6.3齿轮传动(下)解析
齿轮传动解析精选课件PPT
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④渐开线的形状取决于基圆的大小。如果基圆越大那 么渐开线就越平直,当基圆的半径无穷大时,那么渐 开线就是直线了;
⑤基圆内无渐开线。
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二、渐开线齿廓啮合的特点
1. 四线合一 啮合线、公法线、基圆的公切线、正压力的作用线。 2. 渐开线齿廓啮合具有可分性
以r1′=O1C与r2′=O2C为半径所作的圆,称为节圆。一对渐开 线齿轮的啮合传动可以看作两个节圆的纯滚动,则vC1=vC2,而 vC1=ω1·O1C=vC2=ω2·O2C。 又 △ O1CN1∽△O2CN2 , 所 以 两 轮 的 传 动 比 为: i12=ω1/ω2=O2C/O1C=r2′/r1′=rb2/rb1
齿轮传动在具体的工作条件下,必须有足够的工作能力, 以保证齿轮在整个工作过程中不致产生各种失效。这与齿轮 的尺寸、材料、热处理工艺因素有关。
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§10—2 齿廓啮合基本定律
一、齿廓啮合基本定律
啮合: 一对轮齿相互接触并进行相对运动的
状态称为啮合。 传动比:两轮角速度之比。 共轭齿廓:
交错轴斜齿轮传动
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三、对齿轮传动的基本要求:
齿轮用于传递运动和动力,必须满足以下两个要求:
1. 传动准确、平稳
齿轮传动的最基本要求之一是瞬时传动比恒定不变。以避 免产生动载荷、冲击、震动和噪声。这于齿轮的齿廓形状、 制造和安装精度有关。
2. 承载能力强
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二、齿轮传动类型
1. 按照轮齿齿廓曲线的形状:
2.
分为渐开线齿轮、圆弧齿轮、摆线齿轮等。
3.
【教学课件】《机械设计与创新》齿轮传动
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6.3.1 直齿圆柱齿轮各部分名称和符号
6.3.1 直齿圆柱齿轮各部分名称和符号
齿数:圆周上均匀分布的轮齿总数,用 z 表示。 齿宽:轮齿的轴向长度,用 b 表示。 齿顶圆:过所有轮齿顶部的圆,其半径用 ra 表示。 齿根圆:过所有齿槽底部的圆,其半径用 rf 表示。 齿厚:在半径为 rK 的圆周上,同一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:相邻两齿之间的空间称为齿槽。在半径为 rK 的圆周上,相邻 两齿反向齿廓间的弧长称为该圆上的齿槽宽,用 eK 表示。内齿轮的齿厚相 当于外齿轮的齿槽宽。
6.3.2.1 标准直齿圆柱齿轮的基本参数
(4) 齿顶高系数h *a 和顶隙系数c* 齿轮的齿顶高、齿根高都与模数m成正比。即
ha=ha*m hf=(ha* + c*)m h=(2ha* +c*)m
6.3.2.2 标准直齿圆柱齿轮的几何尺寸计算
6.3.2.2 标准直齿圆柱齿轮的几何尺寸计算
标准齿轮是指分度圆上的齿厚s等于齿槽宽e,且齿顶高和齿根高及m、 α、ha* 、c* 均为标准值的齿轮。
6.5.1 渐开线齿轮的切制原理
范成法切制齿轮
范成法是利用一对齿轮(或 齿轮与齿条)啮合时,两轮齿廓 互为包络线的原理来切制轮齿的 加工方法 。
6.5.2 渐开线齿轮的根切现象及最少齿数
轮齿的根切现象
用范成法加工齿轮时,有时会发现 刀具的顶部切入了轮齿的根部,而把齿 根切去了一部分,破坏了渐开线齿廓, 如图所示。这种现象称为根切。
m1 cos α1 = m2 cos α2
由于渐开线齿轮的模数和压力角均为标准值,所以两轮的 正确啮合条件为
m1 = m2 = m α1 = α2 = α
齿轮传动讲解.pptx
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渐开线齿轮的切削加工
➢ 仿形法 铣床
铣直齿
第28页/共35页
铣斜齿
渐开线齿轮的切削加工
➢ 展成法 插齿加工
滚直齿
第29页/共35页
滚斜齿
根切现象
➢ 展成法加工标准齿 轮时,如果齿数太 少,会出现轮齿根 部的渐开线齿廓被 部分切除的现象, 这种现象称为根切。
➢ 为保证不发生根切, 齿数应不少于17, 即: zmin≥17
第22页/共35页
➢ 2006年会考(8分) ➢ 有一对正常齿制的标准圆柱齿轮,已知
n1=900r/min,n2=300r/min,a=200mm, m=5mm,求齿数z1,z2,齿顶圆直径da1, 分度圆直径d2
第23页/共35页
➢ 2007年会考题(8分) 相啮合的一对标准直齿圆柱齿轮,齿数
第20页/共35页
➢ 2002会考(10分) ➢ 相啮合的一对标准直齿圆柱齿轮,
n1=900r/min,n2=300r/min,a=200mm, m=4mm,求齿数z1、z2各是多少?
