齿轮
齿轮特点及应用

齿轮特点及应用齿轮是一种常见的机械传动元件,具有许多独特的特点和广泛的应用。
下面将详细介绍齿轮的特点及其应用。
一、齿轮的特点1. 传动效率高:齿轮传动的效率通常在95%以上,高于其他传动方式,如皮带传动和链条传动。
这是因为齿轮传动的接触面积大,摩擦损失小,能够有效地传递动力。
2. 传动精度高:齿轮的制造工艺相对较为复杂,但制造出来的齿轮具有较高的精度。
齿轮的齿形准确,齿距均匀,能够保证传动的准确性和稳定性。
3. 传动比可调:通过改变齿轮的齿数,可以实现不同的传动比。
这使得齿轮传动在不同的应用场合中具有灵活性和可调性。
4. 传动平稳:齿轮传动的齿面接触是点对点的,传动过程中没有滑动,因此传动平稳,噪音小。
5. 承载能力强:齿轮的齿面接触面积大,能够承受较大的载荷。
同时,齿轮的齿形设计合理,能够分散载荷,提高承载能力。
6. 传动方向可变:通过组合不同类型的齿轮,可以实现不同的传动方向,如平行轴传动、垂直轴传动、交叉轴传动等。
7. 传动稳定性好:齿轮传动的齿面接触面积大,摩擦力均匀分布,能够保证传动的稳定性和可靠性。
二、齿轮的应用1. 机械传动:齿轮广泛应用于各种机械传动系统中,如汽车变速器、工程机械、船舶、飞机等。
齿轮传动能够实现不同转速和扭矩的传递,满足不同工况下的需求。
2. 机床:齿轮是机床传动系统中的重要组成部分。
例如,齿轮传动用于车床、铣床、磨床等机床上,实现工件的旋转和进给运动。
3. 电动机:齿轮传动常用于电动机的传动系统中,如减速器。
通过减速器的作用,能够将高速低扭矩的电动机输出转换为低速高扭矩的输出。
4. 电梯:齿轮传动是电梯系统中的核心部件。
电梯通过齿轮传动实现升降运动,保证乘客的安全和舒适。
5. 纺织机械:齿轮传动广泛应用于纺织机械中,如纺纱机、织布机等。
齿轮传动能够实现纺织机械的高速运转和精确控制。
6. 机器人:齿轮传动是机器人关节传动的常用方式。
通过齿轮传动,能够实现机器人的精确定位和灵活运动。
齿轮基础必学知识点

齿轮基础必学知识点
以下是齿轮基础必学的知识点:
1. 齿轮的定义:齿轮是一种用于传递转动的机械元件,它由一组齿数相等、剖面相同的齿排列在轮轴上。
2. 齿轮的作用:齿轮主要用于传递转矩和旋转速度,通过齿轮传动可以改变输入轴和输出轴的转速和转矩。
3. 齿轮的分类:齿轮可以根据齿轮的齿数和齿形来分类,常见的分类包括直齿轮、斜齿轮、蜗杆齿轮等。
4. 齿轮的主要参数:齿轮的主要参数包括模数、齿数、齿宽、压力角等。
这些参数对齿轮的传动效果和强度有重要影响。
5. 齿轮的传动比:齿轮传动比是指输入轴和输出轴的转速比,可以通过齿轮的齿数比来计算。
6. 齿轮的啮合问题:齿轮的啮合是指两个齿轮齿面相互接触和传递转动的过程,啮合过程中需要考虑啮合角和啮合系数等问题。
7. 齿轮的设计原则:齿轮的设计需要考虑传动效率、噪音、强度等因素,通常需要满足一定的设计原则和标准。
8. 齿轮的制造工艺:齿轮的制造工艺包括锻造、车削、滚齿等,不同的工艺对齿轮的精度和强度有不同的要求。
9. 齿轮的润滑和维护:齿轮在运动过程中需要适当的润滑和维护,以
保持正常运转和延长使用寿命。
10. 齿轮的应用:齿轮广泛应用于机械传动领域,如汽车、工程机械、船舶等,也用于其他领域如机械工具、钟表等。
