第十章齿轮资料
第10章-直齿圆锥齿轮传动
第二节 直齿锥齿轮的齿廓曲面、背 锥和当量齿数
1.直齿锥齿轮的齿廓曲面 直齿锥齿轮齿廓的形成如图10一1所示.设一个发生面S与一 个基圆锥相切.该发生面在基圆锥上做纯滚动时.其上任一点K 将在空间展出一条渐开线AK.它上面任一点到锥顶O的距离 都是相等的.故是球面渐开线。在发生面上线段KK′的轨迹即 是直齿圆锥齿轮齿廓曲面—球面渐开面齿廓。
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第四节 直齿圆锥齿轮强度计算
一、直齿圆锥齿轮受力分析
图10一4所示为直齿圆锥齿轮主动轮轮齿受力情况。为简化 起见.忽略摩擦力的影响.并假定载荷集中作用在齿宽中部的 节点上。法向力可以分解为3个互相垂直的分力.即圆周力、 径向力和轴向力。 各力的方向是:圆周力和径向力的方向的确定方法与直齿圆柱 齿轮相同.两齿轮轴向力的方向都是沿着各自的轴线方向并指 向轮齿的大端。
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第四节 直齿圆锥齿轮强度计算
二、齿面接触疲劳强度
直齿锥齿轮的失效形式及强度计算的依据与直齿圆柱齿轮基 本相同.可近似地按齿宽中点的一对当量直齿圆柱齿轮传动 来考虑。将当量齿轮的有关参数代人直齿圆柱齿轮的强度校 核及设计计算公式.得直齿锥齿轮的齿面接触疲劳强度校核 和设计计算公式如下:
H ZEZH
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图10一1 球面渐开线的形成
为 了 认 真 贯彻 落实党 的十六 届六中 全会精 神和中 央《决 定》、 “三级 ”公安 会 议 精 神 , 深入学 习领会 胡锦涛 总书记 观摩全 国公安 民警大 练兵汇 报演出 时的重 要 讲 话 以 及 中央、 省、市 领导关 于公安 执法工 作和队 伍建设 的重要 指示精 神,切 实 解 决 公 安 队伍中 存在的 突出问 题,教 育引导 广大公 安民警 进一步 解放思 想、与 时 俱 进 、 开 拓创新 ,大力 弘扬求 真务实 精神, 打造一 支作风 过硬的 公安队 伍。上 级 公 安 党 委 决定开 展为期 八个月 的纪律 作风整 顿教育 活动。 本人按 照要求 ,认真 学 习 了 中 共 中央《 中国共 产党纪 律处分 条例》 、《中 国共产 党党内 监督条 例》、 《 中 国 共 产 党纪律 处分条 例》、 《人民 警察法 》、《 国家公 务员条 例》、 《国家 公 务 员 行 为 规范》 等有关 文件精 神,学 习了毛 建东、 肖琳、 桂红林 等先进 典型的 事 迹 。 通 过 学 习 教育 和深入 思考, 我个人 对纪律 作风整 顿教育 有了更 深的理 解 , 对 自 身 存在的 问题也 有了进 一步的 认识。 现在对 照工作 实际, 作如下 剖析: 一 、存在 的主要 问题 1、在 “纪律 作风整 顿教育 ”活动 初期, 片面地 自我安 慰, 认 为 自 己 既 无参与 赌博, 又无考 试作弊 ,更无 开无牌 无证、 假牌假 证车, 没有什
齿轮
机构学 (第十章齿轮 机构)
10-02
东华书局(YAN-hs/1999)
10-1-1 平行轴齿轮 平行轴齿轮parallel axes
(a)直齿正齿轮(外齿轮)
(b)直齿正齿轮(内齿轮)
(c)齿条与小齿轮
图10.2 平行轴齿轮类型
◎直齿正齿轮 直齿正齿轮(Straight spur gear)为齿腹平行於轴线的圆柱齿轮 . 直齿正齿轮 外齿轮(External gear)为齿轮在外面相接触,相当於一对外面接触的滚动圆 外齿轮 柱,两传动轴的旋转方向相反,大的称齿轮 齿轮(Gear),小的称小齿轮 小齿轮(Pinion). 齿轮 小齿轮 内齿轮(Internal gear)为小齿轮在一个较大齿轮内面接触,其中大齿轮又称 内齿轮 环齿轮(Annular or ring gear),两传动轴旋转的方向相同. 环齿轮 ◎齿条 齿条(Rack)可视为半径无穷大的齿轮,与其啮合的齿轮为小齿轮 小齿轮,相当於一 齿条 小齿轮 圆柱在平面上滚动接触,可传递平移与旋转的运动.
