標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪傳動(dòng)的失效形式
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1、輸送機(jī)齒輪減速器 典型零部件的設(shè)計(jì)與選用 學(xué)習(xí)情境三 任務(wù)一:齒輪的設(shè)計(jì)與選用 任務(wù)一:齒輪的設(shè)計(jì)與選用 圖 3-1b所示為輸送機(jī)齒輪減速器裝配圖, 根據(jù)已知條件計(jì)算可得:中間軸傳遞功率 P=4.87kW,轉(zhuǎn)速 n=315.2r/min,二級(jí)齒輪傳動(dòng)比 i23=3.5.載荷平穩(wěn),空載啟動(dòng)。單向連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn), 試設(shè)計(jì)此減速器中間軸上的圓柱齒輪傳動(dòng)。 齒輪傳動(dòng)的類型、特點(diǎn); 漸開(kāi)線標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪基本參數(shù)、幾何尺寸計(jì)算、 嚙合傳動(dòng)特性與傳動(dòng)條件; 標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪傳動(dòng)的失效形式; 標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪常用的材料、傳動(dòng)精度及其選 用方法; 標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算; 標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪基本參數(shù)的選擇; 標(biāo)準(zhǔn)
2、直齒圓柱齒輪的結(jié)構(gòu)類型和確定方法; 標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪的設(shè)計(jì)方法與計(jì)算步驟。 任 務(wù) 知 識(shí) 掌握齒輪傳動(dòng)的類型、標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪基本參數(shù) 及幾何尺寸計(jì)算方法; 掌握標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪傳動(dòng)的失效形式及設(shè)計(jì)準(zhǔn)則; 掌握閉式齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)時(shí),齒輪強(qiáng)度設(shè)計(jì) 公式的使用方法; 能夠根據(jù)齒輪傳動(dòng)工作工況,正確選定齒輪材料; 掌握標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪基本參數(shù)選擇時(shí)經(jīng)驗(yàn)值的 應(yīng)用及齒輪結(jié)構(gòu)類型的確定方法; 掌握標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪的設(shè)計(jì)方法與計(jì)算步驟; 了解齒輪傳動(dòng)有關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),熟練運(yùn) 用(查選)齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)時(shí)所需的各類圖表; 任 務(wù) 技 能 知識(shí)鏈接 2 3 齒輪傳動(dòng) 的特點(diǎn) 1 優(yōu)點(diǎn) :工作可靠,使用壽命長(zhǎng)