齿轮的全部知识点

齿轮的全部知识点一、齿轮的概念和作用齿轮是机械传动中常用的一种零件,其主要作用是将动力传递给其他零件或改变传动方向和传动比例。
齿轮是由齿轮齿与齿轮轴组成的。
二、齿轮的分类根据齿轮的形状和用途,齿轮可以分为直齿轮、斜齿轮、锥齿轮、蜗杆齿轮等多种类型。
1.直齿轮:齿轮齿与轴线平行,是最常见的齿轮类型。
直齿轮具有传递动力平稳、效率高等优点,广泛应用于各种机械传动中。
2.斜齿轮:齿轮齿与轴线倾斜,常用于变速箱、差速器等传动装置中,可实现转速和转矩的变化。
3.锥齿轮:齿轮齿与轴线相交于一点,主要用于轴线方向变换,如正交传动。
4.蜗杆齿轮:由蜗杆和蜗轮组成,主要用于传递大扭矩和减速的场合,常用于起重机、输送机等设备中。
三、齿轮的结构和参数齿轮的结构包括齿面、齿根、齿顶等部分,并具有一系列参数来描述其几何形状和传动特性。
1.齿数:齿数是齿轮上齿的数量,决定了齿轮的传动比例。
2.模数:模数是齿轮齿距与齿数的比值,是描述齿轮尺寸的重要参数。
3.压力角:齿轮齿与轴线间的夹角,影响齿轮的传动效率和载荷能力。
4.齿宽:齿轮齿的宽度,决定了齿轮的承载能力。
四、齿轮的工作原理齿轮传动是通过齿轮齿的啮合来实现动力传递的。
齿轮齿的啮合产生了转矩和转速的变化,使得齿轮能够实现不同的传动需求。
五、齿轮的应用领域齿轮广泛应用于各种机械装置中,如汽车、船舶、飞机、工业生产线等。
齿轮传动具有传递效率高、传动精度高等特点,被广泛应用于各个行业。
六、齿轮的设计与制造齿轮的设计与制造涉及到齿轮传动的计算、选型、绘图、加工等环节。
通过对齿轮的设计与制造,可以满足不同传动需求和工作环境的要求。
七、齿轮的维护保养齿轮在使用过程中需要进行定期的维护保养,包括齿轮的润滑、检查齿轮磨损情况、更换磨损严重的齿轮等。
合理的维护保养可以延长齿轮的使用寿命和保证传动效果。
八、齿轮的故障和排除齿轮在使用过程中可能会出现故障,如齿面磨损、齿轮断裂等。
针对不同的故障情况,可以采取不同的排除方法,如修复磨损齿面、更换断裂齿轮等。
齿轮介绍

齿轮种类
斜 正日 齿日 从 直 螺 伞 锥 齿 齿 齿本 轮本 动 齿 旋 齿 齿 齿 轮 伞 轮 轮 轮 轮
KHK-KHK-轮 标 准 精 密 交 错 轴 斜 齿 轮
KP more
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齿轮简介介绍

05
齿轮的发展趋势和前景
齿轮技术的发展趋势
01
精细化
随着现代工业的发展,齿轮的制造精度要求越来越高,齿轮技术的精细
化成为发展趋势。通过精细化技术,可以提高齿轮传动的效率和可靠性
。
02
高速化
高速齿轮传动技术是现代机械传动领域的一个重要发展方向。随着动力
传动装置向小型化、轻量化、高速化的方向发展,高速齿轮的设计和制
齿轮的传动特点
01
02
03
传动比准确
齿轮传动的传动比非常准 确,能够满足各种精密传 动的要求。
传动效率高
齿轮传动的传动效率很高 ,一般可达95%以上,因 此在实际应用中非常广泛 。
载荷能力强
齿轮传动具有较高的载荷 能力,能够承受较大的扭 矩和冲击载荷。
齿轮的制造材料和热处理
制造材料
