第四章_直齿圆柱齿轮传动
齿轮传动计算题(带答案)
第四章齿轮传动计算题专项训练(答案);1、已知一标准直齿圆柱齿轮的齿数z=36,顶圆d;2、已知一标准直齿圆柱齿轮副,其传动比i=3,主;3、有一对标准直齿圆柱齿轮,m=2mm,α=20;4、某传动装置中有一对渐开线;5、已知一对正确安装的标准渐开线正常齿轮的ɑ=2;解:144=4/2(Z1+iZ1)Z1=18Z2;d 1=4*18=72d2=4*54=216第四章齿轮传动计算题专项训练(答案)1、已知一标准直齿圆柱齿轮的齿数z=36,顶圆da=304mm。
试计算其分度圆直径d、根圆直径df、齿距p以及齿高h。
2、已知一标准直齿圆柱齿轮副,其传动比i=3,主动齿轮转速n1=750r/mi n,中心距a=240mm,模数m=5mm。
试求从动轮转速n2,以及两齿轮齿数z1和z 2。
3、有一对标准直齿圆柱齿轮,m=2mm,α=200, Z1=25,Z2=50,求(1)如果n1=960r/min,n2=?(2)中心距a=?(3)齿距p=?答案: n2=480 a=7 5 p=6.284、某传动装置中有一对渐开线。
标准直齿圆柱齿轮(正常齿),大齿轮已损坏,小齿轮的齿数z1=24,齿顶圆直径da1=78mm, 中心距a=135mm, 试计算大齿轮的主要几何尺寸及这对齿轮的传动比。
解: 78=m(24+2) m=3 a=m/2(z1 +z2) 135=3/2(24+z2) z2 =66 da2=3*66+2*3=204 df2=3*66-2*1.25*3=190.5 i =66/24=2.755、已知一对正确安装的标准渐开线正常齿轮的ɑ=200,m=4mm,传动比i12 =3,中心距a=144mm。
试求两齿轮的齿数、分度圆半径、齿顶圆半径、齿根圆半径。
解: 144=4/2(Z1+iZ1) Z1=18 Z2=3*18=54d1=4*18 =72 d2=4*54 =216da1=72+2*4=80 ra1=(72+2*4)/2=40da2=216+2*4=224 ra2=(216+2*4)/2=112df1=72-2*1,25*4=62 rf1=(72-2*1,25*4)/2=31 df2=216-2*1,25*4=206 rf 2=(216-2*1,25*4)/2=1036、已知一对外啮合标准直齿圆柱齿轮传动的标准中心距a=150mm,传动比i12=4, 小齿轮齿数Z1=20。
第4章齿轮习题答案
习 题(答案)1.选择题1)一般开式齿轮传动的主要失效形式是 3 。
(1)齿面胶合 (2)齿面疲劳点蚀 (3)齿面磨损或轮齿疲劳折断 (4)轮齿塑性变形2)高速重载齿轮传动,当润滑不良时,最可能出现的失效形式是 1 。
(1)齿面胶合 (2)齿面疲劳点蚀 (3)齿面磨损 (4)轮齿疲劳折断3)材料为45钢齿轮,经调质处理后其硬度值约为 2 。
(1)(45~50)HRC (2)(220~270)HBW (3)(160~180 )HBW (4)(320~350)HBW 4)齿面硬度为(56~62)HRC 的合金钢齿轮的加工工艺过程为 3 。
(1)齿坯加工、淬火、磨齿、滚齿 (2)齿坯加工、淬火、滚齿、磨齿 (3)齿坯加工、滚齿、渗碳淬火、磨齿 (4)齿坯加工、滚齿、磨齿、淬火 5)齿轮传动中齿面的非扩展性点蚀一般出现在 2 。
(1)跑合阶段 (2)稳定性磨损阶段 (3)剧烈磨损阶段 (4)齿面磨料磨损阶段 6)对于开式齿轮传动,在工程设计中,一般 4 。
(1)按接触强度设计齿轮尺寸,再校核弯曲强度(2)按弯曲强度设计齿轮尺寸,再校核接触强度 (3)只需按接触强度设计 (4)只需按弯曲强度设计7)一对标准直齿圆柱齿轮,已知1z =18,2z =72,则这对齿轮的接触应力 3 。
(1)H2H1σσ> (2)H2H1σσ<(3)H2H1σσ= (4)H2H1σσ≤ 8)一对标准渐开线圆柱齿轮要正确啮合时,它们的 2 必须相等。
(1)直径 (2)模数(3)齿宽 (4)齿数9)设计闭式硬齿面齿轮传动时,若直径一定,则应取较少齿数,使模数增大以 2 。
(1)提高齿面接触强度 (2)提高齿根弯曲疲劳强度 (3)减少加工切削量,提高生产率 (4)提高抗塑性变形能力10)在直齿圆柱齿轮设计中,若中心距保持不变,而把模数增大,则可以 2 。
(1)提高齿面接触强度 (2)提高轮齿的弯曲强度 (3)弯曲与接触强度均可提高 (4)弯曲与接触强度均不变11)当 4 ,则齿根弯曲强度增大。
第4章齿轮传动—答案
课程名:机械设计基础 (第四章) 题型 计算题、作图题考核点:齿轮机构的尺寸计算和齿轮啮合的特性1. 已知一对外啮合正常齿制标准直齿圆柱齿轮m=3mm ,z1=19,z2=41,试计算这对齿轮的分度圆直径、中心距。
(6分)解:两齿轮分度圆直径:d1=mz1=3×19=57mm d2=mz2=3×41=123mm 中心距:a=(d1+d2)/2=(57+123)/2=90mm2.已知一对外啮合标准直齿圆柱齿轮的标准中心距a=160mm ,齿数z1=20,z2=60,求模数和分度圆直径。
