機械傳動課程設(shè)計齒輪傳動設(shè)計

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1、12min)/()(3rnKwPnPCd該軸的轉(zhuǎn)速該軸上的功率當(dāng)該軸上有一個鍵槽，d增大；有兩個鍵槽，增大然后把d值圓整成整數(shù)3一、齒輪精度（1級） 7 76 66 6 G M GB10095G M GB100958888齒厚下偏差第公差組精度（平穩(wěn)性精度）第公差組精度（接觸精度）常用精度等級取7，8，9。選擇參考相關(guān)資料齒厚上偏差7 F L GB1009588第公差組精度（運動精度）第、 、 公差組精度4齒輪傳動二、齒輪傳動的失效方式、材料及熱處理 1.輪齒折斷 疲勞折斷 過載折斷齒根彎曲應(yīng)力大；齒根應(yīng)力集中.措施：增大齒根圓角半徑；正變位，增大模數(shù)；強化處理：噴丸、滾壓處理；（一）失效形式

2、5.輪齒折斷6齒輪傳動 2.齒面點蝕輪齒在節(jié)圓附近一對齒受力；載荷大；滑動速度低形成油膜條件差；接觸疲勞產(chǎn)生的小裂紋-擴(kuò)展-脫落-凹坑 。7齒輪傳動 2.齒面點蝕措施 提高材料的硬度； 加強潤滑，提高油的粘度 8磨損9 相對滑動速度主動被動10主動被動相對滾動方向相對滑動方向11齒輪傳動3.齒面磨損 砂粒、金屬屑主動被動措施：加強潤滑；開式改閉式傳動1213齒輪傳動4.齒面膠合高速重載；散熱不良；滑動速度大；齒面粘連后撕脫。措施：減小模數(shù)，降低齒高；抗膠合能力強的潤滑油；材料的硬度及配對。14.齒面膠合15齒輪傳動5.齒面塑性變形被動相對滑動方向主動措施：材料的選擇及硬度16磨損、塑性變形17

3、被動相對滑動方向主動主動被動彎曲折斷點蝕膠合磨損塑性變形齒輪的失效形式現(xiàn)象與原因？改進(jìn)措施？。18齒輪失效形式閱讀教材P152、153。19（二）齒輪的材料及熱處理1.對齒輪材料的基本要求：齒面要硬，齒芯要韌。( 齒輪材料對齒輪的承載能力和結(jié)構(gòu)尺寸影響很大，合理選擇齒輪材料是設(shè)計重要內(nèi)容之一。選擇齒輪材料應(yīng)考慮如下要求：齒面應(yīng)有足夠的硬度，保證齒面抗點蝕、抗磨損、抗膠合和抗塑性變形的能力；輪齒芯部應(yīng)有足夠的強度和韌性，保證齒根抗彎曲能力；此外，還應(yīng)具有良好的機械加工和熱處理工藝性；以及經(jīng)濟(jì)性等要求。20（二）齒輪的材料及熱處理1.對齒輪材料的基本要求：齒面要硬，齒芯要韌。(經(jīng)濟(jì)性： 毛坯選擇(

4、工藝要求：熱處理方式(硬度選擇：*軟齒面硬度350HBS； *軟齒面齒輪HBS1-HBS23050 * 避免膠合的合適配對： 軟軟；軟硬；軟鐵；硬硬。21 2.常用齒輪材料（見相關(guān)資料） 鋼 45 、 40Cr、20CrMnTi 鑄鋼 ZG310-570 鑄鐵 HT300、QT500-7 有色金屬： 銅合金、鋁合金 非金屬：夾布塑膠、尼龍齒輪材料選擇查齒輪材料選擇查P155P155表表8-18-122 2.常用齒輪材料 制造齒輪材料以鍛鋼（包括軋制鋼材）為主，其次是鑄鋼、鑄鐵，還有有色金屬和非金屬材料等。（1） 鍛鋼 制造齒輪的鍛鋼中以合金鋼最為常用，不重要的齒輪采用碳鋼。鍛鋼按熱處理方法可分

5、為兩類。23 2.常用齒輪材料 1）調(diào)質(zhì)齒輪用鋼 常用材料有40Cr、42SiMn、35CrMo、40CrNiMo、30CrNi3及45號碳鋼等。一般經(jīng)調(diào)質(zhì)或正火處理后切齒，齒輪精度一般為8級，高精度切齒可達(dá)7級，齒面硬度350HBS，稱為軟齒面齒輪。一對軟齒面齒輪嚙合，由于小齒輪嚙合次數(shù)比大齒輪多，小齒輪易磨損，為了使大、小齒輪壽命接近相等，應(yīng)使小齒輪的齒面硬度比大齒輪高3050HBS。軟齒面齒輪用于齒輪尺寸緊湊性和精度要求不高，載荷不大的中低速場合。24 2.常用齒輪材料 2）表面硬化齒輪用鋼齒面硬度350HBS的齒輪稱為硬齒面齒輪。輪坯切齒后經(jīng)表面硬化熱處理，形成硬齒面，再經(jīng)磨齒后精度可