机构学 (第十章齿轮 机构) 10-09 东华书局(YAN-hs/1999)
周节(Circular pitch):沿节圆圆周上,自齿形上一点至相邻齿上之对应点的弧长 周节 以Pc表示之,即: πD Pc = (10.1)
T
一对齿轮啮合时,其周节必相等 周节必相等,这样次一对齿轮才能继续接触;否则, 周节必相等 会发生干涉或失去接触. 径节(Diametral pitch):齿数T与节径D(inch)的比值,以Pd表之,即: 径节 Pd =
机构学 (第十章齿轮 机构)
10-01
东华书局(YAN-hs/1999)
10-1 齿轮的分类
齿 两轴平行 直齿正齿轮 齿条与小齿轮 螺旋正齿轮 人 字 齿 轮 针 齿 轮
机械设计第十章-齿轮传动
§10-2 轮齿的失效形式断
失效形式
齿面点蚀 齿面胶合
跑合磨损 齿面磨损 磨粒磨损 跑合磨损、磨粒磨损。
措施:1.减小齿面粗糙度 2.改善润滑条件,清洁环境 3.提高齿面硬度
§10-2 轮齿的失效形式及设计准则
一、轮齿的失效形式
失效形式
轮齿折断 齿面点蚀 齿面胶合 齿面磨损 齿面塑性变形
HT250 HT300 HT350
250
170~241
300
187~255
350
197~269
QT500-5 QT600-2
500
147~241
600
229~302
ZG310-570 常化
580 320
156~217
ZG340-640 45 45 40Cr
调质后表 面淬火
650 350
169~229
严重 冲击
挖掘机、重型球磨机、橡胶揉合 机、破碎机、重型给水机、旋转 式钻探装置、压砖机、带材冷轧 机、压坯机等。
1.75
1.85 2.00
注:表中所列值仅适用于减速传动,若为增速传动,应乘以1.1倍 当外部的机械与齿轮装置间通过挠性件相连接时,KA可适当减小。
2.00
2.25 或更大
Kv 1.8
Kβ——齿向载荷分布系数
表10-2 使用系数KA
原动机
载荷 状态
工作机器
发电机、均匀 蒸汽机、 运转的蒸汽机、 燃气轮机 燃气轮机
多缸 单缸 内燃机 内燃机
发电机、均匀传送的带式输送机
均匀 或板式输送机、螺旋输送机、轻
平稳
型升降机、包装机、通风机、均 匀密度材料搅拌机。
1.0
第10章_齿轮传动
2KT YFaYsa 1 m≥ 3 ⋅ 设计公式: 设计公式: 2 φdz1 [σF ]
三、齿面接触疲劳强度计算 基本公式──赫兹应力计算公式, 基本公式 赫兹应力计算公式,即: 赫兹应力计算公式
F ×( ± ) ca 小齿轮单对齿啮合的 ρ1 ρ2 σH = 最低点综合曲率最大。 最低点综合曲率最大。 2 1− µ2 1− µ1 2 π( + )L E E 1 1 为方便计算, 为方便计算, 1 1 1 以节点为接触应力计算点。 以节点为接触应力计算点。 为综合曲率 令 = ± 1 1
二、齿轮的设计准则 轮齿折断 齿面点蚀 齿面磨损 齿面胶合 塑性变形 设计准则: 设计准则: 保证足够的齿根弯曲疲劳强度,以免发生齿根折断。 保证足够的齿根弯曲疲劳强度,以免发生齿根折断。 保证足够的齿面接触疲劳强度,以免发生齿面点蚀。 保证足够的齿面接触疲劳强度,以免发生齿面点蚀。 闭式软齿面齿轮传动, 闭式软齿面齿轮传动,以保证齿面接触疲劳强度为主 闭式硬齿面或开式传动,以保证齿根弯曲疲劳强度为主。 闭式硬齿面或开式传动,以保证齿根弯曲疲劳强度为主。
再去查图( 再去查图(KFN, KHN )
—— σlim为齿轮的疲劳极限
弯曲强度计算时: 弯曲强度计算时: σlim=σFE 接触强度计算时: 接触强度计算时: σlim=σHlim
—— S为安全系数 为安全系数
弯曲强度计算时: 弯曲强度计算时: S= S F=1.25~1.50 接触强度计算时: 接触强度计算时: S= S H=1.0
三、齿轮材料选用的基本原则 齿轮材料必须满足工作条件的要求,如强度、 齿轮材料必须满足工作条件的要求,如强度、 寿命、可靠性、经济性等; 寿命、可靠性、经济性等; 应考虑齿轮尺寸大小,毛坯成型方法及热处理 应考虑齿轮尺寸大小, 和制造工艺; 和制造工艺; 钢制软齿面齿轮, 钢制软齿面齿轮,其配对两轮齿面的硬度差应 保持在30~50HBS或更多。 或更多。 保持在 或更多
机械设计 齿轮传动
5、齿面塑性流动 该失效主要出现在低速重载、频繁启动和过载场合。 齿面较软时,重载下,Ff↑——材料塑性流动(流动方向沿Ff) 主动轮1:摩擦力分别朝向齿顶和齿根 形成凹沟。
17
从动轮2:摩擦力由齿顶和齿根朝向中部 形成凸脊。
改善措施:1)↑材料及齿面硬度 2)采用η↑的润滑油 3)适当磨合(跑合)
需对Fn修正
实际载荷(计算载荷)Fca>Fn
计算载荷: Fca K Fn
K——载荷系数
K
KA
Kv
K
K
齿向载荷分配系数
使用系数
动载系数
齿间载荷分配系数
按照强度计算类别,载荷系数可分为齿根弯曲疲劳强度计算用载荷系数KF
31 和齿面接触疲劳强度计算用载荷系数KH.