第21页/共35页
➢ 2003年会考(10分) ➢ 已知一标准直齿圆柱齿轮,齿距
p=25.12mm,分度圆直径d=360mm,求齿 数z,圆直径da以及齿厚s分别为多少?
第25页/共35页
➢ 2010年会考(10分) ➢ 相啮合的一对标准直齿圆柱齿轮,已知
n1=1200r/min,n2=600r/min,a=150mm, m=5mm ➢ 求:(1)齿数z1,z2;
(2)齿轮1的分度圆直径d1,齿轮2 的齿根圆直径df2.
第26页/共35页
常用的齿轮结构
常见的圆柱齿轮结构如图所示。齿轮轴、实心式、 腹板式、轮辐式
《齿轮传动三》课件
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2 高效化
优化齿形设计、摩擦损失 减小等手段,提升齿轮传 动的传递效率。
3 智能化
运用传感技术、自适应调 节等,使齿轮传动能够智 能化地适应不同工况。
结束语
确定学习目标和收获
通过本课件,您可以明确学习齿轮传动的目标,并获得专业的知识和技能。
感谢参与者
感谢您的参与和耐心学习,希望您能够从中获得实际应用的启发。
《齿轮传动三》PPT课件
齿轮传动是一种常见的力传递装置,本课件将带您深入了解齿轮传动的原理、 设计和应用,让您成为齿轮传动的专家!
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什么是齿轮传动
齿轮传动是利用圆柱齿轮的啮合原理将动力传 递给机械装置的一种传动方式。
齿轮传动的缺点
齿轮传动存在噪音大、润滑要求高等缺点。
齿轮传动的优点
齿轮传动具有传递大扭矩、传动效率高、稳定 性好等优点。
齿轮传动的种类
常见的齿轮传动包括直齿轮、斜齿轮、锥齿轮、 蜗杆齿轮等。
计算与设计
1
齿轮传动的计算方法
通过基本参数、受力分析、等效齿数和齿轮参数计算,确定齿轮传动的尺寸和啮合性能。
2
齿轮传动的设计方法
使用齿轮轴力计算、齿轮强度计算、齿轮初选与终选和齿轮系统设计的方法进行齿轮传动的 设计。
齿轮传动的应用
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工业齿轮箱
工业领域中常使用齿轮传动来 提供大扭矩和稳定的动力输出, 例如机床、冶金设备等。
ห้องสมุดไป่ตู้航空齿轮传动
航空设备中的齿轮传动要求重 量轻、传动效率高,用于飞机 的起落架、传动系统等。
汽车齿轮传动
汽车中的齿轮传动用于发动机、 变速箱等部位,保证驱动效率 和平稳换挡。
齿轮传动分析
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齿轮传动分析
四、渐开线齿廓间的相对滑动
由 图 7-2 知 , 两 齿 廓 接 触 点 在 N1N2上的分速度必定相等,但在齿 廓接触点公切线上的分速度不一 定相等,因此,在啮合传动时, 齿廓之间有相对滑动,这将引起 齿廓的磨损。
变。当不考虑齿廓间的摩擦力影响时,齿廓间的压力是
沿着接触点的公法线方向作用的,即渐开线齿廓间压力
的作用方向恒定不变。故当齿轮传递的转距一定时,齿
廓之间作用力的大小也不变。
齿轮传动分析
三、渐开线齿轮的可分性
由式 i rb 2 rb 1
知:
两渐开线齿廓的传动比恒等于其基圆半径的反比。 因此,当由各种原因使两渐开线齿轮实际中心距与原 设计中心距产生误差时,其传动比仍将保持不变。将 这一特性称为渐开线齿轮的可分性。这对实际使用带 来很大的方便。
齿PK槽宽SeKK ,e齿K, 距P PK K ;Z dr,
Z为齿数。
齿轮传动分析
• 为了计算齿轮各部分的几何尺寸,在齿轮上取一直 径为d的基准圆,对标准齿轮而言,其上齿槽宽齿厚相 等,并使该圆上齿廓压力角为一规定数值,将这个圆 称为分度圆。在分度圆上用S,e,P分别表示齿厚、齿 槽宽和齿距,
传动。分直齿,斜 齿和弧等。 (见图7-1f)。
齿轮传动分析
③螺旋齿传动: 用于空间既不平行又 不相交的两交错轴间 的 传 动 ( 图 7-1g ) 。 只能传递小功率,一 般传递运动。
齿轮传动分析
④蜗杆传动: 用于交错轴间 传动(图7-1h), 轴交错角通常 为 90∘
齿轮传动分析
二、按工作情况可分为: ①开式齿轮传动。②闭式齿轮传动。
