齿轮传动实用计算课件.ppt

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1、,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）,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,齿轮的几何尺寸计算,齿顶圆直径 da = d+2 ha = (z+2ha*)m,齿根圆 df = d -2 hf = (z - 2ha*- 2c*)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 ha= ha*m,齿根高 hf = (ha*+ c*)m,齿全高

2、h = ha +hf = (2 ha*+c*)m,基圆 db= dcos,基圆齿距与法向齿距 pb= pn= pcos,齿轮材料与精度选择,表2 齿轮常用材料及其力学性能,表3 常用齿轮传动精度等级及其应用,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。,u齿数比，+用于外啮合， 用于内啮合b接触齿宽，mmd齿宽系数表10-7,对于钢制齿轮：齿面接触疲劳强度：,KHN 接触疲劳寿命系数，见图10-23 （应力循环次数 N = 60njLh

3、） j齿轮转一圈时，同一齿面的啮合次数 （ j1 = 1 ; j2 = 1/i ） Hlim试验齿轮的接触疲劳极限，见图10-25d； SH 接触强度计算的安全系数，一般SH=1；亦见下表10-5(补)。,表10-5(补) 安全系数SH和SF,代入较小值,许用接触应力,式（10-14）,校核式,设计式,YFa外齿轮齿形系数 图10-17Ysa外齿轮应力修正系数 图10-18m模数，mm,齿根弯曲疲劳强度计算,KFN 弯曲疲劳寿命系数 图10-22Flim试验齿轮的弯曲疲劳极限，由图10-24c查得； SF 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,1齿数比u,单

4、级u57，常用 u=35；u7，常用多级传动,参数选择,为避免根切，标准齿轮z17；闭式软齿面，为平稳和减小加工量，z1=2040；闭式硬齿面，速度高，为平稳， z1=2040；开式传动，为耐磨，z1=1720；为使齿面磨损均匀，z1、z2应互质；,2齿数z,3. 模数m,m应取标准值；动力齿轮，m2mm；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。,一、圆柱齿轮的结构,齿轮轴x 2mtmt端面模数,实心式x 2mtda160mm,腹板式,(160mmda500mm),轮辐式,(da400mm),闭式，油池润滑( v 12m

5、/s) 最低油面=全齿高10mm 最高油面(1/31/6)r 喷油润滑( v12m/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,润滑油粘度选择,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 ZE 表10-5,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，YFa ,Ysa按当量齿数zV=z/cos3查取图10-17,10-18,案例分析,已知条件:两班制，载荷较平稳空载起动，单向

6、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,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,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,例题标准斜齿圆柱齿轮传动设计,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

7、旋角,=820，取= 12,模数m2mm 齿数z1=2040,m =2mm， z1 29m =2.5mm，z1 23m =3mm， z1 19,例题标准斜齿圆柱齿轮传动设计,z2=iz1=4.429 =127.6128,m =2mm，z1 = 29,取a=160 mm,例题标准斜齿圆柱齿轮传动设计,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,mn =2mm,例题标准斜齿圆柱齿轮传动设计,查图9-32c,查表9-7,安全!,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,孔板式,da1 = 63

8、.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,da2 = 264.892mm,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,设计结果,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,试验齿轮的接触疲劳极限Hlim,试验齿轮的弯曲疲劳极限Flim,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,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190

9、HBS,表9-7 安全系数SH和SF,例题标准直齿圆柱齿轮传动设计,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9-1 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9-5 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,斜:zV=z/co

10、s3锥:zV=z/cos,齿形系数与m无关，与齿数和压力角有关。 zYFs F ,表9-8 标准外齿轮的齿形系数YF,第九节标准直齿圆柱齿轮传动的强度计算,斜:zV=z/cos3锥:zV=Z/cos,齿形系数与m无关，与齿数和压力角有关。 zYFs F ,表9-8 标准外齿轮的齿形系数YF,YF1=2.50,YF2=2.14,例题标准直齿圆柱齿轮传动设计,斜:zV=z/cos3锥:zV=z/cos,齿形系数与m无关，与齿数和压力角有关。 zYFs F ,表9-8 标准外齿轮的齿形系数YF,例题标准斜齿圆柱齿轮传动设计,斜:zV=z/cos3锥:zV=z/cos,齿形系数与m无关，与齿数和压力角有关。 zYFs F ,表9-8 标准外齿轮的齿形系数YF,例题标准直齿圆锥齿轮传动设计,