机械设计基础 第2版 课件

6.8.3 齿轮精度在图样上的标注
表6-11 各公差组的公差值与极限偏差值
6.9 齿轮常见失效形式、设计准则与选择
6.9.1 6.9.2 6.9.3
轮齿的失效形式 设计准则 齿轮常用材料及其热处理
1.轮齿折断
6.9.1 轮齿的失效形式
图6-24 齿根疲劳断裂
6.9.1 轮齿的失效形式
1.tif
6.6.1 齿轮轮齿的加工方法及其原理 6.6.2 根切现象与最小齿数
6.6.1 齿轮轮齿的加工方法及其原理
1.仿形法
图6-17 盘形齿轮铣刀加工齿轮
6.6.1 齿轮轮齿的加工方法及其原理
1.tif
图6-18 指形铣刀加工齿轮
6.6.1 齿轮轮齿的加工方法及其原理
表6-7 各号铣刀加工的齿数范围
图6-20 用齿条插刀加工齿轮
6.6.1 齿轮轮齿的加工方法及其原理
图6-21 用齿轮滚刀加工齿轮
6.6.2 根切现象与最小齿数
图6-22 根切现象与切齿干涉的参数关系
6.7 变位直齿圆柱齿轮传动
6.7.1 6.7.2 6.7.3
变位齿轮概念 变位齿轮的特点 变位齿轮传动类型、特点及应用
6.7.1 变位齿轮概念
6.10.2 齿根弯曲疲劳强度计算
1.tif
6.10.2 齿根弯曲疲劳强度计算
6M34.TIF
6.10.2 齿根弯曲疲劳强度计算
图6-34 试验齿轮弯曲疲劳极限 表6-13 载荷系数K
1)由于两齿轮齿面硬度和齿数不同，故大、小齿轮的许用应力及 复合齿形系数也不相等，所以应分别用式(6-13)验算大、小齿轮的 弯曲强度，即满足σF1≤［σF1］和σF2≤［σF2］。 2)由式(6-14)求出的模数m应圆整成标准值。
6.7.3 变位齿轮传动类型、特点及应用
1.标准齿轮传动 2.高变位齿轮传动 3.角变位齿轮传动
表6-8 变位齿轮传动类型、特点及应用
6.8 圆柱齿轮精度
6.8.1 6.8.2 6.8.3
齿轮传动的使用要求 齿轮精度等级及选用 齿轮精度在图样上的标注
6.8.1 齿轮传动的使用要求
1.传递运动的准确性 2.传动的平稳性 3.载荷分布的均匀性 4.传动侧隙的合理性
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5)齿轮强度设计、常见失效形式、齿轮结构、润滑与维护。 6)变位齿轮传动基本知识。 1)渐开线齿轮啮合原理。 2)渐开线圆柱齿轮的基本参数及其几何尺寸计算。 3)标准齿轮强度设计计算方法。 6.1 概述 6.2 渐开线齿廓及啮合特性 6.3 渐开线直齿圆柱齿轮的主要参数 6.4 标准直齿圆柱齿轮的啮合传动
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6.7.1 变位齿轮概念
图6-23 变位齿轮加工原理及其齿形
6.7.2 变位齿轮的特点
1)当x>0时，刀具节线上齿槽宽增大，齿厚减小，因此，正变位齿 轮分度圆齿厚s增大，齿槽宽e减小，其变动量Δs=2xmtanα，如图621e所示。 2)当x>0时，刀具的齿顶线外移，因此，正变位齿轮的齿根圆直径 df增大，要保持相应的齿高，齿顶圆直径da也增大。 3)当x>0时，齿根高hf减小，齿顶高ha增大。 4)刀具齿顶线随刀具外移，它与啮合线的交点B2移向N1，如图6-21 e所示。 5)由于变位齿轮的齿槽宽与齿厚都发生变化，中心距也会变化， 利用这一特点，可调整齿轮传动的中心距。
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6.1.2 齿轮传动的分类
图6-3 齿轮传动的类型
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6.1.2 齿轮传动的分类
图6-4 渐开线及其齿廓
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6.2 渐开线齿廓及啮合特性
6.2.1 6.2.2 6.2.3
渐开线的形成和特性 渐开线函数 渐开线齿廓的啮合特性
1.tif
图6-30 齿面塑性变形1
6.9.1 轮齿的失效形式
图6-31 齿面塑性变形2
6.9.2 设计准则
6.9.3 齿轮常用材料及其热处理
表6-12 常用齿轮材料及其力学性能
6.9.3 齿轮常用材料及其热处理
表6-12 常用齿轮材料及其力学性能