06-03 渐开线直齿轮传动的啮合过程和正确啮合条件
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ห้องสมุดไป่ตู้
一对标准齿轮分度圆相切时的中心距称为标准中心距,以
a表示,即
m a r r r1 r2 ( z1 z2 ) 2
' 1 ' 2
压力角与啮合角
分度圆的压力角是单个 齿轮所具有的参数; 节圆和啮合角只有在两 个齿轮啮合时才出现。 标准齿轮只有在分度圆 与节圆重合时,压力角与啮 合角才相等;否则,压力角 与啮合角不相等。
pb1 pb 2
由基圆齿距计算公式得
z 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。
pb
d b
z
d cos p cos m cos
m1 cos 1 m2 cos 2
m1 m2 m 1 2
6.3.3 标准齿轮的安装
理论啮合线。 啮合线 N1N2 与两齿轮节圆
内公切线 t - t 所夹的锐角称为啮
合角,用α′表示。在齿轮传动过 程中,其啮合线和啮合角始终不
变。
B2 B1 N2
N1
6.3.2 正确啮合的条件
为确保传动的连续性,必 有一对以上的轮齿同时参加啮合。 如图所示,当前一对齿在啮合线 上 K点处接触时,其后一对齿应
在啮合线的另一点K’处接触。
为了保证前后两对齿有可 能同时在啮合线上接触,轮 1 和
轮 2 相邻两齿同侧齿廓沿法线的
距离K1K1’和K2K2’应相等。即
' ' K1 K1 K2K2
6.3.2 正确啮合的条件
由渐开线的性质可知, K1K1’和K2K2’ 分别与各自的 基圆齿距相等,所以上述条 件可写为
6.3渐开线直齿轮传动的啮合过程和正确啮合条件
齿轮传动_题目及答案
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第六章 齿轮传动一、简答题:(1) 齿轮传动的失效形式有哪几种?闭式软齿面齿轮传动一般针对哪种失效形式进行计算?(2) 齿轮传动中,载荷分布不均匀系数βK 与哪些因素有关?如减小βK 值可采取哪些措施?(3) 设计软齿面齿轮传动,为什么要使小齿轮齿面硬度比大齿轮齿面硬度高一些?(4) 为什么斜齿圆柱齿轮传动的承载能力要比直齿圆柱齿轮传动的承载能力高?(5) 在软齿面闭式圆柱齿轮传动设计中,若齿数比u 、中心距a 、齿宽b 及许用应力不变,减小模数m ,并相应增加齿数,则对齿面接触强度、齿根弯曲强度、传动的平稳性和齿轮加工等各有何影响?(6) 齿轮传动中的内部附加动载荷产生的主要原因是什么?为减小内部附加动载荷可采取哪些措施?(7) 一对标准直齿圆柱齿轮传动,传动比为2,问:a 哪一个齿轮的齿根弯曲应力大,为什么?b 若大、小齿轮的材料、热处理硬度均相同,小齿轮的应力循环次数06110N N <=,则它们的许用弯曲应力是否相等,为什么?(8) 与带传动、链传动比较,齿轮传动有哪些主要优、缺点?(9) 载荷系数K 由哪几部分组成?各考虑什么因素的影响?(10)一对直齿圆柱齿轮的齿面接触应力的大小与齿轮的哪几个几何参数有关?在哪一点啮合的接触应力最大?通常接触强度计算时算的是哪一点的接触应力?为什么?(11)为什么把Fa Y 叫做齿形系数?有哪些参数影响它的数值?为什么与模数m 无关?(12)设计齿轮传动中的下列参数:斜齿圆柱齿轮的法向模数与端面模数、圆锥齿轮的大端模数与平均模数、齿数与当量齿数、螺旋角、分度圆直径、齿顶圆直径与齿根直径、齿宽、中心距,哪些应取标准值;哪些应圆整;哪些既没有标准值,也不应圆整,而应算得很准确?哪些应在装配图和零件图上标注,哪些可以不标注?哪几个尺寸有公差?二、填空题:(1) 齿轮传动时,如大、小齿轮的材料不同,则大、小齿轮的齿面接触应力1H σ 2H σ,齿根弯曲应力1F σ 2F σ,许用接触应力1H σ 2H σ,许用弯曲应力1F σ 2F σ。
2024年机械设计基础课件齿轮传动-(带特殊条款)
![2024年机械设计基础课件齿轮传动-(带特殊条款)](https://img.taocdn.com/s3/m/0789b3a618e8b8f67c1cfad6195f312b3169eb0d.png)