3、,瞬時(shí)傳動(dòng)比為常數(shù),傳動(dòng)效率高,結(jié)構(gòu)緊湊,功率和速度適用范圍廣。 缺點(diǎn): 齒輪制造需專用設(shè)備 ,成本 高;傳動(dòng)比是有級(jí)的,而不是無(wú)級(jí) 的;精度低時(shí),振動(dòng)和噪音較大; 不宜用于軸間距離大的傳動(dòng)。 知識(shí)鏈接 齒輪傳動(dòng) 的類型 2 齒 輪 傳 動(dòng) 平面齒輪傳動(dòng) (圓柱齒輪) 空間齒輪傳動(dòng) 直齒圓柱齒輪傳動(dòng) 斜齒圓柱齒輪傳動(dòng) 相交軸傳動(dòng) (錐齒輪傳動(dòng)) 交錯(cuò)軸傳動(dòng) 內(nèi)嚙合 外嚙合 齒輪齒條 內(nèi)嚙合 外嚙合 齒輪齒條 直齒 斜齒 交錯(cuò)軸斜齒輪傳動(dòng) 蝸桿蝸輪 準(zhǔn)雙曲面齒輪 曲線齒 人字齒齒輪傳動(dòng) 1、按軸的布置方式 平行軸 交錯(cuò)軸 相交軸 2、 按工作條件: 3、按齒廓曲線: 漸開(kāi)線 常用 擺線 計(jì)時(shí)儀器
4、 圓弧 承載能力較強(qiáng) 開(kāi)式 適于低速及不重要的場(chǎng)合 半開(kāi)式 農(nóng)業(yè)機(jī)械 , 建筑機(jī)械及簡(jiǎn)單機(jī)械設(shè)備 , 只有簡(jiǎn)單防護(hù)罩 閉式 潤(rùn)滑 、 密封良好 , 汽車 、 機(jī)床及航空發(fā)動(dòng)機(jī)等齒輪傳動(dòng)中 4.按使用情況: 動(dòng)力齒輪 以動(dòng)力傳輸為主,常為高速重載或低速重載傳動(dòng)。 傳動(dòng)齒輪 以運(yùn)動(dòng)準(zhǔn)確為主,一般為輕載高精度傳動(dòng)。 5.按齒面硬度: 軟齒面齒輪(齒面硬度 350HBS ) 硬齒面齒輪(齒面硬度 350HBS) 漸開(kāi)線的 形成及特 性 3 1、漸開(kāi)線的形成 2、漸開(kāi)線的性質(zhì) ( 1)發(fā)生線沿基圓滾過(guò)的線段長(zhǎng)度等于基圓上被滾 過(guò)的相應(yīng)弧長(zhǎng)。 ( 2)漸開(kāi)線上任意一點(diǎn)法線必然與基圓相切。因?yàn)?當(dāng)發(fā)生線在基
5、圓上作純滾動(dòng)時(shí),切 B點(diǎn)為漸開(kāi)線上 K 點(diǎn)的曲率中心, BK為其曲率半徑和 K點(diǎn)的法線。 ( 3) 漸開(kāi)線上各點(diǎn)的曲率半徑不同。 隨著 K點(diǎn)離基圓 愈遠(yuǎn),相應(yīng)的曲率半徑愈大;而 K點(diǎn)離基圓愈近,相 應(yīng)的曲率半徑愈小。 A點(diǎn)的曲率半徑為零。 ( 4)漸開(kāi)線的形狀只取決于基圓大小?;鶊A越大, 漸開(kāi)線越平直,當(dāng)基圓半徑趨于無(wú)窮大時(shí),漸開(kāi)線變 ( 5)基圓內(nèi)無(wú)漸開(kāi)線。 ( 6)漸開(kāi)線上各點(diǎn)的壓力角不相等。 漸開(kāi)線齒廓的 壓力角 。 作用于漸開(kāi)線上 K點(diǎn)的正壓力 FN方向 (法線方向 )與點(diǎn) K的速 度 vK方向所夾的銳角 K稱為漸 開(kāi)線在 K點(diǎn)的壓力角。 齒廓上各點(diǎn)壓力角是變化的。 基圓半徑 rb為定
6、值,所以漸開(kāi) 線齒廓上各點(diǎn)的壓力角不相等, 離中心愈遠(yuǎn) (即 rK愈大 ),壓力 角愈大,基圓上的壓力角 b=0。 K b K r rc o s 標(biāo)準(zhǔn)直齒圓 柱齒輪的基 本參數(shù) 4 1、 漸開(kāi)線齒輪各部分的名稱和符號(hào) 齒輪圓周上 輪齒的數(shù)目 稱為齒數(shù) ,用 z表示。 2、漸開(kāi)線直齒圓柱齒輪的基本參數(shù) (1)模數(shù) m 模數(shù)單位為 mm,標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)見(jiàn)表(小模數(shù)、中等模數(shù)與大模數(shù))。 它是確定齒輪尺寸的重要參數(shù),也是齒輪強(qiáng)度計(jì)算的一個(gè)重要 參數(shù)。 pm mzd 齒輪的分度圓是計(jì)算齒輪各部分尺寸的基準(zhǔn), 其圓周長(zhǎng)為 則 zpd pzd 齒數(shù)、模數(shù)、壓力角、齒頂高系數(shù)及頂隙系數(shù) 不同模數(shù)齒輪的比較 4,3