(6分)解:由于a=m(z1+z2)/2 故模数m=2a/(z1+z2)=(2×160)/(20+60)=4mm 分度圆直径:d1=mz1=4×20=80mm d2=mz2=4×60=240mm3.已知一正常齿制标准直齿圆柱齿轮的齿数z=25,齿顶圆直径Da=135mm ,求该齿轮的模数。
(6分)解:因正常齿制的齿顶高系数为1,Da=m(z+2)=135mm该齿轮的模数 m=135/(z+2)=135/(25+2)=5mm*4 已知一正常齿制标准直齿圆柱齿轮α=20°,m=10mm,z=40,试分别求出分度圆、齿顶圆上渐开线齿廓的曲率半径和压力角。
(10分)解:1)分度圆直径:D=mz=10×40=400mm 压力角:α=20°分度圆上渐开线齿廓的曲率半径:mm d 4.6820sin 2400sin 2=︒⨯==αρ 2)齿顶圆直径:Da=m(z+2)=10×(40+2)=420mm基圆直径:Db=Dcos α=400×cos20=375.877mm齿顶圆压力角:︒===--5.26420877.375cos cos 11Da Db a α 齿顶圆上渐开线齿廓的曲率半径:mm Da a a 7.935.26sin 2420sin 2=︒==αρ*5 试比较正常齿制渐开线标准直齿圆柱齿轮(外齿轮)的基圆和齿根圆,在什么条件下基圆大于齿根圆?什么条件下基圆小于齿根圆?(10分)解:基圆直径:Db=mzcos α齿根圆直径:Df=m(z-2h a *-2c *)=m(z -2-2×0.25)=m(z -2.5) 令基圆>齿根圆:45.4120cos 15.2)5.2(cos =︒-<->z z m mz α 故齿数Z <42时,基圆直径>齿根圆直径;Z ≥42时,基圆直径<齿根圆直径。
第四章齿轮机构
(5)、在任意圆上dk 齿槽宽ek 齿厚SK 齿距PK= ek+SK
基节 Pb
基节—基圆上的齿距
周节 P
周节—分度圆上的齿距
P=s+e=2s=2e
总之,齿轮与齿条啮合时,不论是否标准安装,齿轮分度圆与节 圆总是重合的,啮合角 恒等于分度圆压力角 。只是在非标准安装 时,齿条的节线与其分度线不再重合。
§4-6 渐开线齿轮的加工方法及根切现象
齿轮加 工方法
铸造法 热轧法
冲压法 粉末冶金法 模锻法 成形法
铣削 拉削
切制法 (最常用)
插齿
范成法 滚齿 (展成法 共轭法 剃齿 包络法)
轮齿廓上由齿顶 向齿根移动;
终止啮合点:主动轮的齿顶点与从动轮的齿根处某点
接触,在啮合线N1N2上为主动轮的齿顶 圆与啮合线N1N2的交点B1。
——实际啮合线 齿廓工作段,齿廓非工作段
——理论啮合线
2、连续传动条件
要求:前一对轮齿脱离啮合时,后一对轮齿必须已经进入啮合 或刚刚进入啮合
B1B2 Pb 或
磨齿
一、齿轮轮齿的加工方法 1.成形法(仿形法)
成形法是在普通铣床上用轴向剖面形状与被切齿轮齿 槽形状完全相同的铣刀切制齿轮的方法,如图所示。铣完 一个齿槽后,分度头将齿坯转过3600/z,再铣下一个齿槽 ,直到铣出所有的齿槽。
成形法加工方便易行,但精度难以保证。由于渐开线齿廓形状取 决于基圆的大小,而基圆半径rb=(mzcosα)/2,故齿廓形状与m、z 、α有关。欲加工精确齿廓,对模数和压力角相同的、齿数不同的 齿轮,应采用不同的刀具,而这在实际中是不可能的。生产中通常 用同一号铣刀切制同模数、不同齿数的齿轮,故齿形通常是近似的 。表中列出了1-8号圆盘铣刀加工齿轮的齿数范围。
第四章 齿轮机构工作原理
o1
rb1 k1
N1
k2
N2
P
rb2 o2
r'2
2
3、渐开线齿轮传动具 有可分性
当两齿轮制成后,基
1
o1 rb1
N1
圆半径便已确定,以不同
的中心距(a或a‘)安装这对 齿轮,其传动比不会改变。 N2
' N1
P
p' rb2
1 o 2 P rb 2 i12 2 o1P rb1
1 o2 p' rb 2 i12 2 o1p' rb1
ω2 P23
的两段成反比。
结论:
1、要使两齿轮的 瞬时传动比为一常数, 则不论两齿廓在任何 位置接触,过接触点 所作的两齿廓公法线 都必须与连心线交于 一定点p。 n o2 (P12)
3
P13 o1
ω1
1 k1k
n
p
2
ω2 P23
3 2、定点p称为节 点,以o1和o2为圆心,
P13 o1
过节点p作的两相切
曲率半径
发生线
K
ρk
rk
N
K0
k
O
基圆
发生线
(3)渐开线齿廓上 各点的压力角不同。
Vk
ρk 曲率半径
k
K
点K离基圆中心O
愈远,压力角愈大。
P k rk K0
N
NOK= k
rb k k
O
基圆
rb cos k rk
(4) 渐开线的形状取决 于基圆的大小,基圆越 大,渐开线越平直,当 基圆半径趋于无穷大时,
