齿轮传动设计全参数的选择

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标准直齿圆柱齿轮参数

标准直齿圆柱齿轮参数

标准直齿圆柱齿轮参数直齿圆柱齿轮是一种常见的传动装置,其参数的选择对于齿轮的传动性能和使用寿命具有重要影响。

下面将介绍标准直齿圆柱齿轮的参数及其选择原则。

1. 齿轮模数(M)。

齿轮模数是指齿轮齿数与齿轮直径的比值。

一般情况下,齿轮的模数越大,齿轮的齿数就越少,齿轮的齿面就越宽。

在选择齿轮模数时,需要考虑传动功率、转速、工作环境等因素,以保证齿轮的传动效率和使用寿命。

2. 齿轮齿数(Z)。

齿轮齿数是指齿轮上的齿的数量。

齿轮齿数的选择需要考虑传动比、传动功率、齿轮模数等因素。

一般情况下,齿轮齿数越多,齿轮的传动精度和传动能力就越高,但也会增加齿轮的制造难度和成本。

3. 齿轮压力角(α)。

齿轮压力角是指齿轮齿廓上的压力线与齿轮轴线的夹角。

常用的齿轮压力角有20°和14.5°两种。

在选择齿轮压力角时,需要考虑齿轮的传动效率、噪声、齿轮的强度等因素。

4. 齿轮螺旋角(β)。

齿轮螺旋角是指齿轮齿廓上的螺旋线与齿轮轴线的夹角。

常用的齿轮螺旋角有0°和15°两种。

在选择齿轮螺旋角时,需要考虑齿轮的传动平稳性、噪声、齿轮的制造难度等因素。

5. 齿轮面宽(B)。

齿轮面宽是指齿轮齿面的宽度。

齿轮面宽的选择需要考虑传动功率、工作环境、齿轮的强度等因素。

一般情况下,齿轮面宽越大,齿轮的传动能力就越强,但也会增加齿轮的制造成本。

6. 齿轮齿向间隙(c)。

齿轮齿向间隙是指相邻齿的齿向距离。

齿轮齿向间隙的选择需要考虑齿轮的传动精度、噪声、齿轮的制造难度等因素。

7. 齿轮齿顶间隙(h)。

齿轮齿顶间隙是指齿轮齿顶与齿轮齿顶间的距离。

齿轮齿顶间隙的选择需要考虑齿轮的传动精度、噪声、齿轮的强度等因素。

在选择标准直齿圆柱齿轮的参数时,需要综合考虑传动功率、转速、工作环境、齿轮的传动效率、噪声、强度、制造成本等因素,以保证齿轮的传动性能和使用寿命。

同时,还需要根据实际情况进行合理的优化设计,以满足不同工程应用的需求。

齿轮的基本参数及其设计说明

齿轮的基本参数及其设计说明

齿轮的基本参数及其设计说明齿轮作为一种常用的机械传动元件,其设计参数对于传动系统的性能至关重要。

以下是齿轮的基本参数及其设计说明。

1. 模数(module):模数是齿轮设计中最基本的参数之一,它决定了齿轮齿数和齿的尺寸。

模数可以根据传动功率、齿轮直径和加工要求来选择。

一般来说,模数越大,齿轮的齿高和齿根越大,适用于承载较大扭矩的传动系统。

2. 齿数(number of teeth):齿数决定了齿轮的传动比和速度比。

在设计中,要根据传动需求和空间限制选择合适的齿数。

较大的齿数可以提供较大的传动比,但也会导致齿轮径向尺寸较大。

3. 压力角(pressure angle):压力角是齿轮设计中表征齿轮齿形的重要参数,也是齿轮接触机理的关键之一。

常用的压力角有20度和14.5度两种。

较大的压力角可以提供更好的传动效率和载荷承载能力,但也会导致齿形副相对较宽。

4. 齿宽(face width):齿宽是齿轮传动中齿轮齿面的宽度。

齿宽必须足够大,以保证传动效率和齿轮的强度。

齿宽的选择应根据传动功率、转速和工作环境等因素进行。

5. 正压角(helix angle):正压角是斜齿轮传动中齿轮齿面与齿轴的夹角。

正压角可以改善齿轮的平稳性和静音性能,适用于高速传动系统。

在齿轮设计过程中,除了以上基本参数外,还需要考虑齿轮材料的选择、轴向力的计算、啮合效率的评估等因素。

合理选择这些参数,并结合实际应用需求,可以设计出满足精度、强度和寿命要求的齿轮传动系统。

总而言之,齿轮的基本参数包括模数、齿数、压力角、齿宽和正压角等。

根据实际需求合理选择这些参数,并进行综合设计,可以确保齿轮传动系统的高效运行和良好的性能。

齿轮设计的基本步骤(一)