齿轮常用的制造材料有碳钢、合金钢、铸铁等。其中,碳钢 和合金钢具有较高的强度和韧性,适用于高速、重载的齿轮 传动;铸铁则具有较好的耐磨性和减震性能,适用于低速、 轻载的齿轮传动。
齿形检测:采Biblioteka 齿形测量仪对齿轮的齿形精度进 行测量,确保齿轮的啮合性能。
无损检测:采用超声波、磁粉、涡流等无损检测 技术,对齿轮内部缺陷进行检测,确保齿轮的安 全使用。
表面质量检测:通过显微镜、硬度计等设备对齿 轮表面质量进行检测,保证齿轮的耐磨性和抗疲 劳性能。
通过以上制造技术和加工工艺的应用,以及严格 的检测技术和质量控制,可以确保齿轮的高精度 、高强度、高可靠性,从而满足各种机械设备对 齿轮传动的需求。
硬质合金
硬质合金具有高硬度、高强度和良好的耐磨性,是一种优质的齿轮材料。随着硬质合金制 造技术的不断提高,其应用领域也越来越广泛。
齿轮知识点图解总结

齿轮知识点图解总结一、齿轮的种类齿轮根据不同的分类标准可以分为多种类型,常见的齿轮包括直齿轮、斜齿轮、蜗杆齿轮、锥齿轮等。
下面通过图解的方式一一介绍各种齿轮的特点和应用领域。
1. 直齿轮直齿轮是最常见的一种齿轮,齿轮的齿直立于齿轮轴线,传动时齿轮之间是平行传动。
直齿轮的特点是传动效率高、噪音小、结构简单,适用于大部分机械传动系统。
2. 斜齿轮斜齿轮的齿轮齿呈斜面,传动时齿轮之间是斜交传动。
斜齿轮的特点是传动平稳、噪音小、传动力矩大,适用于需要高精度传动的场合。
3. 蜗杆齿轮蜗杆齿轮是由蜗杆和蜗轮组成的一种齿轮,蜗杆一般是螺旋状的,蜗轮是蜗杆的齿轮。
蜗杆齿轮的特点是传动比大、传动效率低,适用于需要大传动比的场合,如减速箱。
4. 锥齿轮锥齿轮是齿轮的齿面呈锥面的一种齿轮,传动时齿轮之间是交叉传动。
锥齿轮的特点是传动平稳、传动力矩大,适用于需要变速和转向的场合。
二、齿轮的工作原理齿轮的工作原理主要是依靠齿轮之间的啮合传递动力和运动。
当两个齿轮啮合时,齿轮的齿会相互嵌合,由驱动齿轮传递动力给被动齿轮,从而实现转动。
下面通过图解的方式介绍齿轮的工作原理。
1. 齿轮的啮合齿轮的啮合是指齿轮之间的齿相互嵌合,使得齿轮可以传递动力和运动。
啮合是齿轮传动的基础,它决定了齿轮传动的稳定性和精度。
2. 齿轮的传动齿轮的传动是指驱动齿轮传递动力给被动齿轮,从而实现齿轮的转动。
传动过程中,齿轮的齿相互嵌合,使得动力从驱动齿轮传递到被动齿轮,从而实现齿轮的运动。
三、齿轮的设计要点齿轮的设计是齿轮制造中的关键环节,设计的好坏直接影响齿轮的性能和使用寿命。
齿轮的设计要点包括模数、齿数、齿宽、啮合角、齿形等方面。
下面通过图解的方式介绍齿轮的设计要点。
1. 模数模数是齿轮齿数和齿轮齿距的比值,它决定了齿轮的齿形和啮合性能。
模数越大,齿轮的传动能力越大,但重量和成本也会增加。
2. 齿数齿数是指齿轮上的齿的数量,它决定了齿轮的传动比和传动精度。
齿轮基本知识
9,齿顶圆直径dk:( dk=d+2m ) 一般均以外径称齿顶圆。可以通过节圆直径加上2倍模数 算出。
10,齿底圆直径dr:( dk=d-2.5m ) 一般均以根圆外径称齿底圆。
b,转位直齿轮:
转位分正转位和负转位,不管转位是正还是负,节圆直径d
齒輪基本知識
一,齿轮的基本知识:
齿轮可以用来传递动力,改变转动方向、速度及 改变运动方式.