pb m1 cos1 m2 cos 2
m1 m2 m
已知标准直齿圆柱齿轮传动
已知标准直齿圆柱齿轮传动
直齿圆柱齿轮传动是机械传动中常见的一种形式,它通过齿轮的啮合来传递动
力和运动。
在工程设计中,对于已知标准直齿圆柱齿轮传动的设计和计算是非常重要的。
本文将对已知标准直齿圆柱齿轮传动进行详细的介绍和分析。
首先,我们需要了解直齿圆柱齿轮传动的基本结构和工作原理。
直齿圆柱齿轮
由两个或多个啮合的齿轮组成,其中一个为主动轮,另一个为从动轮。
当主动轮转动时,通过啮合传递给从动轮,从而实现动力的传递。
在设计直齿圆柱齿轮传动时,需要考虑齿轮的模数、齿数、压力角等参数,以及齿轮的材料、硬度等因素。
其次,我们需要进行齿轮传动的计算和设计。
在进行计算时,需要确定传动比、齿轮的模数和齿数,以及齿轮的啮合角、齿顶高、齿根高等参数。
通过这些参数的计算,可以确定齿轮的尺寸和啮合条件,从而满足传动的要求。
在设计过程中,还需要考虑齿轮的强度和耐用性,以及齿轮轴的选材和尺寸。
另外,我们还需要注意直齿圆柱齿轮传动的安装和维护。
在安装过程中,需要
保证齿轮的正确啮合和轴线的对中,以及齿轮的润滑和冷却。
在使用过程中,需要定期检查齿轮的磨损和啮合状态,及时更换润滑油和密封件,以确保齿轮传动的正常运行。
总之,已知标准直齿圆柱齿轮传动的设计和计算是一项复杂而重要的工作。
只
有充分了解齿轮传动的结构和工作原理,进行准确的计算和设计,以及注意安装和维护过程中的细节,才能确保齿轮传动的正常运行和长期稳定性。
希望本文的介绍和分析能够对相关工程设计和实际应用提供一定的帮助和参考。
机械设计基础课件——第四章齿轮传动
第二节 渐开线齿廓
▪ 一、渐开线齿廓的形成和性质 ▪ 1.渐开线的形成 ▪ 如图4-2a所示,直线n-n沿一个半径为rb的圆周作无
滑动的纯滚动,该直线上任一点的K的轨迹AK称为 该圆的渐开线。这个圆称为基圆,该直线称为渐开 线的发生线。∠AOK(∠AOK=θK)称为渐开线在K 点的展角。
图 4-2
▪ 2.渐开线齿廓的压力角
▪ 齿轮传动中,齿廓在K点啮合时,作用于K点的法向力Fn与齿轮上K点速 度方向所夹的锐角,称为渐开线上K点处的压力角,用αk表示,由图4-2b 可见,αk=∠NOK,设K点的内径为rk,于是:
▪
cosαk=rb/rk
▪ 3.渐开线的性质
▪ 根据渐开线的形成,可知渐开线具有如下性质:
▪ 齿顶圆与齿根圆之间的径向距离称为齿高,用h表示。
▪ 二、渐开线标准直齿圆柱齿轮的基本参数
▪ 1.齿数
▪ 在齿轮整个圆周上轮齿的数目称为该齿轮的齿数,用z表示。
▪ 2.模数
▪ 分度圆的周长为dπ=pz,于是分度圆的直径d=pz/π,由于式中π是无理 数,故将p/π的比值制定成一个简单的有理数列,以利计算,并把这个 比值称为模数,以m表示。
▪ (4)渐开线的形状取决于基圆的大小。基圆越大渐开线就越平直,当基 圆的半径无穷大时,那么渐开线就是直线了,如图4 3b所示。
▪ (5)基圆内无渐开线。
▪ 二、渐开线齿廓啮合特性 ▪ 1.渐开线齿廓能保证定传动比传动 ▪ 2.渐开线齿廓之间的正压力方向不变 ▪ 3.渐开线齿廓传动具有中心距可分性
第四章 齿轮传动
第一节 齿轮传动的类型、特点和应用
▪ 一、齿轮传动的类型 ▪ 齿轮传动的类型很多,下面介绍几种常用的分类方法。 ▪ (1)按一对齿轮两轴线的相对位置分为平行轴齿轮传动、相交轴
(完整版)齿轮传动计算题(带答案)
第四章齿轮传动计算题专项训练(答案);1、已知一标准直齿圆柱齿轮的齿数z=36,顶圆d;2、已知一标准直齿圆柱齿轮副,其传动比i=3,主;3、有一对标准直齿圆柱齿轮,m=2mm,α=20;4、某传动装置中有一对渐开线;5、已知一对正确安装的标准渐开线正常齿轮的ɑ=2;解:144=4/2(Z1+iZ1)Z1=18Z2;d 1=4*18=72d2=4*54=216第四章齿轮传动计算题专项训练(答案)1、已知一标准直齿圆柱齿轮的齿数z=36,顶圆da=304mm。
试计算其分度圆直径d、根圆直径df、齿距p以及齿高h。
2、已知一标准直齿圆柱齿轮副,其传动比i=3,主动齿轮转速n1=750r/mi n,中心距a=240mm,模数m=5mm。
试求从动轮转速n2,以及两齿轮齿数z1和z 2。
3、有一对标准直齿圆柱齿轮,m=2mm,α=200, Z1=25,Z2=50,求(1)如果n1=960r/min,n2=?(2)中心距a=?(3)齿距p=?答案: n2=480 a=7 5 p=6.284、某传动装置中有一对渐开线。
标准直齿圆柱齿轮(正常齿),大齿轮已损坏,小齿轮的齿数z1=24,齿顶圆直径da1=78mm, 中心距a=135mm, 试计算大齿轮的主要几何尺寸及这对齿轮的传动比。