1、使用系数KA 考虑原动机、工作机、联轴器等外部因素引起的动载荷而
(对称、非对称、悬臂) 3)合理选择齿宽; 4)↑制造安装精度;
5)采用鼓形齿; 6)齿轮位于远离转矩输入端。
38
0.01-0.025mm
§5 直齿圆柱齿轮传动的强度计算
(一)、齿根弯曲疲劳强度计算(目的:防止齿折断)
进行齿根弯曲强度计算时,将轮齿视为悬臂梁,齿 根危险剖面处,弯矩最大时的齿根弯曲应力也最大。
练习: n1
Fr1
Ft1
Ft2
Fr2
n2
Ft1⊙○FF×rr1F2 t2n1 n2
30
二、计算载荷
根据齿轮传动的额定功率和转速,可得齿轮传递的名义扭矩和轮齿上的名 义法向力。实际传动中,会受各种因素的影响,使名义法向载荷增大。
外部影响:原动机、工作机影响 实际情况:
内部影响:制造、安装误差;受载变形(齿轮、轴等)
齿轮设计
第十章 齿轮机构及其设计§10-1 齿轮机构的应用及分类 一、应用及优点齿轮是工业的象征。
99%的机器具有回转运动,其中齿轮占了很大一部分。
带轴的轮子是一大发明,它的出现使机械进入了高速时期,所以机械的发展史可以看作是利用回转运动的历史。
一般的机器中几乎所有的机构要求主动件是匀速转动,最大优点――连续高速目前没有更好的机构来代替它。
从现实来讲,用的最多的仍是齿轮机构。
深入到空中地面海底,以至家庭个人每个人都离不开。
齿轮机构是回转运动中速度最高,η最高。
优点:1 i=c 平稳工作 2 i 范围大3 速度高,功率传递范围大 4 效率η高5 结构紧凑,适于近距离传动 二、类型按传动比i ⎩⎨⎧==非圆齿轮机构圆形齿轮)(αf i ci按传递运动⎩⎨⎧相错轴空间齿轮--相交轴、平面齿轮--平行轴平面⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎨⎧⎪⎩⎪⎨⎧⎪⎩⎪⎨⎧人字齿轮斜齿圆柱齿轮、斜齿轮、重点直齿圆柱齿轮、直齿轮齿向齿轮齿条外啮内外啮外啮合啮合方式⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧︒︒9090双曲线回转体--相错,大传动比蜗杆蜗轮--相错螺旋齿轮--相错轴直齿、斜齿、曲齿圆维--相交轴空间§10-2齿轮的齿廓曲线――齿轮最重要的部分共轭齿廓――主从动轮能实现预定的传动比(2112/ωω=i ),则互相接触的齿廓称为共轭齿廓。
12j (或i 12)PO P O 1221==ωω齿廓啮合基本定律:互相啮合的一对齿轮在任何位置时的传动比都与其连心线21O O 被齿廓在接触点的公法线所分成的两段成反比。
啮合节点(节点)——P 定传动比——P点固定节圆——P在两轮上的轨迹(定传动比)节圆对滚——传动时特点,节圆处线速度v 相等。
节线——变传动比时P点轨迹(非圆)或齿轮、齿条传动,在齿条上是节线。
三.共轭齿廓的确定给定2112,,O O const i 及=轮1齿廓C1求共轭齿廓C2。
1.作图法(直观)由i 求出P点,作节圆j 1,j 2,在C1上任取一点k (1)过k 作C1之法线交j 1于P1 (2)把k 1转过φ1得啮合点k 。
齿轮传动
Kα取决于轮齿刚度、pb误差、修缘量等。
KHα——用于σH KFα ——用于σF
10-4 齿轮传动的计算载荷
26
4、齿向载荷分配系数Kβ 考虑使轮齿沿接触线产生载荷分布不均匀现象。 制造方面:齿向误差 影响因素 安装方面:轴线不平行等 使用方面:轴变形、轮齿变形、支承变形等
讨论:
a)轴承作非对称布置时, 弯曲变形对Kβ的影响。
10-2 齿轮传动的失效形式及设计准则 6
失效形式
齿轮的失效发生在轮齿,其它部分很少失效。
失效形式
轮齿折断 齿面损伤
齿面接触疲劳磨损(齿面点蚀) 齿面胶合 齿面磨粒磨损
齿面塑性流动 一、轮齿折断
常发生于闭式硬齿面或开式传动中。
现象:①局部折断 ②整体折断
10-2 齿轮传动的失效形式及设计准则 7
3、有良好的加工工艺性,便于齿轮加工。 1)大直径d>400 用ZG 2)大直径齿轮:齿面硬度不宜太高,HB<200,以免中途换刀