7、,2,18 mz ( 2)壓力角 (齒形角) 漸開(kāi)線齒廓在分度圓上的壓力角。用 表示。 我國(guó)規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)壓力角為 =20 (此外, 在某些場(chǎng)合也采用 14.5 、 15 、 22.5 及 25 ) 可以給分度圓一個(gè)完整的定義:分度 圓是設(shè)計(jì)齒輪時(shí)給定的一個(gè)圓,該圓 上的模數(shù) m和壓力角 均為標(biāo)準(zhǔn)值。 r rbc o s (3)齒數(shù) z 表明:齒輪的大小和漸開(kāi)線齒輪 形狀都與齒數(shù)有關(guān) (4)齒頂高系數(shù) (5)頂隙系數(shù) *ah *c 標(biāo)準(zhǔn)值: =1, =0.25 非標(biāo)準(zhǔn)短齒: =0.8, =0.3 *ah *c *c*ah 3、標(biāo)準(zhǔn)直齒輪的幾何尺寸計(jì)算 標(biāo)準(zhǔn)齒輪:標(biāo)準(zhǔn)齒輪是指 m、 、 ha*、 c*
8、 均取標(biāo)準(zhǔn)值,具有標(biāo)準(zhǔn)的齒頂高 和齒根高,且分度圓齒厚等于齒槽寬的齒輪。 一個(gè)齒輪: d=mz da=d+2ha=(z+2 ha*)m df=d-2hf=(z-2 ha*-2 c*)m db=dcos ha= ha*m hf=( ha*+ c*)m h=ha+hf=(2 ha*+ c*)m P= m meS 21一對(duì)標(biāo)準(zhǔn)齒輪: m、 z決定了分度圓的大小,而齒輪的大小主要取決于分度圓,因此 m、 z是決 定齒輪大小的主要參數(shù) 輪齒的尺寸與 m, ha* , c* 有關(guān)與 z無(wú)關(guān) 至于齒形,與 m, z, 有關(guān) c o smp b 漸開(kāi)線標(biāo)準(zhǔn)圓柱內(nèi)齒輪幾何尺寸 da=d 2ha=m(Z 2ha*
9、) df=d-2hf=m(Z-2ha*-2c*) a=(d1 d2)/2=m(Z1 Z2)/2 漸開(kāi)線標(biāo)準(zhǔn) 直齒圓柱齒 輪的嚙合傳 動(dòng) 5 1、漸開(kāi)線齒輪傳動(dòng)的嚙合特性 ( 1) 五線合一 一對(duì)具有漸開(kāi)線齒廓齒輪的嚙合傳動(dòng), 是依靠主動(dòng)齒輪的齒廓推動(dòng)從動(dòng)齒輪的齒廓來(lái) 實(shí)現(xiàn)的。 五線合一: 嚙合線、過(guò)嚙合點(diǎn)的公法 線、基圓的公切線和正壓力作用線、發(fā)生線五 線合一。 圖中: B1為嚙合終止點(diǎn) B2為嚙合起始點(diǎn) B1B2為實(shí)際嚙合線段 N1N2為理論嚙合線段 N1、 N2為極限嚙合點(diǎn) ( 2)傳動(dòng)比恒定性: 2211 c o sc o s kkkk 1 2 2 1 12 b b r ri 兩齒廓正確
10、嚙合時(shí)既不分離 ,也不相 互嵌入 ,即在公法線上的分速度相等 , 有 : kovkov kk 222111 ; 2211 bb rr 漸開(kāi)線齒廓滿足齒廓嚙合基本定律。 連心線與齒廓接觸點(diǎn)的公法線的交點(diǎn)稱 為 嚙合節(jié)點(diǎn) 。過(guò)節(jié)點(diǎn)所作的兩個(gè)相切的圓稱 為 節(jié)圓 。傳動(dòng)比與節(jié)圓半徑成反比。 即:一對(duì)相互嚙合的齒廓無(wú)論在任何位置嚙 合,其兩輪的傳動(dòng)比恒等于連心線被齒廓接 觸點(diǎn)的公法線所分成的兩段的反比。這就是 齒廓嚙合基本定律。 滿足齒廓嚙合基本定律的一對(duì)齒廓稱為 共軛齒廓 。漸開(kāi)線齒廓是應(yīng)用最廣泛的共軛 齒廓。 常數(shù) 1 2 1 2 1 2 2 1 12 b b r r r r PO POi C (
