,）选择材料、热处理,查表,9-4,，选软齿面,小齿轮：,45,钢，调质，硬度,230HBW,；,大齿轮：,45,钢，正火，硬度,190HBW,；,硬度差,40HBW,，合适。,、,、,例题标准斜齿圆柱齿轮传动设计,1. 选定齿轮的精度等级和材料（与直齿轮例题相同，以,22,2.,按齿面接触疲劳强度设计,例题标准斜齿圆柱齿轮传动设计,查,图,9-30c,查表,9-7,查表,9-6,2. 按齿面接触疲劳强度设计例题标准斜齿圆柱齿轮传动设,23,例题标准斜齿圆柱齿轮传动设计,例题标准斜齿圆柱齿轮传动设计,24,3.,确定基本参数，计算主要尺寸,例题标准斜齿圆柱齿轮传动设计,初选螺旋角,=8,20,，取,=,12,3. 确定基本参数，计算主要尺寸 例题标准斜齿圆柱齿轮,25,模数,m,2mm,齿数,z,1,=2040,m,=2mm,，,z,1,29,m,=2.5mm,，,z,1,23,m,=3mm,，,z,1, 19,例题标准斜齿圆柱齿轮传动设计,z,2,=,iz,1,=4.429 =127.6128,m,=2mm,，,z,1,= 29,取,a,=160 mm,模数m2mm m =2mm， z1 29例题标准,26,例题标准斜齿圆柱齿轮传动设计,例题标准斜齿圆柱齿轮传动设计,27,4.,校核齿根弯曲疲劳强度,例题标准斜齿圆柱齿轮传动设计,查表9-8,m,n,=2mm,4. 校核齿根弯曲疲劳强度例题标准斜齿圆柱齿轮传动设计 查,28,例题标准斜齿圆柱齿轮传动设计,查,图,9-32c,查表,9-7,安全,!,例题标准斜齿圆柱齿轮传动设计 查图9-32c查表9-7安全,29,5.,验算圆周速度,故选择,8,级精度合适。,例题标准斜齿圆柱齿轮传动设计,6.,计算齿轮之间的作用力,圆周力,径向力,轴向力,5. 验算圆周速度故选择8级精度合适。例题标准斜齿圆柱,30,孔板式,d,a1,= 63.108mm,例题标准斜齿圆柱齿轮传动设计,齿轮轴,7.,齿轮结构设计,d,a2,= 264.892mm,孔板式da1 = 63.108mm例题标准斜齿圆柱齿轮传动,31,油池润滑,(,v,=1.1m/s),8.,选择润滑方式和润滑剂,例题标准斜齿圆柱齿轮传动设计,油池润滑( v =1.1m/s)8. 选择润滑方式和润滑,32,设计结果,例题标准斜齿圆柱齿轮传动设计,设计结果例题标准斜齿圆柱齿轮传动设计,33,例题标准斜齿圆柱齿轮传动设计,例题标准斜齿圆柱齿轮传动设计,34,试验齿轮的接触疲劳极限,Hlim,试验齿轮的接触疲劳极限Hlim,35,试验齿轮的弯曲疲劳极限,Flim,试验齿轮的弯曲疲劳极限Flim,36,表,9-4,齿轮常用材料及其力学性能,例题标准直齿圆柱齿轮传动设计,表9-4 齿轮常用材料及其力学性能例题标准直齿圆柱齿轮传,37,试验齿轮的接触疲劳极限,Hlim,小齿轮：,45,钢,调质，硬度,230HBS,大齿轮：,45,钢,正火，硬度,190HBS,试验齿轮的接触疲劳极限Hlim小齿轮：45钢,38,试验齿轮的弯曲疲劳极限,Flim,小齿轮：,45,钢,调质，硬度,230HBS,大齿轮：,45,钢,正火，硬度,190HBS,试验齿轮的弯曲疲劳极限Flim小齿轮：45钢,39,表,9-7,安全系数,S,H,和,S,F,例题标准直齿圆柱齿轮传动设计,表9-7 安全系数SH和SF例题标准直齿圆柱齿轮传动设计,40,表,9-6,载荷系数,K,注：斜齿、圆周速度低、精度高、齿宽小时取小值；,直齿、圆周速度高、精度低、齿宽大时取大值。,齿轮在两轴承间对称布置时取小值；,齿轮在两轴承间不对称布置及悬臂布置时取大值。,例题标准直齿圆柱齿轮传动设计,K,=1.1,表9-6 载荷系数K注：斜齿、圆周速度低、精度高、齿宽,41,表,9-1,标准模数系列（摘自,GB1357-1987,）,（,mm,）,1.,本表适用于渐开线圆柱齿轮，对斜齿轮是指法向模数。,2.,优先选用第一系列，其次是第二系列，括号内模数尽可能不用,例题标准直齿圆柱齿轮传动设计,表9-1 标准模数系列（摘自GB1357-1987）（mm,42,表,9-5,常用齿轮传动精度等级及其应用,例题标准直齿圆柱齿轮传动设计,表9-5 常用齿轮传动精度等级及其应用例题标准直齿圆柱齿,43,斜,:,z,V,=,z,/cos,3,锥,:,z,V,=,z,/cos,齿形系数与,m,无关，与齿数和压力角有关。,z,Y,Fs,F,表,9-8,标准外齿轮的齿形系数,Y,F,第九节标准直齿圆柱齿轮传动的强度计算,斜:zV=z/cos3齿形系数与m无关，与齿数和压力角有关,44,斜,:,z,V,=,z,/cos,3,锥,:,z,V,=,Z,/cos,齿形系数与,m,无关，与齿数和压力角有关。,z,Y,Fs,F,表,9-8,标准外齿轮的齿形系数,Y,F,Y,F1,=2.50,Y,F2,=2.14,例题标准直齿圆柱齿轮传动设计,斜:zV=z/cos3齿形系数与m无关，与齿数和压力角有关,45,斜,:,z,V,=,z,/cos,3,锥,:,z,V,=,z,/cos,齿形系数与,m,无关，与齿数和压力角有关。,z,Y,Fs,F,表,9-8,标准外齿轮的齿形系数,Y,F,例题标准斜齿圆柱齿轮传动设计,斜:zV=z/cos3齿形系数与m无关，与齿数和压力角有关,46,斜,:,z,V,=,z,/cos,3,锥,:,z,V,=,z,/cos,齿形系数与,m,无关，与齿数和压力角有关。,z,Y,Fs,F,表,9-8,标准外齿轮的齿形系数,Y,F,例题标准直齿圆锥齿轮传动设计,斜:zV=z/cos3齿形系数与m无关，与齿数和压力角有关,47,