4、材料易得、价格合理。 举例:起重机减速器:小齿轮45钢调质 HB230~260 大齿轮45钢正火 HB180~210 机床主轴箱:小齿轮40Cr或40MnB 表淬 HRC50~55 大齿轮40Cr或40MnB 表淬 HRC45~50
第十章 齿 轮 传 动
§10-1 齿轮传动概述 §10-2 齿轮传动的失效形式及设计准则 §10-3 齿轮的材料及其选择原则 §10-4 齿轮传动的计算载荷 §10-5 标准直齿圆柱齿轮传动的强度计算 §10-6 齿轮传动设计参数、许用应力与精度选择 §10-7 标准斜齿圆柱齿轮传动的强度计算 §10-8 标准锥齿轮传动的强度计算 §10-9 齿轮的结构设计 §10-10 齿轮传动的润滑
动载系数
第10章 齿轮传动
模数
斜齿轮的几何参数有 端面和法向(垂直于 某个轮齿的方向)之 分。为斜齿条的分度 面截面图。由图可见, 法向齿距pn和端面齿 距pt之间的关系为
因p=m ,故法向模数 mn和端面模数 mt之间的 关系为
压力角
图中表示出了斜齿条的法向(AOC平面)压力 角 和端面(AOB平面)压力角 ,由图可见
模数不变的情况下,齿数越大则渐开线 越平缓,齿顶圆齿厚、齿根圆齿厚相应 地越厚;
3、标准直齿圆柱齿轮几何尺寸
名称 齿距 齿厚 槽宽 齿顶高 齿根高 全齿高 分度圆直径
符号 p s e ha hf h d
计算公式 P=mπ s=mπ/2 e=mπ/2 ha=h*am hf=(h*a+c*)m h=(2 h*a +c*)m d=mz
齿厚:任意直径 dk的圆周上 ,轮 齿两侧齿廓间的 弧长称为该圆上 的齿厚, 用sk表 示;
齿槽宽:任意直 径dk的圆周上 , 齿槽两侧齿廓间 的弧长称为该圆 上的齿槽宽,用 ek表示;
齿距:相邻两
齿同侧齿廓间
的弧长称为该
圆上的齿距,
用表示。设z
为齿数,则根
据齿距定义可
得
,
故
齿轮不同直径的圆周上,比值 而且其中还包含无理数;
线的特性即 pb1=pb2
推导: π db1/z1= π db2/z2 m1cos α1= m2cos α2
结论:m1= m2=m, α1= α2=20°
上式表明:渐开线齿轮的正确啮合条件是 两轮的模数和压力角必须分别相等。这样, 一对齿轮的传动比可表示为
中心距
a=(d2+d1)/2=m(z2+z1)/2
不同,
又由渐开线特性可知,在不同直径的圆周 上,齿廓各点的压力角k也是不等的。
机械设计基础第10章
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(N / mm2 )
10
10
10
二、齿面接触疲劳强度计算
⒈计算依据 H HP
⒉齿面接触应力计算
H0
11
Fn 1 2
b 1 12 1 22
E1
E2
整理后,齿面接触疲劳的理论应力
H0 ZEZH
Ft u 1 bd1 u
10
10
小轮 大轮
H1 ZBZH ZEZ
2KT1 u 1
d d13 u
机械设计基础
第十章 齿 轮 传 动
第一节 齿轮传动的失效形式和计算准则 第二节 齿轮的材料及热处理 第三节 齿轮传动的精度 第四节 直齿圆柱齿轮传动的作用力及计算载荷 第五节 直齿圆柱齿轮传动的强度计算 第六节 斜齿圆柱齿轮传动的强度计算 第七节 直齿圆锥齿轮传动的强度计算 第八节 齿轮的结构 第九节 齿轮传动的润滑及效率 第十节 圆弧齿轮传动简介 第十一节 渐开线圆柱齿轮传动计算辅助设计简介
1
3)比渐开线齿轮具有较高的抗疲劳点蚀能力。 4)有利于油膜形成,齿面磨损小,磨擦损失小,传动效率高。 5)无根切现象,小齿轮齿数可以很少,因此可减少齿轮尺寸。 6)加工主要为滚切,且只需一把滚刀。
二、双圆弧齿轮传动
10
10
第十一节 渐开线圆柱齿轮传动计算机辅助设计(CAD)简介
机械设计-齿轮传动讲解
重合度e↑ →传动平稳
z1↑
m↓
齿高h,抗弯曲疲劳强度降低
因此,在保证弯曲疲劳强度的前提下,齿数选得多一些好!