机械设计基础课件齿轮传动-(带特殊条款) 机械设计基础课件:齿轮传动1.引言齿轮传动是机械设计中的一种基本传动方式,广泛应用于各种机械设备的运动和动力传递。
齿轮传动具有结构简单、传动效率高、可靠性好、寿命长等优点,因此在工业生产和日常生活中得到广泛应用。
本课件将介绍齿轮传动的基本原理、分类、设计方法和应用。
2.齿轮传动的基本原理齿轮传动是利用齿轮副的啮合来传递动力和运动的一种传动方式。
齿轮副由两个或多个齿轮组成,其中主动齿轮通过旋转驱动从动齿轮,从而实现动力和运动的传递。
齿轮副的啮合是通过齿轮齿廓的接触来实现的,齿廓的形状和尺寸决定了齿轮传动的性能和精度。
3.齿轮传动的分类齿轮传动根据齿轮的形状和布置方式可分为直齿圆柱齿轮传动、斜齿圆柱齿轮传动、直齿圆锥齿轮传动和蜗轮蜗杆传动等。
直齿圆柱齿轮传动是应用最广泛的一种齿轮传动方式,具有结构简单、制造容易、精度高等优点。
斜齿圆柱齿轮传动具有传动平稳、噪声低、承载能力强等优点,适用于高速和重载的传动场合。
直齿圆锥齿轮传动适用于空间狭小和角度传动的场合。
蜗轮蜗杆传动具有大传动比、自锁性和精度高等特点,适用于低速、大扭矩的传动场合。
4.齿轮传动的设计方法齿轮传动的设计主要包括齿轮的几何设计、强度设计和精度设计。
齿轮的几何设计是根据传动比、工作条件、材料等因素确定齿轮的齿数、模数、压力角等参数。
强度设计是保证齿轮传动在规定的工作条件下具有足够的承载能力和寿命,主要包括齿面接触强度和齿根弯曲强度的计算。
精度设计是保证齿轮传动的精度和运动平稳性,主要包括齿轮的加工精度和装配精度的控制。
5.齿轮传动的应用齿轮传动在工业生产和日常生活中得到广泛应用。
在机床、汽车、船舶、飞机等机械设备中,齿轮传动用于传递动力和运动,实现各种复杂的运动轨迹和速度变化。
在风力发电、水力发电等能源领域,齿轮传动用于传递高速旋转的动力,实现能源的转换和利用。
在、自动化设备等高科技领域,齿轮传动用于实现精确的运动控制和动力传递,提高设备的性能和效率。
6.3齿轮传动(下)讲解
![6.3齿轮传动(下)讲解](https://img.taocdn.com/s3/m/a682fbf34afe04a1b071dee8.png)
斜度1:20
δ
e e
h1 s
h2
da
ds
lh c b dh
400mm<da <1000mm
dh= 1.6 ds (铸钢) ; dh=1.7 ds (铸铁) lh= (1.2.~1.5) ds ,并使lh ≥b ,c= 0.2b ; 但不小于10 mm (2.5.~4) mn ,但不小于8 mm ,h1 = 0.8 ds ; h2 = 0.8 h1 ; s = 0.2 h1 ; 但不小于10 mm , e = 0.8 ds ; h2 = 0.8 h1
b lh
dh
d0
da
6.10.2、齿轮的常用结构形式与结构尺寸的确定
3. 腹板式齿轮
ds
δ 斜度1:10
da
c b lh
适用于中型尺寸的齿 轮。
dh=1.6 ds ; lh=(1.2.~1.5) ds ,并使lh ≥b c=0.3b ; δ=(2.5.~4) mn ,但不小于8 mm d0和d按结构取定。
齿轮传动时,相啮合的齿面间有相对滑动,因此就会产生摩Biblioteka 和磨损, 增加动力消耗,降低传动效率。
齿轮传动时,齿面间产生摩擦和磨损,增加能量消耗 润滑的目的:减少摩擦磨损、散热和防锈蚀 润滑方式: 1、开式、半闭式 或 低速齿轮传动:常采用人工定 期润滑,可用润滑油或润滑脂
2、闭式齿轮传动:润滑方式由圆周速度v确定。
6.10.2、齿轮的常用结构形式与结构尺寸的确定 1. 齿轮轴
直径较小的钢质齿轮,当齿根圆 直径与轴径接近时,可以将齿轮与 轴做成一体,称为齿轮轴。否则可 能引起轮缘断裂。
白色背景
e 圆锥齿轮轴 圆锥齿轮:e <1.6 mt
皮带(齿轮)传动与同轴传动 课件 人教版高中物理必修第二册 第六章圆周运动 6.3向心加速度
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温馨提醒: 不要记结论 记方法!
向心加速度 的关系结合 向心力来记
绕桌子跑步 圈越小越费力
知识传递——两种传动方式
b、同轴传动
角速度相同
v R 半径越大,线速度越大,反比 a 2R 半径越大,向心加速度越大,反比
温馨提醒: 不要记结论 记方法!
