齿轮传动的主动摩擦学设计方法
齿轮传动设计与计算
齿轮传动设计与计算
引言
齿轮传动是一种常见且重要的机械传动方式,广泛用于各种机
械设备中。
本文旨在介绍齿轮传动的基本原理、设计方法和计算过程。
齿轮传动基本原理
齿轮传动是通过齿轮之间的啮合来传递力和运动的机制。
主要
包括两个关键参数:模数和齿数。
模数是指齿轮齿廓的比例系数,
齿数是指齿轮上的齿的数量。
通过合理选择模数和齿数,可以满足
传动的要求。
齿轮传动设计步骤
齿轮传动的设计过程一般包括以下步骤:
1. 确定传动比:根据传动要求和输入输出的转速,确定传动比。
2. 选择齿轮类型:根据传动要求和空间限制,选择合适的齿轮
类型,如直齿轮、斜齿轮或蜗杆齿轮。
3. 计算齿轮参数:根据传动比、输入输出转速和齿轮类型,计
算齿轮的模数、齿数和齿轮直径等参数。
4. 验证设计:通过计算齿轮间的啮合角度、啮合强度和齿轮的
受载能力等指标,验证设计的合理性。
齿轮传动计算
齿轮传动的计算过程主要涉及以下几个方面:
1. 齿轮啮合角度计算:根据齿轮的齿数和模数,计算齿轮之间
的啮合角度。
2. 齿轮模数计算:根据传动比和齿轮的模数,计算齿轮的模数。
3. 齿轮齿数计算:根据传动比和齿轮的模数,计算齿轮的齿数。
4. 齿轮直径计算:根据齿轮的模数和齿数,计算齿轮的直径。
以上是齿轮传动设计与计算的基本内容。
齿轮传动的设计和计算过程需要充分考虑传动要求、材料强度和工艺要求等因素,以实现可靠的传动效果。
机械设计基础中的齿轮传动设计
机械设计基础中的齿轮传动设计齿轮传动是机械设计中常见的一种传动方式,广泛应用于各种机械装置中。
在机械设计基础中,了解齿轮传动的设计原理和方法对于设计出高效可靠的机械装置具有重要意义。
本文将介绍齿轮传动设计的基本知识和注意事项。
一、齿轮传动的基本原理齿轮传动是利用齿轮间的啮合来传递动力和运动的一种机械传动方式。
它由主动齿轮和从动齿轮组成,通过不同大小的齿轮啮合,实现运动和力的传递。
在齿轮传动设计中,需要考虑的基本参数有模数、齿数、压力角、齿轮间隙等。
模数是齿轮齿数与齿轮直径的比值,用来表示齿轮的尺寸大小;齿数是指齿轮上的齿的数量,决定了传动的速比;压力角是齿轮齿面与轴线之间的夹角,对齿轮的强度和传动性能有影响;齿轮间隙则是齿轮啮合时齿与齿之间的间隙,影响传动的精度和噪声。
二、齿轮传动设计的步骤在进行齿轮传动设计时,需要遵循一定的步骤,确保传动装置的性能和可靠性。
1. 确定传动比传动比是指主从动齿轮的齿数比值,决定了传动装置的输出速度和扭矩。
根据所需的输出速度和扭矩,选择合适的齿轮齿数组合,计算得出传动比。
2. 选择模数和齿轮参数根据传动比和要求的齿轮尺寸,选择合适的模数和齿数。
在进行选型时,需要考虑齿轮的强度、噪声和传动精度等要求。
3. 计算齿轮尺寸根据所选的模数和齿数,计算得出齿轮的尺寸和几何参数。
包括齿轮的外径、根圆直径、齿宽等。
4. 进行强度校核根据所选的齿轮尺寸和材料,进行强度校核。
通过计算齿轮的接触应力、弯曲应力和疲劳寿命等参数,判断齿轮的强度是否满足要求。
5. 进行传动效率计算根据齿轮的啮合条件和传动设计参数,计算传动的效率。
传动效率是指输入功率和输出功率之间的比值,可以评估传动装置的能量转换效率。
三、齿轮传动设计的注意事项在进行齿轮传动设计时,需要注意以下几点,以确保传动装置的性能和可靠性。
1. 合理选择齿轮材料齿轮传动中,对材料的选择要满足一定的强度和硬度要求。
常用的齿轮材料有合金钢、碳素钢等。
齿轮传动的主动摩擦学设计的开题报告
齿轮传动的主动摩擦学设计的开题报告
一、选题背景:
齿轮传动是机械传动中常用的一种方式,具有传递大扭矩、高效可
靠等优点,在工业制造、汽车、船舶等领域得到广泛应用。
但是,在传
动过程中,由于齿轮之间的接触,摩擦力会导致热能损失、噪音污染等
问题,因此如何优化齿轮传动的摩擦性能是目前亟待解决的问题。
二、研究内容与目的:
本研究旨在探究齿轮传动中的摩擦学设计,并以主动摩擦学为研究
重点,通过数值计算或实验研究方法,优化主动摩擦学设计方案,提高
齿轮传动的效率、降低噪音和热能损失等问题,达到优化齿轮传动性能
的目的。
三、研究方法与技术路线:
1. 搜集齿轮传动摩擦学设计的相关文献和资料,了解齿轮传动的现
状和存在问题。
2. 建立主动摩擦学设计的数学模型,利用计算机数值模拟方法,对
齿轮传动中的摩擦学进行分析和计算,分析齿轮的载荷变化和磨损规律,优化齿轮和传动结构的设计,提高传动的效率和寿命。
3. 针对优化设计方案进行实验研究,通过模型试验和实际设备试验,验证设计方案的可行性和有效性。
四、研究意义及预期目标:
本研究的意义在于提高齿轮传动的性能,降低能源消耗和环境污染,具有实际应用价值,其预期目标为:
1. 构建主动摩擦学设计的数学模型,深入分析齿轮传动中摩擦学的
机理和磨损规律,为设计优化提供理论依据;
2. 通过优化设计方案,提高齿轮传动的效率和寿命,减少传动噪音和热能损失,提高传动质量;
3. 验证优化设计方案的可行性和有效性,为实际生产提供参考和技术支持。
齿轮传动方案
齿轮传动方案简介齿轮传动是一种常见且重要的动力传递方案,广泛应用于各种机械设备中。
它通过齿轮的啮合来传递运动和力量,在工业生产和日常生活中具有重要作用。
本文将介绍齿轮传动的根本原理、优势和缺乏,并讨论一些常见的齿轮传动方案。
齿轮传动原理齿轮传动是利用齿轮的啮合关系进行传递的机械传动方式。
它主要依靠齿间的摩擦和啮合,将动力从一轮传递到另一轮。
在齿轮传动中,通常有两个齿轮,一个被称为主动轮,另一个称为从动轮。
主动轮通过旋转来产生动力,然后通过齿轮的啮合将动力传递给从动轮。
根据齿轮的大小和齿数,我们可以调整传递的速度和扭矩。
齿轮传动的优势齿轮传动具有以下几个优势:1. 高效率齿轮传动的效率通常很高,一般可以到达90%以上。
这是因为齿轮之间的啮合面积大、接触处摩擦小,能够有效减少传动过程中能量损失。
2. 传动精度高齿轮传动的传动比可以非常精确地控制。
通过选择不同大小的齿轮,我们可以实现不同的传动比例,从而满足特定的运动要求。
3. 承载能力强齿轮传动可以承受较大的载荷和扭矩。
由于齿轮之间的啮合面积大,齿轮传动能够承受更大的力,而不会发生破坏。
4. 传动稳定性好齿轮传动的啮合稳定性较好,传动过程中不容易产生滑动,因此具有较高的传动稳定性。
齿轮传动方案齿轮传动方案根据实际需求的不同,可以有多种选择。
下面将介绍几种常见的齿轮传动方案。
1. 平行轴直齿轮传动平行轴直齿轮传动是最常见的一种方案。
它适用于轴线平行的传动场合,主要由一个主动轮和一个从动轮组成。