齿轮设计的基本步骤(一)

齿轮设计的基本步骤(一)引言概述:齿轮作为一种常见的传动机构,在工程设计中起到了至关重要的作用。

齿轮设计的好坏直接影响到传动系统的工作性能和寿命。

本文将介绍齿轮设计的基本步骤,以及每个步骤中的关键要点和注意事项。

通过掌握齿轮设计的基本步骤,设计师可以更好地实现传动系统的设计目标。

正文内容:一、确定传动参数1. 确定传动的速比要求:根据所需的输出转速和输入转速,计算传动所需的速比。

2. 确定传动功率:根据传动系统所需的输出功率,计算齿轮和传动装置的额定功率。

3. 确定传动类型:根据传动系统的工作条件和要求,选择合适的齿轮传动类型,如直齿轮传动、斜齿轮传动等。

4. 确定传动转向:根据传动系统的布局和工作要求,确定传动的转向,如正向转动或逆向转动。

5. 确定传动布局:确定齿轮的相对位置和传动齿数,根据传动布局的要求选择合适的齿轮参数。

二、计算齿轮参数1. 计算模数:根据传动的速比和齿数,计算齿轮的模数,确保齿轮的强度和传动效率。

2. 计算齿轮的齿数:根据设计要求和齿轮轴的布局,计算每个齿轮的齿数,使齿轮能够实现所需的速比。

3. 计算齿轮的齿宽:根据传动的功率和转速,计算齿轮的齿宽,以确保齿轮的强度和耐磨性。

4. 计算齿轮的变位系数:计算齿轮的变位系数,用于确定齿轮齿形的修正,以提高传动的平顺性和减小齿轮噪声。

5. 计算齿轮的其他参数:根据传动的要求,计算齿轮的齿距、顶高、底高等参数,以确保齿轮的工作性能和可靠性。

三、选择齿轮材料和热处理方式1. 选择合适的材料:根据传动系统的工作条件和要求,选择适合的齿轮材料,如优质合金钢、硬质铸铁等。

2. 确定热处理方式:根据齿轮材料的特性和要求,确定合适的热处理方式,如淬火、渗碳等,以提高齿轮的硬度和耐磨性。

四、绘制齿轮图纸和施工图1. 绘制齿轮图纸:根据计算得到的齿轮参数,绘制齿轮的主视图、剖视图和齿形图,并标注关键尺寸和公差要求。

2. 绘制施工图:根据齿轮图纸和布局要求,绘制齿轮与其他传动部件的装配图和布置图,以便于制造和安装。

齿轮传动的主要参数

齿轮传动的主要参数
一般机械常用:7、8级 精度选择主要是经验法,各类机器常用精度及不同精度适应的 圆周速度见下表
机械设计
表4-1 齿轮传动精度等级的选择与应用
6
一对齿轮
d (节圆直径) d(分度圆直径)
ha、hf 改变了
角度变位
角度变位: x1+x2≠0,
啮合角α’ ≠α,
dd
机械设计
5
精度等级选择
GB/T10095.1-2008规定:共13个等级 0(最高)→12(低)
0~2级:待发展,少数企业目前可以制造2级精度; 3~5级:高精度; 6~8级:中等精度; 9~12级:低精度
机械设计数
机械设计
2
主要参数
1)基本齿廓、模数(GB/T1957-2008) 、中心距、分度圆压力角 2)传动比i、齿数比u
n1 d 2 z 2 (从动轮) i n 2 d 1 z(主动轮) 1
减速传动:i>1
增速传动:i<1
u
z 大齿轮 z 小齿轮
1
减速传动:u=i
增速传动:u=1/i
机械设计 3)变位系数
变位齿轮应用日益广泛,加工方法简单,但通过变位可适应不
3
同要求。 径向变位齿轮:加工时标准刀具从标准位置移动一径向距离xm。 刀具移远
正变位
齿 根 变 厚
刀具移近 负变位
齿 根 变 薄
机械设计 x1+x2=0、 x1= -x2≠0。
高度变位
4
啮合角=α’(α’=分度圆压力角α)