解: 78=m(24+2) m=3 a=m/2(z1 +z2) 135=3/2(24+z2) z2 =66 da2=3*66+2*3=204 df2=3*66-2*1.25*3=190.5 i =66/24=2.755、已知一对正确安装的标准渐开线正常齿轮的ɑ=200,m=4mm,传动比i12 =3,中心距a=144mm。
试求两齿轮的齿数、分度圆半径、齿顶圆半径、齿根圆半径。
解: 144=4/2(Z1+iZ1) Z1=18 Z2=3*18=54d1=4*18 =72 d2=4*54 =216da1=72+2*4=80 ra1=(72+2*4)/2=40da2=216+2*4=224 ra2=(216+2*4)/2=112df1=72-2*1,25*4=62 rf1=(72-2*1,25*4)/2=31 df2=216-2*1,25*4=206 rf 2=(216-2*1,25*4)/2=1036、已知一对外啮合标准直齿圆柱齿轮传动的标准中心距a=150mm,传动比i12=4, 小齿轮齿数Z1=20。
直齿圆柱齿轮传动设计
直齿圆柱齿轮传动设计首先,设计直齿圆柱齿轮传动需要确定齿轮的参数。
齿轮的参数包括模数m、齿数z、齿宽b、压力角α等。
模数决定了齿轮的尺寸,一般根据传动功率、转速等参数进行估算。
齿数z决定了齿轮的传动比,一般根据传动机构的要求确定。
齿宽b根据齿轮的载荷大小进行估算。
压力角α一般选取20°、22.5°、25°等常用的值。
确定了这些参数后,可以根据齿轮的几何特征进行齿轮的绘制。
接下来,需要计算直齿圆柱齿轮的传动比。
传动比一般定义为输入轴的转速与输出轴的转速之比,可以根据齿轮参数和传动机构的要求进行计算。
传动比的计算公式为:传动比=输出轴齿轮齿数/输入轴齿轮齿数在计算传动比时,还需要考虑两个齿轮的模数是否相等,如果不相等,需要进行修正。
修正公式为:修正传动比=传动比×(模数2/模数1)其中,模数1为输入轴齿轮的模数,模数2为输出轴齿轮的模数。
当修正传动比计算完成后,可以根据实际需求进行调整。
然后,需要进行齿轮的强度校核。
齿轮的强度校核是为了保证齿轮在正常工作状态下不会产生破坏。
常用的齿轮强度计算理论有力学强度设计法和面强度设计法。
力学强度设计法主要考虑齿轮的破坏形式为齿面弯曲破坏,通过计算齿面弯曲强度和弯曲疲劳强度来进行判断。
面强度设计法主要考虑齿轮的破坏形式为齿面所受的接触压力引起的疲劳破坏,通过计算齿面强度和疲劳寿命来进行判断。
最后,需要进行齿轮传动的精度校核。
直齿圆柱齿轮传动的精度校核主要有几何精度校核和运动精度校核。
几何精度校核包括齿轮齿宽误差、齿轮齿距误差和齿轮齿高误差等方面。
运动精度校核主要包括齿轮传动的轻载配合误差和重载配合误差两方面。
通过对齿轮传动的精度校核,可以保证齿轮传动的正常运行和传动精度。
综上所述,直齿圆柱齿轮传动的设计过程包括齿轮参数的选择、传动比的计算、齿轮的强度校核和精度校核。
在设计过程中,需要根据传动机构的要求和实际情况进行参数选择和计算,并进行强度和精度的校核。
直齿圆柱齿轮的特点
直齿圆柱齿轮的特点直齿圆柱齿轮是一种常见的齿轮传动装置,具有以下特点:1. 齿轮副传动平稳可靠:直齿圆柱齿轮的齿面是直线的,与轴线平行,因此齿轮之间的啮合更为紧密,传动效率高,运动平稳可靠。
同时,直齿圆柱齿轮的齿面接触面积大,分布均匀,能够承受较大的载荷和冲击。
2. 传动比简单明确:直齿圆柱齿轮的齿数决定了传动比,只需通过改变齿轮的齿数比例,即可实现不同的传动比。
传动比的简单明确性使得直齿圆柱齿轮广泛应用于各种机械设备中。
3. 制造工艺相对简单:直齿圆柱齿轮的制造相对简单,加工工艺成熟,成本较低。
齿轮加工通常采用铣齿机、磨齿机等设备,可以实现高精度的齿轮加工。
4. 使用寿命较长:直齿圆柱齿轮的齿面接触面积大,分布均匀,能够承受较大的载荷和冲击,因此具有较长的使用寿命。
此外,直齿圆柱齿轮的齿面磨损较为均匀,不容易产生齿面磨损的不均匀现象。
5. 效率较低:直齿圆柱齿轮传动的效率一般较低,特别是在高速、大功率传动中,由于齿轮啮合时产生的摩擦力和齿面磨损会导致一定的能量损失,使得传动效率下降。
6. 噪声较大:直齿圆柱齿轮的啮合过程中会产生一定的冲击和振动,因此噪声较大。
在高速传动或要求低噪声的场合,通常需要采取降噪措施,例如采用斜齿圆柱齿轮或蜗杆传动。
7. 不适用于高精度传动:直齿圆柱齿轮的制造精度有限,齿面接触不均匀,因此不适用于要求较高精度的传动场合。
在对传动精度要求较高的场合,通常需要采用斜齿圆柱齿轮、渐开线齿轮等。
直齿圆柱齿轮具有传动平稳可靠、制造工艺简单、使用寿命较长等优点,但其效率较低、噪声较大,不适用于高精度传动。
在实际应用中,需要根据具体的传动要求和条件选择合适的齿轮类型。
第四章 齿轮机构
根据两轴的相对位置: 10.1.1 Planar Gear Mechanisms平面齿轮机构 are used to transmit motion and power between parallel shafts.