两个齿轮之间的垂直距离称为中心距,主动轮和从动轮的齿数以及齿轮模数的选择决定了传动比例。
锥齿轮传动适用于轴线不平行但交汇的传动场合。
它由一个主动锥齿轮和一个从动锥齿轮组成。
通过锥齿轮的啮合,可以实现不同轴线间的传动。
3. 内齿轮传动内齿轮传动是一种齿轮传动方案,其中一个齿轮的齿面位于齿轮内部。
内齿轮传动适用于有限的安装空间,需要减小传动装置尺寸的场合。
4. 行星齿轮传动行星齿轮传动由一个中心齿轮和周围的假设干行星齿轮组成。
高速动车组轴承的齿轮摩擦学特性分析与优化
高速动车组轴承的齿轮摩擦学特性分析与优化摩擦学是研究摩擦、磨损和润滑的学科,在高速动车组轴承的设计和优化中起着至关重要的作用。
高速动车组轴承的齿轮摩擦学特性分析与优化,可以提高轴承的性能和寿命,保障高速动车组的安全运行。
本文将对这一问题进行深入探讨。
首先,我们需要了解高速动车组轴承的齿轮摩擦学特性。
齿轮摩擦学特性是指齿轮在运动过程中产生的摩擦力、磨损和润滑状况。
齿轮摩擦力对轴承的寿命和效率有着直接影响,因此在轴承设计和优化中需要重点关注。
齿轮摩擦力主要由两部分组成:齿面摩擦力和辅助传动器摩擦力。
齿面摩擦力是指齿面接触区域产生的摩擦力,其大小受到载荷、材料、齿距等因素的影响。
辅助传动器摩擦力是指齿轮之间的摩擦力,主要受到轮毂与轮缘之间的相对滑动速度和润滑方式的影响。
在高速动车组轴承的设计和优化过程中,需要考虑以下几个方面的内容。
首先是材料选择。
材料的选择直接影响齿轮的摩擦学性能,如齿轮的硬度和表面粗糙度。
一般来说,硬度较高的材料可以减小齿面接触区域的变形和磨损,从而降低摩擦力。
同时,表面粗糙度也会影响齿面摩擦力,较低的表面粗糙度可以减小摩擦力,提高齿轮的效率。
其次是润滑方式的选择。
润滑在高速动车组轴承的齿轮传动中起着重要的作用。
一般来说,干摩擦会导致齿轮的摩擦力和磨损增加,因此,常常需要采用润滑油或润滑脂等润滑剂来减小摩擦系数,并保护齿轮的表面。
润滑方式选择的合理与否直接影响到齿轮传动的效率和寿命。
第三是齿轮的设计参数。
齿轮的几何形状和尺寸直接影响齿轮传动的摩擦学性能。
合理的齿轮几何形状和尺寸可以减小齿面接触应力和变形,从而降低摩擦力,并提高齿轮的效率和寿命。
在设计中,需要考虑齿轮的齿数、模数、齿距等参数。
最后是轴承的润滑方式。
润滑方式对高速动车组轴承的摩擦学特性有着重要的影响。
常见的润滑方式有油气润滑和固体润滑等。
油气润滑可以提供较好的润滑效果和冷却效果,但需要定期更换润滑油。
固体润滑主要通过添加润滑脂、涂覆固体润滑膜等方式来实现,相对而言更加简便。
齿轮传动的设计步骤
齿轮传动的设计步骤一、齿轮传动的概述齿轮传动是机械传动中常用的一种方式,其特点是具有高效率、大扭矩、稳定性好等优点。
齿轮传动可以将旋转运动转化为线性运动或者将低速高扭矩的运动转换为高速低扭矩的运动,广泛应用于各种机械设备中。
二、齿轮传动的设计步骤1. 确定传递功率和转速比在进行齿轮传动设计之前,需要明确所需传递功率和转速比。
根据机械设备的工作条件和要求确定合适的参数,并结合实际情况进行调整。
2. 选择合适的齿轮类型根据所需功率和转速比,选择合适的齿轮类型。
常见的齿轮类型包括圆柱齿轮、斜齿轮、蜗杆和蜗轮等。
不同类型的齿轮具有不同的特点,需要根据实际情况进行选择。
3. 计算模数和齿数根据所选用的齿轮类型以及所需功率和转速比,计算出合适的模数和齿数。
模数是齿轮设计中的重要参数,其大小决定了齿轮的尺寸和齿数。
同时,需要注意齿数不能过小或过大,否则会影响传动效率和稳定性。
4. 计算齿轮几何参数根据所选用的齿轮类型、模数和齿数,计算出齿轮的几何参数。
包括齿顶高、齿根高、压力角等参数。
这些参数对于保证传动效率和稳定性具有重要作用。
5. 进行强度计算在确定了齿轮的几何参数之后,需要进行强度计算。
通过计算得到所选用材料能够承受的最大载荷,并比较实际载荷与最大载荷之间的差距,以确定所选用材料是否适合。
6. 进行装配设计在完成单个齿轮设计之后,需要进行装配设计。
包括确定两个或多个齿轮之间的配合关系、确定传动方式等。
同时还需要考虑安装方式、润滑方式等因素。
7. 进行检查和测试在完成设计之后,需要进行检查和测试以确保设计符合实际要求,并满足相关标准和规范。
需要进行的测试包括强度测试、噪声测试、振动测试等。
三、齿轮传动设计的注意事项1. 齿轮传动设计需要考虑多种因素,包括功率、转速比、齿轮类型、材料选择等。
需要综合考虑各种因素,以确保设计符合实际要求。
2. 齿轮传动设计中需要注意齿数不能过小或过大,同时还需要注意齿轮几何参数和强度计算。
国家开放大学《机械原理》齿轮传动的设计实验报告
国家开放大学《机械原理》齿轮传动的设
计实验报告
1. 实验目的
本实验旨在通过设计和制作齿轮传动装置,掌握齿轮传动的基本原理和设计方法。
2. 实验原理
齿轮传动是一种常用的机械传动方式,利用齿轮间的啮合来传递动力和运动。
齿轮传动具有传递效率高、传递力矩大、传动平稳等特点,广泛应用于各种机械设备中。
3. 实验装置
本实验采用以下装置进行齿轮传动的设计:
- 主动轮:直径为20cm的齿轮
- 从动轮:直径为10cm的齿轮
4. 实验步骤
1. 确定主动轮和从动轮的齿数,齿数与齿轮直径成正比。
2. 计算主动轮和从动轮的转速比,转速比等于主动轮齿数除以
从动轮齿数。
3. 根据所需的传动比例,调整主动轮和从动轮的直径。
4. 制作主动轮和从动轮,确保齿轮的齿数和齿形符合设计要求。
5. 安装主动轮和从动轮,并测试齿轮传动的运动情况。
6. 记录实验数据,包括主动轮和从动轮的转速、传动比例等。
5. 实验结果
经过实验,我们成功设计和制作了齿轮传动装置,并测试了其
传动效果。
实验数据表明,主动轮和从动轮的转速比符合设计要求,传动效率较高。
6. 实验结论
通过本次实验,我们深入了解了齿轮传动的基本原理和设计方法。
齿轮传动是一种常用且可靠的机械传动方式,广泛应用于各种
机械设备中。
掌握齿轮传动的设计方法对于工程实践具有重要的意义。
7. 实验改进
在今后的实验中,我们可以进一步探究齿轮传动的传动效率与传动比例之间的关系,并研究不同齿轮参数对传动性能的影响,以提高齿轮传动的设计和应用水平。
主动摩擦学设计方法
主动摩擦学设计方法
曲庆文
【期刊名称】《润滑与密封》
【年(卷),期】2003(000)006
【摘要】摩擦学是研究具有相对运动表面之间的相互关系的学问,摩擦学设计是以摩擦学的基本观点进行设备运行系统工作状态研究的设计,本文综合当前国内外摩擦学设计的理论和方法,提出主动摩擦学设计的基本概念和设计方法.