齿轮设计参数

齿轮设计参数

齿轮设计参数齿轮是一种常用的机械元件,它通过互相啮合实现传动作用。

齿轮设计参数是指影响齿轮传动效果的各种参数,下面将分别介绍。

一、模数模数是齿轮设计中最基本的参数之一,它是齿轮齿数和齿轮直径之比。

模数越大,齿轮直径越大,齿轮的承载能力越大,但齿数较少,精度较低;模数越小,齿数较多,精度较高,但齿轮的承载能力较小。

二、齿数齿数是指齿轮上的齿的数量,通常用z表示。

齿数越多,齿轮的传动平稳性和精度越高,但是齿数过多会导致齿轮体积增大,制造成本增加。

三、齿轮宽度齿轮宽度是指齿轮的啮合面上的宽度,通常用b表示。

齿轮宽度越大,齿轮的承载能力越大,但是齿轮体积和重量也会增加。

四、啮合角啮合角是指两个啮合齿轮的啮合面上的夹角,通常用α表示。

啮合角越小,齿轮传动效率越高,但是齿轮的承载能力和强度也会降低。

五、压力角压力角是指齿轮齿面上的主导压力方向与法向的夹角,通常用γ表示。

压力角越小,齿轮传动效率和精度越高,但是齿轮承载能力和强度也会降低。

六、齿形齿形是指齿轮齿面的几何形状,常见的有圆弧齿、渐开线齿等。

不同的齿形对齿轮的传动效率、噪音和磨损等方面都有不同的影响。

七、材料齿轮的材料对其承载能力和耐磨性等性能有很大影响。

常见的齿轮材料有高速钢、合金钢、硬质合金等。

八、精度齿轮的精度包括齿形精度、距离精度、轴向偏差、跳动等指标。

精度越高,齿轮传动效率越高,但是制造成本也会增加。

以上是齿轮设计中的一些重要参数,不同的应用场景需要根据不同的需求进行选择和优化。

齿轮设计需要考虑到齿轮的传动效率、承载能力、精度和噪音等因素,从而实现最佳的传动效果。

齿轮传动设计参数的选择

齿轮传动设计参数的选择

齿轮传动设计参数的选择齿轮传动是一种常见的传动形式,常用于机械设备中,具有传递功率、扭矩和速度的功能。

在进行齿轮传动设计时,需要根据实际应用需求选择适当的设计参数。

本篇文章将从齿轮类型、模数、齿数、齿轮材料等角度,详细介绍齿轮传动设计参数的选择。

1.齿轮类型的选择齿轮传动可以分为直齿轮传动、斜齿轮传动、蜗杆传动等多种类型。

在选择齿轮类型时需要考虑传递的功率、速度、精度以及噪音要求等因素。

例如,直齿轮传动适用于高速传动、功率较大的情况,斜齿轮传动适用于精度要求较高的场合,蜗杆传动适用于大功率、低速传动等。

2.模数的选择模数是齿轮设计中一个重要的参数,反映了齿轮形状与尺寸的关系。

在进行模数选择时,需要考虑齿轮的受力情况、工作负荷以及机构的精度要求等。

一般来说,模数越大,齿轮强度越高,但成本也会增加,同时需要考虑齿轮的材料选择。

3.齿数的选择齿数也是齿轮传动设计中重要的参数之一、齿数的选择需要综合考虑齿轮的强度、传动比以及齿轮加工的难易程度等因素。

一般来说,较小的齿数可以提高齿轮的强度,但会增加齿面齿宽比的大小,对齿轮的加工造成一定困难。

4.齿轮材料的选择齿轮传动中常用的材料有钢、灰铸铁、铜合金等。

在选择齿轮材料时,需要根据齿轮传动的工作环境、负荷以及寿命要求等方面进行综合考虑。

一般来说,钢齿轮可以提供较高的强度和耐磨性能,适用于高功率、高速传动;灰铸铁齿轮成本相对较低,适用于低速传动和负荷较小的情况;铜合金齿轮适用于高速传动和对噪音有一定要求的场合。

