1、（3）標(biāo)準(zhǔn)安裝的條件 一對(duì)標(biāo)準(zhǔn)齒輪節(jié)圓與分度圓相重合的安裝：稱為標(biāo)準(zhǔn)安裝，標(biāo)準(zhǔn)安裝時(shí)的中心距稱為標(biāo)準(zhǔn)中心距，以a表示。標(biāo)準(zhǔn)安裝時(shí)，對(duì)于外嚙合傳動(dòng)： a= r1+ r2= r1+r2=（z1+z2）,漸開(kāi)線齒輪的切齒原理與根切現(xiàn)象 1.漸開(kāi)線齒輪的切齒原理 （1）仿形法 這種方法的特點(diǎn)是所采用的成形刀具，在其軸向剖面 內(nèi)，刀刃的形狀和被切齒輪齒槽的形狀相同。常用的,有盤狀銑刀和指狀銑刀。,（2）展成法 展成法是目前齒輪加工中最常用均一種方法。用展成法加工齒輪，常用的刀具有：齒輪形加工刀具；齒條型加工刀具，共兩大類。,齒輪插刀加工齒輪,2.根切現(xiàn)象與不發(fā)生根切的最少齒數(shù)zmin （1）根切現(xiàn)象 輪

2、齒根部的漸開(kāi)線齒廓被刀具切去一部分，這種現(xiàn)象稱為切齒干涉，又稱根切，如圖所示。,（2）最少齒數(shù)zmin 不根切條件： z,zmin為標(biāo)準(zhǔn)齒輪不發(fā)生根切的最少齒數(shù)。 對(duì)于正常齒zmin=17，允許少量根切時(shí)zmin=14； 對(duì)于短齒zmin=14。 由上述可知，標(biāo)準(zhǔn)齒輪避免根切的措施是使齒輪齒數(shù)大于或等于最少齒數(shù)。,3.變位及變位齒輪 對(duì)于齒數(shù)少于zmin的齒輪，為了避免切齒干涉，可以采用將刀具移離齒坯，使刀具頂線低于極限嚙合點(diǎn)N1的辦法采切齒。這種通過(guò)改變刀具與齒坯相對(duì)位置的切齒方法稱為變位。變位除了可防止齒輪根切外，還可以湊齒輪的中心距、改善齒輪的強(qiáng)度及實(shí)現(xiàn)齒輪的修復(fù)等。齒輪變位后，其主要參

3、數(shù)沒(méi)有變（z、m、a），只是某些幾何尺寸改變了。變位齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算請(qǐng)參考有關(guān)設(shè)計(jì)手冊(cè)。,齒輪傳動(dòng)的失效形式 齒輪在傳動(dòng)過(guò)程中，常見(jiàn)失效形式有輪齒折斷、齒面點(diǎn)蝕、齒面磨損、齒面膠合及塑性變形等五種形式。 （1）輪齒折斷 （2）齒面點(diǎn)蝕,輪齒折斷,齒面點(diǎn)蝕,齒面膠合,齒面磨損,塑性變形,（3）磨損 （4）膠合 （5）齒面塑性變形,齒輪材料選擇 對(duì)齒輪材料性能總的要求為齒面硬、齒心韌，同時(shí)應(yīng)具有良好的加工和熱處理的工藝性。 齒輪一般應(yīng)選用具有良好力學(xué)性能的中碳結(jié)構(gòu)鋼和中碳合金結(jié)構(gòu)鋼；承受較大沖擊載荷 的齒輪，可選用合金滲碳鋼；一些低速或中速低應(yīng)力、低沖擊載荷條件下工作的齒輪，可選用鑄鋼、灰鑄鐵或球墨

4、鑄鐵；一些受力不大或在無(wú)潤(rùn)滑條件下工作的齒輪，可選用有色金屬和非金屬材料。,齒輪傳動(dòng)精度等級(jí)的選擇,齒輪常用精度等級(jí)及應(yīng)用范圍,直齒圓柱齒輪受力分析與強(qiáng)度計(jì)算 1. 直齒圓柱齒輪的受力分析 (1) 受力分析,直齒圓柱齒輪的受力分析,（a）,（b）,（c）,一般主動(dòng)輪1傳遞的功率P1（kW）及轉(zhuǎn)速n1（rmin）通常是已知的，為此，主動(dòng)輪上的轉(zhuǎn)矩T1（Nmm）可由下式求得： T1=9.55106 （Nmm）,Ft、Fr和Fn分別為 Ft1= =- Ft2 （N） Frl=Ftltana=Fr2 Fnl= = =- Fn2,(2)計(jì)算載荷 Ft、Fr、Fn均是作用在輪齒上的名義載荷。在實(shí)際傳動(dòng)中受