【总页数】3页(P12-14)
【作者】曲庆文
【作者单位】山东理工大学精密模具重点实验室,淄博,255012
【正文语种】中文
【中图分类】TH117
【相关文献】
1.材料表面摩擦学设计新方法——纳米结构耐磨涂层的组装 [J], 欧忠文;刘维民;徐滨士;马世宁;丁培道
2.软齿面直齿圆柱齿轮传动主动摩擦学设计研究 [J], 陈海真;曲庆文;毛崇智
3.齿轮传动的主动摩擦学设计方法 [J], 曲庆文
4.在线摩擦学设计知识获取方法的研究 [J], 战仁军;张优云;谢友柏
5.铁路车轮踏面的摩擦学设计方法 [J], 刘启跃;金雪岩
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齿轮传动的设计方法
齿轮传动的设计方法齿轮传动是一种常见的机械传动形式,广泛应用于各种机械设备中。
它通过齿轮之间的啮合,实现动力的传递和转速的变换。
齿轮传动设计的目标是保证传动的可靠性、寿命和效率,同时满足特定的传动比、转矩和速度需求。
下面将就齿轮传动的设计方法进行详细的讨论。
1.确定传动比:传动比是齿轮传动设计的一个重要参数,决定了输入和输出轴的转速关系。
在设计中,需要根据实际需求确定传动比,以满足所需的转矩和速度输出。
传动比的计算方法一般根据齿轮尺寸和齿数计算,可以利用公式b1/a1 = N2/N1,其中N1和N2分别为传动轴的齿数,b1和a1分别为齿轮轮齿的宽度。
2.选取齿轮类型和材料:根据实际需要和工作条件,选择合适的齿轮类型和材料,以保证传动的可靠性和寿命。
常见的齿轮类型包括圆柱齿轮、斜齿轮、锥齿轮等,它们的传动特性和适用范围有所不同。
对于高速和大转矩的传动,一般选择硬齿面齿轮,如合金钢、硬质合金等材料,以保证齿轮的强度和耐磨性。
3.计算齿轮参数:齿轮传动设计时需要计算齿轮的参数,包括模数、齿轮轮齿数、齿宽和啮合角等。
这些参数的选择和计算直接影响着齿轮传动的性能和寿命。
模数是齿轮设计的基本参数之一,它决定了齿轮的尺寸、齿数和啮合角等。
齿轮的齿数一般根据传动比和工作条件计算,齿宽则取决于传动功率和载荷。
4.计算齿轮的强度和接触强度:在齿轮传动设计中,需要对齿轮的强度和接触强度进行计算,以确保齿轮的可靠工作和寿命。
齿轮的强度指标一般包括齿根弯曲强度和齿面强度两个方面,可以通过计算齿弯曲挠度、齿应力和材料的强度参数来确定。
接触强度则是指齿轮轮齿接触面上的压力分布情况,一般通过计算接触应力和接触疲劳寿命来评估齿轮的接触强度。
5.优化齿轮传动结构:在齿轮传动设计过程中,可以通过改变齿轮的结构和参数,来优化传动的性能和效率。
例如,可以采用增加齿数、增加齿宽、改变齿形和减小齿间间隙等方式,来提高齿轮的强度和传动效率。
此外,可以通过采用齿轮加工和热处理工艺等手段,来提高齿轮表面的硬度和耐磨性。
机械基础之齿轮传动的设计
机械基础之齿轮传动的设计1. 简介齿轮传动作为一种常见的机械传动方式,广泛应用于各种机械设备中。
它通过齿轮之间的啮合来传递动力和运动,具有传递效率高、传动平稳、结构紧凑等优点。
本文将介绍齿轮传动的基本原理和设计方法,帮助读者了解和应用齿轮传动。
齿轮传动是利用齿轮之间的啮合关系来传递动力和运动的一种机械传动方式。
传动的原理可以简单地描述为:驱动轴上的齿轮通过啮合传递动力,从而带动被动轴上的齿轮进行运动。
齿轮的啮合过程中,齿轮之间产生了接触力和摩擦力,使得传动效率降低。
3.1 齿轮的模数选择齿轮的模数是齿轮传动设计中关键的参数之一。
模数的选择需要考虑到传动的功率、转速和载荷等因素。
一般来说,功率越大、转速越高、载荷越大,所需的齿轮模数就越大。
根据实际需求和设计指标,选择适当的齿轮模数可以保证传动的效率和可靠性。
3.2 齿轮副的啮合条件齿轮副的啮合条件包括啮合角、啮合线速度和啮合传动比等。
啮合角是齿轮副啮合面上两个相对于齿轮轴线的夹角,它的大小直接影响齿轮传动的平稳性和传动效率。
啮合线速度是齿轮啮合点的线速度,需要根据齿轮传动的转速和模数来计算。
啮合传动比是齿轮副中相邻行的齿数比值,一般通过传动需求来确定。
3.3 齿轮的材料选择齿轮的材料选择需要考虑到传动的功率、转速和工作环境等因素。
常见的齿轮材料包括钢、铸铁、黄铜等。
钢齿轮具有良好的强度和耐磨性,适用于高载荷和高速度的传动。
铸铁齿轮具有良好的减震效果,适用于噪声和振动要求较高的传动。
黄铜齿轮具有良好的自润滑性和耐腐蚀性,适用于高速度和密封要求较高的传动。
4. 齿轮传动的设计步骤4.1 确定传动类型和参数根据传动需求和要求,确定齿轮传动的类型和参数,包括转速、功率和传动比等。
4.2 选择合适的齿轮模数根据传动类型和参数,选择合适的齿轮模数,确保传动效率和可靠性。
4.3 计算齿轮的尺寸和齿数根据齿轮模数和传动比,计算齿轮的尺寸和齿数,确保齿轮副的啮合条件满足要求。
齿轮传动的设计步骤
齿轮传动的设计步骤一、介绍在机械传动中,齿轮传动是一种常见且重要的传动方式。
它通过齿轮的啮合来传递转矩和运动,具有高效、可靠、精度高等优点。
本文将详细介绍齿轮传动的设计步骤,以帮助读者了解如何进行齿轮传动的设计。
二、齿轮传动的设计步骤齿轮传动的设计步骤可以分为以下几个阶段:2.1 确定传动比和传动类型首先,需要确定所需的传动比和传动类型。
传动比是指输入轴和输出轴的转速之比,可以根据实际需求和设计要求来确定。
传动类型包括平行轴齿轮传动、垂直轴齿轮传动、斜齿轮传动等,根据具体情况选择适合的传动类型。
2.2 计算齿轮参数根据所确定的传动比和传动类型,需要计算齿轮的参数。
主要包括模数、齿数、压力角等。
模数是齿轮齿数与齿轮直径的比值,用于确定齿轮的尺寸。
齿数是齿轮上的齿的数量,也是计算齿轮参数的重要依据。
压力角是齿轮齿廓与径向线之间的夹角,决定了齿轮的啮合性能。
2.3 选择材料和热处理根据齿轮的使用条件和工作环境,选择合适的材料和热处理方式。
常用的齿轮材料包括碳素钢、合金钢、铸铁等,不同的材料具有不同的强度和硬度特性。