5.齿轮副的选择齿轮副是由主动齿轮和从动齿轮组成的。

在选择齿轮副时,需要考虑传动比、精度要求、工作环境等因素。

一般来说,传动比较大的情况下,可以选择斜齿轮传动;精度要求较高的情况下,可以选择硬齿面齿轮。

6.齿轮的配合间隙的选择齿轮的配合间隙是指齿轮齿条之间的间隙。

在选择配合间隙时,需要综合考虑齿轮的加工精度、工作温度、承载能力等因素。

一般来说,配合间隙较小可以提高传动精度,但在高速传动和工作温度较高的情况下,需要适当增加配合间隙以避免因热膨胀引起的紧锁现象。

齿轮5个基本参数

齿轮5个基本参数

齿轮五个基本参数1. 齿数(Number of Teeth)齿数是指齿轮上的齿的数量。

它是齿轮的最基本参数之一,通常用字母N表示。

齿数决定了齿轮传动的速比和扭矩传递能力。

较大的齿数可以提供更大的扭矩传递能力,但也会增加摩擦和噪音。

2. 模数(Module)模数是指齿轮齿廓上每毫米长度上的齿数。

它是齿轮设计中非常重要的参数之一,通常用字母M表示。

模数决定了齿轮的尺寸和几何形状,对于同样的模数,不同齿数的齿轮具有相同大小和形状。

3. 压力角(Pressure Angle)压力角是指切线方向与法线方向之间的夹角。

它是描述两个啮合中心之间接触情况的重要参数,通常用字母α表示。

较小的压力角可以提供更好的接触性能和传动效率,但也会增加制造成本和噪音。

4. 高度系列(Face Width Series)高度系列是指齿轮齿廓上的有效宽度范围。

它是齿轮设计中需要考虑的重要参数之一,通常用字母W表示。

高度系列决定了齿轮的扭矩传递能力和强度,较大的高度系列可以提供更大的扭矩传递能力,但也会增加制造成本和重量。

5. 齿形(Tooth Profile)齿形是指齿轮齿廓的几何形状。

不同类型的齿形适用于不同的应用场景,常见的有圆弧齿、渐开线齿和正弦曲线齿等。

正确选择合适的齿形可以提高传动效率、减小噪音和延长使用寿命。

以上五个基本参数是设计和选择齿轮时需要考虑的重要因素。

在实际应用中,还需要综合考虑其他因素如材料、精度等来确定最终设计方案。

正确选择和应用这些参数可以确保齿轮传动具有良好的性能和可靠性。

注:此内容仅供参考,具体数据和计算方法请参考相关标准和手册。

直齿圆柱齿轮传动设计

直齿圆柱齿轮传动设计

直齿圆柱齿轮传动设计首先,设计直齿圆柱齿轮传动需要确定齿轮的参数。

齿轮的参数包括模数m、齿数z、齿宽b、压力角α等。

模数决定了齿轮的尺寸,一般根据传动功率、转速等参数进行估算。

齿数z决定了齿轮的传动比,一般根据传动机构的要求确定。

齿宽b根据齿轮的载荷大小进行估算。

压力角α一般选取20°、22.5°、25°等常用的值。

确定了这些参数后,可以根据齿轮的几何特征进行齿轮的绘制。

接下来,需要计算直齿圆柱齿轮的传动比。

传动比一般定义为输入轴的转速与输出轴的转速之比,可以根据齿轮参数和传动机构的要求进行计算。

传动比的计算公式为:传动比=输出轴齿轮齿数/输入轴齿轮齿数在计算传动比时,还需要考虑两个齿轮的模数是否相等,如果不相等,需要进行修正。

修正公式为:修正传动比=传动比×(模数2/模数1)其中,模数1为输入轴齿轮的模数,模数2为输出轴齿轮的模数。

当修正传动比计算完成后,可以根据实际需求进行调整。

然后,需要进行齿轮的强度校核。

齿轮的强度校核是为了保证齿轮在正常工作状态下不会产生破坏。

常用的齿轮强度计算理论有力学强度设计法和面强度设计法。