6.9.3 齿轮常用材料及其热处理
表6-12 常用齿轮材料及其力学性能
6.5.2 分度圆弦齿厚和弦齿高
表6-6
( =α=20
=m=1mm)
6.5.2 分度圆弦齿厚和弦齿高
2.如当量齿数zv带小数，用比例插入法。 例6-2 现有一正常齿制标准直齿圆柱齿轮，已知m=2mm，z=42， 求跨齿数K，公法线长度W，分度圆弦齿厚和弦齿高。 解 1)计算法 2)查表法
6.6 渐开线齿轮加工原理和根切
书名：机械设计基础 第2版 ISBN： 978-7-111-34795-8 作者：柴鹏飞 出版社：机械工业出版社 本书配有电子课件
机械设计基础 第2版高职高专Βιβλιοθήκη Baiduppt 课件
1)标准直齿圆柱齿轮、斜齿轮的几何尺寸计算的能力。 2)齿轮材料选择的能力。 3)齿轮传动受力分析的能力。 4)标准齿轮传动强度设计的能力。 5)齿轮传动润滑方式选择的能力。 1)齿轮传动的类型、特点及应用场合。 2)渐开线的形成及基本性质。 3)渐开线圆柱齿轮的基本参数及其几何尺寸计算。 4)渐开线齿轮啮合原理、切齿原理及根切现象。
6.10 标准直齿圆柱齿轮传动的疲劳强度计算
6.10.1 6.10.2 6.10.3 6.10.4
轮齿受力分析 齿根弯曲疲劳强度计算 齿面接触疲劳强度计算 直齿圆柱齿轮传动设计中参数选择和设计步骤
6.10.1 轮齿受力分析
图6-32 直齿圆柱齿轮传动受力分析
6.10.2 齿根弯曲疲劳强度计算
图6-33 外齿轮的复合齿形系数
6.4 标准直齿圆柱齿轮的啮合传动
6.4.1 6.4.2 6.4.3
正确啮合条件 连续传动条件 正确安装
6.4 标准直齿圆柱齿轮的啮合传动
图6-12 齿轮正确啮合条件
6.4 标准直齿圆柱齿轮的啮合传动
图6-13 齿轮啮合传动过程
6.4.1 正确啮合条件
6.4.2 连续传动条件
图6-14 外啮合传动
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6.5 标准直齿圆柱齿轮的公法线长度和分度圆弦齿厚 6.6 渐开线齿轮加工原理和根切 6.7 变位直齿圆柱齿轮传动 6.8 圆柱齿轮精度 6.9 齿轮常见失效形式、设计准则与选择 6.10 标准直齿圆柱齿轮传动的疲劳强度计算
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6.3.2 主要参数
图6-11 内齿轮的结构和几何尺寸关系
6.3.2 主要参数
表6-4 标准直齿圆柱齿轮几何尺寸计算
例6-1 国产某机床的传动系统，需换一个损坏的齿轮。
6.3.2 主要参数
测得其齿数z=24，齿顶圆直径da=77.95mm，已知为正常齿制，试 求齿轮的模数和主要尺寸。 解 国产机床，齿轮压力角为20°，正常齿制h*=1.0，c*=0.25 1)求齿轮的模数 2)计算主要尺寸
6.10.2 齿根弯曲疲劳强度计算
3)在应用式(6-14)时，由于配对齿轮的齿数和材料不同，故应以YFS 1/［σF1］和YFS2/［σF2］中的较大值代入。
表6-14
6.10.3 齿面接触疲劳强度计算
1)由于啮合时两齿轮接触处的接触应力相等，即σH1=σH2，但两齿 轮材料及齿面硬度不同，许用应力也不同，故以［σH1］、［σH2］ 中较小值代入式(6-15)和式(6-16)。 2)如齿轮配对并非钢对钢，则式中常数671应修正为671×，ZE为材 料系数，见表6-15。
6.8.2 齿轮精度等级及选用
1.精度等级 2.公差组 3.精度等级的选用
表6-9 常用的检验组
表6-10 齿轮精度、圆周速度与加工方法关系
6.8.3 齿轮精度在图样上的标注
1)齿轮第Ⅰ公差组精度为7级，第Ⅱ、Ⅲ公差组精度均为6级，齿 厚上、下偏差代号分为G，M。 2)齿轮的三个公差组精度同级，例如7级，齿厚上、下偏差代号分 别为F、L。 例6-3 某通用减速器中的标准直齿圆柱齿轮，已知：模数m=3mm， 齿数z=32，中心距a=288mm，孔径D=40mm，压力角α=20°，齿宽b =20mm，传递功率P=5kW，转速n=1280r／min，小批量生产。试 确定齿轮精度等级、检验项目、侧隙、齿坯公差和齿面粗糙度。 解 1)确定齿轮精度等级 2)确定各公差组的检验项目
表6-2 齿轮轮齿各部分名称及符号
1.齿数z 2.模数m
6.3.2 主要参数
表6-3 齿轮模数系列(常用值)(单位：mm)