热处理可以提高齿轮的强度和耐磨性,常见的热处理方式包括淬火、渗碳等。
2.4 齿轮布局和啮合计算根据齿轮的参数和传动要求,进行齿轮的布局和啮合计算。
齿轮布局是指确定齿轮的位置和相对角度,确保齿轮之间的啮合性能良好。
啮合计算是指计算齿轮的啮合角、啮合点等参数,以保证齿轮传动的稳定性和可靠性。
2.5 强度和耐久性计算通过强度和耐久性计算,评估齿轮传动的强度和寿命。
强度计算是指计算齿轮的弯曲强度和接触强度,以判断齿轮是否能够承受所需的载荷和转矩。
耐久性计算是指根据齿轮的工作条件和使用寿命要求,计算齿轮的寿命和可靠性。
2.6 优化设计和验证根据计算结果和实际要求,进行齿轮传动的优化设计和验证。
优化设计可以通过调整齿轮参数、改变齿轮布局等方式,提高齿轮传动的性能。
验证是指通过实验或模拟仿真,验证齿轮传动的设计是否满足要求,是否能够正常工作。
传动摩擦学设计内容与方法
传动摩擦学设计内容与方法传动摩擦学是一种重要的工程技术,它涉及到传动装置的机械分析、动力性能计算和系统设计。
它主要用于分析传动链上传动摩擦力的分布特性,以及分析传动摩擦学数和摩擦系统的可靠性。
它对于传动机械系统的建模和设计以及可靠性分析有重要的作用。
传动摩擦学的基本内容和设计方法包括:摩擦学的基本概念、摩擦力的物理量及其定义、摩擦力机械原理、传动摩擦学定律及其形式,以及摩擦学参数的测量、估算和控制。
摩擦力的基本概念包括摩擦系数、摩擦阻力和接触面积。
摩擦系数是指两个接触表面之间相互间作用产生摩擦力的力学参数,它反映了摩擦系统的整体特性;摩擦阻力是指两个接触表面间作用产生的摩擦力的大小,它一般为正值;接触面积是指两个接触表面间作用的有效面积,它一般由拧紧力和载荷定义。
摩擦力机械原理是指摩擦力和接触面积、拧紧力和载荷之间的关系,它主要由四个基本参数来控制,包括:接触面积、拧紧力、载荷和摩擦系数。
传动摩擦学定律是指摩擦力与拧紧力、载荷和摩擦系数之间的关系,它们主要有以下几种:基本摩擦定律、复合摩擦定律、互制原理和限制原理。
摩擦学参数的测量与方法主要有三种:球形滚子测试、平板摩擦测试和动态摩擦测试。
球形滚子测试是指使用一枚球体滚动接触装置,以不同的拧紧力和载荷对摩擦学参数进行测试;平板摩擦测试是指使用一块平板滑动接触装置,以不同的拧紧力和载荷对摩擦学参数进行测试;动态摩擦测试是指在动态条件下使用不同的拧紧力和载荷测试摩擦学参数。
摩擦学参数的估算与方法可以分为两类,一类是理论估算,一类是实验估算。
理论估算方法包括:摩擦学动力学,用于确定摩擦系统的动力学特性;摩擦系数的估算,用于确定摩擦系数的数值;摩擦学定律的估算,用于估算摩擦学定律参数。
实验估算方法包括:测试法,用于确定摩擦参数;建模法,用于确定摩擦参数的变化规律;模拟法,用于模拟不同参数下的摩擦特性。
摩擦学参数的控制与方法主要包括:结构控制,用于确定摩擦学结构参数;摩擦介质控制,用于选择摩擦介质;阻尼控制,用于确定阻尼参数;表面处理控制,用于确定表面处理工艺;主动控制,用于主动控制传动摩擦系统。
传动摩擦学设计内容与方法
传动摩擦学设计内容与方法
传动摩擦学是将力学、物理化学和材料科学应用于传动摩擦学设计中的一门学科。
它研究如何在机械运动中有效地控制和优化滑动和摩擦,以及摩擦损失。
这是一个涉及复杂材料和科学知识的综合性学科,其目的是解决传动设央中的摩擦学问题,激发机械设计的动力。
传动摩擦学的设计内容主要包括:精确的传动摩擦特性测试,摩擦行为的模型建立,减少传动摩擦的损耗,研究并优化传动摩擦学元件的设计,以及传动摩擦学的系统性分析等。
针对上述设计内容,可以采取以下方法来进行设计:
1.对传动摩擦特性进行精确测试:通过精密测试系统,可以准确测量传动摩擦特性,并及时反应出设计参数的变化,实时调整设计参数,从而实现精确的传动摩擦特性测试。
2.建立摩擦行为模型:建立摩擦行为的模型,可以帮助设计人员更好地了解传动摩擦行为,从而提高设计精度和优化设计结果。
3.减少传动摩擦损耗:可以采用动态非接触摩擦测试系统,使用合适的设计方法和材料,以减少传动摩擦损耗,从而提高机械传动效率。
4.研究优化传动摩擦学元件设计:可以利用计算机辅助设计(CAD)工具,通过精确的三维模型拟合来研究和优化传动摩擦学元件的设计,从而获得最佳设计结果。
5.进行传动摩擦学系统性分析:可以利用多体动力学(MD)技术,通过分析系统动力学运动耦合方程,进行系统性的分析,对传动摩擦
学进行研究,以获得最优化的设计结果。
传动摩擦学设计中的方法和内容是复杂的,遵循的技术也有所不同,但其关键是科学的思考方式,以及精确的设计分析技术,以有效地满足传动系统的各种要求。
只有将传动摩擦学的原理和方法应用到实践中,才能更好地满足传动系统的需求,提高机械运动的效率。
传动摩擦学设计内容与方法
传动摩擦学设计内容与方法传动摩擦学是一门研究机械传动中摩擦学原理和应用的学科,它是机械工程学的重要组成部分。
它以传动摩擦学的六大组成部分为中心,重点研究机械传动中摩擦学设计内容与方法,它是指传动摩擦学应用于机械传动设计中,设计者应如何处理摩擦学的所有问题的原理和方法,以及选择合适的传动摩擦元件。
下文将简要阐述传动摩擦学设计内容与方法。
首先,传动摩擦学设计中要考虑传动系统的动力条件,包括恒定负荷和变负荷等,以及减速机、轴承、齿轮、润滑油、摩擦限制器、传动链等传动部件;其次,要选择合适的摩擦元件,如摩擦片、摩擦圆环、摩擦滑环、摩擦转轮、钢弹簧片等;第三,在摩擦学设计中要考虑摩擦的基本性能,包括湿摩擦系数、滚动摩擦系数、滑动摩擦系数等。
最后,在传动摩擦学设计中还要考虑润滑和温度的变化对摩擦学性能的影响,以及传动摩擦元件的寿命等。
传动摩擦学设计的方法和原理主要有以下几种:首先是运动学原理。
运动学原理指的是研究机械传动中的运动规律,它是驱动及其操作的基础,是从事机械设计的关键环节。
运动学原理涉及传动系统中的参数,如输入转矩、转轴速度、转动惯量等,还有对传动部件的轴向、横向安装位置等,只有充分认识运动学原理,才能设计出有效的传动系统。