齿轮分为: 圆柱齿轮(用于两平行轴传动) 圆锥齿轮(用于两相交轴传动) 涡轮蜗杆(用于两垂直交叉轴传动)
二,齿轮基本参数
a,标准直齿轮:
1,齿数Z: 圆周上所加工之齿的总数。
2,模数m: 是指相邻两轮齿同侧齿廓间的 齿距t与圆周率π的比值(m=t/π) 以毫米为单位。
全齿误差Fi: 在回转一周中,其中心距离最大至最小之变化值;
单齿误差fi: 在回转一周中,各齿间变化最大之值;
五,齿轮测量:
1,图面齿轮参数识别(附件圖面講解); 2,直齿与螺旋齿齿数为奇数时外径测量需要用三点测定;
六,斜齿(螺旋齿)
斜齿轮基本资料下回课程会重点讲述,目前先让大家不 看图纸的情况下,如何区分斜齿是左旋还是右旋,详见 下面图片
图示一
图示二
上图示一:齿的倾斜方向向左-------左旋; 上图示二:齿的倾斜方向向右-------右旋;
是不变的。
1,转位系数:x
(当转位系数是正数时为正转位,
转齿顶高:hk= m+xm
4,齿底高:hf=1.25m-xm
5, 齿顶圆直径:
dk=d+2hk==mz+2m+2xm
6,齿底圆直径:
齿 轮
图7.50 蜗轮蜗杆几何参数 (1)齿距p和模数m 蜗杆的轴向齿距px应与蜗轮的端面齿距pt相等,所以蜗杆的 轴向模数mx与蜗轮的端面模数mt也相等。
(2)蜗杆直径系数q 及分度圆直径d1 d1 — 标准系列值 限制蜗轮滚刀数量,便于刀具标准化 蜗杆直径系数:q = d1 / m →d1 = m q
a)定制节圆和节锥
b)画出齿顶线(圆)和齿根线,并定出齿宽b
图7.49锥齿轮啮合的画图步骤
1.3蜗轮蜗杆
蜗杆传动是由蜗杆及其配对蜗轮组成的传动机构,主要用来 传递空间互相垂直的两交叉轴间的运动和动力,在传动中多以蜗 杆为主动件并将运动传给蜗轮,用以减速。常见的蜗杆有圆柱形, 圆柱蜗杆为螺旋齿,根据蜗杆上螺旋面的形成方式不同,圆柱蜗 杆又可分为阿基米德蜗杆、渐开线蜗杆等。这里着重介绍标准阿 基米德圆柱蜗杆、蜗轮的基本参数及画法。
a)轴测图
b)规定画法
图7.46 齿轮齿条传动
1.2圆锥齿轮
圆锥齿轮是在圆锥体上切出的,轮齿可根据需要制成直齿、 斜齿等,结构尺寸已经标准化,齿廓曲线多为渐开线。这里着重 介绍渐开线标准直齿圆锥齿轮的基本参数及画法。
1、直齿圆锥齿轮各部分名称及参数 直齿圆锥齿轮的齿坯如图7.47所示,圆锥齿轮各部分的名称 基本与圆柱齿轮相同,但圆锥齿轮还有相应的五个锥面和三个锥 角,由于圆锥齿轮的轮齿分布在圆锥面上,所以轮齿沿圆锥素线 方向的大小不同,模数、齿数、齿高、齿厚也随之变化,通常规 定以大端参数为准。
模数是设计和制造齿轮的基本参数。为了设计和制造 方便,已经将模数标准化。模数的标准值见表7.6。
表7.6标准模数(GB/T 1357-1987) (mm)
压力角 两个相啮合的轮齿齿廓在接触点P处的受力方向 与运动方向的夹角。若点P在分度圆上则为两齿廓公法线与两 分度圆的公切线的夹角。我国标准齿轮的分度圆压力角为20°。 通常所称压力角指分度圆压力角。
齿轮ppt课件
齿轮的应用领域
01
02
03
工业领域
齿轮广泛应用于各种工业 机械和设备中,如汽车、 飞机、船舶、机床等。
能源领域
风力发电、水力发电等可 再生能源系统中也广泛应 用齿轮。