力学强度设计法主要考虑齿轮的破坏形式为齿面弯曲破坏,通过计算齿面弯曲强度和弯曲疲劳强度来进行判断。

面强度设计法主要考虑齿轮的破坏形式为齿面所受的接触压力引起的疲劳破坏,通过计算齿面强度和疲劳寿命来进行判断。

最后,需要进行齿轮传动的精度校核。

直齿圆柱齿轮传动的精度校核主要有几何精度校核和运动精度校核。

几何精度校核包括齿轮齿宽误差、齿轮齿距误差和齿轮齿高误差等方面。

运动精度校核主要包括齿轮传动的轻载配合误差和重载配合误差两方面。

通过对齿轮传动的精度校核,可以保证齿轮传动的正常运行和传动精度。

综上所述,直齿圆柱齿轮传动的设计过程包括齿轮参数的选择、传动比的计算、齿轮的强度校核和精度校核。

在设计过程中,需要根据传动机构的要求和实际情况进行参数选择和计算,并进行强度和精度的校核。

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齿轮传动设计参数的选择:1)压力角α的选择2)小齿轮齿数Z1的选择3)齿宽系数φd的选择齿轮传动的许用应力精度选择压力角α的选择由《机械原理》可知,增大压力角α,齿轮的齿厚及节点处的齿廓曲率半径亦皆随之增加,有利于提高齿轮传动的弯曲强度及接触强度。

我国对一般用途的齿轮传动规定的压力角为α=20o。

为增强航空有齿轮传动的弯曲强度及接触强度,我国航空齿轮传动标准还规定了α=25o的标准压力角。

但增大压力角并不一定都对传动有利。

对重合度接近2的高速齿轮传动,推荐采用齿顶高系数为1~1.2,压力角为16 o~18 o的齿轮,这样做可增加齿轮的柔性,降低噪声和动载荷。

小齿轮齿数Z1的选择若保持齿轮传动的中心距α不变,增加齿数,除能增大重合度、改善传动的平稳性外,还可减小模数,降低齿高,因而减少金属切削量,节省制造费用。

另外,降低齿高还能减小滑动速度,减少磨损及减小胶合的可能性。

但模数小了,齿厚随之减薄,则要降低齿轮的弯曲强度。

不过在一定的齿数围,尤其是当承载能力主要取决于齿面接触强度时,以齿数多一些为好。

闭式齿轮传动一般转速较高,为了提高传动的平稳性,减小冲击振动,以齿数多一些为好,小一些为好,小齿轮的齿数可取为z1=20~40。

开式(半开式)齿轮传动,由于轮齿主要为磨损失效,为使齿轮不致过小,故小齿轮不亦选用过多的齿数,一般可取z1=17~20。

为使齿轮免于根切,对于α=20o的标准支持圆柱齿轮,应取z1≥17。

Z2=u·z1。

齿宽系数φd的选择由齿轮的强度公式可知,轮齿越宽,承载能力也愈高,因而轮齿不宜过窄;但增大齿宽又会使齿面上的载荷分布更趋不均匀,故齿宽系数应取得适合。

圆柱齿轮齿宽系数的荐用值列于下表。

对于标准圆柱齿轮减速器,齿宽系数取为所以对于外捏合齿轮传动φa的值规定为0.2,0.25,0.30,0.40,0.50,0.60,0.80,1.0,1.2。

运用设计计算公式时,对于标准减速器,可先选定再用上式计算出相应的φd值表:圆柱齿轮的齿宽系数φd装置状况两支撑相对小齿轮作对称布置两支撑相对小齿轮作不对称布置小齿轮作悬臂布置φd0.9~1.4(1.2~1.9)0.7~1.15(1.1~1.65)0.4~0.6注:1)大、小齿轮皆为硬齿面时φd应取表中偏下限的数值;若皆为软齿面或仅大齿轮为软齿面时φd可取表中偏上限的数值;2)括号的数值用于人自齿轮,此时b为人字齿轮的总宽度;3)金属切削机床的齿轮传动,若传递的功率不大时,φd可小到0.2;4)非金属齿轮可取φd≈0.5~1.2。