5、到很多因素的影響，如原動(dòng)機(jī)和工作機(jī)的工作特性；軸與聯(lián)軸器系統(tǒng)在運(yùn)動(dòng)中所產(chǎn)生的附加動(dòng)載荷；齒輪受載后，由于軸的彎曲變形，使作用在齒面上的載荷沿接觸線分布不均等。所以進(jìn)行齒輪的強(qiáng)度計(jì)算時(shí)，應(yīng)按計(jì)算載荷進(jìn)行。計(jì)算載荷按下式確定： Fnc=KFn 式中，K為載荷系數(shù),載荷系數(shù)K,2. 直齒圓柱齒輪的強(qiáng)度計(jì)算 (1)齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算 強(qiáng)度校核公式為： H=671 H 設(shè)計(jì)公式為 d1 對(duì)于鋼對(duì)灰鑄鐵或灰鑄鐵 對(duì)灰鑄鐵的傳動(dòng)，要將式中 的系數(shù)671分別乘以0.85或 0.76。,2. 直齒圓柱齒輪的強(qiáng)度計(jì)算 (1)齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算 強(qiáng)度校核公式為： H=671 H 設(shè)計(jì)公式為 d1 對(duì)于鋼對(duì)灰鑄鐵

6、或灰鑄鐵 對(duì)灰鑄鐵的傳動(dòng)，要將式中 的系數(shù)671分別乘以0.85或 0.76。,(2)齒輪彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算 齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算公式為： bb1=YFS bb1 bb2=bb1 bb2 設(shè)計(jì)公式為 m,輪齒彎曲應(yīng)力分析,齒形系數(shù)YFS,3. 漸開(kāi)線直齒圓柱齒輪傳動(dòng)的參數(shù)選擇 （1）齒數(shù)z 一般取z1=2040。但應(yīng)z117。 （2）模數(shù)m 對(duì)于傳遞動(dòng)力的齒輪，應(yīng)保證m2，mm并按標(biāo)準(zhǔn)圓整。 （3）齒寬系數(shù)d 選取d。b =dd1算得的齒寬加以圓整作為b2，為防止兩輪因裝配后軸向錯(cuò)位減少嚙合寬度，小齒輪齒寬應(yīng)在b2的基礎(chǔ)上增大，即b1= b2+(510)mm。 （4）齒數(shù)比u u值不宜過(guò)大，通常

7、u7時(shí)可采用多級(jí)傳動(dòng)。,應(yīng)用舉例 例17.1 某帶式輸送機(jī)單級(jí)圓柱齒輪減速器圓柱齒輪傳動(dòng)。已知i=4.6，n1=1440 r/min，傳遞功率P=5kW，單班制工作，單向運(yùn)轉(zhuǎn)，載荷平穩(wěn)。試設(shè)計(jì)該齒輪傳動(dòng)。 解： (1)選擇材料及熱處理 該傳動(dòng)是閉式齒輪傳動(dòng)，屬于轉(zhuǎn)速不高、載荷不大，要求一般的小型傳動(dòng)，為了簡(jiǎn)化制造，降低成本，可采用軟齒面鋼制齒輪，查表，選擇小齒輪材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，硬度為260HBS；大齒輪材料也為45鋼，正火處理，硬度為215HBS。,(2)選擇精度等級(jí) 運(yùn)輸機(jī)為一般機(jī)械，速度不高，故選擇8級(jí)精度。 (3)按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì) 軟齒面閉式傳動(dòng)主要的失效形式為齒面點(diǎn)蝕。根

8、據(jù)齒面接觸疲勞強(qiáng)度公式確定尺寸： d1 式中 K載荷系數(shù)，按表選K=1.2； T轉(zhuǎn)矩，按前公式得T=33159.7Nmm； H許用接觸應(yīng)力，查表 H1 =610MPa，H2=500MPa； d齒寬系數(shù)，由前表取d=1.1； u齒數(shù)比，u=i=4.6。,代入后計(jì)算小齒輪分度圓直徑d1 d1 =42.96 mm (4)計(jì)算圓周速度v v = = =3.24 m/s 因v6m/s，取8級(jí)精度合適。 (5)確定主要參數(shù)，計(jì)算主要幾何尺寸 1)齒數(shù)。取z1=22，則z2= z1u=224.6=101 2)模數(shù)。m = = =1.953 mm 取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)，m=2mm。實(shí)際傳動(dòng)比i=4.59，i=0.2，傳

