齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)

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1、 2.4 齒 輪 傳 動(dòng) 設(shè) 計(jì) Gears 本 節(jié) 的 教 學(xué) 目 標(biāo)1. 根 據(jù) 齒 輪 傳 動(dòng) 的 特 點(diǎn) ， 掌 握 齒 輪 輪 齒 受力 分 析 的 方 法2. 了 解 齒 輪 傳 動(dòng) 的 主 要 失 效 形 式 及 其 防 范措 施3. 根 據(jù) 齒 輪 傳 動(dòng) 彎 曲 疲 勞 強(qiáng) 度 和 接 觸 疲 勞強(qiáng) 度 的 要 求 選 擇 適 當(dāng) 的 齒 輪 材 料 、 確 定齒 輪 的 主 要 參 數(shù)4. 正 確 使 用 齒 輪 傳 動(dòng) 設(shè) 計(jì) 中 的 國(guó) 家 標(biāo) 準(zhǔn) 2.4 齒 輪 傳 動(dòng) 設(shè) 計(jì) Gears1.齒 輪 輪 齒 的 受 力 分 析2.齒 輪 傳 動(dòng) 的 失 效 形 式 和

2、 設(shè) 計(jì) 準(zhǔn) 則 3.齒 輪 輪 齒 的 彎 曲 疲 勞 強(qiáng) 度4.齒 輪 輪 齒 的 接 觸 疲 勞 強(qiáng) 度5.齒 輪 參 數(shù) 的 選 擇6.齒 輪 結(jié) 構(gòu) 和 潤(rùn) 滑 設(shè) 計(jì)7.齒 輪 傳 動(dòng) 的 計(jì) 算 機(jī) 輔 助 設(shè) 計(jì) 1. 齒 輪 輪 齒 的 受 力 分 析 假 設(shè) ：假 設(shè) 齒 輪 上 的 載 荷 全 部 作 用 于 一 對(duì) 齒 輪 ， 且 作 用 于 齒寬 中 點(diǎn) 處忽 略 齒 面 間 的 摩 擦 力 嚙 合 力摩 擦 力附 加 力齒 輪 嚙 合 時(shí) 的 受 力 與 齒 輪 傳 動(dòng) 的 力 矩T大 小 有 關(guān)與 齒 輪 的 材 料 、 潤(rùn)滑 狀 態(tài) 、 正 壓 力 大 小 有關(guān)

3、與 齒 輪 傳 動(dòng) 的 原 動(dòng)機(jī) 、 載 荷 、 精 度 等 有 關(guān)采 用 修 正 系 數(shù) 進(jìn) 行 考 慮 6 11 19.55 10 PT n 21 cost nn FF F 11 212t tTF Fd 1 1 2r t rF F tg F 1） 直 齒 圓 柱 齒 輪 Spur Gear Tangential load切 向 力Radial load徑 向 力Normal load法 向 力名 義 扭 矩 ： kWr/minNmm受 力 的 方 向 ， 見 p60。 Driver Gear (主 動(dòng) 輪 -1） b1 1 1 22 /t tF T d F 1 1 2/cosr t n r

4、F F tg F 1 1 2a t aF F tg F /(cos cos )n t nF F 問 題 ：如 何 判 斷 作 用在 斜 齒 輪 輪 齒上 的 軸 向 力 方向 ？2） 斜 齒 圓 柱 齒 輪 Helical Gear 主 動(dòng) 齒 輪 左 右 手 定 則 （ 適 用 于 主 動(dòng) 齒 輪 ） 確 定 主 傳 動(dòng) 齒 輪 的 螺 旋 線 方 向 根 據(jù) 螺 旋 線 方 向 ， 用 “ 同 向 ” 手 四 指 的彎 曲 方 向 表 示 主 傳 動(dòng) 齒 輪 的 轉(zhuǎn) 向 拇 指 的 指 向 即 為 主 動(dòng) 齒 輪 的 軸 向 力 方 向 TRY BY YOURSELF! 3） 直 齒 錐

