第14章 齒輪傳動(dòng)3

化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)機(jī)電工程學(xué)院魏鶴琳weihl@第一節(jié)齒輪傳動(dòng)的特點(diǎn)和類(lèi)型第三節(jié)漸開(kāi)線齒廓

第四節(jié)漸開(kāi)線標(biāo)準(zhǔn)齒輪基本尺寸

第五節(jié)漸開(kāi)線齒輪的嚙合

第六節(jié)輪齒的根切及最少齒數(shù)

第七節(jié)齒輪的失效形式和強(qiáng)度計(jì)算

第14

章齒輪傳動(dòng)第二節(jié)齒廓嚙合基本定律第六節(jié)輪齒的根切及最少齒數(shù)化工機(jī)械基礎(chǔ)第七節(jié)齒輪的失效形式和強(qiáng)度計(jì)算

上節(jié)重點(diǎn)內(nèi)容漸開(kāi)線齒輪的基本參數(shù)1.齒數(shù)Z—整數(shù)(標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪最少齒數(shù)為17)2.模數(shù)m—圓柱齒輪模數(shù)系列3.壓力角a—2004.齒頂高系數(shù)ha*

正常齒制ha*=1.0

短齒制ha*=0.85.頂隙系數(shù)C*

正常齒制C*=0.25

短齒制C*=0.3o§14-4

標(biāo)準(zhǔn)齒輪的基本參數(shù)和幾何尺寸1．齒輪各部分的名稱(chēng)和符號(hào)齒頂圓ra，da齒根圓rf，df齒厚任意圓齒厚si分度圓齒厚s齒槽寬任意圓齒槽寬ei分度圓齒槽寬e齒距任意圓齒距pi=si+ei分度圓齒距p=s+e分度圓r，d齒頂，齒頂高h(yuǎn)a齒根，齒根高h(yuǎn)f齒全高h(yuǎn)=ha+hf基圓rb，dbpnrhahfhrbBppbsesieirfpira標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱外齒輪基圓齒距Pb、Pn上節(jié)重點(diǎn)內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)齒輪的基本概念標(biāo)準(zhǔn)齒輪正確安裝一齒輪的模數(shù)、分度圓、壓力角、齒頂高系數(shù)和頂隙系數(shù)均為標(biāo)準(zhǔn)值,且分度圓上齒厚與齒槽寬相等幾何尺寸計(jì)算公式表14-3上節(jié)重點(diǎn)內(nèi)容漸開(kāi)線齒輪的傳動(dòng)條件正確嚙合條件：連續(xù)傳動(dòng)條件：第六節(jié)漸開(kāi)線齒輪的切齒原理

一、仿形法刀具：圓盤(pán)銑刀、指狀銑刀特點(diǎn)：精度低、效率低，所需刀具數(shù)量多，但加工設(shè)備簡(jiǎn)單，用于單件小批量生產(chǎn)。二、范成法原理：利用齒輪與齒輪嚙合或齒輪與齒條嚙合時(shí)，其齒廓互為共軛的包絡(luò)線。刀具：齒輪插刀、齒條插刀、齒輪滾刀圖示特點(diǎn)：加工精度高、生產(chǎn)率高，應(yīng)用廣泛。課本第206頁(yè)

齒輪插刀插外齒齒輪插刀插內(nèi)齒

齒條插刀插齒滾齒二、根切現(xiàn)象和最少齒數(shù)課本第208頁(yè)極限嚙合點(diǎn)N1實(shí)際嚙合點(diǎn)B2若刀具頂線超過(guò)嚙合線與被加工齒輪基圓切點(diǎn)N1,則刀刃會(huì)切去一部分已加工出的齒輪根部齒廓,這種現(xiàn)象叫根切ha=ha*mα=200,ha*=1,Zmin=17課本第208頁(yè)O1''O1O'C根切產(chǎn)生的原因根切的后果避免根切的方法刀具頂線超過(guò)嚙合線與被加工齒輪基圓切點(diǎn)N1,則刀刃會(huì)切去一部分已加工出的齒輪根部齒廓課本第208頁(yè)變位齒輪X>0正變位齒輪X<0負(fù)變位齒輪1.加工齒數(shù)小于Zmin的齒輪2.調(diào)整中心距(a'>aa'<a)與標(biāo)準(zhǔn)齒輪相比,正變位直齒圓柱齒輪的下列參數(shù),哪些不變,哪些改變?m、α、d、s、e、db

、p、hf

、ha

、da

、

df與標(biāo)準(zhǔn)齒輪相比,負(fù)變位直齒圓柱齒輪的下列參數(shù),哪些不變,哪些改變?第七節(jié)輪齒失效和齒輪材料一、輪齒失效1.輪齒折斷：疲勞折斷—齒根的彎曲疲勞應(yīng)力