10.1.2 Spatial Gear Mechanisms空间齿轮机构 are used to transmit motion and power between nonparallel shafts.
相交轴: 圆锥齿轮传动(直齿、曲齿) 交错轴: 交错轴斜齿轮、蜗杆传动 齿轮传动最基本的要求:瞬时传动比恒定、承载力强 工程上常用渐开线、摆线、圆弧齿齿廓
10.1 齿轮机构的类型 • 圆柱齿轮 ----- 定传动比齿轮
• 非圆柱齿轮---- 传动比非常数
In this chapter, only circular gears are considered.在本章中 只讨论圆柱齿轮传动。
分度圆处:齿距p、齿厚S、齿槽宽e←不加注明、下标 三. 各直径计算:
齿顶高ha=ha*m
齿根hf=(ha*+c*)m 全齿高h=ha+hf ha*,c*-齿顶高、 顶隙系数,表(4-2)
→常用标准值
p s e m d Z p Zm m p 模数表(4-2)
分度圆:
§4-4渐开线标准齿轮各部分名称及基本尺寸
一.基本名称
p.54
齿厚sk, 齿槽宽 ek 齿顶圆 da 齿根圆df
齿距pk=sk+ek (节距) 齿数 Z pk 压力角α k
k
k
k
dk
Z
dk
pk
Zຫໍສະໝຸດ (4 - 4)二. 分度圆及各尺寸关系
标准直齿圆柱齿轮
标准直齿圆柱齿轮直齿圆柱齿轮是一种常见的机械传动装置,其结构简单、传动效率高,被广泛应用于各种机械设备中。
本文将从直齿圆柱齿轮的定义、结构、工作原理、制造工艺以及应用领域等方面进行介绍。
一、定义。
直齿圆柱齿轮是一种以圆柱面为齿轮齿面的齿轮,其齿轮齿面与齿轮轴线平行,齿轮齿面为直线。
直齿圆柱齿轮通常由两个或多个齿轮组成齿轮传动系统,通过齿轮的啮合传递动力和运动。
二、结构。
直齿圆柱齿轮通常由齿轮轮毂、齿、齿顶、齿根、齿面等部分组成。
齿轮的结构设计需要考虑齿轮的模数、齿数、齿轮厚度、齿轮硬度等参数,以保证齿轮的强度、耐磨性和传动精度。
三、工作原理。
直齿圆柱齿轮传动是通过齿轮的啮合来传递动力和运动的。
当齿轮轴转动时,齿轮的齿与相邻齿轮的齿啮合,通过齿面的啮合来传递动力,实现齿轮的旋转运动。
直齿圆柱齿轮传动具有传递功率大、传动效率高、传动比稳定等特点。
四、制造工艺。
直齿圆柱齿轮的制造工艺通常包括齿轮设计、齿轮加工、热处理、齿面加工、齿轮组装等环节。
齿轮的制造需要严格控制齿轮的几何尺寸和表面质量,以保证齿轮的传动精度和使用寿命。
五、应用领域。
直齿圆柱齿轮广泛应用于各种机械设备中,如汽车变速箱、工程机械、农业机械、船舶、风力发电机组等。
直齿圆柱齿轮传动系统具有传动功率大、传动效率高、传动比稳定等优点,被广泛应用于各种重载、高速、高精度的机械传动系统中。
六、结语。
直齿圆柱齿轮作为一种常见的机械传动装置,具有结构简单、传动效率高等优点,被广泛应用于各种机械设备中。
通过本文的介绍,相信读者对直齿圆柱齿轮有了更深入的了解,希望能对读者有所帮助。
直齿圆柱齿轮传动的特点
直齿圆柱齿轮传动的特点
直齿圆柱齿轮传动是常见的机械传动方式之一,下文将从其结构、传
动机理以及特点三个方面来探讨其特点。
首先,直齿圆柱齿轮传动的结构相对简单,由两个齿轮组成,一个为
主动轮,一个为被动轮,两个齿轮的齿廓为圆柱形,齿轮轴轴线平行
且相交于一点。
它的结构简单、制造工艺成熟,易于维修保养,广泛
应用于各种传动领域。
其次,直齿圆柱齿轮传动的传动机理对于力的传递具有高效、稳定的
特点。
在传动过程中,以主动轮为基准,通过齿轮齿廓的啮合,将动
力传递给被动轮,从而实现旋转力矩的传递。
同时,齿轮传动的啮合
面积大,齿数多,接触面积广,摩擦系数小,从而具有传递能力强、
传动效率高的优点。
最后,直齿圆柱齿轮传动还具有一些特殊的特点。
例如,它可以实现
正反转转向,可以承受较大的变速比,可以分别实现单级、多级传动等。
同时,齿轮的材质选用也较灵活,可以根据具体应用场景来选择
合适的材料,例如钢、铸铁、铜合金等。
而且,由于其传动机理简单,传动链条清晰,因此可以减轻噪音、提升精度。
综上所述,直齿圆柱齿轮传动具有结构简单、稳定高效、特殊的传动
特点等多种优点。
在各种机械传动系统中都有广泛应用。
还需要注意
的是,在使用直齿圆柱齿轮传动时,需要注意保持齿轮的清洁、润滑,避免过载使用和不当操作,以延长齿轮的使用寿命。
直齿圆柱齿轮传动的特点
直齿圆柱齿轮传动的特点
直齿圆柱齿轮传动是常见的机械传动之一,其特点主要体现在以下几个方面:
1. 精度高:直齿圆柱齿轮传动具备高精度的特点,能够保证传动系统的稳定性和可
靠性。
使用合适的加工工艺和材料,制作出的直齿圆柱齿轮具有优异的表面质量和精度,
能够提供更加精准、平稳的传动效果。
2. 传动效率高:直齿圆柱齿轮传动具有高传动效率的特点,能够保证机械系统的高
效运转。
直齿圆柱齿轮传动的传动效率一般在96%以上,比其他传动方式更加高效。
这主
要得益于直齿圆柱齿轮的轮齿剖面和模数匹配合理,沟槽面积被最大限度利用。
