机械传动课程设计齿轮传动设计.ppt

《机械传动课程设计齿轮传动设计.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《机械传动课程设计齿轮传动设计.ppt（60页珍藏版）》请在三一办公上搜索。

1、1,机械传动课程设计,齿轮传动,2,初算轴径：如果轴的材料为45号钢，取C=106117轴的直径可按照扭转强度法进行计算，应用公式,当该轴上有一个键槽，d增大；有两个键槽，增大然后把d值圆整成整数,3,齿轮传动,一、齿轮精度（1级）,766 G M GB1009588,齿厚下偏差,第公差组精度（平稳性精度）,第公差组精度（接触精度）,常用精度等级取7，8，9。选择参考相关资料,齿厚上偏差,7 F L GB1009588,第公差组精度（运动精度）,第、公差组精度,4,齿轮传动二、齿轮传动的失效方式、材料及热处理,1.轮齿折断 疲劳折断 过载折断齿根弯曲应力大；齿根应力集中.,措施：增大齿根圆角半

2、径；正变位，增大模数；强化处理：喷丸、滚压处理；,（一）失效形式,5,.轮齿折断,6,齿轮传动,2.齿面点蚀,轮齿在节圆附近一对齿受力；载荷大；滑动速度低形成油膜条件差；接触疲劳产生的小裂纹-扩展-脱落-凹坑。,7,齿轮传动,2.齿面点蚀,措施 提高材料的硬度；加强润滑，提高油的粘度,8,磨损,9,相对滑动速度,10,11,齿轮传动,3.齿面磨损 砂粒、金属屑,措施：加强润滑；开式改闭式传动,12,13,齿轮传动,4.齿面胶合高速重载；散热不良；滑动速度大；齿面粘连后撕脱。,措施：减小模数，降低齿高；抗胶合能力强的润滑油；材料的硬度及配对。,14,.齿面胶合,15,齿轮传动,5.齿面塑性变形,

3、措施：材料的选择及硬度,16,磨损、塑性变形,17,弯曲折断,点蚀,胶合,磨损,塑性变形,齿轮的失效形式,现象与原因？改进措施？,。,。,。,。,。,。,。,。,。,。,18,齿轮失效形式阅读教材P152、153。,19,齿轮传动,（二）齿轮的材料及热处理1.对齿轮材料的基本要求：齿面要硬，齿芯要韧。,齿轮材料对齿轮的承载能力和结构尺寸影响很大，合理选择齿轮材料是设计重要内容之一。选择齿轮材料应考虑如下要求：齿面应有足够的硬度，保证齿面抗点蚀、抗磨损、抗胶合和抗塑性变形的能力；轮齿芯部应有足够的强度和韧性，保证齿根抗弯曲能力；此外，还应具有良好的机械加工和热处理工艺性；以及经济性等要求。,20

4、,齿轮传动,（二）齿轮的材料及热处理1.对齿轮材料的基本要求：齿面要硬，齿芯要韧。,经济性：毛坯选择工艺要求：热处理方式硬度选择：*软齿面硬度350HBS；*软齿面齿轮HBS1-HBS23050*避免胶合的合适配对：软软；软硬；软铁；硬硬。,21,2.常用齿轮材料（见相关资料）钢 45、40Cr、20CrMnTi 铸钢 ZG310-570 铸铁 HT300、QT500-7 有色金属：铜合金、铝合金 非金属：夹布塑胶、尼龙,齿轮传动,齿轮材料选择查P155表8-1,22,2.常用齿轮材料 制造齿轮材料以锻钢（包括轧制钢材）为主，其次是铸钢、铸铁，还有有色金属和非金属材料等。（1）锻钢 制造齿轮的

5、锻钢中以合金钢最为常用，不重要的齿轮采用碳钢。锻钢按热处理方法可分为两类。,齿轮传动,23,2.常用齿轮材料 1）调质齿轮用钢 常用材料有40Cr、42SiMn、35CrMo、40CrNiMo、30CrNi3及45号碳钢等。一般经调质或正火处理后切齿，齿轮精度一般为8级，高精度切齿可达7级，齿面硬度350HBS，称为软齿面齿轮。一对软齿面齿轮啮合，由于小齿轮啮合次数比大齿轮多，小齿轮易磨损，为了使大、小齿轮寿命接近相等，应使小齿轮的齿面硬度比大齿轮高3050HBS。软齿面齿轮用于齿轮尺寸紧凑性和精度要求不高，载荷不大的中低速场合。,齿轮传动,24,2.常用齿轮材料 2）表面硬化齿轮用钢齿面硬度

6、350HBS的齿轮称为硬齿面齿轮。轮坯切齿后经表面硬化热处理，形成硬齿面，再经磨齿后精度可达6级以上。与软齿面齿轮相比，硬齿面齿轮大大提高齿轮的承载能力，结构尺寸和重量明显减小，综合经济效益显著提高。我国齿轮制造业已普遍采用合金钢及硬齿面、磨齿、高精度、轮齿修形等工艺方法，生产硬齿面齿轮。常用表面硬化热处理主要有：表面淬火；滲碳淬火；滲氮；碳氮共滲。,齿轮传动,25,2.常用齿轮材料（2）铸钢 铸钢的力学性能稍低于锻钢。当齿轮尺寸较大而轮坯难以锻造时，可用铸钢，切齿前须经退火、正火及调质处理。,齿轮传动,26,2.常用齿轮材料（3）铸铁 灰铸铁的抗弯及耐冲击能力都很差，但它易铸造、易切削，具有