9、動(dòng)比誤差小于允許范圍5。,3)分度圓直徑。d1= m z1=222=44 mm； d2= m z2=2101=202 mm。 4)中心距。a =( z1+ z2) =(22+101)=123 mm。 5)齒寬。b=dd1= 1.144=48 mm，取b2=48mm，b1=b2+5=53 mm。 (5)校核彎曲疲勞強(qiáng)度 1)齒形系數(shù)YFS。YFS由前表查得，YFS1=4.30，YFS2=3.960 2)彎曲疲勞許用應(yīng)力bb。查表，得bb1=301MPa，bb2=280 MPa。,3)校核計(jì)算： bb1= YFS1= 4.30=80.35 Mpa bb2=bb1 =80.35 =73.99 Mpa

10、 計(jì)算應(yīng)力小于許用應(yīng)力，所以齒輪彎曲強(qiáng)度足夠。 (6)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與工作圖 略：,其它齒輪傳動(dòng)簡(jiǎn)介 斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)簡(jiǎn)介 1. 斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)特點(diǎn) 傳動(dòng)平穩(wěn)，承載能力高。,直齒輪的齒面形成與接觸線,斜齒輪的齒面形成與接觸線,一對(duì)斜齒輪輪齒的螺旋角一般控制在=820，常用=815之間，角太大，工作中軸向力過(guò)大，使軸承容易損壞；角太小不能發(fā)揮斜齒輪的優(yōu)點(diǎn)。,2. 標(biāo)準(zhǔn)斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)的幾何尺寸,3. 斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)的正確嚙合條件和重合度 （1）正確嚙合條件 一對(duì)標(biāo)準(zhǔn)的斜齒圓柱齒輪正確嚙合條件是： mn1=mn2=m an1=an2=20 1=-2 （2）重合度 = t+ 式中 t端面重合度； 軸端

11、面重合度。 其中，= tan,正確嚙合,斜齒圓柱齒輪的重合度,4. 斜齒圓柱齒輪的當(dāng)量齒數(shù),斜齒齒輪的當(dāng)量齒輪,法向截面nn截斜齒輪的分度圓柱為一橢圓，橢圓C點(diǎn)處齒槽兩側(cè)漸開(kāi)線齒形與標(biāo)準(zhǔn)刀具外廓形狀相同。當(dāng)量齒輪是一個(gè)假想的直齒圓柱齒輪，其端面齒形與斜齒輪法面齒形相當(dāng)。 當(dāng)量齒輪的齒數(shù)為: zv=,標(biāo)準(zhǔn)斜齒圓柱齒輪不發(fā)生根切的最少齒數(shù)為： zmin = zvcos3,5. 斜齒與直齒圓柱齒輪傳動(dòng)的比較 （1）重合度大，嚙合性能好。 (2)承載能力高 (3)不發(fā)生根切的最少齒數(shù)比直齒輪的少。 (4)對(duì)制造誤差的敏感性小。 (5)可以湊配中心距。,6. 螺旋圓柱齒輪傳動(dòng)特點(diǎn) 螺旋圓柱齒輪（螺旋=4

12、5的斜齒圓柱齒輪）傳動(dòng)是用來(lái)傳遞空間兩交叉軸間的運(yùn)動(dòng)和轉(zhuǎn)矩。,發(fā)動(dòng)機(jī)中的螺旋齒輪,螺旋圓柱齒輪傳動(dòng)的特點(diǎn)是：兩個(gè)齒輪的發(fā)生面相交，齒廓間為點(diǎn)接觸。受載后，齒廓接觸部分便形成一小塊面積接觸，由于接觸面小，接觸應(yīng)力大，易于磨損，所以不能傳遞大功率；螺旋圓柱齒輪齒廓間沿高度方向有相對(duì)滑動(dòng)，在齒廓公切線方向也有相對(duì)滑動(dòng)，所以齒廓磨損更快，傳動(dòng)效率低；中心距稍有改變，對(duì)傳動(dòng)質(zhì)量影響很大，引起振動(dòng)和噪聲；改變兩輪的螺旋角的大小和方向，會(huì)使從動(dòng)輪轉(zhuǎn)向改變；傳動(dòng)比與齒輪分度圓和螺旋有關(guān)；傳動(dòng)中軸向力大。,圓錐齒輪傳動(dòng)特點(diǎn)簡(jiǎn)介 圓錐齒輪是用來(lái)傳遞兩軸相交的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，在汽車的驅(qū)動(dòng)橋中常用圓錐齒輪將動(dòng)力旋轉(zhuǎn)平面改變

