机械设计齿轮传动培训资料（PPT50页).ppt

潘存云教授研制 O2 O1 t t ω1 （主动） N1 N2 c α α d1 2 Fn T1 圆周力　 径向力　 法向力　 小齿轮上的转矩　 P——传递的功率(kw)， ω1——小齿轮上的角速度， n1——小齿轮上的转速， d1——小齿轮上的分度圆直径， α——压力角。 各作用力的方向如图 潘存云教授研制 O2 ω2 （从动） O1 N1 N2 t t ω1 （主动） T1 c α α d1 2 d2 2 α Ft Fr Fn Fn 为了计算轮齿强度，设计轴和轴承，有必要分析轮齿上的作用力。 §10-5　标准直齿圆柱齿轮传动的强度计算 α 一、轮齿受力分析 方向 Ft1对主动轮来说是阻力，与啮合点圆周速度方向相反； Ft2对从动轮来说是驱动力,与啮合点圆周速度方向相反。 Fr的方向为过啮合点的径向线，指向轮心。 潘存云教授研制 rb O 30? 30? 二、齿根弯曲疲劳强度计算 假定载荷仅由一对轮齿承担，按悬臂梁计算。齿顶啮合时，弯矩达最大值。 h Fn F2 F1 S γ 分量F2产生压缩应力可忽略不计， 弯曲力矩　 M=Fnhcosγ 危险界面的弯曲截面系数 弯曲应力　 危险截面：齿根圆角30? 切线两切点连线处。 齿顶受力Fn，可分解成两个分力： F1 = Fn cosγ F2 = Fn sinγ ——产生弯曲应力 ——产生压应力，可忽略 Fn A B A B σF σF 因为h和S与模数m相关， 轮齿弯曲强度计算公式： 故YFa与模数m无关。 弯曲应力　 对于标准齿轮, YFa仅取决于齿数z，取值见图10-17。 YFa –齿形系数 σF0——危险截面弯曲应力，考虑齿根处应力集中的影响。 齿宽系数Фd=b/d1 得设计公式　 在满足弯曲强度的条件下可适当选取较多的齿数，以使传动平稳。 代入 d1 = m z1 潘存云教授研制 ρ2 齿轮强度计算是根据齿轮可能出现的失效形式来进行的。在一般闭式齿轮传动中，轮齿的失效主要是齿面接触疲劳点蚀和轮齿弯曲疲劳折断。齿面疲劳点蚀与齿面接触应力的大小有关，而齿面的最大接触应力可近似用赫兹公式进行计算。 三、齿面接触疲劳强度计算 赫兹公式　 “+”用于外啮合，“-”用于内啮合 实验表明：齿根部分靠近节点处最容易发生点蚀，故取节点处的应力作为计算依据。 节圆处齿廓曲率半径　 齿数比　 u= z2 /z1 = d2 /d1 = ρ2 /ρ1 ≥ 1 O2 ω2 （从动） O1 N1 N2 t t ω1 （主动） T1 c α α d1 2 d2 2 α C ρ1 中国地质大学专用 作者： 潘存云教授 第10章　齿轮传动 §10-2　轮齿的失效形式及设计准则 §10-3　齿轮材料及选用原则 §10-6　齿轮传动的设计参数、许用应力与 精度选择 §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 §10-8　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 §10-1　概述 §10-7　标准斜齿圆柱齿轮传动的强度计算 作用： 不仅用来传递运动、而且还要传递动力。 要求： 运转平稳、足够的承载能力。 分类 开式传动 有简单防护罩，大齿轮浸入油池，润滑得到改善、适于非重要应用； 裸露、灰尘、易磨损，适于低速传动。 §10-1　概述 半开式传动 闭式传动 全封闭、润滑良好、适于重要应用。 按类型分 按装置型式分 按使用情况分 硬齿面齿轮（齿面硬度＞350HBS） 直齿圆柱齿轮传动 斜齿圆柱齿轮传动 锥齿轮传动 人字齿轮传动 动力齿轮 传动齿轮 按齿面硬度分 软齿面齿轮（齿面硬度 ≤ 350HBS） 以动力传输为主，常为高速重载或低速重载传动。 以运动准确为主，一般为轻载高精度传动。 齿轮传动的特点： ▲ 传动效率高　η可达99％；在常用的机械传动中，齿轮传动的效率为最高； ▲ 结构紧凑;与带传动、链传动相比，在同样的使用条件下，齿轮传动所需的空间一般较小； ▲ 工作可靠，寿命长；与各类传动相比 ▲ 传动比稳定;　无论是平均值还是瞬时值。这也是齿轮传动获得广