3. 可靠性好:直齿圆柱齿轮传动具有良好的可靠性和稳定性,能够满足重载、高速、高精度、长寿命等特殊工况下的要求。
直齿圆柱齿轮断裂率低、使用寿命长,能够承受较
大的动、静载荷,通过合理的公差匹配,减少了齿面磨损和噪音。
4. 承载能力强:直齿圆柱齿轮传动具有高承载能力的特点,能够承受大的载荷和瞬
间冲击。
特别是齿轮的压力角大,能够使齿轮在承受负载时,受力面积更大,强度更高。
5. 能适应不同需求:直齿圆柱齿轮传动的设计和制造技术非常成熟,能够适应各种
不同的机械需求。
通过改变齿轮个数、齿轮间的传动比、齿轮直径比等参数,可以实现不
同的传动效果。
需要注意的是,直齿圆柱齿轮传动在使用过程中,会存在一定的噪音、磨损和振动等
问题。
因此,在实际应用中,需要进行合理的维护和检测,避免因为磨损过度等原因,导
致传动效果下降或失效。
第四章-齿轮介绍讲解学习
介于分度圆与齿 顶圆之间的轮齿部分 称为齿顶。其径向高 度称为齿顶高,记为 ha;介于分度圆与齿 根圆之间的轮齿部分 称为齿根,其径向高 度称为齿根高,记为 hf。
上式表示渐开线齿轮的传动比等 于两齿轮基圆半径的反比。因 i ≥1, 在讨论一对齿轮传动时,下标1表示 小轮,下标2表示大轮。
2. 渐开线齿廓具有中心距可分性
一对渐开线齿轮制成之后,其基圆半径是不
变的,
i n1 ω1 r2 rb2 n 2 ω 2 r1 rb1
(4 - 3)
即使两轮的中心距稍有改变,其角速比仍保
渐开线具有下列特性: (3) 渐开线齿廓上某点K 的法线(压力方向线), 与齿廓上该点速度方向所
夹的锐角αK,称为该点 的压力角。
cosα K
OB OK
rb rK
(4 - 2)
因此渐开线齿廓
上各点压力角不等,
向径rK 越大其压力角 越大。
渐开线具有下列特性:
(4) 渐开线的形状决定于基圆的大小。大小相等的基圆其 渐开线形状相同;大小不等的基圆其渐开线形状不同。如 图,大小不等的两个基圆,使其渐开线上压力角相等的点
两个相互啮合的齿廓E1和E2在K 点接触。过K点作两齿廓的公法线nn,
它与连心线O1O2的交点C 称为节点。 显然,C点就是齿轮1、2的相对速
度瞬心,因此:
ω1 O1C ω2 O2C
v12
ω1 O2C ω2 O1C
(4 -1)
上式表明,一对传动齿轮的瞬时
角速度与其连心线O1O2被齿廓接触点 公法线所分割的两线段长度成反比。
第四章-齿轮介绍
本章将以渐开线直齿圆柱齿轮传动为重点进行 分析介绍。
§4-2 齿廓实现定角速比传动的条件
第四章 齿轮机构
pk
sk ek
rk
ra
rf
齿厚s K 齿顶圆da ( ra ) 齿槽宽e K 齿根圆d f ( rf ) 齿距( 周节) pK 基 圆 d b ( rb ) pK sK e K
rb
任意圆dK (rK )
外齿轮
• • • • • • • 分度圆 齿顶高 齿根高 齿全高 齿槽宽 齿 厚 齿 宽
§4-4 齿轮各部分名称及标准直齿轮的几 何尺寸计算 一.各部分名称及符号:
齿距:在任意直径d k的圆周上, 齿槽宽:在任意直径d的圆周上, 齿厚:在任意直径dkk的圆周上, 轮齿:齿轮圆周上每个用于啮合的凸起部分 齿顶圆:轮齿顶部所确定的圆,daf、ra 齿根圆:齿槽底部所确定的圆,d 、rf 齿槽:相邻两轮齿之间的空间部分 齿槽两侧齿廓间的弧长,ekk 轮齿两侧齿廓间的弧长,s 相邻两齿同侧齿廓间的弧长,pk=sk+ek
§4-6渐开线齿轮加工原理
• 加工方法: 铸造法、热轧法、冲压法、模锻法、粉末冶金法、 切削法、电加工法等; • 按照齿轮轮廓形成原理不同,切削法分为: 仿形法(成型法) 用与齿形相同的刀具切削去 切削法 范成法
齿槽部分
利用一对齿轮相啮合时,其 共轭齿廓互为包络线的原理
1.成形法
1)成形铣刀铣制
b
r
ha hf h
e s
b
二.直齿圆柱齿轮的基本参数
1.齿数:一个齿轮的轮齿总数。用z表示 2.模数: 分度圆周长:
p
d=p z
d
p
z
是一个无理数,不利于齿轮几何 尺寸的计算和测量,人为规定: = p m(模数)
有关模数的说明:
• 模数m是齿轮几何尺寸计算的一个基本 参数,同时也是衡量齿轮承载能力的一 个重要标志。 • 当齿数z一定时,m越大,齿距p越大, 轮齿也越厚,相应的抗弯能力也越高。 • 为了便于设计和制造,m已经标准化。
直齿圆柱齿轮传动PPT课件
Ft2
Fn
Fr2
二、标准直齿圆柱齿轮传动强度计算 (一)齿面接触疲劳强度计算
Hmax σ
1
L
2
Hmax
1
Fn L
112 122
E1
E2
赫兹理论
1 11
1 2
(u z 2 d 2 2 ) z1 d1 1
1
d
/ 1
2
sin
/
2
d
/ 2
2
sin /
1 2 u 1 d1 sin u
例2
已知:一对齿轮 [ F1]= 350MPa, [F2 ] = 300MPa,
F 1 = 320MPa, ① F 2 = ? ( Z1 = 23, Z2 = 71)
②这对齿轮的齿根弯曲强度是否够?