传动系统
齿轮作为传动系统中的重 要组成部分,用于传递运 动和动力,实现机器的运 转。
REPORT
CATALOG
DATE
ANALYSIS
足市场和用户的需求。
人才培养
随着齿轮技术的不断发展,需 要培养更多的专业人才,以支
撑技术的研发和应用。
市场竞争
随着市场竞争的加剧,需要不 断提升产品质量和服务水平支持力度不断 加大,为齿轮技术的发展提供
了良好的机遇。
SUMMAR Y
02
齿轮的工作原理
齿轮的传动方式
直齿圆柱齿轮传动
斜齿圆柱齿轮传动
两齿轮的轮齿在两个平行轴上,一个齿轮 的轮齿进入另一个齿轮的齿槽,齿线与轴 线平行。
齿线与轴线呈一定的角度,具有更好的重 合度,适合于高速、重载的场合。
圆锥齿轮传动
蜗轮蜗杆传动
一个齿轮的轮齿在另一个齿轮的齿槽中, 两轴线呈交角,适用于传递垂直或交错轴 之间的运动。
新材料
新型材料的出现和应用,如 碳纤维、陶瓷等,为齿轮的 制造提供了新的可能,具有 更轻量、更耐高温等优点。
绿色环保
随着环保意识的增强,齿轮 制造过程中的环保要求也越 来越高,低噪音、低污染的 绿色齿轮成为发展趋势。
齿轮在未来的应用前景
新能源领域
随着新能源技术的不断发展,风 力发电、电动汽车等领域对齿轮 的需求越来越大,具有广阔的市
REPORT
CATALOG
DATE
齿轮主要参数及测量
目录
CONTENTS
• 齿轮概述 • 齿轮主要参数 • 齿轮测量方法 • 齿轮测量工具 • 齿轮测量案例分析
01 齿轮概述
CHAPTER
齿轮的定义与作用
定义
齿轮是一种具有曲线齿廓的传动零件 ,通过相互啮合传递运动和动力。
作用
齿轮在机械传动中起到变速、变向、 增速和减速等作用,广泛应用于各种 机械设备和车辆中。
测量方法
使用卡尺、千分尺等测量工具,也可以使用专用的斜齿轮测量仪 进行测量。
测量精度
要求较高,通常在微米级别。
案例三:锥齿轮的测量
测量项目
齿距、齿高、锥距、锥度等。
测量方法
使用卡尺、千分尺等测量工具,也可以使用专用的锥齿轮测量仪进 行测量。
测量精度
要求较高,通常在微米级别。
谢谢
THANKS
基节测量
基节是两个相邻齿廓在分度圆上的弧 长,是齿轮设计中的重要参数。
基节测量的方法有:齿顶圆测量法、 公法线长度测量法和基圆齿距测量法 等。
齿顶圆测量
齿顶圆是齿轮的一个基本参数,其大小直接影响齿轮的传动 性能。
齿顶圆测量通常采用卡尺或千分尺进行,也可以使用光学投 影仪进行测量。
齿根圆测量
齿根圆是决定齿轮强度的重要参数, 其大小直接影响齿轮的承载能力。
定义
螺旋角是指齿轮上轮齿的倾斜角度,螺旋线方向则是指轮齿螺旋线的旋转方向。
选择
螺旋角和螺旋线方向的选择应考虑齿轮的设计要求和使用条件,如齿轮的传动 效率和承载能力等。
03 齿轮测量方法
CHAPTER
齿距测量
齿距测量是齿轮参数测量的基础,通 过测量相邻两个齿的距离,可以确定 齿轮的基本参数。
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第十章 齿轮传动§10-1 概述1.齿轮传动的特点 优点:1)功率范围大; 2)工作速度高; 3)传动效率高; 4)传动比恒定; 5)寿命长; 6)工作可靠; 7)结构紧凑等。