5、齒 輪 Straight Bevel Gear112mt dTF 211 cos atr FtgFF 211 sin rta FtgFF costn FF 軸 向 力 的 方 向 ： 指 向 齒 輪 的 大 端 面 4） 齒 輪 傳 動(dòng) 的 名 義 載 荷 與 工 作 載 荷 附 加 力 影 響載 荷 系 數(shù) (p5759) KKKKK VA 使 用 系 數(shù)表 2-15 動(dòng) 載 系 數(shù)圖 2-23 齒 向 載 荷分 配 系 數(shù)表 2-17齒 間 載 荷分 配 系 數(shù)表 2-16TKTca 式 （ 2-32） 2.齒 輪 傳 動(dòng) 的 失 效 形 式 和 設(shè) 計(jì) 準(zhǔn) 則 輪 齒 的 整 體 失 效

6、 -輪 齒 疲 勞 折 斷 輪 齒 的 表 面 失 效 齒 輪 失 效 主 要發(fā) 生 在 輪 齒 輪 齒 折 斷1） 輪 齒 的 整 體 失 效 -輪 齒 疲 勞 折 斷 輪 齒 的 表 面 失 效 磨 損 （ Abrasion）開 式 傳 動(dòng) 齒 輪 完 全 外 露 ， 潤(rùn) 滑 不 良根據(jù)潤(rùn)滑分類 閉 式 傳 動(dòng) 其 齒 輪 和 軸 承 完 全 封 閉 在 箱 體 內(nèi) ， 能 保證 良 好 的 潤(rùn) 滑 和 較 好 的 嚙 合 精 度 點(diǎn) 蝕 軟 齒 面 （ 350HBW）初 期 發(fā) 生 少 量 點(diǎn) 蝕 ；載 荷 適 當(dāng) ， 點(diǎn) 蝕 可 能 不 再繼 續(xù) 發(fā) 展 ， 稱 為 收 斂 性 點(diǎn)蝕

7、硬 齒 面 （ 350HBW）一 般 不 易 出 現(xiàn) 點(diǎn) 蝕 ，但 若 出 現(xiàn) 即 成 擴(kuò) 展 性 點(diǎn)蝕收 斂 性 點(diǎn) 蝕擴(kuò) 展 性 點(diǎn) 蝕 齒 面 膠 合高 速 、 重 載 ， 或 低 速 、 重 載 塑 性 變 形 圖 2-29 齒 面 塑 性 變 形齒 面 失 效 ： 磨 損 ， 點(diǎn) 蝕 ， 膠 合 ， 塑 性 變 形 3） 齒 輪 傳 動(dòng) 失 效 的 主 要 影 響 因 素 交 變 應(yīng) 力 嚙 合 齒 面 的 相 對(duì) 滑 動(dòng) 速 度 材 料 及 其 熱 處 理 （ 材 料 性 質(zhì) ） 潤(rùn) 滑 情 況 表 面 粗 糙 度結(jié) 論 ： 齒 輪 失 效 屬 于 疲 勞 失 效 。 4） 防 范

8、 齒 輪 失 效 的 主 要 措 施 正 確 選 擇 齒 輪 的 材 料 及 其 熱 處 理 方 法 p6466 表 2-19 選 擇 適 當(dāng) 的 潤(rùn) 滑 劑 與 潤(rùn) 滑 方 式 采 用 變 位 齒 輪 ， 降 低 齒 輪 應(yīng) 力 正 確 選 擇 齒 輪 精 度 p66 表 2-20、 2-21 GB/T10095.1-2001和 GB/T10095.2-2001規(guī) 定 ， 齒輪 精 度 分 為 13級(jí) ， 按 0 12數(shù) 序 排 列 ， 0級(jí) 最 高 ，12級(jí) 最 低 。 用 時(shí) 35年 對(duì) 931對(duì) 齒 輪 失 效 的各 種 情 況 進(jìn) 行 了 統(tǒng) 計(jì)序 號(hào) 齒 輪 失 效 類 型 占 總