齿轮传动的许用应力齿轮的许用应力[σ]按下式计算式中参数说明请直接点击疲劳安全系数S对接触疲劳强度计算,由于点蚀破坏发生后只引起噪声、振动增大,并=1。

但是,如果一旦发生断齿,就不立即导致不能继续工作的后果,故可取S=SH会引起严重的事故,因此在进行齿根弯曲疲劳强度的计算时取S=S=1.25 1.5.F寿命系数KN,查图1弯曲疲劳寿命系数KFN接触疲劳寿命系数K,查图2HN图中N=60njLhn——齿轮转速(rpm),N——齿轮工作应力循环次数j——齿轮每转一圈时,同一齿面啮合数——为齿轮的工作寿命(h)Lh图1:弯曲疲劳寿命系数KFN1一调质钢,珠光体、贝氏作球星铸铁,珠光体黑色可银铸铁;2一镇联淬火用,火焰或感应表面淬火锅;3一氨化的调质钢或氯化钢,铁索作球*铸铁,结构纲.灰铸铁;4一碳氮共修的调质钢图2:接触疲劳寿命系数KHN1—结构钢.调质钢,珠光作、贝氏作球墨铸铁,珠光体黑色可依铸扶,掺假淬火锅(允许一定点蚀);2—材料同1,不允许出现点蚀;3—灰铸铁,铁素作球墨铸铁,氯化的调质钢或氨化钢;4—联氛共修的调质钢齿轮疲劳数极限σlim齿轮精度选择齿轮精度选择各类机器所用齿轮传动的精度等级围,列于下表中,按载荷及速度推荐的齿轮传动精度等级如下图所示。

表:各类机器所用齿轮传动的精度等级围机器名称精度等级机器名称精度等级汽轮机3~6 拖拉机6~8 金属切削机床3~8 通用减速机6~8航空发动机4~8 锻压机床6~9轻型汽车5~8 起重机7~10载重汽车7~9 农用机器8~11注:主传动齿轮或重要的齿轮传动,精度等级偏上限选择;辅助传动的齿轮或一般齿轮传动,精度等级居中或偏下限选择。

图:齿轮传动的精度选择圆柱齿轮传动•机械制图基础(463)•机械制图标准(38)•CAD、UG、Pro/E机械制图(223)•机械制图课件(69)•机械制图软件(41)•机械制图论文(41)•机械杂谈(234)•机械必备辞典(40)Dec27齿轮传动的参数选择(Gear parameters)发布:admin | 发布时间: 2009年12月27日齿轮传动的参数选择(一)齿轮传动设计参数的选择压力角α的选择由机械原理可知,增大压力角α,轮齿的齿厚及节点处的齿廓曲率半径亦皆随之增加,有利于提高齿轮传动的弯曲强度及接触强度。

我国对一般用途的齿轮传动规定的标准压力角为α=20°。

为增强航空用齿轮传动的弯曲强度及接触强度,我国航空齿轮传动标准还规定了α=25°的标准压力角。

但增大压力角并不一定都对传动有利。

对重合度接近2的高速齿轮传动,推荐采用齿顶高系数为1~1.2 ,压力角为16°~18°的齿轮,这样做可增加轮齿的柔性,降低噪声和动载荷。

小齿轮齿数z1的选择若保持齿轮传动的中心距a 不变,增加齿数,除能增大重合度、改善传动的平稳性外,还可减小模数,降低齿高,因而减少金属切削量,节省制造费用。

另外,降低齿高还能减小滑动速度,减少磨损及减小胶合的可能性。

但模数小了,齿厚随之减薄,则要降低轮齿的弯曲强度。

不过在一定的齿数围,尤其是当承载能力主要取决于齿面接触强度时,以齿数多一些为好。

闭式齿轮传动一般转速较高,为了提高传动的平稳性,减小冲击振动,以齿数多一些为好。

小齿轮的齿数可取为z1=20~40。

开式(半开式)齿轮传动,由于轮齿主要为磨损失效,为使轮齿不至过小,故小齿轮不宜选用过多的齿数,一般可取z1=17~20。

为使轮齿免于根切,对于α=20°的标准直齿圆柱齿轮,应取z1≥17。

齿宽系数φd的选择由齿轮的强度计算公式可知,轮齿愈宽,承载能力愈高;但增大齿宽又会使齿面上的载荷分布趋不均匀,故齿宽系数应取得适当。

圆柱齿轮齿宽系数的荐用值见下表。

对于标准圆柱齿轮减速器,齿宽系数取为,所以对于外啮合齿轮传动:。

φa的值规定为0.2,0.25,0.30,0.40,0.50,0.60,0.80,1.0,1.2。

运用设计计算公式时,对于标准减速器,可先选定φa后再用上式计算出相应的φd值。

圆柱齿轮的齿宽系数φd装置状况两支承相对小齿轮作对称布置两支承相对小齿轮作不对称布置小齿轮作悬臂布置φd0.9~1.4(1.2~1.9)0.7~1.15(1.1~1.65)0.4~0.6注: 1)大、小齿轮皆为硬齿面时,φd取偏下限的数值;若皆为软齿面或仅大齿轮为软齿面时,φd取偏上限的数值;2)括号的数值用于人字齿轮,此时b为人字齿轮的总宽度;3)金属切削机床的齿轮传动,若传递的功率不大时,φd可小到0.2;4)非金属齿轮可取φd≈0.5~1.2。

