机械设计多媒体10-1

第十章齿轮传动一、概述功能：传递运动和动力；组成：主动轮、从动轮啮合传动来传递运动和动力；啮合传动、刚性；P=0.01～65000KW（传递功率的范围较大）；一般P3000KWd=0.0001～15mVmax=150～250m/s（高速级）带传动5～25m/s、一般10m/s左右；（航空齿轮线速度高）（低速级）链传动15m/以下运动，若太高对工作机性能影响大；nmax=15000r/min适用于高速imax=20一般i=7～8（单级传动）max=0.99is=C（忽快忽慢、恒定）；使用寿命长，10年结构紧凑制造、安装精度——（与前两者传动相比）成本高；1t3万元精度振动、噪声分类：平行：直齿、斜齿；垂直：圆锥齿轮；交错：蜗轮、蜗杆；轴斜齿轮齿向直齿轮人字齿轮闭式：封闭在箱体里；开式：受外界干扰大，结构简单无箱体；工作条件齿廓渐开线摆线圆弧软齿面：350HBS（布氏硬度）硬齿面：350HBS齿面硬度高速中速低速圆周速度重载中载轻载承载Fr2Fn2Ft2Ft1Fn1Fr1T1n2n1T2二、直齿圆柱齿轮受力分析a、名义载荷21nnFF21ttFFtan121trrFFFcos11tnFFFr2Fn2Ft2Ft1Fn1Fr1T1n2n1T2圆周力径向力式中，Fn1,2——沿啮合线方向；Ft1——阻力矩，与主动轮啮合点V1点的运动方向相反；Ft2——驱动力，与从动轮这一点的运动方向相同；Fr1,2——指向自己的轮心；法向力b、计算载荷KKKKFFVAnca式中，KA——使用系数（外部动载荷系数）；KV——动载荷系数（内部动载荷系数）；K——齿间载荷分配系数；K——齿向载荷分布系数；输入输出弯曲扭转扭转左端输入：右端输入：输入端要远离齿轮，从减少偏载角度考虑。三、应力分析FFn压应力弯曲应力H赫兹公式222121211111EEFnH21HH齿面赫兹应力，接触应力；1、2——曲率半径；1、2——泊松比；E1、E2——弹性模量；Fn——所受的载荷；齿根：弯曲应力WMF21FFFn30hFt式中，W——抗弯截面模量；用30切线法求齿根；四、失效分析疲劳断裂过载断裂：非工作条件下；F齿根断裂精度、材料、强化H（软）点蚀（疲劳点蚀）、（硬）剥落靠近节线的齿根部位，在节线无相对滑动，存滚动，所以不易形成动压油膜，润滑条件不好；磨损：开式齿轮，矿山、磨粒磨损；胶合：塑变：相对V主动轮（材料过软）从动轮软齿面：主要失效形式是点蚀，次要失效形式是断裂；硬齿面：主要失效形式是断裂，次要失效形式是剥落；闭式开式：主要失效形式是磨损，次要失效形式是断裂；五、材料选择齿面：热处理齿体：弯曲强度、芯部韧性好、工艺性好；常用材料：碳钢：45#合金钢：Cr、Ni铸钢、铁：大型齿轮、成批生产、采用铸造；球（墨铸）铁：六、计算准则确定软（350HB）：按点蚀（）设计，按断裂（）校核硬（350HB）：按断裂（）设计，按剥落（）校核闭式HHFFHHFF开式：磨损、断裂（）；按弯曲疲劳强度进行m的设计，然后放大设计参数(m)+10%；FFHtHEEuudbFK22212111111sincos2321112HEHdzzuuTKd七、参数计算（齿轮的直径越大，说明齿轮的接触强度越高。）