9、 失 效 的 百 分 比 %1 疲 勞 斷 齒 32.82 過 載 斷 齒 19.53 輪 齒 碎 裂 4.34 輪 轂 撕 裂 4.65 表 面 疲 勞 20.36 表 面 磨 損 13.27 齒 面 塑 性 變 形 5.3 參 考 書 ： 齒 輪 的 失 效 分 析 郭 志 德 等 ， 機(jī) 械 工 業(yè) 出 版 社 ， 1992 5) 齒 輪 傳 動(dòng) 設(shè) 計(jì) 準(zhǔn) 則n 輪 齒 整 體 失 效 彎 曲 疲 勞 強(qiáng) 度 F FMW n齒 面 點(diǎn) 蝕 失 效 接 觸 疲 勞 強(qiáng) 度 H H 問 題 : 如 何 處 理 其 他 表 面 失 效 ? - GB/T 6413-1986漸 開 線 圓 柱

10、齒 輪 膠 合 承 載 能 力 計(jì) 算 方 法 -磨 損 失 效 通 過 擴(kuò) 大 模 數(shù) m考 慮 2. 齒 輪 傳 動(dòng) 是 否 都 需 要 考 慮 彎 曲 疲 勞 和 接 觸 疲 勞 ? -根 據(jù) 具 體 的 失 效 形 式 判 定 ， 與 潤(rùn) 滑 形 式 、 材 料 類 型 密 切 相關(guān) a) 開 式 齒 輪 傳 動(dòng) 彎 曲 疲 勞主 要 是 齒 面 的 磨 損 和 輪 齒 折 斷 ： 僅 需 要 計(jì) 算 輪 齒 的 彎 曲 疲 勞強(qiáng) 度 F， 然 后 通 過 擴(kuò) 大 模 數(shù) m計(jì) 入 磨 損 的 影 響b) 閉 式 齒 輪 傳 動(dòng) 彎 曲 和 接 觸 疲 勞 都 有 可 能軟 齒 面 -

11、點(diǎn) 蝕 失 效 :首 先 考 慮 接 觸 疲 勞 應(yīng) 力 H, 然 后 考 慮 彎 曲 疲 勞 應(yīng) 力 F. ( 小 齒 輪 硬 度 比 大 齒 輪 硬 度 高 3050HBW）硬 齒 面 -輪 齒 折 斷 :首 先 根 據(jù) 彎 曲 疲 勞 應(yīng) 力 F設(shè) 計(jì) , 然 后 校 核 接 觸 疲 勞 強(qiáng) 度 H. GB/T 10062.1-2003通 用 機(jī) 械 漸 開 線 圓 柱 齒 輪 承 載 能 力 簡(jiǎn) 化 計(jì) 算 方 法 小 結(jié) ：1) 輪 齒 的 整 體 失 效 輪 齒 折 斷2) 輪 齒 的 表 面 失 效 磨 損 、 點(diǎn) 蝕 、 塑 性 變 形 膠 合 等3) 齒 輪 傳 動(dòng) 失 效

12、的 主 要 影 響 因 素4)防 范 齒 輪 失 效 的 主 要 措 施5)齒 輪 傳 動(dòng) 設(shè) 計(jì) 準(zhǔn) 則 3.齒 輪 輪 齒 的 彎 曲 疲 勞 強(qiáng) 度假 設(shè) 條 件 用 懸 臂 梁 近 似 模 擬 輪齒 受 力 僅 有 一 對(duì) 齒 輪 承 擔(dān) 全部 載 荷 嚙 合 力 作 用 于 輪 齒 頂部 1） 直 齒 圓 柱 齒 輪 危 險(xiǎn) 截 面 的 確 定-30 切 線 法該 分 量 產(chǎn) 生 正 壓 力對(duì) 彎 曲 影 響 不 大 , 忽略 不 計(jì)Fn sinnF cosnF FaY齒 形 系 數(shù) coscos6 6cos2 2S hbF bS hFWMt nF cos)( cos)(6 2mSm

