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单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,2020/12/19,#,第七章 齿轮传动,7-1 齿轮传动的失效形式和设计准则,一、失效形式,轮齿折断：齿根弯曲强度不够,齿面点蚀：齿面分度圆附近出现点状凹坑,(,齿面接触强度不够,),齿面胶合,齿面磨损,齿面塑性变形,二、设计计算准则,根据齿轮传动的失效形式而定。,1.一般齿轮传动为,闭式,、软齿面。,主要失效形式：齿面点蚀。,设计准则：按齿面接触强度设计，按齿根弯曲强度校核。,2.开式；硬齿面传动：,失效形式：齿根折断。,设计准则：按齿根弯曲强度设计，按齿面接触强度校核。,7-2 齿轮常用材料和热处理,齿轮材料的基本要求,齿面要硬，齿芯要韧,一、齿轮常用材料,1,、钢,最常用，可通过热处理改善机械性能,（,1,）锻钢,软齿面齿轮（,HB350,）,如,45,、,35,热处理，正火调质，加工方法，热处理后精切齿形,8,、,7,级，,适合于对精度、强度和速度要求不高的齿轮传动,硬齿面齿轮（,HB350,）（是发展趋势）,20Cr,，,20CrMnTi,，,40Cr,，表面淬火，渗碳淬火，氮化和氰化，先切齿表面硬化磨齿精切齿形,5,、,6,级,适合于高速、重载及精密机械（如精密机床、航空发动机等）,（,2,）铸钢,用于尺寸较大齿轮，需正火和退火以消除,铸造应力。,强度稍低。,2,、铸铁,脆、机械强度，抗冲击和耐磨性较差，但抗胶合和点蚀能力较强，用于工作平稳、低速和小功率场合。,常用铸铁：灰铸铁；球墨铸铁（有较好,的机械性能和耐磨性）,3,、非金属材料,工程塑料（,ABS,、尼龙）、夹布胶木,适于高速、轻载和精度不高的传动中，特点是噪音较低，无需润滑；,在某些低速和仪器仪表中还用铜合金和铝合金作齿轮（具有耐腐蚀、自润滑等特性）,二、许用应力,1,、安全系数,S,接触疲劳造成的点蚀只引起噪声、振动，而弯曲疲劳产生的断齿则导致传动不能继续工作。,因此齿根弯曲疲劳系数应大于齿面接触疲劳安全系数。,表,7-2,查图,7-6 7-7,2,、许用应力,7-3 齿轮传动精度,国家标准规定齿轮精度为12级，1级最高，12级最低。常用精度等级7、8、9级。,按,GB10095-88,（圆柱齿轮）和,GB11365-89,（圆锥齿轮）规定：,精度等级：高 低,1,，,2,，,3,，,5,，,6,，,7,，,8,，,9,，,10,，,11,，,12,精度规范：运动精度规范,第,公差组；,工作平稳性精度规范,第,公差组；,接触精度规范,第,公差组；齿轮副侧隙；齿坯公差,精度等级选择，按用途、工作条件、传动功率和圆周速度,V,来确定。,7-4 直齿圆柱齿轮强度计算,一、轮齿的受力分析和计算载荷,1,、受力分析,齿轮啮合时，受到法向力作用，方向沿啮合线方向。,圆周力方向：主动轮：与线速度方向相反,从动轮：与线速度方向相,径向力方向：主动轮：指向轮心,从动轮：指向轮心。,力的方向,圆周力,F,t,=2000T/d,1,径向力,F,r,=F,t,tg,法向力,Fn,力的大小,Fn=Ft/cos,Ft1=-Ft2 Fr1=-Fr2 大小相等，方向相反,K:,载荷系数，表,7-3,2,、计算载荷,二、齿面接触疲劳强度计算,接触应力,两圆柱体接触赫兹公式,啮合点齿廓综合曲率半径,材料弹性系数,fnca,材料弹性系数,接触强度校核公式,钢制齿轮,引入齿宽系数,接触强度设计公式,钢制齿轮,接触强度计算公式中,，,三、齿根弯曲疲劳强度计算,校核公式：,设计公式：,再取标准值,弯曲强度校核时，应将,中,较大,者代入计算。,7-5,直齿圆柱齿轮传动的设计计算,一、齿轮强度计算中的参数选择,1,、齿数和模数,a,不变,Z1,传动平稳性。到,mh,（加工量减小生产率）齿面滑运速度,VS,减小磨损胶合,但齿厚,S,弯曲强度,闭式软齿面齿轮（点蚀）,Z1,可取多一些（,2040,）增加传动平稳性，减小冲击,2,、齿宽和齿宽系数,承载能力,d1,但易偏载（载荷分布不均匀），,表,7-6,一般软齿面，支承对称布置精度高，可取大一些。,3,、齿数比（小于,6,）,二、齿轮强度计算的一般顺序,1 闭式齿轮,软齿面：用接触强度设计公式确定分度圆直径，然后选择齿数、模数，最后，校核齿根弯曲强度。,硬齿面：用弯曲强度设计公式确定摸数，然后选择齿数，最后，校核齿面接触强度。,2 开式齿轮,按弯曲强度设计公式计算模数，最后，将计算模数增大10%-20%作为设计结果。,76,斜齿圆柱齿轮传动的强度计算,一、轮齿的受力分析,圆周力,Ft,主反从同,径向力,Fr,指向的轮心,轴向力,Fa,主动轮,的,左右,手定则,根据,主动轮,左旋或右旋伸左手或右手，四指沿着转向握住轴线，大拇指所指即为,主动轮,所受的,Fa1,的方向，,Fa2,与,Fa1,方向相反,。,二、强度计算,一对斜齿轮相当于一对当量直齿圆柱齿轮传动，因此斜齿轮的强度计算用当量直齿轮代替。,1 基本公式7-,13,：接触强度,2,设计公式7-,14,：满足接触强度要求，设计分度圆直径。,3 校核公式7-,15,：在指定参数下，计算万曲强度是否符合要求。,4,设计公式7-,16,：满足接触强度要求，设计法面模数，标准值按照表,5-1,选。