F1
2
2KT1 bmd1
YF1
2
F2
YF2 YF1
F1
强度条件: F1[ ] F1 F2[ ] F2
☆ ①齿根整体折断——直齿,b较小时 ②局部折断——斜齿,制造、安装误差 或偏载,b较大时
(3)防止措施 :齿根弯曲应力小于许用值 ①减小应力集中 ②根部强化处理 ③增大支承刚度 ④增加轮齿芯部韧性 ⑤提高安装精度避免轮齿偏载
2、齿面点蚀
闭式、润滑良好
(1)部位:节线处靠近根部 (2)原因:
①一对齿啮合 ②相对滑动速度低、不易形成油膜 (3)防止措施:齿面疲劳强度计算 ①合理润滑 ②提高齿面硬度
二、分类 : 按工作条件分: 开 式: 敞开,润滑不良、易磨损; 半开式: 防护罩,润滑、密封不完善; 闭 式: 封闭箱体,润滑密封好。 三、基本参数
齿数Z;模数m;压力角α;分度圆d;系数
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
分析中间齿轮接触应力和弯曲应力的特点?
主动
被动
主动
被动
2、齿根弯曲疲劳许用应力
[ F ]
F lim
SF lim
YST YN
FE
SF lim
YN
MPa
σF1im--齿根弯曲疲劳极限, σFE-考虑尺寸影响(应
力校正系数)的疲劳极限查图6-7。当应力为对称循环
时乘以0.7;当齿轮为双向运转时乘以0.8。
例3 [ F1 ]= 350MPa, [ F 2 ] = 300MPa,
1
F1 = 320MPa F 2 = 300MPa
2
F1 = 360MPa F 2 = 300MPa
3
F1 =300MPa F 2 = 230MPa
F1 [ ] F1
F 2 [ F 2 ]
三、参数选择
• 1)齿数Z
• 就传动方式而言
开式传动:以磨损失效为主,所以Z要小,m要大 (磨损寿命↑) Zmin≥17 ;Z1=17 ~ 20
闭式传动: Z1=(20~40)
面点蚀,仅按齿根弯曲疲劳强度计 算,适当增大模数。
第三节 齿轮常用材料及许用应力
一、齿轮对材料的要求:
在保证强度的前提下,使其能够得到给定的精度 和表面质量
1、足够的硬度(承载能力;抗点蚀能力、抗胶合能 力增加,但脆易折断。) 2、足够的强度和韧性(保证一定的寿命和抗冲击 性)。
3、良好的加工工艺性和热处理性 4、经济性 二、常用材料及热处理(表6-1 )
Fn
A
B
SF
A
B
A
B
并将分子分母同除以m后得:
F
M W
Ft bm
6 hF m
sF
2
m
c os F c os F
[ F ]
齿形系数YFa
计入载荷系数K;应力修正系数FFS得:
F
KFt bm
YFa
YFS
[ F ]
MPa
令:YFaYFS =YF 得:校核式
F
KFt bm
YF
[ F ]
Mpa
四、齿轮材料的许用应力
1、齿面接触疲劳许用应力
[
H
]
H
SH
lim lim
ZN
MPa
σH1im-齿面接触疲劳极限,
查图 6-6 。
[ H ]
H lim
S H lim
ZN
MPa
SHlim-最小安全系数,查表6-3。 ZN-寿命系数,查图6-8a。与齿轮的应力循环次数N 有关。N=60nJLh ,式中: n---齿轮的转速;J---齿轮 每转一周同侧齿廓啮合次数;Lh----齿轮的工作寿命 (小时)。
例2
已知:一对齿轮 [ F1 ]= 350MPa, [ F 2 ] = 300MPa,
F1 = 320MPa, ① F 2 = ? ( Z1 = 23, Z2 = 71)
②这对齿轮的齿根弯曲强度是否够?