其次是力学原理。
力学原理是一门研究力学问题的学科,它着重研究力学问题的数学模型,比如施加到物体上的力、力的大小和方向以及力的分布,这些都是传动系统的设计思路的重要因素。
此外,力学原理还要考虑传动系统中的弹性参数、摩擦及润滑等因素,从而获得有效的传动效果。
第三是传动摩擦学实验。
传动摩擦学实验是为了测量和比较机械传动中各种摩擦元件的性能,以及摩擦片、摩擦圆环、摩擦滑环、摩擦转轮、钢弹簧片等摩擦元件的接触摩擦特性。
传动摩擦学实验是机械设计中不可缺少的环节,可以使传动摩擦学应用更加准确和有效。
总之,传动摩擦学设计内容及其应用方法是指传动摩擦学应用于机械传动设计中,设计者应当通过研究运动学原理、力学原理及实验验证的方式,选择合适的传动摩擦元件,并考虑润滑和温度变化对摩擦学性能的影响,以求得有效的传动效果。
传动摩擦学设计内容与方法
传动摩擦学设计内容与方法传动摩擦学是一门复杂的学科,它研究的是两个表面之间摩擦耦合形成的动力学过程。
它的研究主要有两个基本方面,一是探讨摩擦学设计理论,另一个是研究传动摩擦学设计实践。
传动摩擦学设计理论主要包括物理力学模型、摩擦学特性模型、传动效率计算模型、传动滑动性能计算模型、摩擦学参数模型以及传动系统结构分析模型等等。
这些模型的建立和发展是传动摩擦学设计理论的基础。
传动摩擦学设计实践有几个重要的方面。
首先是确定传动摩擦学的项目目的,即传动装置的额定功率,由此确定传动系统的速度比、爬行比和功率比等参数,并确定传动摩擦学设计参数。
其次是根据传动摩擦学理论,确定传动摩擦学元件的尺寸参数和材料参数,以及传动系统的结构参数,最后进行传动摩擦学设计有效对比试验。
传动摩擦学设计是一门重要的学科,它既具有理论方面的研究价值,也具有实践应用的价值。
它的研究可以为工程设计提供科学的依据,提高工程设计质量,同时也为未来的发展提供重要参考依据。
综上所述,传动摩擦学设计包括理论研究与实践应用,其理论研究主要有物理力学模型、摩擦学特性模型、传动效率计算模型、传动滑动性能计算模型等。
实践应用方面,主要包括确定传动摩擦学项目目的,根据传动摩擦学理论确定传动摩擦学元件的尺寸参数和材料参数,以及传动系统的结构参数,最后进行传动摩擦学设计有效对比试验。
传动摩擦学设计是一个重要的学科,它不仅能为工程设计提供科学的依据,提高工程设计质量,而且为未来的发展提供着重要的参考依据。
传动摩擦学的研究还有很多方面可以探索,例如以模型分析的方式获取摩擦学设计参数;获取摩擦学设计参数、模拟运行状态变化的方法;以及传动摩擦学的实时监测与参数调整方法等等。
深入的研究可以为传动摩擦学领域的发展开辟新的道路,为传动摩擦学设计提供更加先进的理论依据。
传动摩擦学设计是一门广泛的学科,也是一项复杂的工程,要求传动摩擦学设计者需要兼顾理论研究与实际应用,充分利用传动摩擦学设计理论与实践结合,发挥传动摩擦学设计在机械传动系统中的重要作用,从而更好地满足工程实际的需求。
齿轮齿面摩擦力公式
齿轮齿面摩擦力公式全文共四篇示例,供读者参考第一篇示例:齿轮是一种常见的机械传动元件,用于传递动力和运动。
在齿轮传动过程中,齿轮之间会发生齿面接触和滑动,产生摩擦力。
了解齿轮齿面摩擦力公式对于准确计算机械系统的能量传递和效率具有重要意义。
本文将深入探讨齿轮齿面摩擦力公式的推导和应用,帮助读者更好地理解齿轮传动系统的工作原理和性能特点。
齿轮齿面摩擦力公式的推导涉及到齿轮的几何形状、材料性质、接触状态等因素。
在实际工程应用中,一般采用哈氏公式或阿基米德原理来推导齿轮齿面摩擦力公式。
哈氏公式是根据对齿轮齿面接触区域的物理性质和力学原理进行分析推导得到的。
阿基米德原理则是根据齿轮齿面的几何形状和材料性质进行力学计算得到的。
这两种方法各有优劣,可根据具体应用情况选择合适的方法来推导齿轮齿面摩擦力公式。
齿轮齿面摩擦力公式的一般表达形式如下:\[F_f = \mu \cdot F_n\]\(F_f\)表示齿轮齿面摩擦力,单位为牛顿(N);\(\mu\)表示齿轮齿面的摩擦系数,是一个无量纲的常数;\(F_n\)表示齿轮齿面的法向力,单位为牛顿(N)。
在实际应用中,齿轮齿面的摩擦力与齿轮的几何形状、材料性质、工作条件等因素都有关系。
通常情况下,摩擦力随着齿面压力的增加而增加,但是摩擦系数也受到温度、油膜、表面处理等因素的影响。
在进行齿轮设计和选型时,需要综合考虑这些因素,以确保齿轮传动系统的稳定性和性能优良。
除了一般的齿轮齿面摩擦力公式外,还可以根据具体齿轮的几何形状和接触状态推导出更精确的摩擦力公式。
对于斜齿轮或螺旋齿轮等特殊形状的齿轮,需要考虑到齿轮的齿条厚度、齿顶高度、啮合角等因素,从而推导出相应的摩擦力公式。
这些公式的推导通常需要借助计算机仿真和实验数据分析等手段,以获得更准确和可靠的结果。
第二篇示例:齿轮是一种常见的机械传动元件,通过齿轮间的啮合来传递动力和运动。
齿轮的顶端是齿轮齿面,这是传递动力的关键部分。
齿轮齿面摩擦力公式
齿轮齿面摩擦力公式全文共四篇示例,供读者参考第一篇示例:齿轮是一种常见的机械传动装置,主要用于传递动力和转速。
在齿轮传动中,齿轮齿面摩擦力是一个非常重要的物理现象,它直接影响到齿轮传动的效率和效果。
本文将介绍关于齿轮齿面摩擦力公式的相关知识。
齿轮齿面摩擦力的计算是齿轮传动设计中重要的一部分。
齿轮齿面摩擦力主要包括两个部分:一是齿面间的干摩擦力,即两个齿轮相对旋转时齿面之间的摩擦力;二是润滑剂的粘附力和粘度力,即齿面润滑层中的粘附和粘滞作用力。
这两个部分的综合作用决定了齿轮传动系统的摩擦力大小。
齿轮齿面摩擦力公式的推导一般基于基本的摩擦学原理和齿轮传动的运动学条件。
在推导公式时,一般假设齿轮齿面是理想的光滑表面,忽略了齿面的微观形状和不完全干净的情况。
基于这些假设,可以得到如下的齿轮齿面摩擦力公式:\[ F_f = μN \]\( F_f \) 表示齿轮齿面摩擦力,单位为牛顿;\( μ \) 表示齿面摩擦系数,是一个无量纲的物理量;\( N \) 表示受力对象的法向压力,单位为牛顿。