13、hbmFtF 最 大 彎 曲 應(yīng) 力 F的 確 定齒 根 危 險(xiǎn)截 面 厚 度 考 慮 齒 根 應(yīng) 力 集 中 和 危 險(xiǎn) 截 面 正 應(yīng) 力 、 切 應(yīng) 力 的 影 響 ， 引 入應(yīng) 力 系 數(shù) YSa定 義 復(fù) 合 齒 形 系 數(shù) ： SaFaFS YYY （ 圖 2-31）進(jìn) 一 步 修 正 ：名 義 載 荷 修 正 為 工 作 載 荷 Ftc KKKKK VA ttc FKF YmbdKT2YYbmKF FFS1 1SaFatF 許 用 彎 曲 應(yīng) 力輪 齒 彎 曲 強(qiáng) 度 的 校 核 公 式 ： NFlimFEmin YS F NSTlimFF S YY 式 （ 2-52）式 （ 2

14、-36）FE 齒 根 彎 曲 疲 勞 極 限 應(yīng) 力 ， MPa， 圖 2-35 NY 彎 曲 強(qiáng) 度 計(jì) 算 的 壽 命 系 數(shù) ， 圖 2-36FlimS 彎 曲 強(qiáng) 度 計(jì) 算 的 安 全 系 數(shù) ， 表 2-26htnN 60循 環(huán) 次 數(shù) ： 齒 輪 轉(zhuǎn) 一 圈 ， 輪 齒 同 側(cè) 齒 面 嚙 合 的 次 數(shù) 齒 輪 彎 曲 疲 勞 強(qiáng) 度 設(shè) 計(jì)1d db齒 寬 系 數(shù) ， 表 2-22 11 mzd 設(shè) ： 且 ：從 齒 輪 彎 曲 疲 勞 校 核 公 式 （ 2-36） 可 知 ： GB/T 1357-1988漸 開 線 圓 柱 齒 輪 模 數(shù) (p125表 6-10) 第 一

15、 系列 0.1110 0.121.2512 0.151.516 0.2220 0.252.525 0.3332 0.4440 0.5550 0.66 0.88第 二 系列 0.35(6.5) 0.77 0.99 1.75(11) 2.2514 2.7518 (3.25)22 3.528 (3.75) 4.536 5.5453 FFS21d 1 YzKT2m 式 （ 2-37) YmbdKT2YYbmKF FFS1 1SaFatF 特 別 提 示 : 開 式 齒 輪 傳 動(dòng) ， 齒 輪 磨 粒 磨 損 不 可 避 免 ， 其 主 要失 效 形 式 是 磨 損 后 齒 厚 變 薄 導(dǎo) 致 的 輪

16、齒 折 斷 。 但影 響 磨 損 的 因 素 很 復(fù) 雜 ， 至 今 沒 有 量 化 計(jì) 算 方 法 。目 前 采 用 的 方 法 是 根 據(jù) 齒 厚 允 許 磨 損 量 指 標(biāo) ， 采用 磨 損 系 數(shù) 修 正 的 方 法 （ 參 考 書 2,7.9節(jié) ） 。 也可 將 （ 2-37） 計(jì) 算 得 到 的 模 數(shù) m 擴(kuò) 大 10%15% 后 ， 再 取 標(biāo) 準(zhǔn) 值 。 用 于 傳 遞 動(dòng) 力 的 齒 輪 傳 動(dòng) 一 般 要 求 模 數(shù) 大 于1.52mm， 以 增 加 重 合 度 ， 提 高 傳 動(dòng) 的 平 穩(wěn) 性的 。 2） 斜 齒 圓 柱 齒 輪 斜 齒 圓 柱 齒 輪 彎 曲 疲 勞

17、 強(qiáng) 度 設(shè) 計(jì) 的 基 本 思 路 ： 法 向 合 力 Fn 作 用 在 斜 齒 圓 柱 齒 輪 的 法 面 上 -zv ,mn（ 標(biāo) 準(zhǔn) 模 數(shù) ） 斜 齒 圓 柱 齒 輪 螺 旋 角 的 影 響 引 入 螺 旋 角 系 數(shù) - Y YYbmKF FSFntF 3 FS21 212 YYzcosKTm Fdn 彎 曲 疲 勞 強(qiáng) 度 校 核 公 式 :彎 曲 疲 勞 強(qiáng) 度 設(shè) 計(jì) 公 式 : 圖 2-32 式 （ 2-38）式 （ 2-39） 3） 直 齒 錐 齒 輪直 齒 錐 齒 輪 彎 曲 疲 勞 強(qiáng) 度 設(shè) 計(jì) 的 基 本 思 路 ：法 向 合 力 作 用 在 齒 寬 中 點(diǎn) 的