6、達(dá)6級以上。與軟齒面齒輪相比，硬齒面齒輪大大提高齒輪的承載能力，結(jié)構(gòu)尺寸和重量明顯減小，綜合經(jīng)濟(jì)效益顯著提高。我國齒輪制造業(yè)已普遍采用合金鋼及硬齒面、磨齒、高精度、輪齒修形等工藝方法，生產(chǎn)硬齒面齒輪。常用表面硬化熱處理主要有：表面淬火；滲碳淬火；滲氮；碳氮共滲。25 2.常用齒輪材料 （2） 鑄鋼 鑄鋼的力學(xué)性能稍低于鍛鋼。當(dāng)齒輪尺寸較大而輪坯難以鍛造時，可用鑄鋼，切齒前須經(jīng)退火、正火及調(diào)質(zhì)處理。26 2.常用齒輪材料 （3） 鑄鐵 灰鑄鐵的抗彎及耐沖擊能力都很差，但它易鑄造、易切削，具有良好的耐磨性和消震性，成本低廉。可用于低速、載荷不大的開式齒輪傳動。球墨鑄鐵的強度比灰鑄鐵高得很多，具有良

7、好的韌性和塑性。在沖擊不大的情況下，代替鋼制齒輪。27 2.常用齒輪材料 （4） 有色金屬和非金屬材料有色金屬（如銅合金、鋁合金）用于有特殊要求的齒輪傳動。非金屬材料的使用日益增多，常用有夾布膠木和尼龍等工程塑料，用于低速、輕載、要求低噪聲而對精度要求不高的場合。由于非金屬材料的導(dǎo)熱性差，故需與金屬齒輪配對使用，以利于散熱。齒輪材料許用應(yīng)力進(jìn)入28三、齒輪的設(shè)計準(zhǔn)則 設(shè)計齒輪傳動時，應(yīng)根據(jù)實際工況條件，分析主要失效形式，確定相應(yīng)的設(shè)計準(zhǔn)則，進(jìn)行設(shè)計計算。29三、齒輪的設(shè)計準(zhǔn)則 開式齒輪傳動的主要失效形式是磨損及彎曲疲勞折斷，目前對磨損尚無成熟的設(shè)計計算方法，故通常按齒根彎曲疲勞強度進(jìn)行設(shè)計計算

8、，并將模數(shù)增大10%20%，以考慮磨損的影響。30 對于閉式軟齒面齒輪傳動，主要失效形式是齒面疲勞點蝕，其次是彎曲疲勞折斷。故先按照齒面接觸疲勞強度設(shè)計，然后校核齒根彎曲疲勞強度。 對于閉式硬齒面齒輪傳動，主要失效形式是齒根疲勞折斷，其次是齒面疲勞點蝕。故先按照齒根彎曲疲勞強度設(shè)計，然后校核齒面接觸疲勞強度。三、齒輪的設(shè)計準(zhǔn)則31四、圓柱齒輪的計算載荷名義載荷：ttcFKF計算載荷dTFnPTt21055. 9632載荷系數(shù)載荷系數(shù)K K 工工 作作 機機 械械 載荷載荷特性特性 原原 動動 機機 電動電動機機多缸內(nèi)多缸內(nèi)燃機燃機單缸內(nèi)單缸內(nèi)燃機燃機 均勻加料的運輸機和加料機、均勻加料的運輸機

9、和加料機、輕型卷揚機、發(fā)電機、輕型卷揚機、發(fā)電機、機床輔助傳動機床輔助傳動均勻、均勻、輕微輕微 沖擊沖擊11.2 1.21.6 1.61.8 不均勻加料的運輸機和加料機、不均勻加料的運輸機和加料機、重型卷揚機、球磨重型卷揚機、球磨機、機床主傳動機、機床主傳動 中等中等沖擊沖擊 1.21.6 1.61.8 1.82.0 沖床、鉆機、軋機、破碎機、沖床、鉆機、軋機、破碎機、挖掘機挖掘機 大的大的沖擊沖擊 1.61.8 1.92.1 2.22.433五、直齒圓柱齒輪傳動的強度計算 （一） 輪齒的受力分析112dTFttgFFtrcostnFF 11611055. 9nPT34直齒圓柱齒輪的受力分析3

10、5齒輪傳動（二）直齒圓柱齒輪齒面接觸疲勞強度計算 計算齒輪節(jié)點處的接觸應(yīng)力)11(1222121EELFVH1118 .1891222121EEZE設(shè)：sin2iid2ZbL 12sin11221uudV36齒輪傳動（二）直齒圓柱齒輪齒面接觸疲勞強度計算HHEHuubdKTZZ1211校核式：K載荷系數(shù)ZE彈性系數(shù)，查表8-6ZH區(qū)域系數(shù)，取ZH=2.5u齒數(shù)比 Z2 / Z1 b齒寬，b1-b2=5mm,用b2代入計算 37齒輪傳動（二）直齒圓柱齒輪齒面接觸疲勞強度計算3211)(12HHEdZZuuKTd設(shè)計公式：代入得：令齒寬系數(shù)1dbd齒寬系數(shù)查表齒寬系數(shù)查表8-8.8-8.38齒輪傳