从公式中可以看出,齿面摩擦力与摩擦系数和法向压力成正比,这是摩擦力的基本特性。
在实际的齿轮传动设计中,摩擦系数\( μ \) 和法向压力\( N \) 是两个重要的参数,它们直接影响到齿轮传动系统的工作效果和寿命。
一般情况下,摩擦系数\( μ \) 取决于齿轮材料和表面处理方式,可以通过实验或经验确定;法向压力\( N \) 则取决于齿轮传动系统的负载大小和设计参数。
除了基本的齿轮齿面摩擦力公式外,还有一些相关的公式和计算方法可以帮助工程师更准确地计算齿轮传动系统的摩擦力。
润滑剂的粘着力和粘滞力可以通过摩擦学原理和润滑理论计算;齿轮齿面的实际形状和表面处理方式也会对摩擦力的大小产生影响。
在齿轮传动系统的设计和运行过程中,需要综合考虑齿轮齿面摩擦力对系统性能的影响。
通过合理选择摩擦系数和法向压力,可以减小摩擦力,提高齿轮传动的效率和寿命;也需要注意润滑剂的选用和管理,以保证齿轮传动系统的正常运行。
齿轮传动的主动摩擦学设计方法
basic method on initiative tribology design was put forward. Therefore, friction, wear and lubrication may be forwardly con2 trolled for gear2driven in the engineering, the life of gear2driven can be forecasted, and driven p recision can be accurately controlled.
3 基金项目 : 山东省自然科学基金项目 , 山东省教育厅项目
( J04D51 ) 和山东理工大学重点项目 ( 2004KJZ01 ) 1
收稿日期 : 2005 - 02 - 28 作者简介 : 曲庆文 ( 1959 —) , 工学博士 , 教授 , 主要从事润滑 理论和摩擦学设计的研究 1E 2 mail: quqingwen@ sina1 com 1
I n itia tive Tr ibology D esign M ethod on Gear2dr iven
Q u Q ingw e n
(M echanical Engineering Academy, Shandong U niversity of Technology, Zibo Shandong 255049, China)
凸轮设计 、滚动轴承 等进行了设计核算 。薄膜润 滑理论的逐渐形成 , 为摩擦学设计注入了新的设计思 想 , 增添 了 新 的 内 容 , 更 真 实 地 揭 示 了 润 滑 的 本 [ 8, 9 ] 质 。 [ 10 ] 主动摩擦学设计 是近来设计的新思想 , 设计 工程中预知设备运行过程中的摩擦学特性 , 对精确估 计产品的使用寿命 , 提高产品的市场竞争力 , 提高机 器运行的质量 , 减少噪声和预防机器的失效都具有重 大的实用价值 。本文作者研究了工程传动中应用最广 泛的齿轮传动的主动摩擦学设计方法 , 为齿轮传动的 主动摩擦学控制提供了理论基础 。 1 齿轮传动摩擦学计算基础 目前齿轮传动设计是根据工作条件选择计算方 法 , 如为了保证较好的润滑状态 , 若按常规的设计一 般是以接触疲劳强度进行设计 , 然后进行弯曲强度的 校核 。根据设计实践 , 一般条件下弯曲强度基本能达 到要求 。若考虑摩擦学问题 , 进行传动的润滑计算 时 , 应根据线接触弹流润滑的计算公式进行 , 其基本 方程为 C C C C C C ( 1) h = C1α η 0 R v w E′ 式中 : α为压粘系数 ; η0 为润滑剂的常规粘度 ; w 为 单位长度的载荷 ; R 为当量曲率半径 ; v 为当量圆柱 的平均速度 ; C i 为油膜计算系数 ; E ′ 为综合弹性模 量 , 其值为 2 2 -1 1 -ν 1 1 -ν 1 2 ( 2) E′ = +
传动摩擦学设计内容与方法
传动摩擦学设计内容与方法传动摩擦学是一门研究摩擦问题在机械传动中的应用的学科。
在设计和优化传动系统时,传动摩擦学可以提供有关摩擦现象的基本知识和分析方法,以提高传动系统的效能和可靠性。
在传动摩擦学设计中,主要涉及部件的材料选择、润滑方式选择、接触压力、接触面积等参数的决策。
1.摩擦材料的选择:不同的摩擦副(由摩擦面和传动介质构成)所使用的材料对于传动系统的工作效能和寿命有着重要的影响。
在选择材料时需要考虑摩擦系数、耐磨性、热稳定性、疲劳性能等因素。
2.摩擦副的润滑方式选择:良好的润滑状态可以降低摩擦损失和磨损,并提高传动系统的效能和寿命。
润滑方式的选择包括干摩擦、润滑油膜润滑、固体润滑等,根据传动系统的工作条件选择适当的润滑方式。
3.摩擦接触压力:传动系统中的摩擦接触压力决定了摩擦副之间的接触应力和变形。
在设计时需要考虑摩擦面的强度和变形,以保证传动系统的稳定性和可靠性。
4.接触面积:接触面积是传动系统中传递力和承载载荷的主要因素之一、通过合适地选择摩擦面的形状和尺寸,可以增加接触面积,提高传动系统的效能和寿命。
1.摩擦副材料的实验评价:通过摩擦试验和磨损试验,评估不同材料的摩擦性能和耐磨性能,为摩擦材料的选择提供依据。
2.摩擦接触过程的分析和计算:通过应力分析和变形分析,确定摩擦接触过程中的接触应力分布和变形情况,以评估传动系统的稳定性和可靠性。
3.润滑状态的分析和计算:通过润滑流体力学分析和计算,确定润滑油膜的厚度和压力分布,以评估传动系统的润滑状态和摩擦性能。
4.优化设计:根据分析结果,对传动系统的各个参数进行优化设计,以提高系统的效能和可靠性。
综上所述,传动摩擦学设计是一门关于摩擦问题在机械传动中应用的学科,通过对材料选择、润滑方式选择、接触压力、接触面积等参数的决策,来提高传动系统的效能和可靠性。
在设计过程中,需要通过实验评价、分析计算和优化设计等方法来进行。
构造拓扑修形齿面的面齿轮传动主动设计_彭先龙
面齿轮的 .