2.齿轮传动的分类⑴按工作条件分类闭式齿轮传动、开式齿 轮传动、半开式齿轮传动 ⑵按齿轮齿面硬度分类 软齿面齿轮、硬齿面齿轮§10-2 齿轮传动的失效形式及设计准则(一)齿轮传动失效形式轮齿常见失效形式:⒈齿体失效:⑴轮齿折断;⑵齿体塑性变形⒉齿面失效:⑴齿面接触疲劳磨损(又称疲劳点蚀);⑵齿面胶合;⑶齿面磨损;⑷齿面塑性变形①不同行业对齿轮传动的失效都有不同的判据。
②一般齿轮的失效主要发生在轮齿,轮缘、轮幅和轮毂等部位很少失效。
1、轮齿折断疲劳折断发生场合:闭式硬齿面齿轮传动、铸铁齿轮传动、开式齿轮传动 防止措施:1)增大齿根过渡曲线的曲率半径;2)降低齿根表面粗糙度,对齿根进行喷丸或碾压强化处理; 3)选用韧性较好的材料; 4)采用合理的变位。
2、齿面磨损产生原因:磨料磨损,使齿面出现沿滑动方向的相互平行的浅划痕 防止措施:1)提高表面硬度; 2)降低表面粗糙度; 3)开式传动加防护罩; 4)加强润滑;5)闭式传动在传动跑合后更换润滑油; 6)采用变位齿轮传动,以降低滑动率。
3、齿面接触疲劳磨损(又称疲劳点蚀)产生原因:疲劳点蚀有两类:a)收敛性点蚀;b)扩展性点蚀。
齿面疲劳点蚀通常首先发生在节线附近靠近齿根处。
齿面接触处接触应力反复作用。
防止措施:1)提高齿面硬度; 2)降低齿面粗糙度; 3)采用变位齿轮;(与带和链传动相比)缺点:1)有振动、冲击和噪声; 2)无过载保护3)制造与安装精度高; 4)须用专门设备制造。
4)采用黏度较大的润滑油。
4、齿面胶合产生原因:高速重载齿轮传动防止措施:1)采用角变位齿轮传动;2)提高齿面硬度;3)降低表面粗糙度;4)选用抗胶合性能好的齿轮副材料;5)采用粘度较大或加入具有抗胶合性能的极压添加剂的润滑油等。
5、齿面塑性变形产生原因:齿面硬度低,在齿面间较大压力和滑动摩擦力大,使齿面材料屈服而发生塑性流动所致。
多发生在低速重载的软齿面齿轮传动中。
防止措施:1)提高齿面硬度;2)高粘度的润滑油;3)尽量避免频繁启动,减小过载。
二、齿轮传动设计准则闭式齿轮传动:1)软齿面齿轮传动或小齿轮硬齿面大齿轮软齿面:按齿面疲劳强度进行设计,校核齿根弯曲疲老强度。
2)硬齿面齿轮传动:按齿根弯曲疲劳强度进行设计,校核齿面接触疲劳强度开式齿轮传动:只按齿根弯曲疲劳强度进行设计计算,然后将计算的模数增大5%~15%。
§10-3 齿轮材料及其选择对齿轮材料性能的要求:齿轮的齿体应有较高的抗折断能力,齿面应有较强的抗点蚀、抗磨损和较高的抗胶合能力,即要求:齿面硬、芯部韧。
一、齿轮常用材料与热处理1、钢软齿面齿轮:软齿面齿轮的硬度低,承载能力受到限制,但其成本低、易加工制造。
此类齿轮一般是先热处理,后进行切齿加工。
工艺过程:轮坯→正火或调质→切齿→7、8级硬齿面齿轮:硬齿面齿轮硬度大,承载能力大,抗点蚀、胶合、磨损等性能好。
在相同载荷条件下,尺寸比软齿面齿轮小的多;但成本较高。
工艺过程:轮坯→切齿→表面硬化→磨齿2、铸铁灰铸铁:铸造、切削性能好,成本低,耐磨、抗胶合、抗震性能好,且噪声低。
多在开式或低速、强度要求较低的传动中应用。
球墨铸铁:具有较高的强度、一定的塑性和韧性,研究表明高强度钒钛球铁比优质碳素钢具有更好的抗磨和耐疲劳性能,轮齿弯曲强度也较高。