向心加速度 的关系结合 向心力来记
游乐园转盘 越往外越过瘾
如图所示,静止在地球上的物体都要随地球一起转动,a是 位于赤道上的一点,b是位于北纬 30∘的一点,则下列说法 不正确的是(C )
判类型
a、b同轴角速度相等
找桥梁
vA : vB RA : RB
谢谢聆听
知识点:皮带(齿轮)传动:线速度相同
同轴传动:角速度相同
所需知识点:v 2R 2 v R
TT
a v2 a 2R
R
高中物理重难点微课
A : B : C 2 : 2 :1
aA : aB : aC 6 : 2 :1
小试牛刀
在如图所示的皮带传动装置中,轮A和B同轴(皮带
与轮不发生相对滑动)。A、B、C分别是三个轮边缘
的质点,且
,如果三质点的线速度分别
为
三质点的角速度分别为
,向心
加速度分别为
,则下列说法正确的是
√
小试牛刀——地球问题
皮带(齿轮)传动与同轴传动
知识点:皮带(齿轮)传动:线速度相同
同轴传动:角速度相同
所需知识点:v 2R 2 v R
TT
ห้องสมุดไป่ตู้
a v2 a 2R
R
高中物理重难点微课
知识传递——两种传动方式
a、皮带、齿轮传动 线速度相同
v
机械设计基础 齿轮传动
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径节的单位为1/英寸,分度圆直径的单位为英寸。 模数与径节的换算关系为:
m= 25.4 P
显然径节与模数正好相反,径节越大,周节越小,即模数小,英制齿轮常 用径节有以下几种: 2、2.5、3、4、6、8、10、12、16、20。
6.4.1
保持恒定的瞬时传动比
下图为一对啮合的齿轮。rb1、rb2为两齿轮的基圆半径,N1N2为两基圆的内公切 线,设在某一瞬时,两齿廓在K点接触,过K点作两齿廓的公法线nn,根据渐开线性 质2,过K和K’点作两圆的法线,必与N1N2重合。当经过Δt时间后,主动齿轮O1转过 角ψ1,从动齿轮转过角ψ2,两齿轮齿廓在K’点接触。渐开线齿廓的啮合点始终是 沿着两个基圆内公切线N1N2移动。所以N1N2就是啮合点K的移动轨迹,叫做啮合线。 根据渐开线性质1可知,弧长
(2)应用特点 在机械传动中,齿轮传动应用最广泛。在工程机械、矿山机械、冶金机械以及各 类机床中都应用着齿轮传动。齿轮传动所传递的功率从几w至几万kW;它的直径从不 到1mm的仪表齿轮,到10 m以上的重型齿轮;它的圆周速度从很低到100m/s以上。 大部分齿轮是用来传递旋转运动的,但也可以把旋转运动变为直线往复运动,如齿 轮齿条传动。 与其他传动相比齿轮传动有如下特点: ①瞬时传动比恒定,平稳性较高,传递运动准确可靠; ②适用范围广;可实现平行轴、相交轴、交错轴之间的传动;传递的功率和速度 范围较大; ③结构紧凑、工作可靠,可实现较大的传动比; ④传动效率高、使用寿命长; ⑤齿轮的制造、安装要求较高; ⑥不适宜远距离两轴之间的传动。 (3)对齿轮传动的基本要求 采用齿轮传动时,因啮合传动是个比较复杂的运动过程,对其要求是: ①传动要平稳 要求齿轮在传动过程中,任何瞬时的传动比保持恒定不变。以保 持传动的平稳性,避免或减少传动中的噪声、冲击和振动。 ②承载能力强 要求齿轮的尺寸小,重量轻,而承受载荷的能力大。即要求强度 高,耐磨性好,寿命长。
11-第10章齿轮传动解析
![11-第10章齿轮传动解析](https://img.taocdn.com/s3/m/0dad446eb9f3f90f77c61b6c.png)
一、轮齿的失效形式
疲劳折断
轮齿折断
过载折断
失效形式
局部折断
§10-2 齿轮传动的失效形式及设计准则
提高轮齿抗折断能力的措施:
1)增大齿根过渡圆角半径,消除加工刀痕,减小齿 根应力集中;
2)增大轴及支承的刚度,使轮齿接触线上受载较为 均匀;
3)采用合适的热处理,使齿芯材料具有足够的韧性;
4)采用喷丸、滚压等工艺措施,对齿根表层进行强 化处理。
一、轮齿的失效形式 轮齿折断
齿面点蚀
主主动动齿齿
失效形式
齿面胶合 齿面磨损 塑性变形
从从动动齿齿
表面凸出
表面凹陷
二、齿轮的设计准则
▲ 保证足够的齿根弯曲疲劳强度,以免发生齿根折断。
▲ 保证足够的齿面接触疲劳强度,以免发生齿面点蚀。
▲ 对高速重载齿轮传动,除以上两设计准则外,还应 按齿面抗胶合能力的准则进行设计。
基本要求: 齿面要硬、齿芯要韧
优质碳素钢、合金结构钢、铸钢、铸铁及某些非 金属材料(常见材料及其力学特性见表10-1)
§10-3 齿轮材料及选用原则
二、常用的齿轮材料
钢材的韧性好,耐冲击,通过热处理和化学处理可 改善材料的机械性能,最适于用来制造齿轮。
常用 齿轮 材料