zH——区域系数，对于标准直齿轮其值取为2.5；zE——弹性影响系数；d——齿宽系数，；1dbd112dTFtFSaFatFYYmbFK32112FSaFadYYzTKmYFa——齿形系数；YSa——应力校正系数；（模数越大，齿根的弯曲疲劳强度越大。）八、许用应力SKNlimSH=1SF=1.25～1.5S——KHNKFNKN——寿命系数hLjnN60n2n1n2n——齿轮转速；Lh——工作时间；j——齿轮每转一周，同一齿面啮合次数；硬度limHlimFlimlim——齿轮疲劳极限应力；九、参数选择小齿轮工作次数多（按等强度考虑，小齿轮的硬度大齿轮的硬度）；硬度：小大30～50HBS（布氏硬度）z、（在满足弯曲强度的条件下，齿数要尽可能的多）闭：20～40；开：17～201dbd，bK（偏载就越严重）；P101表4-11例4-1（p102）解：一、齿轮类型、精度、材料、齿数二、因为是闭式硬齿面，所以按齿根弯曲疲劳强度设计三、计算参数四、校核齿面接触疲劳强度习题：第十章齿轮传动（1）一、选择题1、在机械传动中，理论上能保证瞬时传动比为常数的是。（1）带传动；（2）链传动；（3）齿轮传动；（4）摩擦轮传动；2、在机械传动中，传动效率高、结构紧凑、功率和速度适用范围最广的是。（1）带传动；（2）摩擦轮传动；（3）链传动；（4）齿轮传动；3、成本较高，不宜用于轴间距离较大的单级传动是。（1）带传动；（2）链传动；（3）齿轮传动；4、能缓冲减振，并能起到过载安全保护作用的传动是。（1）带传动；（2）链传动；（3）齿轮传动；34315、一般参数的闭式软齿面齿轮传动的主要失效形式是。（1）齿面点蚀；（2）轮齿折断；（3）齿面磨粒磨损；（4）齿面胶合；6、一般参数的闭式硬齿面齿轮传动的主要失效形式是。（1）齿面点蚀；（2）轮齿折断；（3）齿面塑性变形；（4）齿面胶合；7、高速重载且散热条件不良的闭式齿轮传动，其最可能出现的失效形式是。（1）轮齿折断；（2）齿面磨粒磨损；（3）齿面塑性变形；（4）齿面胶合；8、一般参数的开式齿轮传动，其主要失效形式是。（1）齿面点蚀；（2）齿面磨粒磨损；（3）齿面胶合；（4）齿面塑性变形；12429、设计一般闭式齿轮传动时，计算接触疲劳强度是为了避免失效。（1）齿面胶合；（2）齿面磨粒磨损；（3）齿面点蚀；（4）轮齿折断；10、设计一般闭式齿轮传动时，齿根弯曲疲劳强度计算主要针对的失效形式是。（1）齿面塑性变形；（2）轮齿疲劳折断；（3）齿面点蚀；（4）磨损；11、设计一对材料相同的软齿面齿轮传动时，一般使小齿轮齿面硬度HBS1和大齿轮HBS2的关系为。（1）HBS1HBS2；（2）HBS1=HBS2；（3）HBS1HBS2；32313、在闭式减速软齿面圆柱齿轮传动中，载荷平稳，按作为计算齿轮工作能力准则是最可能的。（1）齿根弯曲疲劳强度；（2）齿根弯曲静强度；（3）齿面接触疲劳强度；（4）齿面接触静强度；14、标准直齿圆柱齿轮传动，轮齿弯曲强度计算中的复合齿形系数只决定于。（1）模数m；（2）齿数Z；（3）齿宽系数d；（4）齿轮精度等级；32二、计算题一对标准直齿圆柱齿轮传动，已知Z1=20,Z2=40,m=2,b=40,ySa1=1.55,ySa2=1.67,yFa1=2.80,yFa2=2.40,ZH=2.5,ZE=189.8(Mpa),P=5.5KW,n1=1450r/min,K1=K2。求：F1/F2和H1/H2。注：SaFatFyymbFK1bdKFZZtHEH