3、铜合金及非金属材料铜合金主要用于高温或耐腐蚀性要求较高的场合;也用于精密仪器中强度、耐磨性要求较高的齿轮。
主要有夹布胶木、尼龙等工程塑料;多用于高速轻载传动。
该类材料具有重量轻、减震性好、噪声低等优点。
但须注意,一对齿轮中只能一个采用非金属材料。
二、齿轮材料的选择原则基本原则:在考虑齿轮可能出现的失效形式和保证承载能力的前提下,综合考虑其工艺性(毛坯种类、热处理方法和切齿加工条件等)和经济性(包括制造与使用两方面 的经济性)。
注意问题:为减小胶合的危险,并使大小齿轮具有相近的寿命,选择配对齿轮材料与热处理方法时,一方面大、小齿轮应尽可能选择不同材料或选用相同材料而热处理方法不同,并使二齿轮具有一定的硬度差,一般应使小齿轮较大齿轮硬度高20HBS ~50HBS 为宜。
在该范围内,传动的齿数比越大,硬度差也越大;当齿数比大于5时,也可采用硬齿面小齿轮和软齿面大齿轮的配对方式。
§10~4 圆柱齿轮传动的计算载荷接触线单位长度上的最大载荷为:K 为载荷系数,其值为:K =K A K v K α K β1、使用系数K A :① 物理意义 考虑齿轮系统外部因素引起的附加动载荷影响系数;② 影响动载荷大小的因素 主要取决于动力机、工作机的运转特性、 联轴器类型、缓冲性能等;③ 取值方法 参考表10-2。
2、动载系数Kv :① 物理意义 考虑齿轮副制造、安装及啮合过程中因误差和运动速度而引起的内部附加动载荷的影响系数;② 动载荷产生的原因及影响因素 a)齿轮传动的制造、安装误差及 轮齿啮合受载变形;b)啮合齿对刚度的变化。
3、齿间载荷分配系数K α :① 物理意义: 考虑同时啮合的各齿对间载荷分配不均匀性的影响而引入的系数; ② 产生原因及影响因素: 齿间载荷分配不均的产生主要是由齿轮传动的基节误 差和啮合过程中的综合刚度变化等引起;主要影响因素为轮齿啮合刚度、基圆齿距误差、修缘量、跑合量等。
③ 取值方法 一般不需要精确计算的齿轮和β≤30°的斜齿圆柱齿轮传动可根据其精度等级由表9-10查取。
③ 减小动载荷的措施:采用修缘齿,即将轮齿的齿顶的一小部分齿廓曲线修成压力角α>20°的渐开线;但应特别注意的是,修缘量不可过大,否则会因重合度减小过多,致使动载荷不一定就相应减小,因此修缘量的选择应适当。
④动载系数取值方法:一般齿轮传动可参考图9-6、根据齿轮精度等级进行选择。
精密齿轮按GB/T3480-1998的相应方法确定。
4、齿向载荷分布系数K β :① 物理意义 考虑工作载荷沿齿轮接触线方向分布不均匀性的影响系数;②产生原因及影响因素 齿轮传动工作时,由于轴的弯曲和扭转变形、轴承的弹 性位移以及传动装置的制造和安装误差等原因,导致齿轮副相互倾斜及轮齿扭曲,最终造成轮齿沿接触线产生载荷分布的不均匀。
其影响因素主要有齿轮在轴上位置的安排、轴承及支座的刚度等因素。
③ 减小载荷分布不均的措施 a) 增大轴、轴承及支座的刚度;b) 合理布置齿轮 在轴上的位置;c)选择合理的齿轮宽度;d)提高齿轮传动的制造和安装精度;e)在一对齿轮中把一个齿轮的轮齿制作成鼓形齿等。
④ 取值方法 按图9-8选取。