2.优先用第一系列，括号内模数尽可能不用。
6.3.2 主要参数
3.压力角
图6-9 不同模数的比较
6.3.2 主要参数
4.齿顶高系数、顶隙系数
图6-10 齿轮顶隙
6.3.2 主要参数
6.4.3 正确安装
6.5 标准直齿圆柱齿轮的公法线长度和分度圆弦齿厚
6.5.1 公法线长度 6.5.2 分度圆弦齿厚和弦齿高
6.5 标准直齿圆柱齿轮的公法线长度和分度圆弦齿厚
图6-15 齿轮公法线长度
6.5.1 公法线长度
表6-5
( )( =α=20
=m=1mm)
6.5.1 公法线长度
图6-16
6.2.3 渐开线齿廓的啮合特性
1.渐开线齿廓传动比恒定不变 2.渐开线齿轮传动中心距的可分性 3.啮合时传递压力的方向不变
6.3 渐开线直齿圆柱齿轮的主要参数
6.3.1 齿轮各部分的名称 6.3.2 主要参数
6.3.1 齿轮各部分的名称
图6-8 齿轮各部分的名称
6.3.1 齿轮各部分的名称
6.1 概述 6.1.1 齿轮传动的特点 6.1.2 齿轮传动的分类
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6.1.1 齿轮传动的特点
1)两轮瞬时传动比(角速度之比)恒定。 2)适用的圆周速度和传动功率范围较大。 3)传动效率较高、寿命较长。 4)能实现平行、相交、交错轴间传动。 1)制造和安装精度要求较高，成本也高。 2)不适用于较远距离的传动。
6.10.4 直齿圆柱齿轮传动设计中参数选择和设计步骤
2)按齿面接触强度设计计算 3)确定齿轮的参数，计算主要尺寸 ①选齿数 ②确定模数 ③确定中心距 ④计算传动的主要尺寸 4)校核齿根弯曲疲劳强度 5)确定检测尺寸 6)确定齿轮精度 7)齿轮结构设计
2.展成法 (1)插齿 图6-19所示为用齿轮插刀加工齿轮的情形。
6.6.1 齿轮轮齿的加工方法及其原理
图6-19 用齿轮插刀加工齿轮
(2)滚齿 用齿条刀具加工齿轮为断续切削，生产效率较低。
6.6.1 齿轮轮齿的加工方法及其原理
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6.6.1 齿轮轮齿的加工方法及其原理
6M20.TIF
6.6.1 齿轮轮齿的加工方法及其原理
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6.2.1 渐开线的形成和特性
1)发生线在基圆上滚过的长度等于基圆上被滚过的弧长，即=。 2)因发生线沿基圆作纯滚动，发生线为渐开线上K点的法线。 3)渐开线的形状取决于基圆的大小，同一基圆上的渐开线形状完 全相同。 4)渐开线是从基圆开始向外伸展的，所以基圆内无渐开线。 5)渐开线上各点压力角不同，离基圆越远，压力角越大。
图6-25 齿轮轴轮齿折断
2.齿面点蚀
6.9.1 轮齿的失效形式
图6-26 斜齿轮的点蚀
3.齿面胶合 4.齿面磨损
6.9.1 轮齿的失效形式
图6-27 齿轮的胶合
6.9.1 轮齿的失效形式
1.tif
图6-28 轮齿的磨损
5.齿面塑性变形
6.9.1 轮齿的失效形式
图6-29 齿面塑性变形
6.9.1 轮齿的失效形式
图6-35 试验齿轮接触疲劳极限
6.10.3 齿面接触疲劳强度计算
表6-15
6.10.4 直齿圆柱齿轮传动设计中参数选择和设计步骤
1.参数选择 1)传动比i，对于一般单级减速传动，一般取值范围为i≤8；当i>8时， 宜采用两级传动。 2)齿轮宽度计算中，b为啮合齿宽，大齿轮的齿宽b2按不小于啮合 齿宽数值选取。 3)齿数z1和模数m。 2.设计一般步骤 例6-4 试设计两级齿轮减速器中一对低速直齿圆柱齿轮传动。原 动机是电动机，工作机是货物提升机(中等冲击载荷)。齿轮相对于 轴承位置非对称，单向运转。已知传递功率P=10kW，小齿轮转速 n1=400r／min，传动比i=3.5。 解 1)选择齿轮材料，确定许用应力
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6.2.1 渐开线的形成和特性
图6-5 不同基圆的渐开线
6.2.1 渐开线的形成和特性
1.tif
6.2.1 渐开线的形成和特性
图6-6 压力角
6.2.2 渐开线函数
表6-1 渐开线函数表
6.2.2 渐开线函数
图6-7 渐开线齿廓满足传动比恒定