一般情况下,闭式齿轮传动(速度高,平稳性差): z1=20~40
将
Ft
=
2T1 d1
及Φd=b/d1
代入
则齿面接触疲劳强度的校核式:σH =
2K T1 dd13
u±1 u
ZH
ZE
[σH ]
齿面接触疲劳强度的设计式: d1
3
2 KT1
d
u ±1 ( Z H Z E )2
u [s H ]
对于标准直齿轮,ZH=2.5
齿面接触疲劳强度的校核式:
s H
= 2.5
= KFtYFaYsa bm
[s F]
Ysa表
引入齿宽系数后 强度条件公式:
d
=
b,并将Ft=2T1/d1, d1
d1=m
z1代入,可得弯曲
s = 2KT 1 YFaYsa
F φdm3 z12
[s F]
得
m
3
2KT1
dZ12
×Y[FsaYFs]a
公式中各参数对弯曲强度有什么影响呢?
标准直齿圆柱齿轮强度计算
从上面推出的接触疲劳强度条件公式中可以得出以下结论:
1、分度圆直径越大,接触疲劳强度就越高,也就是说接触
疲劳强度取决于分度圆直径,不单和模数m有关还和齿
数z有关。 2、齿宽系数越大,也就是齿宽越宽,接触疲劳强度就 越高。
3、许用接触应力越大,接触疲劳强度就 越高,
问题:σH1和σH2是否是作用力和反作用力的关系 σH1=σH2 是作用力和反作用力的关系。
第十章圆柱齿轮公差介绍
二、齿轮精度等级的选择
多采用类比法:按齿轮的用途和工作条件等进行对比选择。 参考P206表10-5,10-6。 同一齿轮的三项精度要求可以不同,按用途和工作条件选取。
三、图样上齿轮精度等级的标注
1、当齿轮所有精度指标的公差同为某一精度等级时 图样上可标注该精度 等级和国标号,如:7 GB/T 10095.1 2、当齿轮各个精度指标的公差不同时 图样上可齿轮传递运动准确性、齿 轮传动平稳性和轮齿载荷分布均匀性顺序分别标注它们的精度等级和 标准号如: 8—8—7 GB/T10095.1—2001 第一个8:传递运动准确性指标8级 第二个8:齿轮传动平稳性指标8级 第三个7:轮齿载荷分布均匀性指标7级 GB/T10095.1—2001:国标号。
图10-6
运动偏心e2运动偏心使得齿轮坯角速度不恒定,虽然齿轮坯相对于滚刀没有 产生径向位移,但被切齿轮由于角速度的变化在分度圆切线方向产生额外的切 向位移,所切各个轮齿的齿距在分度圆上则分布不均匀。因而使以齿轮基准轴 线为圆心的圆上齿距分布不均匀(图10-7)。
图10-7
齿轮几何偏心和运动偏心是同时存在的,齿轮传递运 动准确性的精度应以两者综合造成的各个齿距分布不均 匀而产生的转角误差最大值来评定。
齿轮径向跳动测量
图10-26
三、径向综合总偏差和一齿径向综合 偏差及它们的检测
径向综合总偏差ΔFi″:是指被测齿轮与测量齿轮双面啮合检测时 (前者左、右齿面同时与后者齿面接触),在被测齿轮一转内双啮中 心距的最大值与最小值之差。 一齿径向综合偏差Δf i″:在被测齿轮一转中对应一个齿距角范 围内的双啮中心距的最大值与最小值之差。 测量齿轮的精度应比被测齿轮的精度至少高四级,这样测量齿轮 的误差可忽略不计。 径向综合总偏差ΔFi″的测量效果相当于测量齿轮径向跳动ΔF r 可用来评定齿轮传递运动的准确性精度。 Δf i″可用来评定齿轮传递 运动的平稳性精度。 被测齿轮ΔFi″和Δf i″的合格条件是: ΔFi″ ≤ Fi″ , Δf i max″ ≤ f i″
机械原理第十章 标准齿轮与渐开线齿轮
保证前后两对轮齿有可能同 时在啮合线上相切接触。
条件:
pb 1 pb 2
pb1 pb2
d b1
z1
d1 cos1
z1
m1 cos1 m2 cos 2
d b2
z2
d 2 cos1
z2
传动比 i
1 n1 d 2 ' d b 2 d 2 z2 2 n2 d1 ' d b1 d1 z1
m1 = m2 = m 1 = 2 = 正确啮合条件
三、齿轮传动的中心距及啮合角(侧隙为零、顶隙为标准值) 1. 节圆 d' 、啮合角 ' 2.具有标准顶隙的中心距
a
e1' = S2'
ra2
S1 = e2 = e1 = S2
▲当两标准齿轮按分度圆相切来安装, 则满足传动条件。 正确安装
4.啮合角' 与压力角
①∵
rb = rcos = r'cos'
r' cos ∴ —— = ——— r cos'
a'
r 1' r2'
O1
rb1
P
'
② ∵ rb1 + rb2 = r1cos + r2cos r1'cos' + r2'cos'
p m
db d cos
= 20o、d、p、s、e .