18、當(dāng) 量 直 齒 輪 -zv ,mm, Tv一 般 精 度 要 求 時(shí) ， 載 荷 系 數(shù) 可 參 照 直 齒 圓 柱 齒 輪 選 取 。 9021 彎 曲 疲 勞 強(qiáng) 度 設(shè) 計(jì) 公 式 :3 FSF2212RR 1 Y1uz)5.01( KT4m 彎 曲 疲 勞 強(qiáng) 度 校 核 公 式 : 1uzm)Rb5.01(Rb YTK4 F22132 SF1F 錐 頂 距 3.025.0RbR 齒 寬 系 數(shù) ：提 示 : 所 有 系 數(shù) 均 采 用 和 直 齒 圓 柱 齒 輪 同 一 圖 、 表 ， 不 同 點(diǎn) 是 齒 數(shù) 采 用 當(dāng) 量 齒 輪 的齒 數(shù) 。 模 數(shù) m為 直 齒 錐 齒 輪 的

19、 大 端 模 數(shù) （ 標(biāo) 準(zhǔn) 模 數(shù) ） ， 查 GB/T 12368-1990確 定式 （ 2-42）式 （ 2-41） 4） 小 結(jié) 根 據(jù) 輪 齒 折 斷 失 效 方 式 ， 需 要 校 核 輪 齒 的 彎 曲 疲 勞 強(qiáng) 度 ： FF YbmKF FSFtF 工 作 應(yīng) 力 許 用 應(yīng) 力彎 曲 應(yīng) 力 分 析 的 懸 臂 梁 模 型危 險(xiǎn) 截 面 的 確 定 方 法 ： 30切 線法工 作 載 荷 的 確 定 方 法 ： 材 料 及 其 熱 處 理 彎 曲 極 限應(yīng) 力循 環(huán) 次 數(shù) 壽 命 系 數(shù)安 全 系 數(shù) 與 應(yīng) 力 修 正 系 數(shù)直 齒 輪 彎 曲 強(qiáng) 度 的 校 核 公

20、式 ： ttc FKF 直 齒 輪 彎 曲 強(qiáng) 度 的 設(shè) 計(jì) 公 式 ：3 FSF21d 1 YzKT2m 式 （ 2-37)式 （ 2-36) 4.齒 面 接 觸 疲 勞 強(qiáng) 度Contact stress on gear teeth齒 面 接 觸 應(yīng) 力 光 彈 性 研 究 1） 齒 面 接 觸 應(yīng) 力 的 特 征 :初 始 接 觸 為 線 接 觸由 于 齒 輪 材 料 的 彈 性 ， 齒 面 形狀 會(huì) 發(fā) 生 輕 微 的 彈 性 變 形接 觸 應(yīng) 力 （ 變 形 ） 定 義 ： 兩 個(gè) 以 點(diǎn) 或 線 接 觸 的 物 體 相 互 作 用受 力 后 ， 由 于 材 料 的 彈 性 在 接

21、 觸 處 產(chǎn) 生 的 應(yīng) 力 和 變 形 。 HHmax 2） 接 觸 應(yīng) 力 計(jì) 算 p1819 E1E1 )11(bF 2 221 21 21H 式 (1-19)其 中 :F作 用 在 兩 個(gè) 接 觸 表 面 的 總 壓 力b接 觸 表 面 的 寬 度 1 , 2兩 個(gè) 曲 面 的 曲 率 半 徑E1,E2 材 料 的 彈 性 模 量1 , 2 材 料 的 泊 松 比“+”外 接 觸 的“ -”內(nèi) 接 觸 的 F 假 設(shè) ：齒 輪 輪 齒 的 接 觸 近 似 成 軸線 平 行 的 兩 圓 柱 體 的 接 觸用 節(jié) 點(diǎn) 處 的 接 觸 應(yīng) 力 代 替最 大 接 觸 應(yīng) 力3） 直 齒 圓 柱