11、 3)嚙合角不變 C 嚙合線與兩節(jié)圓公切線所夾的銳 角稱為嚙合角,用 表示 。顯 然,齒輪傳動(dòng)嚙合角不變,正壓 力的大小、方向也不變。因此, 傳動(dòng)過(guò)程比較平穩(wěn);傳力性能良 好。 cos =rb1/r1= rb2/r2 =常數(shù) ( 4) 中心距可分性: O2N2 O1N1 = = rb2 rb1 上式表明:漸開(kāi)線齒輪的 傳動(dòng)比等于兩輪基圓半徑 的反比,為一常數(shù)。安裝 時(shí)若中心距略有變化不會(huì) 改變傳動(dòng)比大小,此特性 稱為中心距可分性。 C 1 2 111 222 1 2 2 1 12 2/c o s 2/c o s z z zm zm r ri b b 5 2、漸開(kāi)線直齒圓柱齒輪的正確嚙合條件 一
12、對(duì)齒相鄰兩齒同側(cè)齒廓間在嚙合線上的法 線距離 (法向齒距 )相等,如圖所示的 k1k2線段。 由漸開(kāi)線的性質(zhì)可知: pb1=pb2 c o smp b m1cos 1= m2cos 2 由 推導(dǎo)出: 結(jié)論: m1= m2=m, 1= 2=200 推論: 5 3、漸開(kāi)線直齒圓柱齒輪的 連續(xù)傳動(dòng)的條件 為了使齒輪傳動(dòng)不至中斷,在輪齒相互交 替工作時(shí),必須保證前一對(duì)輪齒尚未脫離嚙合 時(shí),后一對(duì)輪齒就應(yīng)進(jìn)入嚙合。為了滿足連續(xù) 傳動(dòng)要求,前一對(duì)輪齒齒廓到達(dá)嚙合終點(diǎn) K1時(shí), 尚未脫離嚙合時(shí),后一對(duì)輪齒至少必須開(kāi)始在 K2點(diǎn)嚙合,此時(shí)線段 K1K2恰好等于 Pb 。所以, 連續(xù)傳動(dòng)的條件為: 。 的比值稱
13、為齒輪傳動(dòng)的重合度,用 表示。 即, 一般?。?=1.1 1.4; 標(biāo)準(zhǔn)齒輪有: 12 1/12 bpKK 112 bp KK 1/12 bpKK bpKK /12 5 4、標(biāo)準(zhǔn)安裝中心距 標(biāo)準(zhǔn)安裝:頂隙 C為標(biāo)準(zhǔn)值,側(cè)隙為零 2211 2 es mes 2211 eess 能實(shí)現(xiàn)無(wú)側(cè)隙嚙合 標(biāo)準(zhǔn)中心距: 2 )( 21 2121 zzmrrrra 頂隙 mcmhmchhhC aaaf * )( 標(biāo)準(zhǔn)值 一對(duì)模數(shù)和壓力角都相等的標(biāo)準(zhǔn)齒輪要想標(biāo)準(zhǔn)安裝,必須兩 輪的分度圓相切,即分度圓與節(jié)圓重合 6、齒輪傳動(dòng)的失效形式 輪齒象一個(gè)懸臂梁,受載后齒根部 產(chǎn)生的彎 曲應(yīng)力最大。當(dāng)該應(yīng)力值超過(guò)材料的彎曲
14、疲勞 極限時(shí),齒根處產(chǎn)生疲勞裂紋,并不斷擴(kuò)展使 輪齒斷裂。此外,突然過(guò)載、嚴(yán)重磨損及安裝 制造誤差等也會(huì)造成輪齒折斷。是閉式硬齒面 鋼齒輪和鑄鐵齒輪傳動(dòng)的主要失效形式 提高輪齒抗折斷能力的措施: 增大齒根圓角半徑,消除加工刀痕 以降低齒根應(yīng)力集中;增大軸及支承物的剛度以減輕局部過(guò)載的 程度;對(duì)輪齒進(jìn)行表面處理以提高齒面硬度。 (1) 輪齒 折斷 (2) 齒面 點(diǎn)蝕 輪齒工作面某一固定點(diǎn)受到近似脈動(dòng)的交 變應(yīng)力作用,由于疲勞而產(chǎn)生的麻點(diǎn)狀剝 蝕損傷的現(xiàn)象。點(diǎn)蝕是閉式傳動(dòng)常見(jiàn)的失 效形式。開(kāi)式齒輪由于磨損很少出現(xiàn)點(diǎn)蝕。 點(diǎn)蝕首先出現(xiàn)在節(jié)線附近。 主要措施: 提高齒面硬度;降低齒面粗糙度;增大潤(rùn)滑油