11、動（二）直齒圓柱齒輪齒面接觸疲勞強度計算HHuubdKT1688211校核式：3211) 1(43.76HduuKTd設(shè)計公式：若兩齒輪材料都選用剛時，MPaZE8 .189代入公式得：39齒輪傳動（二）直齒圓柱齒輪齒面接觸疲勞強度計算應(yīng)用公式注意：1）兩齒輪的接觸應(yīng)力相等；2）兩齒輪的許用接觸應(yīng)力不同，應(yīng)取較小值進(jìn)行計算；3）齒輪的齒面接觸疲勞強度與齒輪的直徑或中心距的大小有關(guān)，而與模數(shù)無關(guān)。21HH 21HHHEHuubdKTZZ1211校核式：40齒輪傳動（三） 齒根彎曲疲勞強度計算建立力學(xué)模型：假設(shè)全部載荷作用于齒頂；不計徑向分力產(chǎn)生的壓應(yīng)力；用30切線法確定危險截面。coscos66

12、cos22ShbFbShFWMtnFcos)(cos)(62mSmhbmFtF41齒輪傳動（三） 齒根彎曲疲勞強度計算FSaFaSaFatFYYmbdKTYYbmKF21178,查表應(yīng)力修正系數(shù)SaY計入齒根的應(yīng)力集中考慮單對齒的嚙合點位置cos)(cos)(62mSmhbmFtF78,查表、變位）與齒的形狀有關(guān)（齒數(shù)齒形系數(shù)，F(xiàn)aY42齒輪傳動（三）齒根彎曲疲勞強度計算FSaFaSaFatFYYmbdKTYYbmKF211校核式78,查表、變位）與齒的形狀有關(guān)（齒數(shù)齒形系數(shù)，F(xiàn)aY78,查表應(yīng)力修正系數(shù)SaY43齒輪傳動（三）齒根彎曲疲勞強度計算1dbd令代入上式：及：11mzd FSAFa

13、dYYzKTm2211得設(shè)計式：開式齒輪開式齒輪m m增大增大101015%15%；不小于；不小于1.51.544齒輪傳動五、直齒圓柱齒輪傳動的強度計算 小結(jié)小結(jié)1. 應(yīng)力、許用應(yīng)力、強度的關(guān)系兩齒輪彎曲應(yīng)力是否相同？許用應(yīng)力呢？FSaFatFYYYbmKF較小者危險配對齒輪SaFaFYY較大者強度高（大）FF2.齒輪彎曲強度比較453.兩輪接觸強度比較較小者更危險配對齒輪HHHEHuubdKTZZZ14.268211較小者強度低；HH齒輪傳動五、直齒圓柱齒輪傳動的強度計算 小結(jié)小結(jié)46齒輪傳動六、齒輪傳動的參數(shù)選擇和許用應(yīng)力 （一） 設(shè)計參數(shù)的選擇 1.齒數(shù)比u 壓力角a壓力角 齒厚 曲率半

14、徑 彎曲強度 接觸強度2.小輪齒數(shù)z1（d不變，即中心距a為定值）z1 重疊系數(shù)大，傳動平穩(wěn)； 模數(shù)小，節(jié)約材料及加工量；但抗彎曲差； 齒高減小，降低VS，抗膠合能力強。 開式傳動 ：z1 =1720；閉式傳動：z1 =204047齒輪傳動3.齒寬系數(shù) 齒愈寬，直徑和中心距小 但載荷分布不均d（一） 設(shè)計參數(shù)的選擇 4.變位系數(shù) 避免根切；湊中心距、湊傳動比；提高強度48齒輪傳動（二）齒輪傳動許用應(yīng)力 HHNHSZlimFFNFSYlim9888:5 . 125. 11:；查圖；壽命系數(shù)，安全系數(shù)NNFHYZSShnjLN6049（二）齒輪傳動許用應(yīng)力 正火處理的結(jié)構(gòu)鋼正火處理的鑄鋼limlimFH彎曲疲勞極限接觸疲勞極限一般取中間MQ偏下值；硬度超過范圍可外插法取值；對稱循環(huán)彎曲應(yīng)力取70%。50主動被動主動被動分析中間齒輪接觸應(yīng)力和彎曲應(yīng)力的特點分析中間齒輪接觸應(yīng)力和彎曲應(yīng)力的特點？hnjLN6051七、齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計m6 . 1？52七、齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計53七、齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計Ld ad wd 54七、齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計Ld ad d w55七、齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計56七、齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計57七、齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計58七、齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計59八、齒輪傳動的潤滑（自學(xué)）60自動門設(shè)計套絲機設(shè)計高架燈電剪刀排攬裝置冰激凌攪拌機水果削皮機停車限位器減速箱自選題目