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1、第10章齒輪傳動設(shè)計10.1概述10.1.1特點⑴載荷、速度適用性范圍很廣;⑵效率高、結(jié)構(gòu)緊湊;⑶工作可靠，壽命長;⑷傳動比穩(wěn)定，準(zhǔn)確;⑸制造費用相對較高，10.1.2按工作條件分類分：閉式、開式、半開式傳動;載荷：儀表齒輪到上萬kw齒輪尺寸：d=lmm到d>100m特例：小d=6mm,Z二1500,齒節(jié)距=20u=0.02mm；巨型齒輪d=152?3m超高速、高載荷：v=300m/s,P=25000馬力，即：18375kwo（設(shè)計、制造正確、合理、按要求使用、維護(hù)可達(dá)10?20年）（理論上瞬時、平均傳動比為定值，這取決于制造精度一帶鏈先天不足）制造水平，設(shè)備，批量一國內(nèi)、夕卜，
2、省內(nèi)、夕卜。10.2齒輪傳動的失效形式及計算準(zhǔn)則10.2.1輪齒的失效形式1.輪齒折斷疲勞折斷、過載折斷形式：整體折斷、局部折斷2.齒面點蝕(1)接蝕應(yīng)力的概念點、線接觸物體在彈性擠壓變形區(qū)的應(yīng)力一Oh接觸面對應(yīng)點的卯相等，f]HmovOh非均布有一最大值Oh為表層應(yīng)力（2）點蝕形成機(jī)理Oh復(fù)作用一表面萌生裂紋一向下擴(kuò)展Oh表層（應(yīng)力）一裂紋返向表面=＞微粒材料脫落且表而形成麻點；①后果：振動f-平穩(wěn)性（、噪音f,但仍可工作。1.齒面膠合瞬時高溫一油膜破裂-一接蝕峰峰高溫熔焊-一撕裂-?產(chǎn)生條狀溝瘡；后果：無法工作比點蝕嚴(yán)重2.齒而磨損后杲：①齒厚（=＞斷齒，②齒面為非漸開線曲面
3、=＞平穩(wěn)性/3.齒面塑性變形（軟齒面在重載時，在摩擦力作用下材料沿齒受摩擦力方向流動）10.2.2不同場合下的主要失效形式及計算準(zhǔn)則⑴閉式傳動：五種常見失效形式，并不是同時發(fā)生，不同工作場合下以某種或幾種形式為主；點蝕:OhWSh]斷點：OfW[Of]般功力傳動的計算準(zhǔn)則膠合:條件計算（高速、重載時發(fā)生）;⑵開式傳動一磨損后斷齒計算準(zhǔn)則：以O(shè)fWDf］條件計算模數(shù)考慮磨損、適當(dāng)加人m條件性計算基本要求：齒面硬、齒芯韌（點蝕、膠冷、磨損、塑性流動）；一（斷齒）；對于應(yīng)用齒輪較多的工業(yè)部門，女th航天、汽車、拖拉機(jī)、機(jī)床等，人都制定行業(yè)的齒輪材料規(guī)范，甚至還有行業(yè)齒輪設(shè)計規(guī)范,現(xiàn)僅對
4、通用機(jī)械中的一般動力傳動的齒輪材料作簡要介紹。10.3.1常用材料及熱處理硬齒面牌號熱處理硬度45鋼表面淬火40?50HRC40Cr表面淬火48?55HRC20Cr20CrMnTi滲碳淬火56?62HRC軟齒面45鋼正火HB162?217調(diào)質(zhì)HB217?25540Cr調(diào)質(zhì)HB229?28610.3.2選用要點⑴使用條件與要求固定作業(yè)、載荷較平穩(wěn)一軟齒面結(jié)構(gòu)緊湊一硬齒面沖擊、過載嚴(yán)重：滲碳、淬火；⑵工藝性軟齒面優(yōu)于硬齒面⑶軟齒面：一般小齒輪硬度應(yīng)比大齒輪高30-50HB⑷環(huán)保或可持續(xù)發(fā)展：10.4.1名義載荷T=9.55xlO6P/n(N.mm)F(=2T/d10.4.2計算載荷（
5、與帶、鏈相同，實際載荷大于名義載荷，不過影響因素更多，考慮更仔細(xì)，精確）Fnc=K?Fn或Flc=K?FtK=Ka?Kv?Ka?K卩（用4個系數(shù)考慮四個方面的影響因素）1.%—使用系數(shù),表10-2；1.動載系數(shù)，圖10-8；（機(jī)械原理：要保證齒輪傳動的瞬時傳動比為定值，嚙合處的齒廓公法線與兩回轉(zhuǎn)中心連線的交點應(yīng)為定點；但實際應(yīng)用中存在）基節(jié)誤差、齒形誤差、輪齒變形:齒廓公法線位置波動f節(jié)點波動一ac-附加載荷2.Ka—齒間載荷分配系數(shù)，表10-3制造誤差輪齒變形一多齒對嚙合吋載荷分配不均;3.Kp—齒向載荷分布系數(shù)，表10-4、圖10-13安裝、制造誤差軸（彎、扭）支承系統(tǒng)變形載
6、荷沿齒寬分布不均。10.5.1輪齒的受力分析R二2口/山Fr=FttgaFn二Ft/cosa10.5.2齒面接觸疲勞強(qiáng)度計算（叭w&］計算式）1.Oh的計算依據(jù)一赫芝公式(1)—兩圓柱體接觸應(yīng)力計算式;Pea—齒面壓力PE—兩圓柱體接觸的當(dāng)量曲率半徑，Ze彈性影響系數(shù)（與材料E,
7、i有關(guān)）表10-6（問題：圓定曲率、輪齒漸開線變曲率。）1.輪齒的Oh計算式（瞬時狀態(tài)、嚙合系數(shù)為兩圓柱體接蝕，公式可用）⑴計算點失效分析統(tǒng)計節(jié)點附近為單點對嚙合J以節(jié)點為計算點⑵計算式2KT.u±1?bd：uZh—節(jié)點區(qū)域系數(shù),（標(biāo)準(zhǔn)齒輪=2.5）2.設(shè)計式（創(chuàng)W［創(chuàng)］式中未知參數(shù)：b,d（）引入：Q
8、d二b/di—齒寬系數(shù)dx>2KT.%±1.(ZeZ”)20duQr]10.5.3齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計算1力學(xué)模型：（中等精度齒輪）視齒體為懸臂梁；基本式：Of二M/w2.計算式危險截面：30°切線法;引入Ysa—應(yīng)力修止系數(shù)，（剪切應(yīng)力，壓力）表10-5；計算點：受拉側(cè)⑴校核式：2kt叭Am?]bd{mYFa—齒形系數(shù)，表10-5；⑵設(shè)計式1.疲勞極限的測試條件1)齒輪副試件、失效概率1%2)m二3?5mm、a二20°、b=10^50mm2?許用應(yīng)力[o][CT]=心5荷S=S