15、粘度;采用合 理變位。 灰塵、砂粒、金屬微粒等落入輪齒間,會(huì)使齒面間產(chǎn)生 摩擦磨損。嚴(yán)重時(shí)會(huì)因齒面減薄過(guò)多而折斷。磨損是開(kāi) 式傳動(dòng)的主要失效形式。 主要措施: 采用閉式傳動(dòng);提高齒面硬度;降低齒面粗糙 度;采用清潔的潤(rùn)滑油。 (3) 齒面 磨損 (4) 齒面 膠合 高速重載傳動(dòng)中,齒面間壓力大,瞬時(shí)溫度高,潤(rùn)滑油 膜被破壞,齒面間會(huì)發(fā)生粘接在一起的現(xiàn)象,在輪齒表 面沿滑動(dòng)方向出現(xiàn)條狀傷痕,稱為膠合。 防止膠合的措施: 提高齒面硬度;降低齒面粗糙 度;增大潤(rùn)滑油粘度;限制油溫。 (5) 齒面 塑性 變形 重載且摩擦力很大時(shí),齒面較軟的輪齒表面就會(huì) 沿摩擦力方向產(chǎn)生塑性變形。 措施: 提高齒面硬度
16、;增大潤(rùn)滑油粘度。 主動(dòng)齒輪齒面所受 摩擦力背離節(jié)線, 齒面在節(jié)線附近下 凹;從動(dòng)齒輪齒面 所受摩擦力指向節(jié) 線,齒面在節(jié)線附 近上凸。 7、齒輪的常用材料及選用 由輪齒的失效分析可知, 齒輪材料的基本要求 :齒面 硬、齒芯韌 (1)齒面應(yīng)有足夠的硬度,以抵抗齒面磨損、點(diǎn)蝕、膠合以及塑性變 形等; (2)齒芯應(yīng)有足夠的強(qiáng)度和較好的韌性,以抵抗齒根折斷和沖擊載荷: (3)應(yīng)有良好的加工工藝性能及熱處理性能,使之便于加工且便于提 高其力學(xué)性能。 最常用的齒輪材料是鋼,此外還有鑄鐵及一些非金屬 材料等。 1 鍛鋼 鍛鋼因具有強(qiáng)度高、韌性好、便于制造、便于熱處理等優(yōu)點(diǎn), 大多數(shù)齒輪都用鍛鋼制造。鍛鋼包
17、括各種牌號(hào)的優(yōu)質(zhì)非合金和合金 結(jié)構(gòu)鋼,是齒輪制造常用的材料。 2鑄 鋼 當(dāng)齒輪直徑較大( 400mm)時(shí),或齒輪的結(jié)構(gòu)形狀復(fù)雜時(shí),由 于齒輪毛坯不便鍛造,可選用鑄鋼制造。鑄鋼的耐磨性及強(qiáng)度均好, 但由于鑄造齒輪的內(nèi)應(yīng)力較大,故應(yīng)當(dāng)經(jīng)過(guò)退火或正火處理。 3鑄 鐵 灰鑄鐵的抗彎性能和抗沖擊性能較差,但抗膠合性能及抗疲勞點(diǎn) 蝕性能尚好,鑄鐵中的石墨又有自潤(rùn)滑作用,主要用來(lái)制造低速、 工作載荷平穩(wěn)、傳遞功率不大,以及對(duì)結(jié)構(gòu)尺寸和重量無(wú)嚴(yán)格要求 的齒輪傳動(dòng),特別是開(kāi)式齒輪傳動(dòng)。高強(qiáng)度的球墨鑄鐵作為齒輪新 材料,其力學(xué)性能比灰鑄鐵好,與鑄鋼接近,因而得到越來(lái)越廣泛 的應(yīng)用。 材料選用 (1)軟齒面齒輪:齒
18、面硬度 350)齒輪傳動(dòng)(折斷): 先按輪齒彎曲疲勞強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì),然后再校核齒面接觸疲勞強(qiáng)度。 鑄鐵 齒輪傳動(dòng): 則只需計(jì)算輪齒的彎曲疲勞強(qiáng)度。 開(kāi)式 齒輪傳動(dòng)(磨損): 通常只按輪齒彎曲疲勞強(qiáng)度的設(shè)計(jì)公式計(jì)算模數(shù),然后可根據(jù)具體情 況,把求得的模數(shù)加大 10 15%,無(wú)需校核接觸疲勞強(qiáng)度。 3、 齒 輪 強(qiáng)度計(jì)算 10、 齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)參數(shù)的選擇 ( 1) 齒數(shù) 和模 數(shù) 齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)包括強(qiáng)度計(jì)算、幾何尺寸計(jì)算和結(jié)構(gòu)設(shè) 計(jì),設(shè)計(jì)參數(shù)的選擇是齒輪傳動(dòng)強(qiáng)度設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵, 也是齒輪幾何尺寸計(jì)算和齒輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。 當(dāng) d1已按接觸疲勞強(qiáng)度確定時(shí), z1 m 重合度 傳動(dòng)平穩(wěn) 抗彎曲疲勞強(qiáng)度降低 齒