F1
2
2KT1 bmd1
YF 1
2
F2
YF 2 YF1
F1
强度条件: F1 [ ] F1 F 2 [ F 2 ]
三、齿轮材料的选择原则 1)不同的工作条件选用不同的齿轮材料,同时 考虑齿轮尺寸大小、毛坯成型方式及热处理和制 造工艺。 2)钢制齿轮。正火碳钢用于载荷平稳或轻度冲击 下工作的齿轮;调质钢用于中等冲击载荷下工作 的齿轮。合金钢用于高速、重载及在冲击载荷下 工作的齿轮。
硬齿面适合重载、高速、结构尺寸受限制的场合。 软齿面适合中载、中速、结构尺寸不受限制的场合。 3)铸铁及球墨铸铁 适合低速、工作平稳、功率较小和尺寸与重量无严格 要求的场合。 4)非金属材料
二、计算准则:
闭式传动: ①软齿面组合(软硬齿面组合) HBS≤350 按齿面接触疲劳强度设计,按齿根弯曲 疲劳强度校核 。 注意:硬度差HBS =30∼50 ②硬齿面组合: HBS>350 按齿根弯曲疲劳强度设计, 按齿面接触疲劳强度校核。 注意:硬度一样
开式(半开式)传动: 磨损后轮齿折断,不会发生齿
3
2kT1 d
u 1(ZHZE )2 u [H ]
mm 设计式
使用 公式注意事项
H ZEZH
KFt bd1
u1 u
[ H
]
MPa
d1
3
2kT1 d
u 1(ZHZE )2 u [H ]
mm
1) σH ≤ [σH] 的含义:在设计寿命内不会发生齿面疲劳点蚀 即,(有足够的齿面接触强度)。
2) b=φ d d 1 ( b2= b 、 b1 = b2+5~10 。)但一对大小齿 轮啮合时其参加啮合的齿宽b相同。∴计算时无论大小齿轮
T1=9.55×106
(N.mm)
n
Ft=2T1/d1 Fr=Fttanα
F n=Ft / cosα
第五节 标准直齿圆柱齿轮传动的强度计算 一、受力分析
(二)、力的方向
F t1 =-Ft2
主动轮的Ft1与转向相反,
从动轮的Ft2与转向相同 Fr1 =-Fr2 指向各自的轮心 Fn =Ft1/cosα 沿啮合点的
∴轮齿的弯曲强度主要取决于模数m,m↑,轮齿弯曲 强度↑。
F
KFt bm
YF
[ F ]
3)一对互相啮合的齿轮 其k,m, F t ,b相同。
4)YF(图6-16)是一个无量纲的量,与m 的大小 无关,只与轮齿形状有关(Z、x)。∴当Z1 ≠Z2 时,
YF 1≠YF2 5)当Z1 ≠ Z2(标准齿轮)时 σF1 ≠σF2。
校核式
YF图6-16
引进齿宽系数φd =b/d1 查表6-11 ; Ft=2T1/d1; d1=mz1 得:
m
3
2kT1
d Z12
YF
[ F ]
设计式
F
KFt bm
YF
[ F ]
• 分析公式:
1)弯曲强度的含义:在设计的寿命时间内不会发生齿
根折断失效。
2)
F
1 bm
∵齿宽b不能太大(载荷分配不均);
二、分类 : 按工作条件分: 开 式: 敞开,润滑不良、易磨损; 半开式: 防护罩,润滑、密封不完善; 闭 式: 封闭箱体,润滑密封好。 三、基本参数
齿数Z;模数m;压力角α;分度圆d;系数
传动比i;齿宽b;中心距a;
齿数比u=Z大/Z小
四、基本要求
传动准确、平稳 要有合适的轮廓曲线—机械原理 适当的制造精度—机制工艺
取值相同。
3) Z E 、Z H 是综合参数,与是大或小齿轮无关。
4) d 1 是小齿轮的直径;T1 --小齿轮上的转矩。 d 1 、T1是公式推倒过程中出现的。 ∴无论大小齿轮取 值相同。
5) u=Z大/Z小≥1是综合参数,与是大或小齿轮无关 6)∴σH1=σH2 7) [σH] 与材料、热处理方式有关,
T1c=KT1 T1 ---名义载荷 ;T1c ---计算载荷;K---载荷系数 K=K AK V k αKβ K A ----使用系数 表6-4; K V ----动载荷系数 图6-9; K α --- 齿间载荷分布系数 表6-6; Kβ----齿向载荷分布系数 表6-5
K V ----动载荷系数 图6-9; 制造安装误差造成 Pb1≠Pb2 单齿对←→双齿对变换
公法线方向
Ft2
Fn
Fr2
二、标准直齿圆柱齿轮传动强度计算 (一)齿面接触疲劳强度计算
Hmax σ
1
L
2
Hmax
1
Fn L
1
12 E1
1
E2
2 2
赫兹理论
1 11 1 2
(u z2 d2 2 ) z1 d1 1
1
d1/ 2
sin
/
2
d
/ 2
2
sin /
1 2 u 1 d1 sin u
SFlim-安全系数,查表6-3; YN-寿命系数,查图6-8b。 YST-应力校正系数,一般为2。
σ1im(F、H)---特定参数的试验齿轮,应力 的性质为脉动循环,失效概率为1%时 的齿轮材料的疲劳极限。
第四节 齿轮传动的计算载荷
考虑载荷波动,载荷沿齿宽方向的不均匀性和轮齿
齿廓曲线误差等情况下齿轮所承受的实际载荷
②冷胶合:低速、重载的重型齿轮传动 (3)防止措施:
采用抗胶合油,加极压添加剂
5、塑性变形 (塑性变形→轮齿失去正确形状→振动和噪音)
主
从
动
动
轮
轮
(1)产生原因 软齿面齿轮,重载,摩擦力作用。
(2)类型 ①滚压塑变:摩擦力作用,沿运动速度方向 产生塑性变形 ②锤击塑变:过大冲击产生塑性变形
(3)防止措施 ①采用高屈服极限的材料, ②提高齿面硬度和光洁度。
☆ ①齿根整体折断——直齿,b较小时 ②局部折断——斜齿,制造、安装误差 或偏载,b较大时
(3)防止措施 :齿根弯曲应力小于许用值 ①减小应力集中 ②根部强化处理 ③增大支承刚度 ④增加轮齿芯部韧性 ⑤提高安装精度避免轮齿偏载
2、齿面点蚀
闭式、润滑良好
(1)部位:节线处靠近根部 (2)原因:
①一对齿啮合 ②相对滑动速度低、不易形成油膜 (3)防止措施:齿面疲劳强度计算 ①合理润滑 ②提高齿面硬度
K α --- 齿间载荷分布系数 表6-6;
Kβ----齿向载荷分布系数 表6-5
转矩输入、轴的弯曲变形、齿轮支撑位置
Kβ----齿向载荷分布系数 表6-5 KFn Fn
b
转矩输入、轴的弯曲变形、齿轮支撑位置
第五节 标准直齿圆柱齿轮传动的强度计算
一、受力分析
(一)力的大小