分度圆上模数和压力角均为标准值。
模数m是决定齿轮大小的主要参数,d = mz。
第十章 齿轮传动
第10章齿轮传动(一)教学要求了解齿轮机构的类型和应用,掌握齿廓啮合基本定理、渐开线性质、啮合特性、标准直齿圆柱齿轮的主要参数和尺寸计算,熟悉齿轮正确啮合条件和连续传动条件,能够计算斜齿轮、锥齿轮的几何尺寸,能正确分析齿轮失效原因,确定设计准则、进行强度校核。
(二)教学的重点与难点重点:直齿圆柱齿轮基本参数的确定与几何尺寸、正确啮合条件、连续传动条件的计算、失效形式和计算准则、受力分析和强度计算。
难点:斜齿圆柱齿轮、锥齿轮的当量齿轮概念、受力分析和强度计算。
(三)教学内容10.1 齿轮传动的特点和基本类型10.2 渐开线齿轮的齿廓及传动比10.3 渐开线标准直齿圆柱齿轮的主要参数及几何尺寸计算10.4 渐开线直齿圆柱齿轮的啮合传动10.5 渐开线齿轮的加工方法10.6 渐开线齿廓的根切现象与标准外齿轮的最少齿数10.7 变位齿轮传动10.8 齿轮常见的失效形式与设计准则10.9 齿轮的常用材料及许用应力10.10 渐开线直齿圆柱齿轮传动的强度计算10.11 斜齿圆柱齿轮传动10.12 直齿圆锥齿轮传动10.13 齿轮的结构设计及齿轮传动的润滑和效率【学习内容】本章将介绍渐开线圆柱直齿、斜齿轮以及直齿圆锥齿轮传动的设计计算,内容包括齿轮原理和齿轮强度两个方面,其中将着重讨论圆柱直齿轮的设计计算方法。
齿轮原理部分将介绍渐开线特性、啮合特性、啮合传动等,关于变位齿轮仅介绍传动计算的内容。
齿轮强度部分将介绍齿轮材料的选择、失效形式、设计准则等,从而得出具体的设计计算方法。
10.1 齿轮传动的特点和基本类型10.1.1齿轮传动的特点齿轮传动用来传递任意两轴间的运动和动力,其圆周速度可达到300m/s,传递功率可达105KW,齿轮直径可从不到1mm到150m以上,是现代机械中应用最广的一种机械传动。
齿轮传动与带传动相比主要有以下优点:(1)传递动力大、效率高;(2)寿命长,工作平稳,可靠性高;(3)能保证恒定的传动比,能传递任意夹角两轴间的运动。
机械原理第十章-标准齿轮与渐开线齿轮
由于渐开线齿轮的设计特殊,它们比标准齿轮具有更高的传动效率。
3 减少磨损
渐开线齿轮的齿廓曲线减少了齿面之间的相对滑动,降低了齿轮磨损。
渐开线齿轮的应用场景
汽车传动系统
渐开线齿轮广泛应用于汽车 传动系统,提供平稳的动力 传输。
工程机械
工程机械中的渐开线齿轮能 够承受高负荷和频繁启停的 运行条件。
标准齿轮的特点和应用
1 耐用可靠
标准齿轮由高强度材料制成,适用于各种工业应用,如机械设备和汽车。
2 传动效率高
标准齿轮的传动效率通常非常高,能够将输入的动力有效地传递给输出端。
3 广泛应用
标准齿轮广泛应用于各种领域,包括制造业、交通运输和能源领域。
渐开线齿轮的定义和特点
1 平滑传动
渐开线齿轮的齿廓曲线平滑,减少了齿轮传动时的噪声和振动。
风力发电机组
风力发电机组中使用渐开线 齿轮传动,实现高效能的转 轮运行。
标准齿轮与渐开线齿轮的区别
标准齿轮 具有固定齿廓曲线 传动效率较低 应用广泛
渐开线齿轮 具有渐变齿廓曲线 传动效率较高 在特定场景中使用
标准齿轮与渐开线齿轮的优缺点比较
标准齿轮
优点:广泛应用 缺点:传动效率相对较低
渐开线齿轮
优点:高传动效率 缺点:特定场景使用
结论
通过本次讲座,您现在应该对标准齿轮与渐开线齿轮有了深入的了解。它们 在机械传动中发挥着重要的作用,在不同的应用场景中提供不同的优势。选 择适合的齿轮类型将为您的机械系统带来更高的效率和可靠性。
机械原理第十章-标准齿 轮与渐开线齿轮
欢迎来到机械原理第十章的讲座!今天我们将探索标准齿轮与渐开线齿轮的 世界。它们是机械传动中最基础和常用的元素,让我们开始吧!