锻钢
含碳量为(0.15 ~ 0.6)%的碳素钢或合金钢。 一般用齿轮用碳素钢,重要齿轮用合金钢。
第十章 齿轮传动
§10-1 §10-2 §10-3 §10-4 §10-5 §10-6 §10-7 §10-8 §10-9 §10-10
概述 齿轮传动的失效形式及设计准则 齿轮材料及其选择原则 齿轮传动的计算载荷 标准直齿圆柱齿轮传动的强度计算 设计参数、许用应力与精度选择 标准斜齿圆柱齿轮传动的强度计算 标准圆锥齿轮传动的强度计算 齿轮的结构设计 齿轮传动的润滑和效率
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[ H ] Min[ H1 ],[ H2 ]
提高接触强度: ↑d或a 适当提高b ↑制造精度
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11.8 斜齿圆柱齿轮传动的强度计算 受力分析:
各分力的方向判断: 1) Ft 的方向在主动轮上
与运动方向相反,在从动轮
校核公式:
F
KFt1YFaYSa
bm 1 0.5R
F
设计公式:
m3
R Z12
4KT1
1 0.5R
2
. YFaYSa
u2 1 F
mm
主要参数选择: 1. 传动比不宜过大,以免径向尺寸过大。
2. 闭式传动 Z1 30 ~ 40,开式传动 Z1 17 ~ 20 。
3.齿宽系数的选择参见:P175表11-6
•验算公式
H ZE ZH Z
2KT1 bd12
u1 u
H
(11-8)
•设计公式
d1 3
2KT1 u 1 ( ZE ZH Z
d
u
[ ]H
)2
(11-9)
Z cos 为螺旋角系数
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2. 斜齿轮轮齿的弯曲强度
验算公式:
F
2 KFt bd1mn
YFaYSa
[ ]F
设计公式:
料的弹性模量。
经整理:
可得到一对钢制标准齿轮传动的齿面接触
强度验算公式:
H ZEZH
2KT1(u bd12u
1)
[
]H
设计公式:
d1
3
2
KT1(u
du
1)
ZEZH
H
2 mm
第六章齿轮传动
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第六章齿轮传动第六章齿轮传动§6.1齿轮机构的应⽤和分类齿轮机构是历史上应⽤最早的传动机构之⼀,被⼴泛地应⽤于传递空间任意两轴间的运动和动⼒。
它与其它机械传动相⽐,具有传递功率⼤、效率⾼、传动⽐准确、使⽤寿命长、⼯作安全可靠等特点。
但是要求有较⾼的制造和安装精度,成本较⾼;不宜在两轴中⼼距很⼤的场合使⽤。
⼀、齿轮传动类型按齿轮轴线位置分:平⾯齿轮机构(圆柱齿轮);空间(⽤来传递两相交轴或交错轴)平⾯齿轮机构:1、直齿圆柱齿轮机构(直齿轮)——①外啮合;②内啮合;③齿轮齿条平⾏轴斜齿齿轮机构(斜⼀):①外;②内;③齿轮齿条2、空间齿轮机构:圆锥齿轮机构——①直齿;②斜⼀;③曲线齿交错轴斜齿轮机构:⼆、基本要求对齿轮传动提出了以下的要求:1、传动平稳、可靠,能保证实现瞬时⾓速⽐(传动⽐)恒定;即对不同⽤途的齿轮,要求不同程度的⼯作平稳性指标,使齿轮传动中产⽣的振动、噪声在允许的范围内,保证机器的正常⼯作。
2、有⾜够的承载能⼒。
即要求齿轮尺⼨⼩、重量轻,能传递较⼤的⼒,有较长的使⽤寿命。
也就是在⼯作过程中不折齿、齿⾯不点蚀,不产⽣严重磨损⽽失效。
§6.2 齿廓啮合基本定理对齿轮传动的基本要求之⼀,是两齿轮的瞬时⾓速度之⽐必须恒定我们可以得到齿廓啮合基本定理:任意⼀瞬时相互啮合传动的⼀对齿轮,其传动⽐与两啮合齿轮齿廓接触点公法线分两轮连⼼线的两线段长成正⽐。
若要求两齿轮的传动⽐为常数,P点应为定点。
所以我们得到两齿轮作定传动⽐传动的齿廓啮合条件是:两齿廓在任⼀位置接触点处的公法线必须与两齿轮的连⼼线始终交于⼀固定点。
当两轮作定传动⽐传动时,节点P在两轮的运动平⾯上的轨迹是两个圆,我们分别称其为轮1和轮2的节圆,节圆半径分别为和。
由于两节圆在P点相切,并且P点处两轮的圆周速度相等,即:,故两齿轮啮合传动可视为两轮的节圆在作纯滚动。
⽬前常⽤的齿廓曲线有渐开线、摆线和变态摆线等,随着⽣产和科学的发展,新的齿廓曲线将会不断出现。
齿轮传动受力分析
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(5)为了使Ⅱ轴上的轴向力尽可能小,齿轮Z6的旋向为
轴向力方向为
。
,Z6产生的
(6)若该传动系统在结构上要求Ⅲ轴和Ⅳ轴的中心距为102 mm,齿轮Z5的