22、 齒 輪Spur gears CBHmax b) 接 觸 寬 度 bLa) 總 壓 力 cos2cos 1 1d KTKFFF tn c) 當(dāng) 量 曲 率 半 徑 12)11( 11 21 uusindv 齒 面 接 觸 應(yīng) 力 的 計(jì) 算 112 zzu齒 數(shù) 比齒 輪 的 工 作 寬 度 uubdFKsincosEE tH 12)11( 1 12 221 21 d) 節(jié) 點(diǎn) 處 的 接 觸 應(yīng) 力 HZ彈 性 系 數(shù) ZE，對(duì) 于 鋼 材 ： 188.9 表 2-25 區(qū) 域 系 數(shù)圖 2-34MPa uubdKZZ HEH 1T2 21 1 接 觸 疲 勞 強(qiáng) 度 的 校 核 公 式 ：

23、許 用 接 觸 應(yīng) 力 minH NHH S Zlim Hlim 失 效 概 率 為 1%時(shí) ， 試 驗(yàn) 齒 輪 接 觸 疲 勞 極 限 ， MPa，圖 2-37NZ 接 觸 強(qiáng) 度 計(jì) 算 的 壽 命 系 數(shù) ， 圖 2-38HlimS 接 觸 強(qiáng) 度 計(jì) 算 的 安 全 系 數(shù) ， 表 2-26式 （ 2-53）uubdKZZ HHEH 1T2 21 1 式 （ 2-46） 3 211 )(1. HEd ZuuKT322d 問 題 : 21 HH ? 引 入 ： d接 觸 疲 勞 強(qiáng) 度 的 設(shè) 計(jì) 公 式 ：3 211 )(1 H HEd ZZuuKT2d 對(duì) 于 標(biāo) 準(zhǔn) 直 齒 圓 柱

24、 齒 輪 52ZH . 接 觸 應(yīng) 力 的 影 響 因 素 HtHEH uubdFKZZ 11 a） 力 c） 綜 合 曲 率 半 徑 d） 材 料 b） 接 觸 寬 度 1KT b uudZ H 11 、EZ 4） 斜 齒 圓 柱 齒 輪接 觸 疲 勞 強(qiáng) 度 的 校 核 公 式 :接 觸 疲 勞 強(qiáng) 度 設(shè) 計(jì) 公 式 : uubdKTZZZ EHH H21 1 12 3 2H11 12 ) ZZZ(uuKTd EHd 斜 齒 圓 柱 齒 輪 彎 曲 疲 勞 強(qiáng) 度 設(shè) 計(jì) 的 基 本 思 路 ： ， 法 向 合 力 Fn 作 用 在 斜 齒 圓 柱 齒 輪 的 法 面 上 -zv ,mn

25、 斜 齒 圓 柱 齒 輪 螺 旋 角 的 影 響 引 入 螺 旋 角 系 數(shù) - cosZ 式 （ 2-48）式 （ 2-49） 5） 直 齒 錐 齒 輪 Bevel gears-p138接 觸 疲 勞 強(qiáng) 度 的 校 核 公 式 ：接 觸 疲 勞 強(qiáng) 度 的 設(shè) 計(jì) 公 式 : ud)5.01( KT4ZZ H312RR 1HEH 3 2H HE2RR 11 )ZZ(u)5.01( KT4d 直 齒 錐 齒 輪 彎 曲 疲 勞 強(qiáng) 度 設(shè) 計(jì) 的 基 本 思 路 ： 法 向 合 力 作 用 在 齒 寬 中 點(diǎn) 的 當(dāng) 量 直 齒 輪 -zv ,mm, Tv 一 般 精 度 要 求 時(shí) ， 載