過(guò)載折斷---意外嚴(yán)重過(guò)載2.齒面點(diǎn)蝕：齒面嚙合點(diǎn)處的脈動(dòng)循環(huán)的接觸應(yīng)力，產(chǎn)生細(xì)微的疲勞裂紋，裂紋的擴(kuò)展導(dǎo)致金屬微粒剝落，形成凹坑。影響輪齒的正常嚙合，產(chǎn)生沖擊和噪聲。3.齒面磨損：齒廓間的相對(duì)滑動(dòng)，在載荷作用下會(huì)引起齒面磨損。使齒面漸開(kāi)線齒形失真，引起振動(dòng)、沖擊和噪聲。課本第209頁(yè)4.齒面膠合：潤(rùn)滑不良使金屬面直接接觸，熔焊后撕裂。5.齒面塑形變形：重載使較軟齒面產(chǎn)生局部塑性變形。主動(dòng)輪被拉出溝從動(dòng)輪被擠出棱失效形式發(fā)生部位發(fā)生原因發(fā)生場(chǎng)合輪齒折斷齒根部位交變彎曲應(yīng)力嚴(yán)重過(guò)載所有齒輪齒面點(diǎn)蝕節(jié)線附近交變接觸應(yīng)力軟齒面閉式傳動(dòng)齒面磨損齒面相對(duì)滑動(dòng)開(kāi)式傳動(dòng)齒面膠合齒面相對(duì)滑動(dòng),局部高溫高速重載齒面塑性變形齒面齒面硬度不足低速重載

基本要求：齒面硬，齒芯韌,小齒輪硬度高于大齒輪常用材料：優(yōu)質(zhì)碳素鋼、合金鋼、鑄鋼、鑄鐵、有色金屬、塑料等

常見(jiàn)的鍛鋼齒輪分為：

1)軟齒面齒輪(≤350HBS)用45、40Cr、35SiMn等鋼進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理或正火處理。這類(lèi)齒輪制造較簡(jiǎn)便，多用于對(duì)強(qiáng)度、速度和精度要求不高的一般機(jī)械中。

2)硬齒面齒輪(硬度>350HBS)用45、40Cr等中碳鋼和中碳合金鋼經(jīng)表面淬火或整體淬火，另外也常用20、20Cr等低碳鋼和低碳合金鋼經(jīng)滲碳淬火處理。這類(lèi)齒輪精度高，多用于高速、重載及精密機(jī)械中。二、齒輪材料課本第160頁(yè)

作用力Fn沿公法線方向分

解為圓周力Ft和徑向力Fr

二、計(jì)算載荷F=KFnK:載荷系數(shù)

第八節(jié)直齒圓柱齒輪的強(qiáng)度計(jì)算

一、受力分析

課本第211頁(yè)三、齒根的彎曲疲勞強(qiáng)度輪齒在法向力Fn的作用下，危險(xiǎn)截面在齒根，產(chǎn)生三種應(yīng)力：彎曲應(yīng)力剪應(yīng)力壓應(yīng)力以彎曲應(yīng)力為主。課本第213頁(yè)四、齒面接觸疲勞強(qiáng)度課本第213頁(yè)本節(jié)重點(diǎn)內(nèi)容漸開(kāi)線齒輪的根切根切現(xiàn)象最少齒數(shù)若刀具頂線超過(guò)嚙合線與被加工齒輪基圓切點(diǎn)N1,則刀刃將會(huì)切去一部分已加工出的齒輪根部齒廓,這種現(xiàn)象叫根切變位齒輪1.加工齒數(shù)小于Zmin的齒輪2.調(diào)整中心距(a'>aa'<a)失效形式發(fā)生部位發(fā)生原因發(fā)生場(chǎng)合輪齒折斷齒根部位交變彎曲應(yīng)力嚴(yán)重過(guò)載所有齒輪齒面點(diǎn)蝕節(jié)線附近交變接觸應(yīng)力軟齒面閉式傳動(dòng)齒面磨損齒面相對(duì)滑動(dòng)開(kāi)式傳動(dòng)齒面膠合齒面相對(duì)滑動(dòng),局部高溫高速重載齒面塑性變形齒面齒面硬度不足低速重載上節(jié)重點(diǎn)內(nèi)容漸開(kāi)線的形成和性質(zhì)1、2、BK是漸開(kāi)線上K點(diǎn)的法線，切點(diǎn)B就是漸開(kāi)線上K點(diǎn)的曲率中心，線段BK為K點(diǎn)的曲率半徑。3、基圓內(nèi)無(wú)漸開(kāi)線4、漸開(kāi)線的形狀決定于基圓的大小。基圓半徑愈大漸開(kāi)線愈