第10章齿轮传动
第10章齿轮传动一、填空1.渐开线齿廓上K点的压力角应是所夹的锐角,齿廓上各点的压力角都不相等,在基圆上的压力角等于。
2.一对渐开线直齿圆柱齿轮无齿侧间隙的条件是。
3.渐开线直齿圆柱齿轮的正确啮合条件是。
4.为了使一对渐开线直齿圆柱齿轮能连续定传动比工作,应使实际啮合线段大于或等于。
5.一对渐开线直齿圆柱齿轮啮合传动时,两轮的圆总是相切并相互作纯滚动的,而两轮的中心距不一定总等于两轮的圆半径之和。
6.当一对外啮合渐开线直齿圆柱标准齿轮传动的啮合角在数值上与分度圆的压力角相等时,这对齿轮的中心距为。
7.一对渐开线直齿圆柱齿轮传动,其啮合角的数值与圆上的压力角总是相等。
8.按标准中心距安装的渐开线直齿圆柱标准齿轮,节圆与重合,啮合角在数值上等于上的压力角。
9.相啮合的一对直齿圆柱齿轮的渐开线齿廓,其接触点的轨迹是一条线。
10.齿轮分度圆是指的圆;节圆是指的圆。
11.标准齿轮除模数和压力角为标准值外,还应当满足的条件是。
12.决定渐开线标准直齿圆柱齿轮尺寸的参数有;写出用参数表示的齿轮尺寸公式:r= ;rb = ;ra= ;rf= 。
13.渐开线齿廓上任一点的法线必定切于圆,渐开线外齿轮齿廓曲线在齿轮的圆上的压力角为最大值。
14.用范成法加工渐开线直齿圆柱齿轮,发生根切的原因是。
15.标准直齿圆柱齿轮不发生根切的最少齿数为。
16.当直齿圆柱齿轮的齿数少于zmin时,可采用变位的办法来避免根切。
17.一对渐开线直齿圆柱标准齿轮传动,当齿轮的模数m增大一倍时,其重合度,各齿轮的齿顶圆上的压力角αa,各齿轮的分度圆齿厚s 。
18.一对渐开线标准直齿圆柱齿轮非正确安装时,节圆与分度圆不,分度圆的大小取决于,而节圆的大小取决于。
二、判断题1.一对外啮合的直齿圆柱标准齿轮,小轮的齿根厚度比大轮的齿根厚度大。
( )2.一对渐开线直齿圆柱齿轮的正确啮合条件是pb1=pb2。
--------( )3.一对能正确啮合传动的渐开线直齿圆柱齿轮,其啮合角一定为20 。
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还有产生渐 开线的圆— 称为基圆
第五节 渐开线标准齿轮各部分的名称和尺寸 • 二、分度圆 • 在齿轮上选择一个圆,作为设计、制造、检 测的标准,这个圆叫分度圆。 d,齿厚---p=s+e • 分度圆将齿廓分成两部分, • 齿顶 齿顶高 ha • 齿根 齿根高 hf • 齿全高 h= ha + hf •
• 重合度的意义∶ • 表示同时参加啮合的齿的对数的平均值 • 1.45 • ---45%的时间两对齿啮合 • ---55%的时间一对齿啮合 • 用图形表示之。
第七节 渐开线直齿轮的啮合传动
第七节 渐开线直齿轮的啮合传动
• 五、渐开线齿轮传动的滑动系数 • 齿轮啮合在齿高方向有相对滑动 • 大小齿轮上在单位时间内划过的弧不相 等 • 在渐开线上的K点啮合时,过dt的时间, 划过的弧长与两弧长差的比值,称为滑 动系数。
第五节 渐开线标准齿轮各部分的名称和尺寸 • • • • • • • 三、基本参数 齿数 分度圆直径计算 d=mz 模数 m 模数系列 GB1357-87 第一系列 1,1.25,1.5,2,2.5,3,4,5,6,8,10,12,16,20