7、良好的耐磨性和消震性，成本低廉。可用于低速、载荷不大的开式齿轮传动。球墨铸铁的强度比灰铸铁高得很多，具有良好的韧性和塑性。在冲击不大的情况下，代替钢制齿轮。,齿轮传动,27,2.常用齿轮材料（4）有色金属和非金属材料有色金属（如铜合金、铝合金）用于有特殊要求的齿轮传动。非金属材料的使用日益增多，常用有夹布胶木和尼龙等工程塑料，用于低速、轻载、要求低噪声而对精度要求不高的场合。由于非金属材料的导热性差，故需与金属齿轮配对使用，以利于散热。,齿轮传动,齿轮材料许用应力进入,28,三、齿轮的设计准则,设计齿轮传动时，应根据实际工况条件，分析主要失效形式，确定相应的设计准则，进行设计计算。,29,三、

8、齿轮的设计准则,开式齿轮传动的主要失效形式是磨损及弯曲疲劳折断，目前对磨损尚无成熟的设计计算方法，故通常按齿根弯曲疲劳强度进行设计计算，并将模数增大10%20%，以考虑磨损的影响。,30,齿轮传动,对于闭式软齿面齿轮传动，主要失效形式是齿面疲劳点蚀，其次是弯曲疲劳折断。故先按照齿面接触疲劳强度设计，然后校核齿根弯曲疲劳强度。对于闭式硬齿面齿轮传动，主要失效形式是齿根疲劳折断，其次是齿面疲劳点蚀。故先按照齿根弯曲疲劳强度设计，然后校核齿面接触疲劳强度。,三、齿轮的设计准则,31,齿轮传动,四、圆柱齿轮的计算载荷名义载荷：,32,齿轮传动,载荷系数K,33,齿轮传动,五、直齿圆柱齿轮传动的强度计算

9、（一）轮齿的受力分析,34,齿轮传动,直齿圆柱齿轮的受力分析,35,齿轮传动,（二）直齿圆柱齿轮齿面接触疲劳强度计算 计算齿轮节点处的接触应力,36,齿轮传动,（二）直齿圆柱齿轮齿面接触疲劳强度计算,K载荷系数ZE弹性系数，查表8-6ZH区域系数，取ZH=2.5u齿数比 Z2/Z1 b齿宽，b1-b2=5mm,用b2代入计算,37,齿轮传动,（二）直齿圆柱齿轮齿面接触疲劳强度计算,齿宽系数查表8-8.,38,齿轮传动,（二）直齿圆柱齿轮齿面接触疲劳强度计算,若两齿轮材料都选用刚时，,代入公式得：,39,齿轮传动,（二）直齿圆柱齿轮齿面接触疲劳强度计算,应用公式注意：1）两齿轮的接触应力相等；2

10、）两齿轮的许用接触应力不同，应取较小值进行计算；3）齿轮的齿面接触疲劳强度与齿轮的直径或中心距的大小有关，而与模数无关。,40,齿轮传动,（三）齿根弯曲疲劳强度计算,建立力学模型：假设全部载荷作用于齿顶；不计径向分力产生的压应力；用30切线法确定危险截面。,41,齿轮传动,（三）齿根弯曲疲劳强度计算,计入齿根的应力集中考虑单对齿的啮合点位置,42,齿轮传动,（三）齿根弯曲疲劳强度计算,43,齿轮传动,（三）齿根弯曲疲劳强度计算,开式齿轮m增大1015%；不小于1.5,44,齿轮传动五、直齿圆柱齿轮传动的强度计算 小结,1.应力、许用应力、强度的关系两齿轮弯曲应力是否相同？许用应力呢？,2.齿轮

11、弯曲强度比较,45,3.两轮接触强度比较,齿轮传动五、直齿圆柱齿轮传动的强度计算 小结,46,齿轮传动,六、齿轮传动的参数选择和许用应力（一）设计参数的选择 1.齿数比u 压力角a,压力角 齿厚 曲率半径,弯曲强度 接触强度,2.小轮齿数z1（d不变，即中心距a为定值）z1 重叠系数大，传动平稳；模数小，节约材料及加工量；但抗弯曲差；齿高减小，降低VS，抗胶合能力强。,开式传动：z1=1720；闭式传动：z1=2040,47,齿轮传动,3.齿宽系数 齿愈宽，直径和中心距小 但载荷分布不均,（一）设计参数的选择,4.变位系数 避免根切；凑中心距、凑传动比；提高强度,48,齿轮传动,（二）齿轮传动

12、许用应力,49,齿轮传动,（二）齿轮传动许用应力,一般取中间MQ偏下值；硬度超过范围可外插法取值；对称循环弯曲应力取70%。,50,分析中间齿轮接触应力和弯曲应力的特点？,51,齿轮传动,七、齿轮的结构设计,？,52,齿轮传动,七、齿轮的结构设计,53,齿轮传动,七、齿轮的结构设计,54,齿轮传动,七、齿轮的结构设计,55,齿轮传动,七、齿轮的结构设计,56,齿轮传动,七、齿轮的结构设计,57,齿轮传动,七、齿轮的结构设计,58,齿轮传动,七、齿轮的结构设计,59,齿轮传动,八、齿轮传动的润滑（自学）,60,自动门设计套丝机设计高架灯电剪刀排揽装置冰激凌搅拌机水果削皮机停车限位器减速箱自选题目,