13、90，使其與驅(qū)動(dòng)輪轉(zhuǎn)動(dòng)方向一致。 1. 直齒圓錐齒輪傳動(dòng),正確嚙合條件是兩齒輪大端的模數(shù)和壓力角分別相等，即：m1 = m2 a1 = a2,背錐展開(kāi)為一個(gè)不完整的齒輪，若將它補(bǔ)足為一個(gè)完整的齒輪，就成了圓錐齒輪的“當(dāng)量圓柱齒輪”。它的齒形就是該直齒圓錐齒輪的齒形。當(dāng)量齒輪的齒數(shù)zv為: zv=,2. 螺旋圓錐齒輪傳動(dòng)特點(diǎn),重疊系數(shù)大，傳動(dòng)平穩(wěn)，承載能力高的缺點(diǎn)，現(xiàn)代汽車的主減速器廣泛采用螺旋圓錐齒輪傳動(dòng)。,3. 螺旋圓錐齒輪的旋向 分為左螺旋和右螺旋圓錐齒輪，從錐頂向齒輪看時(shí)，輪齒由小端,到大端逆時(shí)針?lè)较騼A斜為左螺紋；反之為右螺紋。一對(duì)相嚙合的圓弧齒圓錐齒輪，它們的螺旋角大小應(yīng)相等，旋向應(yīng)相

14、反。,雙曲面齒輪傳動(dòng)的特點(diǎn) 1. 雙曲面齒輪的特征 雙曲面齒輪是在交叉的兩 軸上相嚙合的圓錐狀的齒 輪。,2. 雙曲面小齒輪的偏移距 在雙曲面齒輪傳動(dòng)中，小 齒輪偏移距E是一項(xiàng)重要 參數(shù)。,3. 雙曲面小齒輪的偏置方向 雙曲面齒輪傳動(dòng)的小齒輪偏置方向有上偏置和下偏置兩種。,齒輪齒條傳動(dòng)的特點(diǎn) 1. 雙曲面齒輪的特征 齒輪齒條嚙合傳動(dòng)時(shí)，把齒條的直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)變?yōu)辇X輪的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)或?qū)X輪的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變?yōu)辇X條的直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)，齒條上各點(diǎn)速度大小和方向都是一致的。齒廓上各點(diǎn)的壓力角相等，如果是標(biāo)準(zhǔn)齒條，壓力角a=20，齒條上各齒同側(cè)齒廓線是平行且齒距相等。其大小為： p=m,蝸桿傳動(dòng) 1蝸桿傳動(dòng)概述 （1）

15、蝸桿傳動(dòng)的特點(diǎn)和及應(yīng)用,用于傳遞空間兩交錯(cuò)軸之間的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力，通常兩軸交錯(cuò)角為90，一般蝸桿是主動(dòng)件。蝸桿傳動(dòng)工作平穩(wěn)，噪聲低，結(jié)構(gòu)緊湊，傳動(dòng)比大（單級(jí)傳動(dòng)比8,80，在分度機(jī)構(gòu)中可達(dá)到1000）；但傳動(dòng)效率低，一般效率為=0.70.9，自鎖時(shí)其效率低于50（=0.45左右），易磨損、發(fā)熱，制造成本高，軸向力較大。常用于傳動(dòng)比較大，結(jié)構(gòu)要求緊湊，傳動(dòng)功率不大的場(chǎng)合。,2.蝸桿傳動(dòng)的主要參數(shù) （1）模數(shù)m和壓力角 （2）蝸桿分度圓直徑d1 ：d1=mq （3）蝸輪分度圓d2和中心距a ： a = （d1+ d2）= m（q + d2） （4）蝸桿頭數(shù)z1和蝸輪齒數(shù)z2蝸桿傳動(dòng)的傳動(dòng)比為 i= =,蝸桿傳動(dòng)z1、z2推薦值,蝸桿傳動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)和直徑（部分） （摘自GB/T100851988）,（5）螺旋角與導(dǎo)程角 蝸輪的輪齒與斜