19、高 h 減小切削量、降低成本 10、 齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)參數(shù)的選擇 ( 1) 齒數(shù) 和模 數(shù) 模數(shù)和齒數(shù)選擇的原則: 保證齒根彎曲疲勞強(qiáng)度的條件下, 小模數(shù)多齒數(shù) 模數(shù) m 的選擇: 模數(shù)影響輪齒的抗彎強(qiáng)度,一般在滿足輪齒彎 曲疲勞強(qiáng)度的前提下,宜取較小模數(shù),以增大齒數(shù),減少切齒量。 對(duì)于傳遞動(dòng)力的齒輪,可按 m =(0.01 0.02)a初選,但要保證 m2mm 。 一般情況下,軟齒面閉式齒輪傳動(dòng) : z1=24 40 Z1+Z2最好取 100 200 硬齒面閉式及 開(kāi)式齒輪傳動(dòng) : z1=17 20 z2=uz1 10、 齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)參數(shù)的選擇 2/)( 21 zzma ( 2) 傳動(dòng) 中心 距
20、 齒輪傳動(dòng)中心距 a是在按齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算出 d 1,或 按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算出模數(shù) m,并選定齒數(shù) z1和 z2后由 計(jì)算得到的。中心距應(yīng)當(dāng)圓整為 5的整數(shù)。如果計(jì)算出的中 心距不是末位為 0或 5的整數(shù),可按公式 調(diào)整齒數(shù)或模數(shù),但調(diào)整后的中心距 a不得小于保證接觸疲 勞強(qiáng)度所需要的中心 距。 10、 齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)參數(shù)的選擇 ( 3) 齒數(shù) 比 齒數(shù)比 與傳動(dòng)比 i的意義不同, 齒數(shù)比 是 大齒輪齒數(shù) 與小齒輪齒數(shù)之比 ,其值大于 1;而 傳動(dòng)比 是主動(dòng)齒輪的 轉(zhuǎn)速與從動(dòng)齒輪的轉(zhuǎn)速之比,其大小等于 從動(dòng)齒輪的齒 數(shù)與主動(dòng)齒輪的齒數(shù)之比 。對(duì)于減速傳動(dòng),顯然 =i;而 對(duì)于增速傳動(dòng),
21、=1/i。 齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)時(shí), 值不宜現(xiàn)在過(guò)大,以免因大齒輪的 直徑過(guò)大而使整個(gè)裝置的尺寸過(guò)大。通常直齒圓柱齒輪 傳動(dòng)取 5,斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)取 6;當(dāng) 6時(shí)宜采用 多級(jí)傳動(dòng)。對(duì)于齒數(shù)比(傳動(dòng)比)要求不高的傳動(dòng),調(diào) 整齒數(shù)后齒數(shù)比(傳動(dòng)比)誤差,允許不超過(guò)( 3% 5%)。 10、 齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)參數(shù)的選擇 ( 4) 齒寬 系數(shù) 與齒 寬 由 齒輪的強(qiáng)度計(jì)算公式 可知,增大齒寬系數(shù),可以減小齒 輪直徑和中心距,使齒輪傳動(dòng)結(jié)構(gòu)緊湊并降低齒輪的圓周速 度。但是,增大齒寬系數(shù)使得齒寬增大,而齒寬越大,載荷 沿齒寬分布的不均勻性就越嚴(yán)重,從而增大齒面接觸疲勞應(yīng) 力或齒根彎曲疲勞應(yīng)力。 一般齒輪傳動(dòng)的齒寬系