26、 荷 系 數(shù) 可 參 照 直 齒 圓 柱 齒 輪 選 取 。式 （ 2-50）式 （ 2-51）特 別 注 意 ： d 1為 大 端 面 的 分 度 圓 直 徑 。 齒 輪 強(qiáng) 度 計(jì) 算 小 結(jié)疲 勞 強(qiáng)度 類 型 針 對(duì) 的 對(duì) 象 應(yīng) 力 的 性 質(zhì) 一 對(duì) 齒 輪 應(yīng) 力 大小 的 特 點(diǎn) 主 要 影 響參 數(shù)彎 曲 單 個(gè) 齒 輪 的 輪 齒 內(nèi) 應(yīng) 力 兩 個(gè) 齒 輪 彎 曲 應(yīng)力 不 一 定 相 等 模 數(shù) m接 觸 一 對(duì) 齒 輪 的 齒 面 表 面 應(yīng) 力 兩 個(gè) 齒 輪 表 面 接觸 應(yīng) 力 相 等 兩 個(gè) 節(jié) 圓直 徑 或 中心 距思 考 題 ：已 知 兩 對(duì) 標(biāo) 準(zhǔn) 直

27、 齒 圓 柱 齒 輪 的 工 作 參 數(shù) 、 材 料 、 使 用 壽 命 及 寬 度 等 均 相 同 ，其 余 幾 何 參 數(shù) 不 同 ： 第 一 對(duì) ： z 1=20, z2=40, m=3mm； 第 二 對(duì) ： z1=30, z2=60, m=2mm。試 分 析 ： 兩 對(duì) 齒 輪 的 接 觸 疲 勞 應(yīng) 力 是 否 相 同 ？ 兩 對(duì) 齒 輪 相 應(yīng) 齒 輪 的 彎 曲 疲勞 應(yīng) 力 是 否 相 同 ？ 通 過 計(jì) 算 結(jié) 果 說 明 齒 輪 的 彎 曲 疲 勞 應(yīng) 力 和 接 觸 疲 勞 應(yīng) 力的 主 要 影 響 參 數(shù) 是 什 么 ？ 5.齒 輪 參 數(shù) 的 選 擇 Options

28、of gear parameters2） 小 齒 輪 齒 數(shù) z1閉 式 傳 動(dòng) 、 軟 齒 面 (350HBW)點(diǎn) 蝕 失 效 .開 式 傳 動(dòng) 、 閉 式 傳 動(dòng) 硬 齒 面 (350HBW)輪 齒 的 磨 損 和 折 斷1） 傳 動(dòng) 比 ：直 齒 圓 柱 齒 輪 斜 齒 圓 柱 齒 輪 直 齒 錐 齒 輪i7 i5 i34020 1 z 20171 z 3） 齒 寬 系 數(shù) ： 表 2-22， 實(shí) 際 設(shè) 計(jì) 齒 寬 時(shí) ， 考 慮 小 齒 輪 強(qiáng) 度 較 低 ， 一 般 使 小 齒 輪 的齒 寬 比 大 齒 輪 寬 510mm.4） 變 位 系 數(shù)l 齒 輪 變 位 的 目 的 避 免

29、 根 切 , 提 高 強(qiáng) 度 , 滿 足 傳 動(dòng) 比 和 中 心 距 的 要 求l 綜 合 變 位 系 數(shù) 對(duì) 接 觸 疲 勞 應(yīng) 力 的 影 響 （ x1+x2） 1、 x 1+x2=0（ 高 度 變 位 ） , H 不 變 . 2、 x1+x20 （ 正 傳 動(dòng) ） , H 減 小 3、 x1+x20， F 減 小 2、 x0， F 增 加 5） 精 度 的 選 擇精 度 等 級(jí)GB/T10095.1-2001和 GB/T10095.2-2001規(guī) 定 ， 齒 輪 精 度 分 為13級(jí) ， 按 0 12數(shù) 序 排 列 ， 0級(jí) 最 高 ， 12級(jí) 最 低 。0 2級(jí) 為 待 發(fā) 展 的 特