加工方法 , 如插齿法 , 插 齿 刀 比 小 齿 轮 多 1~3 个 齿, 而铣齿和磨齿 中 所 用 刀 具 的 工 作 曲 面 则 由 插 齿刀的齿面定义
[ ] 3 4 -
, 这些加工方法能够获得局部
点接触的面齿轮传动 . 为了改善面齿 轮 传 动 的 啮 合 性 能 , 如接触椭 接触路径方向θ 和传动误差 Δ 圆长轴长度2 a、 Φ2 , 这些都对接触应力 、 弯曲应力和振动有重要影响 ,
+ 中图分类号 :V 1 1 . 2 3 2 . 4 1 文献标志码 :A 2 6 7;TH
e a r d r i v e f o r m o d i f i n e a s e i v e d e s i n o f f a c e o o l o f l a n k A c t o f f t - g y g g p g y
1 2 1 ,F P l d X i a nቤተ መጻሕፍቲ ባይዱZ o n E NG o n e n e X i ANG - -w - g g , HU
( , 1.S c h o o l o f M e c h a n i c a l E n i n e e r i n g g ,X ; N o r t h w e s t e r n P o l t e c h n i c a l U n i v e r s i t i a n 7 1 0 0 7 2,C h i n a y y , 2.C h e m i c a l R e s e a r c h I n s t i t u t e ,B ) C h i n a N u c l e a r P o w e r E n i n e e r i n C o m a n L i m i t e d e i i n 1 0 0 8 4 0,C h i n a g g p y j g :A o f f t e a r w i t h i n i o n a n d f a c e o o l o s u r f a c e s o f A b s t r a c t m e t h o d t o r e d e s i n e a s e - g p p g y g e a r r o o s e d t o i m r o v e t h e m e s h i n e r f o r m a n c e s o f f a c e i v e n m e s h i n e r f o r m a n c e w a s g p p p g p g g p e a r c o u l d b e m a n u f a c t u r e d d r i v e s w i t h s m a l l n u m b e r o f m a c h i n i n a r a m e t e r s .T h e f a c e g g p ,a d e s r e t h r o u h s h a i n n d t h e i n e d t r a n s m i s s i o n e r r o r s c o u l d d e t e r m i n e t h e r e l a t i o n s h i - p g p g g p , b e t w e e n t h e r o t a t i o n a n l e o f t h e s h a e r a n d t h e r o t a t i o n a n l e o f t h e f a c e e a r t h e r e b g p g g y o f f t o f f t f o r m i n e a s e o o l o f l a n k o f t h e f a c e o o l o f l a n k o f t h e e a r .A n d t h e n t h e e a s e - - g p g y g p g y d e s i n i o n w a s c a l c u l a t e d a c c o r d i n t o t h e l o c a t i o n a n d d i r e c t i o n o f t h e i n e d c o n t a c t r e a t h - p g g p p ;f ,a g d e s a n d t h e r e i n e d s i z e o f c o n t a c t e l l i s e i n a l l r i n d i n m e t h o d o f c o n u a t i o n o f - g j g p g p y ,w o f f t o i n t c o n t a c t w a s u s e d t o o b t a i n t h e e a s e o o l o f l a n k o f t h e i n i o n h i l e t h e l i n e a r - p p g y p o f f t o o l o f l a n k o f t h e e u a t i o n s b e t w e e n m a c h i n i n a r a m e t e r s a n d c a l c u l a t e d e a s e i n i o n - q g p p g y p , w e r e d e d u c e d .T h e r e s u l t s s h o w t h a t t h e t r a n s m i s s i o n e r r o r a n d c o n t a c t a t h s i m u l a t e d b p y d e s t o o t h c o n t a c t a n a l s i s( T C A) w e r e t h e s a m e a s t h e r e i n e d t r a n s m i s s i o n e r r o r a n d c o n - - y g p , t a c t a t h w i t h t h e d i f f e r e n c e b e t w e e n t h e l e n t h o f c o n t a c t e l l i s e s i m u l a t e d b T C A a n d p g p y d e s i n e d c o n t a c t e l l i s e f r o m 0 . 1 7 5 2mm t o 1 . 1 6mm. t h e l e n t h o f r e - g g p p ;a : ;m ;e o f f t K e w o r d s f a c e e a r e s h i n e r f o r m a n c e a s e o o l o c t i v e d e s i n; - g g g p p g y y t o o t h c o n t a c t a n a l s i s y
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i
( 4)
式中 : v1 =
πn1
30
( r1 sin α + s ) ; v2 =
πn2
30
( r2 sin α - s) ;
n1 、 n2 为转速 。
根据下述方程判断齿轮传动的润滑状态 。
2 λ = h σ2 ( 5) 1 +σ 2 σ σ 式中 : 1 和 2 分别是凸轮和从动件接触表面的均方 根粗糙度 , 其值 与加 工 和跑 合 情况 有关 。当 λ < 1 时 , 处于边界润滑状态 , 存在磨损的危险 ; 当 1 Φλ Φ 3 时 , 处于混合润滑状态 , 可能发生磨损 ; 当 λ > 3 时 , 处于流体润滑状态 , 不会发生磨损 。 在齿轮传动的计算中 , 由于在齿面各点的啮合条 件不同 , 各点的润滑状态也不同 , 同时考虑重合度对 齿面受载的影响 , 因此可计算出沿齿廓表面的油膜厚 度分布 。 2 齿轮传动的主动摩擦学设计方法 211 齿轮传动的主动摩擦学设计的基本模型 ( 1 ) 齿轮传动的润滑方式建模 : 该方法可建立 以设计为主体的润滑理论模型 , 以传动工程中对油膜 厚度的要求为准则 , 形成主动的设计方程 , 抛除上述 的摩擦学演算 , 变被动为主动 。
54 ~72 ° 2165 0154 2 /3 0
其当量曲率半径 R 按下式计算 ( r1 sin α + s) ( r2 sin α - s) R1 R2 ( 3) R = = ( ) α R1 + R2 r1 + r2 sin 式中 : r1 、 r2 为节圆半径 ; α为啮合角 ; s 为啮合点 到节点的距离 , 其变化范围为
2006 年 2 月 第 2 期 (总第 174 期 )
润滑与密封
LUBR ICATI ON ENGI N EER I NG
3
Feb12006 ( No12 serial No1174 )
齿轮传动的主动摩擦学设计方法
曲庆文
(山东理工大学机械工程学院 山东淄博 255049)
摘要 : 根据齿轮传动的设计特点 , 改变传统的设计方法 , 提出主动摩擦学设计的基本方法 , 以此可以主动控制工程 中齿轮传动的摩擦 、磨损和润滑问题 , 控制齿轮传动的寿命 , 进而达到控制传动精度 。 关键词 : 齿轮传动 ; 主动摩擦学设计 ; 粘度 ; 润滑设计 中图分类号 : TH117 文献标识码 : A 文章编号 : 0254 - 0150 ( 2006) 2 - 037 - 3
( r2 + h2 ) - r2 2 cosα - r2 sin α~ ( r1 + h1 ) - r1 cosα α - r1 sin , h1 、 h2 为两齿轮的齿顶高。
2 2 2 2 2
当量圆柱的平均速度 v处理为 πn1 1 s 1 ( v1 + v2 ) = α+ (1 - ) ] v= [ r1 sin
Abstract: Design characteristic of gear2 driven was summarized, and design method of gear2driven was transformed. A
basic method on initiative tribology design was put forward. Therefore, friction, wear and lubrication may be forwardly con2 trolled for gear2driven in the engineering, the life of gear2driven can be forecasted, and driven p recision can be accurately controlled.