,7-7,直齿圆锥齿轮传动的强度计算,一、,直齿圆锥齿轮传动的受力分析,方向：,Ft,主反从同,Fr,指向各自的轴线,Fa,指向大端,F,t1,=-F,t2,二、强度计算,1,、齿面接触强度的计算,2,、齿根弯曲强度的计算,P120,7-8,蜗杆传动强度计算,一、蜗杆传动的失效形式、设计准则及常用材料,1,、蜗杆传动的失效形式,蜗轮,：胶合、点蚀、磨损,2,、强度计算准则（对蜗轮）,按齿面接触疲劳强度设计,按齿根弯曲强度校核,3,、常用材料,蜗杆：,40,、,45,、,40Cr,蜗轮：,青铜,要求：,1,）足够的强度,2,）良好的减摩、耐磨性,3,）良好的抗胶合性,二、蜗杆传动受力分析,1,、圆周力,Ft,2,、径向力,Fr,3,、轴向力,Fa,Ft,主反从同,力的方向和蜗轮转向的判别,Fr,指向各自的轴线,F,a1,蜗杆左右手螺旋定则,轴向力,径向力,圆周力,蜗轮转向的判别：,F,a1,的反向即为蜗轮的角速度,w,2,方向,三、蜗杆传动强度计算,1,、蜗轮齿面接触强度的计算,2,、蜗轮齿根弯曲强度的计算,四、蜗杆传动热平衡计算,1,、,原因,效率低，发热大，温升高，润滑油粘度下降润滑油在齿面间被稀释，加剧磨损和胶合。,2,、,冷却措施,加散热片以增大散热面积；,风扇；,冷却水管；循环油冷却,7-9,齿轮、蜗杆和蜗轮的构造,一、结构,1,、齿轮轴,2,、实体式,3,、辐板式,(,孔板式,),4,、轮辐式,5,、镶圈齿轮,二、润滑方式,1,、,V12m/s,喷油润滑,树立质量法制观念、提高全员质量意识。,11月-24,11月-24,Tuesday,November 12,2024,人生得意须尽欢，莫使金樽空对月。,04:05:58,04:05:58,04:05,11/12/2024 4:05:58 AM,安全象只弓，不拉它就松，要想保安全，常把弓弦绷。,11月-24,04:05:58,04:05,Nov-24,12-Nov-24,加强交通建设管理，确保工程建设质量。,04:05:58,04:05:58,04:05,Tuesday,November 12,2024,安全在于心细，事故出在麻痹。,11月-24,11月-24,04:05:58,04:05:58,November 12,2024,踏实肯干，努力奋斗。,2024年11月12日,4:05 上午,11月-24,11月-24,追求至善凭技术开拓市场，凭管理增创效益，凭服务树立形象。,12 十一月 2024,4:05:58 上午,04:05:58,11月-24,严格把控质量关，让生产更加有保障。,十一月 24,4:05 上午,11月-24,04:05,November 12,2024,作业标准记得牢，驾轻就熟除烦恼。,2024/11/12 4:05:58,04:05:58,12 November 2024,好的事情马上就会到来，一切都是最好的安排。,4:05:58 上午,4:05 上午,04:05:58,11月-24,一马当先，全员举绩，梅开二度，业绩保底。,11月-24,11月-24,04:05,04:05:58,04:05:58,Nov-24,牢记安全之责，善谋安全之策，力务安全之实。,2024/11/12 4:05:58,Tuesday,November 12,2024,相信相信得力量。,11月-24,2024/11/12 4:05:58,11月-24,谢谢大家！,踏实，奋斗，坚持，专业，努力成就未来。,11月-24,11月-24,Tuesday,November 12,2024,弄虚作假要不得，踏实肯干第一名。,04:05:58,04:05:58,04:05,11/12/2024 4:05:58 AM,安全象只弓，不拉它就松，要想保安全，常把弓弦绷。,11月-24,04:05:58,04:05,Nov-24,12-Nov-24,重于泰山，轻于鸿毛。,04:05:58,04:05:58,04:05,Tuesday,November 12,2024,不可麻痹大意，要防微杜渐。,11月-24,11月-24,04:05:58,04:05:58,November 12,2024,加强自身建设，增强个人的休养。,2024年11月12日,4:05 上午,11月-24,11月-24,追求卓越，让自己更好，向上而生。,12 十一月 2024,4:05:58 上午,04:05:58,11月-24,严格把控质量关，让生产更加有保障。,十一月 24,4:05 上午,11月-24,04:05,November 12,2024,重规矩，严要求，少危险。,2024/11/12 4:05:58,04:05:58,12 November 2024,好的事情马上就会到来，一切都是最好的安排。,4:05:58 上午,4:05 上午,04:05:58,11月-24,每天都是美好的一天，新的一天开启。,11月-24,11月-24,04:05,04:05:58,04:05:58,Nov-24,务实，奋斗，成就，成功。,2024/11/12 4:05:58,Tuesday,November 12,2024,抓住每一次机会不能轻易流失，这样我们才能真正强大。,11月-24,2024/11/12 4:05:58,11月-24,谢谢大家！,
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