机械基础教学课件作者黄东第12章.ppt

图 12.39 返回 图 12.40 返回 图 12.41 返回 表 12.13 返回 表 12.14 返回 * * 12.6　标准直齿圆柱齿轮传动的强度计算 计算时将齿轮看作悬臂梁，危险截面用30°角切线法来确定，即作与轮齿对称中心线成30°角并与齿根过渡曲线相切的两条直线，连接两切点的截面即为齿根的危险截面，如图12.30所示。 上一页 返回 12.7　渐开线标准直齿圆柱齿轮传动设计 齿轮传动的设计主要是：选择齿轮材料和热处理方式，确定主要参数、几何尺寸、结构形式、精度等级等，最后绘出零件图。 12.7.1　渐开线标准直齿圆柱齿轮传动的参数选择 1.齿数比ｕ 齿数比ｕ是大齿轮齿数与小齿轮齿数之比。一对齿轮的齿数比不宜太大，否则会导致大小齿轮的尺寸悬殊太大以至于两齿轮的寿命相差太大，同时会使传动装置的结构空间增大。 对于一般单级减速齿轮传动，ｕ为6～8；对于二级传动，ｕ为8～40；对于三级或三级以上的传动，ｕ大于40；对于开式或手动齿轮传动，ｕ为8～12；对于增速齿轮传动，ｕ为2.5～3。 下一页 返回 12.7　渐开线标准直齿圆柱齿轮传动设计 一般取每对直齿圆柱齿轮的齿数比小于3，最大可达5；斜齿圆柱齿轮的齿数比可大一些，取ｕ≤5，最大可达8；直齿圆锥齿轮的齿数比ｕ≤3，最大可达5～7.5。 2.齿轮的模数ｍ 对于闭式传动中的软齿面齿轮，一般是先按齿面的接触疲劳强度计算出模数ｍ，之后按表12.1圆整为标准模数。对于传递动力的齿轮，其模数一般应大于1.5ｍｍ。普通减速器、机床及汽车变速器中的齿轮的模数一般在2～8ｍｍ之间。 3.齿轮的齿数 为了避免根切现象发生，标准直齿圆柱齿轮的最少齿数为17。 上一页 下一页 返回 12.7　渐开线标准直齿圆柱齿轮传动设计 对于闭式传动中的硬齿面、开式齿轮和铸铁齿轮，应取较小齿数和较大的模数，以提高轮齿的弯曲强度，一般取ｚ1≥17～25，当承载能力取决于接触强度时，ｚ1大些为好。 4.齿宽系数ψｄ 齿宽系数ψｄ是轮齿的宽度与其直径之比。 ψｄ小时，传动齿轮的外廓尺寸狭而长；ψｄ大时，传动齿轮的外廓尺寸短而宽。另外ψｄ大时，齿宽就大，载荷沿齿宽分布的不均匀性也随之而增大，结果使载荷仍由齿宽的一部分来承担，因而达不到增加齿宽的预期目的。故齿宽系数ψｄ不宜选得过大或过小。 上一页 下一页 返回 12.7　渐开线标准直齿圆柱齿轮传动设计 12.7.2　设计步骤 齿轮传动的设计步骤如下： （1）选择材料、热处理方法和精度。 （2）承载能力计算。 对于软齿面闭式传动，应按接触疲劳强度设计公式计算出小齿轮的分度圆直径、模数和齿数，然后校核其弯曲疲劳强度。 对于硬齿面闭式传动，应按弯曲疲劳强度设计公式计算出小齿轮的分度圆直径、模数和齿数，然后校核其接触疲劳强度。 上一页 下一页 返回 12.7　渐开线标准直齿圆柱齿轮传动设计 对于开式齿轮传动，很难保证有良好的润滑，常有灰尘及其他杂物进入啮合齿面，容易磨损，致使轮齿变薄而折断。故应按弯曲疲劳强度设计，并对所计算的模数加大10％～20％。开式齿轮传动不会产生点蚀，故不必校核其接触疲劳强度。 （3）计算齿轮的几何尺寸。 （4）确定齿轮的结构尺寸。 （5）绘制齿轮的工作图。 上一页 返回 12.8　斜齿圆柱齿轮传动 12.8.1　斜齿圆柱齿轮齿廓的形成 由于直齿圆柱齿轮轮齿方向与轴线平行，在所有垂直于轴线的平面内轮齿情况完全相同，因此，研究直齿圆柱齿轮的啮合原理可仅就端面进行讨论。但实际上直齿圆柱齿轮是有一定宽度的，轮齿的齿廓沿轴线方向形成一曲面，直齿轮轮齿渐开线曲面的形成如图12.32（ａ）所示，平面Ｓ与基圆柱相切于母线ＮＮ′，当平面Ｓ沿基圆柱做纯滚动时，其上与母线平行的直线ＫＫ′在空间所走过的轨迹即为渐开线曲面，平面Ｓ称为发生平面，形成的曲面即为直齿圆柱齿轮的齿廓曲面。直齿圆柱齿轮在啮合过程中每一瞬时都是直线接触，接触线均为平行于轴线的直线，如图12.32（ｂ）所示。 下一页 返回 12.8　斜齿圆柱齿轮传动 斜齿圆柱齿轮齿廓曲面的形成如图12.33（ａ）所示，当平面Ｓ沿基圆柱做纯滚动时，其上与母线ＮＮ′成一倾斜角βｂ的斜直线ＫＫ′在空间所走过的轨迹为一个渐开线螺旋面，该螺旋面即为斜齿圆柱齿轮的齿廓曲面，βｂ称为基圆柱上的螺旋角。斜齿圆柱齿轮在啮合过程中除了啮合开始和终止瞬时外，其余每一瞬时接触线都是直线，但不平行于轴线，如图12.33（ｂ）所示。 上一页 下一页 返回 12.8　斜齿圆柱齿轮传动 12.8.2　斜齿圆柱齿轮传动的啮合特点和正确啮合条件 1.斜齿圆柱齿轮传动的啮合特点 直齿圆柱齿轮啮合时，齿面的接触线均平行于齿轮轴线，如图12.32（ｂ）所示，因此，轮齿是沿整个齿宽同时进入啮合、同时脱离啮合的，载荷沿齿宽突然加上及卸下