圆柱齿轮的计算齿宽b=φd d1,并加以圆整。

为了防止两齿轮因装配后轴向稍有错位而导致啮合齿宽减小,常把小齿轮的齿宽在计算齿宽b的基础上人为地加宽约5~lOmm。

(二)齿轮传动的许用应力本书荐用的齿轮的疲劳极限是用m=3~5mm、α=20°、b=10~50mm、v=10m/s、R a约为0.8 的直齿圆柱齿轮副试件,按失效概率为1%,经持久疲劳试验确定的。

对一般的齿轮传动,因绝对尺寸、齿面粗糙度、圆周速度及润滑等对实际所用齿轮的疲劳极限的影响不大,通常都不予考虑,故只要考虑应力循环次数对疲劳极限的影响即可。

齿轮的许用应力[σ]按下式计算:式中:S —疲劳强度安全系数。

对接触疲劳强度计算,由于点蚀破坏发生后引起噪声、振动增大,并不立即导致不能继续工作的后果,故可取S =S H =1。

但是,如果一旦发生断齿,就会引起严重的故事,因此在进行齿根弯曲疲劳强度计算时取S =S F =1.25~1.5。

K N —考虑应力循环次数影响的系数,称为寿命系数。

弯曲疲劳寿命系数和接触疲劳寿命系数分别见下图。

设n 为齿轮的转速,r/min ;j 为齿轮每转一圈时,同一齿面啮合的次数;L h 为齿轮的工作寿命,h ,则齿轮的工作应力循环次数N 按下式计算:N =60njL h 。

σlim —齿轮的疲劳极限。

弯曲疲劳强度极限值用σFE 带入,查图<齿轮的弯曲疲劳强度极限>,图中的σFE =σFlim ·Y ST ,Y ST 为试验齿轮的应力校正系数;接触疲劳强度极限值σHlim 查图<齿轮的接触疲劳强度极限>。

1—调质钢;球墨铸铁(珠光体、贝氏体);珠光体可锻铸铁2—渗碳淬火的渗碳钢;全齿廓火焰或感应淬火的钢、球墨铸铁3—渗氮的渗氮钢;球墨铸铁(铁素体);灰铸铁;结构钢。

4—氮碳共渗的调质钢、渗碳钢。

弯曲疲劳寿命系数(当N>Nc 时,可根据经验在网纹区取值) 1— 允许一定点蚀时的结构钢;调质钢;球墨铸铁(珠光体、贝氏体);珠光体可锻铸铁;渗碳淬火的渗碳钢2— 结构钢;调质钢;渗碳淬火钢;火焰或感应淬火的钢、球墨铸铁;球墨铸铁(珠光体、贝氏体);珠光体可锻铸铁;3— 灰铸铁;球墨铸铁(铁素体);渗氮的渗氮钢;调质钢、渗碳钢 4— 氮碳共渗的调质钢、渗碳钢接触疲劳寿命系数(当N>Nc时,可根据经验在网纹区取值)图<齿轮的弯曲疲劳强度极限>、图<齿轮的接触疲劳强度极限>所示极限应力值,一般选取其中间偏下值,即在MQ及ML中间选值。

使用图<齿轮的弯曲疲劳强度极限>及图<齿轮的接触疲劳强度极限>时,若齿面硬度超出图中荐用的围,可大体按外插法查取相应的极限应力值。

图<齿轮的弯曲疲劳强度极限>所示为脉动循环应力的极限应力。

对称循环应力的极限应力值仅为脉动循环应力的70%。

夹布塑料的弯曲疲劳许用应力=50MPa,接触疲劳许用应力=110MPa。

(三)齿轮精度的选择各类机器所用齿轮传动的精度等级围列于下表中,按载荷及速度推荐的齿轮传动精度等级如下图所示。

各类机器所用齿轮传动的精度等级围机器名称精度等级机器名称精度等级汽轮机 3~6拖拉机 6~8金属切削机床 3~8通用减速器 6~8航空发动机 4~8锻压机床 6~9轻型汽车 5~8起重机 7~10载重汽车 7~9农业机器 8~11注:主传动齿轮或重要的齿轮传动,偏上限选择;辅助传动齿轮或一般齿轮传动,居中或偏下限选择。

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