30、 高 精 度 等 級(jí) 。3 5級(jí) 為 高 精 度 等 級(jí) ， 用 于 精 密 傳 動(dòng) ， 如 ： 航 空 、 船 用 等6 8級(jí) 為 中 等 精 度 等 級(jí) ， 用 于 汽 車 、 機(jī) 床 傳 動(dòng) 鏈 等9 12級(jí) 為 低 精 度 等 級(jí) ， 重 載 、 低 速 不 重 要 的 齒 輪 ， 如 農(nóng) 機(jī) 。精 度 的 選 擇用 途 、 工 作 條 件 、 傳 遞 功 率 和 圓 周 速 度 的 大 小 及 其 它 技 術(shù) 要求 等 來 選 擇 ： 表 2-20， 表 2-21。 6.齒 輪 的 結(jié) 構(gòu) 與 潤(rùn) 滑 設(shè) 計(jì)Structure design of wheels and gears l

31、ubrication1) 輪 的 基 本 結(jié) 構(gòu) Ld a d wd Flange 輪 緣Spoke 輪 輻Hub 輪 轂 2) 輪 結(jié) 構(gòu) 設(shè) 計(jì) 考 慮 的 主 要因 素足 夠 的 強(qiáng) 度 和 剛 度盡 可 能 減 輕 重 量不 與 周 圍 零 部 件 干 涉加 工 工 藝 性 3) 典 型 輪 結(jié) 構(gòu) p243247a) 齒 輪 軸 m)5.22(小 錐 齒 輪 ： m6.1b) 實(shí) 心 式 mmd a 160c) 腹 板 式 mmd a 500 mm4d1000mm a 00 e) 組 裝 式 直 徑 特 別 大 ， 以 便 節(jié) 省 材 料d) 輪 輻 式 圓 柱 齒 輪 ： 齒 輪

32、軸實(shí) 心 齒 輪 、 鏈 輪 輻 板 式 錐 齒 輪 鑄 造 輻 板 式 齒 輪Ld a wd d Ld a d wd 輪 輻 式 齒 輪 組 裝 式 齒 輪 螺 栓 連 接 式齒 圈 壓 配 式拼 鑄 式 4) 齒 輪 的 潤(rùn) 滑 p275276l潤(rùn) 滑 的 目 的 : 減 小 摩 擦 、 防 銹 和 冷 卻l潤(rùn) 滑 的 設(shè) 計(jì)形 式 選 擇 :齒 輪 節(jié) 圓 速 度 v /(m/s) 潤(rùn) 滑 方 式 0.8 1012 3121215 脂 潤(rùn) 滑 （ 涂 抹 或 充 填 ）浸 油 潤(rùn) 滑飛 濺 潤(rùn) 滑 （ 齒 輪 箱 軸 承 需 靠 齒 輪 浸 油 飛 濺 時(shí) ）壓 力 噴 油 、 噴 霧

33、潤(rùn) 滑潤(rùn) 滑 劑 選 擇 : baste （ 油 脂 ） and lubrication （ 潤(rùn) 滑 油 ） 油 池 潤(rùn) 滑 壓 力 噴 油 潤(rùn) 滑 潤(rùn) 滑 劑 選 擇 : 閉 式 齒 輪 傳 動(dòng) 潤(rùn) 滑 油 運(yùn) 動(dòng) 黏 度 推 薦 值 齒 輪 傳 動(dòng) 設(shè) 計(jì) 的 典 型 問 題 ：已 知 ： 傳 遞 功 率 P (或 傳 遞 扭 矩 T1)， 主 傳 動(dòng)轉(zhuǎn) 速 n1、 輸 出 轉(zhuǎn) 速 n2（ 或 傳 動(dòng) 比 i）求 解 : 傳 動(dòng) 類 型 選 型 、 選 擇 齒 輪 材 料 及 其 熱 處理 、 傳 動(dòng) 比 、 齒 數(shù) 、 模 數(shù) 、 齒 寬 、 中 心 距 、 變 位 系 數(shù) 等 。 l基 于 GB設(shè) 計(jì) l給 出 多 方 案 解 答 l根 據(jù) 設(shè) 計(jì) 結(jié) 果 自 動(dòng) 繪 制 齒 輪 零 件 圖 （ 不 標(biāo) 注 ） 并 且 可 以 根 據(jù)要 求 進(jìn) 行 修 正例 題 2-5：7.計(jì) 算 機(jī) 輔 助 齒 傳 動(dòng) 設(shè) 計(jì)CAD in design of gear pair