模数为2mm。则Z5和Z7这对齿轮传动应为
(高度变位、正角度变位、
负角度变位)齿轮传动。此时的啮合角
(大于、小于、等于)分度
圆上齿形角,Z7的齿廓形状为
蜗杆蜗轮
Ft1=- Fa2 Fr1=- Fr2 Fa1=- Ft2
由接触点 指向轮心
对主动轮来 说是阻力,其方 向与主动轮的运 动方向相反;
对从动轮来 说是动力,其方 向与从动轮运动 方向相同。
无
主动轮的左(右)手定则
由接触点指向大端或 Fr1=- Fa2 Fa1=- Fr2 Ft1=- Fa2 Fa1=- Ft2
任务四:实例讲解(案例综析)
2008单招理论第57题:题图所示为一机械传动方案,Ⅰ轴为输入轴,按 图中箭头所示方向转动。已知:Z1=Z2=Z3=30, Z4= Z12=20,Z5= Z8=40, Z6=Z7= Z9= Z11=60,Z10=80, Z1、Z2和Z3为直齿圆锥齿轮,Z4、Z6为斜齿轮, Z12为标准直齿圆柱齿轮。分析该传动方案,回答下列问题:(第1~6小题每 空1分,第7、8小题每空 2分)。 (1)图中Z1、Z2和Z3构成_________机构。Z2所受的周向力________(垂直纸 面向里、垂直纸面向外)。 (2)齿轮Z1和Z2的啮合条件为_________和 _________ 。 (3)如图所示状态下,螺母的移动方向为______,齿条的运动方向为______。 (4)该传动系统中,齿条向左运动的速度有_____种。齿条快速运动时,该系 统的传动比是______。
齿轮传动PPT课件
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决定齿轮尺寸和齿形的基本参数有5个: 齿轮的模数 m、 压力角、 齿数 z、 齿顶高系数ha* 顶隙系数c*。以上5个参数,除齿数 z 外均已标准化了。
1.模数m
分度圆上的周节 p 对 的比值称为模数,用m(mm)表示,即: m= p/ (3-37) 模数是齿轮几何尺寸计算的基础。显然,m越大,则 p越大,轮齿就越大,轮齿的抗弯曲能力也越高。 我国已规定了标准模数系列。
2.齿面磨损
齿面磨损主要是由于灰砂、硬屑粒等进入齿面间而引起的磨粒性磨损;其次是因齿面互相摩擦而产生的跑合性磨损。磨损后齿廓失去正确形状(图3-42),使运转中产生冲击和噪声。
齿面点蚀
轮齿工作时,其工作表面产生的接触压应力由零增加到一最大值,即齿面接触应力是按脉动循环变化的。在过高的接触应力的多次重复作用下,齿面表层就会产生细微的疲劳裂纹,裂纹的蔓延扩展使齿面的金属微粒剥落下来而形成凹坑,即疲劳点蚀,继续发展以致轮齿啮合情况恶化而报废。 实践表明,疲劳点蚀首先出现在齿根表面靠近节线处(图3-43)。齿面抗点蚀能力主要与齿面硬度有关,齿面硬度越高,抗点蚀能力也越强。
(三)标准直齿圆柱齿轮的几何尺寸关系
模数、压力角、齿顶高系数及顶隙系数均取标准值,分度圆上齿厚与齿槽宽相等的齿轮称为标准齿轮。因此,对于标准齿轮有: s=e=p/2=m/2 (3-39) 分度圆直径d、齿顶圆直径da 和齿根圆直径df的计算式为: d =zm (3-40) da =d+2ha=2ha*+z (3-41) df=d-2hf=(z-2ha*-2c*)m (3-42)
第七节 齿轮轮齿的失效形式
齿轮最重要的部分为轮齿。它的失效形式主要有四种: 轮齿折断 齿面磨损 齿面点蚀 齿面胶合
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6.11齿轮传动的润滑
6.11.1 齿轮传动的润滑方式 2、闭式齿轮传动:润滑方式由圆周速度v确定。
当 v ≤12 m/s 时 当 v > 12 m/s 时 当v > 25 m/s时,油嘴对准啮出边
油池润滑
采用惰轮的油池润滑
喷油润滑
高速齿轮传动采用喷油润滑的理由:
齿轮传动润滑油粘度荐用值
齿轮材料 强度极限 <0.5
塑料、铸
铁、青铜
350
圆周速度 v (m/s)
0.5~1 1~2.5 2.5~5 5~12.5 12.5 ~25 >25
运动粘度 v/cSt(40℃ )
220 150 100 80 55
钢
450~1000 500 350 220 150 100 80 55 1000~1250 500 500 350 220 150 100 80
6.10.2、齿轮的常用结构形式与结构尺寸的确定 5. 焊接式齿轮
对于单件或小批量生产的齿轮,为缩短加工周期和减小加 工费用,可以采用焊接结构。齿轮焊接后必须回火处理消除 残余内应力后,才能进行切齿加工。
根据毛坯制造方法,齿轮结构可分为锻造齿轮、铸造齿轮、 焊接齿轮和组合齿轮。 它们的结构尺寸均可由相关设计手册查得经验推荐数 据。