R = v= R1 + R2
=
( 1 + i)
( 7) ( 8)
πn1 1 ( v1 + v2 ) = α r1 sin 2 30
- 1113 - 1167 - 1183 - 1183 η n1 0
则设计公式为 :
d1 Ε 3196 hm in α w
-1
1+i
i
1. 56
( sin α)
- 1. 83
2 3 4 5 6 7
[6 ]
[7 ]
2
E1
E2
38
润滑与密封
总第 174 期 ( 2 ) 齿轮传动系统的摩擦磨损方式建模 : 该模
公式在使用中 , 系数 C1 ~C7 的选择根据粘性参数 3 /2 α w w 和弹性参数来确定。 gE = gV = 1 /2 , 1 /2 。 (η R) R (η 0 vE ′ 0 v) 根据弹性流体润滑状态图的简单直线划分成的 4 个区 , 可以 4 条线的交点为基准 , 以角度来表达区域范围 , 0 0 0 即令 δ= arctan [ lg ( gV - gV ) / lg ( gE - gE ) ], 其中 gV 和 0 0 0 gE 为交点坐标值 , 通常 gV = 5, gE = 2。由此可得各系 数在不同区域的选值与 δ的对应关系 , 如表 1 所示。 运用此表的系数 , 可得到在不同润滑区域内使用的计 算公式。
・
E′
- 111
( 9)
采用 Martin 公式计算 , 则设计公式为 : η α i sin 0 n1 采用此方程只是满足油膜厚度的要求 , 即润滑条 件的要求 , 所以应进行强度核算 , 以确定其疲劳寿
d1 Ε
1104 hm in 1 + i
w
1
( 10 )
2006 年第 2 期
曲庆文 : 齿轮传动的主动摩擦学设计方法
I n itia tive Tr ibology D esign M ethod on Gear2dr iven
Q u Q ingw e n
(M echanical Engineering Academy, Shandong U niversity of Technology, Zibo Shandong 255049, China)
39
命。 21212 摩擦学 2 强度建模及特点 该方法建模的基本原理是将润滑计算与强度计算 结合 , 形成新的设计公式 , 使得设计值既满足润滑条 件同时又满足强度条件 , 即形成方程形式为 α ( 11 ) d1 Ε f ( T1 、 、η 、 v1 、 i、 [σH ]、…) 与上述方程相比 , 方程增加了许用应力 , 使得设 计值能同时满足润滑条件和强度条件 , 但是在方程的 处理和修正上比较烦琐 。该建模方法注意了齿轮参数 的处理 , 即强度计算的处理 , 最终把强度计算方程中 的能传递的载荷以许用应力的形式代入上述润滑设计 的设计公式 , 然后进行整理和修正 , 可采用模拟的方 式得出最佳的修正系数 。 其它建模方法与上述基本相同 , 按磨损计算 , 则 按照预定的磨损量指标来形成方程 , 即设计式中将包 含润滑剂性能参数 、磨损量控制参数 、载荷参数 、结 构尺寸参数 、运转工况参数等 。 3 结论 ( 1 ) 由于齿轮传动的载荷受到重合度的影响 , 出现单齿啮合与双齿啮合的交叉 , 且双齿啮合是位于 齿顶或齿根 , 在此范围润滑状态较佳 ; 在节点邻域 , 齿轮传动基本为单齿啮合 , 载荷大 , 且速度小 , 不利 于形成弹流润滑 , 所以设计只计算节点处 , 按这样设 计的齿轮能满足全域的润滑要求 。 ( 2 ) 主动摩擦学设计带来设计的革命 , 使得设 计可准确地预测设备的使用寿命 , 以防运行过程中设 备出现失效 , 有利于提高生产效率 。 ( 3 ) 目前齿轮传动的主动摩擦学设计方法还很 不完善 , 本研究只是提供一个基本的思维方式 , 供研 究者参考 。
Keywords: gear2 driven; initiative tribology design; viscosity; lubrication design
摩擦学是涉及流体力学 、流变学 、热力学 、表面 物理学与表面化学等 , 综合材料科学 、工程热物理等 学科的成果 , 以数值计算和表面技术为主要手段的边 缘学科 , 具有多学科交叉性的特点 。摩擦学所研究的 问题是摩擦 、磨损和润滑的全程问题 , 研究的目的是 对传动系统的设计予以指导 , 以提高设备的工作效率 和使用寿命 。目前摩擦学研究已经渗透到各个研究领 域 , 如生态摩擦学 、生物摩擦学 、绿色摩擦学等的研 [1 ] 究 , 摩擦学的思想遍及各个学科 。摩擦学设计是在 摩擦学研究的基础上提出的新的设计方法 , 是运用摩 擦学的理论 、方法 、技术和数据 , 将摩擦 、磨损减小 到最低限度 , 已成为系统设备发展中具有决定意义的 [2 ] 设计领域 。目前摩擦学设计主要集中在润滑设计 , 即进行轴承的承载能力 、摩擦功耗 、油膜稳定性等问 题的核算 。润滑设计在大型发电设备和内燃机研究中 [ 3, 4 ] 被广泛应用来计算轴承的特性和分析工作状态 , 预计轴承的寿命及可靠性 ; 在高副接触传动和大型工 程机械也考虑了润滑的设计问题 , 已经建立了分别考 虑摩擦表面的弹性变形 、热效应 、表面形貌 、润滑膜 的流变学特性 、非稳态工况等实际因素的影响 , 甚至 [5 ] 多参数的综合影响 ; 采用润滑设计也对齿轮传动 、
3 基金项目 : 山东省自然科学基金项目 , 山东省教育厅项目
( J04D51 ) 和山东理工大学重点项目 ( 2004KJZ01 ) 1
收稿日期 : 2005 - 02 - 28 作者简介 : 曲庆文 ( 1959 —) , 工学博士 , 教授 , 主要从事润滑 理论和摩擦学设计的研究 1E 2 mail: quqingwen@ sina1 com 1
表 1 弹流润滑系数
δ
C1 C2 C3 C4 C5 C6 C7
公式
- 90 ~54 ° 3101 72 ~180 ° 1166 180 ~270 ° 419