第五节 渐开线标准齿轮各部分的名称和尺 寸 • 第二系列 • 1.75 3.5 4.5 5.5等 • ---渐开线是基圆确定的,基圆半径为 • rb=r*cos(a) • 压力角 20、14.5 、15 、22.5 等 • 结论∶ • 分度圆上模数、压力角为标准值
第七节 渐开线直齿轮的啮合传动
• 四、重合度--连续转动条件 • 定义∶ B1B2与Pb的比值,叫重合度。 • 计算公式∶
第七节 渐开线直齿轮的啮合传动
[ z1 (tg a1 tg ) z 2 (tg a 2 tg )] 2
第七节 渐开线直齿轮的啮合传动
第五节 渐开线标准齿轮各部分的名称和尺寸
• 五、标准齿轮的尺寸计算 • 齿高计算 h ha h f • 齿制—正常齿、短齿
d mz ha hf da d
f * ha m * ( ha c * )m
z
* 2 ha
m
db
d co s( )
* ( z 2 ha 2c * ) m
齿轮 第二讲 渐开线齿轮的啮合 复习303~318 预习 319~328 作业∶10-24 10-25 10-26
第三节∶渐开线的形成及其特性 • 四、渐开线作齿廓满族定传动比的齿廓 啮合基本定律
第三节∶渐开线的形成及其特性 • 五、几点性质 • 1、正压力方向不变 • 2、可分性 • 传动比为:
任意圆上的齿 分度圆上的齿 分度圆上的齿 厚 厚 厚对应的角+ 第五节 渐开线标准齿轮各部分的名称和尺寸 2(θi—θ)
• 六、任意圆的齿厚计算
第五节 渐开线标准齿轮各部分的名称和尺寸
内齿轮的问题 齿条的计算
第六节
法节相等 基节相等 渐开线直齿轮的啮合传动
• 一、正确啮合条件 • 啮合过程演示
标准值, C*m 无侧隙啮合
第七节 渐开线直齿轮的啮合传动
• 条件∶分度圆圆与节圆重合 • 中心距为标准中心距 • 有∶ m( z1 z 2 )
a 2
• 可分性 • 有∶
a cos( ) a cos( )
第七节 渐开线直齿轮的啮合传动
பைடு நூலகம்
• 三、一对齿轮的啮合过程 • 主动轮 齿根部分先进入啮合,从齿顶 退出啮合 • 从动轮 齿顶先进入啮合,从齿根部分 退出啮合 • 理论啮合线N1N2 • 实际啮合线B1B2
第六节 渐开线直齿轮的啮合传动
• 法节相等 • 基节相等 • 一对直齿轮正确啮合的条件为∶模数和压力 角分别相等 • 表达: m1 m2
1 2
• 》》标准齿轮具有互换性
第七节 渐开线直齿轮的啮合传动
法节相 等
渐开线的 性质,基 节相等
• 二、正确安装条件 • 无侧隙 • 顶隙为标准值
第七节 渐开线直齿轮的啮合传动
齿 顶
齿根
1 rb 2 i12 2 rb1
第五节 渐开线标准齿轮各部分的名称和尺寸
第五节 渐开线标准齿轮各部分的名称和尺寸
• 一、名称和符号
齿厚 sk
齿顶圆 da
齿根圆 df
齿槽宽 ek Pk = sk + ek
•齿距
第五节 渐开线标准齿轮各部分的名称和尺寸
问题:齿根 圆小、齿顶 圆大,不能 作为检测和 设计的标准
第五节 渐开线标准齿轮各部分的名称和尺寸
• 不同模数齿轮的特性:
第五节 渐开线标准齿轮各部分的名称和尺寸
• 齿廓上不同点的压力角
第五节 渐开线标准齿轮各部分的名称和尺寸
• • • • •
四、标准齿轮 分度圆的定义 模数和压力角为标准值的圆称为度圆上 分度圆上的齿厚齿间关系与全齿高 定义∶参数为标准值,分度圆上齿厚等 与齿间,全齿高为标准值的齿轮为标准 齿轮