6.10.2、齿轮的常用结构形式与结构尺寸的确定
3. 腹板式齿轮
δ 斜度1:10
da ds
dh
c
适用于中型尺寸的齿 轮。
b lh
dh=1.6 ds ; lh=(1.2.~1.5) ds ,并使lh ≥b c=0.3b ; δ=(2.5.~4) mn ,但不小于8 mm d0和d按结构取定。
6.10.2、齿轮的常用结构形式与结构尺寸的确定
渗碳或表 面淬火钢
1250~1580 900
500的摩擦损耗; 齿轮传动的损耗: 搅动润滑油的油阻损耗;
轴承中的摩擦损耗。
齿轮传动的平均效率
传动装置
6级或7级精度 的闭式传动
圆柱齿轮
0.98
圆锥齿轮
0.97
8级精度的 闭式传动
0.97
0.96
开式传动
0.95 0.93
6.10齿轮的结构设计
6.10.1 齿轮结构设计的主要内容
齿轮结构设计的主要内容: 1.根据齿轮尺寸大小(如齿轮的顶圆直径)、
材料、加工方法等选择合理的结构形式; 2.合理地选择齿轮的结构形式后,按相应的齿轮
结构尺寸经验公式确定具体的结构尺寸。
注意: 设计中尺寸应圆整:除齿形计算尺寸外,尽量圆
整尺寸;齿轮的倒角、圆角按手册和经验公式取得。
da≤160mm
6.10.2、齿轮的常用结构形式与结构尺寸的确定 3. 腹板式齿轮
d
δ
斜度1:10
d0
da
ds
dh
c
da≤500mm
b
lh
dh=1.6 ds ; lh=(1.2.~1.5) ds ,并使lh ≥b
c=0.3b ; δ=(2.5.~4) mn ,但不小于8 mm
d0和d按结构取定,当d 较小时可不开孔
3. 腹板式齿轮
∆ b
斜度1:10 lh
R
dh ds da
d d0
dh= 1.6 ds ; lh= (1.2.~1.5) ds c= (0.2~0.3)b ;
∆ = (2.5~4) me ; 但不小于10 mm d0 和 d 按结构取定
6.10.2、齿轮的常用结构形式与结构尺寸的确定 4. 轮辐式齿轮
6.11齿轮传动的润滑
6.11.1 齿轮传动的润滑方式
齿轮传动时,相啮合的齿面间有相对滑动,因此就会产生摩擦和磨损, 增加动力消耗,降低传动效率。
齿轮传动时,齿面间产生摩擦和磨损,增加能量消耗 润滑的目的:减少摩擦磨损、散热和防锈蚀 润滑方式: 1、开式、半闭式 或 低速齿轮传动:常采用人工定 期润滑,可用润滑油或润滑脂
6.10.2、齿轮的常用结构形式与结构尺寸的确定
1. 齿轮轴
直径较小的钢质齿轮,当齿根圆 直径与轴径接近时,可以将齿轮与 轴做成一体,称为齿轮轴。否则可 能引起轮缘断裂。
白色背景
e 圆圆柱柱齿齿轮轮轴:e < 2 mt
e 圆锥齿轮轴 圆锥齿轮:e <1.6 mt
6.10.2、齿轮的常用结构形式与结构尺寸的确定 2. 实心齿轮
1)v过高,油被甩走,不能进入啮合区;2)搅油过于激烈,使油 温升高,降低润滑性能;3)搅起箱底沉淀的杂质,加剧轮齿的磨 损。
6.11齿轮传动的润滑
6.11.2润滑剂的选择: 自学
齿轮传动常用的润滑剂为润滑油或润滑脂。 选用时,应根据 齿轮的工作情况(转速高低、载荷大小、环境温度等),选择 润滑剂的粘度、牌号。
6.10齿轮的结构设计
6.10.1 齿轮结构设计的主要内容
由强度计算只能确定齿轮的主要参数:如齿数z、
模数m、齿宽B、螺旋角b、分度圆直径d 等。
其它尺寸由结构设计确定
其他尺寸:如轮缘,轮辐,轮毂等结构形式及尺 寸,由结构设计确定
齿轮的结构设计与齿轮的几何尺寸、毛坯、材料、加工 方法、使用要求及经济性等因素有关。进行齿轮的结构设计 时,必须综合地考虑上述各方面的因素。通常是先按齿轮的 直径大小,选定合适的结构形式,然后再根据荐用的经验数 据,进行结构设计。
e = 0.8 ds ; h2 = 0.8 h1
6.10.2、齿轮的常用结构形式与结构尺寸的确定
5. 镶套式齿轮
对于重型大尺寸齿轮,为使齿轮既满足强度要求,又可以节省贵重材 料,可采用组合结构。组合齿轮中的齿圈可采用性能较好的合金钢材料, 而轮芯可采用铸铁或铸钢材料,整个齿轮装配好后,再进行切齿加工。
这种结构适用于大型尺寸的齿轮。
δ
斜度1:20
lh
e e
h1
da
ds dh
400mm<da <1000mm
c
s
h2
b
dh= 1.6 ds (铸钢) ; dh=1.7 ds (铸铁) lh= (1.2.~1.5) ds ,并使lh ≥b ,c= 0.2b ; 但不小于10 mm δ= (2.5.~4) mn ,但不小于8 mm ,h1 = 0.8 ds ; h2 = 0.8 h1 ; s = 0.2 h1 ; 但不小于10 mm ,