22、數(shù)值 d查書 中表 3-8。 對(duì)于減速器中的齒輪傳動(dòng),常用以中心距表示的齒寬系數(shù), 是齒寬 b與中心距 a之比。輕型減速器 d=0.2 0.4;中型減速 器 d=0.4 0.6;重型減速器 d=0.8; 在減速器中,一般將小齒輪做得比大齒輪寬 5 10mm,而 將大齒輪的寬度做得與嚙合寬度相等。 齒輪的結(jié) 構(gòu)設(shè)計(jì) 11 通過(guò)齒輪傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算,只能確定齒輪的主要參 數(shù),如模數(shù)、齒數(shù)、分度圓直徑、齒頂圓直徑、齒寬 等,而齒圈、輪轂、輪輻等結(jié)構(gòu)型式和尺寸大小等, 通常都是由齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)來(lái)確定的 通常齒輪的結(jié)構(gòu)型式和各部分的尺寸,主要是根據(jù)經(jīng)驗(yàn)和齒輪的 加工工藝確定, 即先根據(jù)齒輪的直徑和所選定的
23、材料,選定合適的 結(jié)構(gòu)型式 ,然后再按照推薦的經(jīng)驗(yàn)公式或數(shù)據(jù),來(lái)確定齒輪各部分 的尺寸,最后完成結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。 結(jié)構(gòu)型式: ( 1)齒輪軸;( 2)實(shí)心式齒輪;( 3)輻板式齒輪; ( 4)輪輻式齒輪;( 5)組合式齒輪 ( 1) 齒輪 軸 d為齒輪分度圓直徑與 ds為軸的直徑相差很小, d 1.8 ds 時(shí),將齒輪和軸制成材料相同的整體,稱為齒 輪軸 齒輪軸的剛性很大,但軸必須與齒輪用同一種材 料制造,材料成本較高,而且軸和齒輪其中之一損 壞時(shí),二者將同時(shí)報(bào)廢而造成浪費(fèi)。 ( 2) 實(shí)心 式齒 輪 當(dāng)齒輪的齒頂圓直徑 da200mm 時(shí),可采用實(shí)體式結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)型式的齒輪常用鍛鋼制造。 ( 3
24、) 輻板 式齒 輪 當(dāng)齒輪的齒頂圓直徑 da=200 500mm時(shí),可采用輻板 式結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)的齒輪多用鍛鋼制造。不重要件采用 鑄造結(jié)構(gòu) ( 4) 輪輻 式齒 輪 當(dāng)齒輪的齒頂圓直徑 da500mm時(shí),一般可采用輪 輻式結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)的齒輪常用鑄鋼或鑄鐵制造。 ( 5) 組合 式齒 輪 當(dāng)齒輪的齒頂圓直徑 da600mm時(shí),為了節(jié)約貴重金屬材料,也可采用組合式結(jié)構(gòu),即將齒圈用貴重金屬材料制 造,而輪芯(輪輻和輪轂)用其他材料(如鑄銅或鑄鐵) 制造,再將齒圈用過(guò)盈配合鑲套在輪芯上,并在它們的接 縫處加裝緊定螺釘固定,即所謂鑲套齒輪 對(duì) 于 da 1000mm, b 240mm的大型齒輪還可以采用 焊接的方法制造毛坯,稱為 焊接齒輪 直齒圓柱 齒輪的設(shè) 計(jì)與計(jì)算 步驟 12 本次任務(wù)到此結(jié)束,謝謝欣賞
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