§10~5 标准直齿圆柱齿轮传动的强度计算一、轮齿的受力分析LKF Kp p n ca ==力的大小:力的方向:圆周力的方向:主动轮与其转动方向相反,从动轮与其转动方向相同; 径向力的方向:外齿轮指向其各自的圆心;对于内齿轮指向远离其圆心的方向;二、齿根弯曲疲劳强度计算强度条件:防止轮齿疲劳折断的强度条件为:σF ≤ [σF ]最大弯曲应力计算点:齿顶处为应力计算点危险截面的确定:由光弹应力分析及实践证明,在众多的危险截面确定方法中,实际危险截面与霍德的30°切线法所得的截面位置最为接近,而且它不因载荷位置的变化而变化。
故确定以此截面的计算应力为准。
于是可得其力臂hF 和齿根厚度S F 。
校核公式:计算公式:几点说明:1、i ≠1,σF1≠σF2;2、材料、热处理不完全相同时 [σF] 1 ≠ [σ F] 2 ;3、σF1≤[σF] 1 ,σF2≤[σF] 2;4、主要参数m ,计算时取两者中大者;5、模数越大,轮齿弯曲疲劳强度越高;二、齿面接触疲劳强度计算强度条件:防止齿轮齿面出现疲劳点蚀的强度条件为:σ H ≤[σH ] 危险点:节点 校核公式:计算公式:几点说明:1、σH1=σH2;2、材料、热处理不完全相同时 [σH ] 1 ≠ [σ H ] 2 ;3、取[σH ] 1 、[σH ] 2 二者中小者作强度校核计算;4、主要参数d 1(或中心距a ) ;5、中心距越大,齿面接触疲劳强度越高。
§10~6 齿轮传动的设计参数、许用应力与精度选择一、齿轮传动设计参数的选择1.压力角a 的选择 一般情况下取a =20° 2.齿数的选择当d 1已按接触疲劳强度确定时,则有:z 1↑:m ↓、齿高h ↓、减小切削量、减小滑动率,抗弯曲疲劳强度降低 重合度e ↑、→传动平稳112d T F t =αtan t r F F =αcos t n F F =][F saFa t F σσ≤=bmY Y KF 3][2F saFa 21d 1σφY Y Z KT m ⋅≥][1H H E 1t H σσ≤±=Z Z u u bd KF 23H E H d 11)][(12σφZ Z u u KT d ±⋅≥因此,在保证弯曲疲劳强度的前提下,齿数选得多一些好! 一般情况下,闭式齿轮传动: z 1=20~40开式齿轮传动: z 1=17~20 z 2=uz 1 3.齿宽系数f d 的选择f d ↑ →齿宽b ↑ → 有利于提高强度,但f d 过大将导致K β↑二、齿轮传动的许用应力弯曲强度计算时: S = S F=1.25~1.50;σlim =σFE ;KN=KFN ;接触强度计算时: S = S H=1.0; σlim =σHlim ; KN=KHN 。
三、齿轮精度等级的选择齿轮精度共分12级,1级精度最高,第12级精度最低。
精度选择是以传动的用途,使用条件,传递功率,圆周速度等为依据来确定。
§10-7斜齿圆柱齿轮传动的承载能力计算一、斜齿圆柱齿轮传动的受力分析力的作用点:轮齿的节圆上 径向力F r :指向各自的轮心。
轴向力F a :在主动轮上采用左、右手法则进行判断。
二、计算载荷三、齿轮齿根弯曲疲劳强度计算公式强度条件:防止轮齿疲劳折断的强度条件为:σF ≤ [σF ] 最大弯曲应力计算点:齿顶处为应力计算点 校核公式:计算公式:几点说明:1、i ≠1,σF1≠σF2;2、材料、热处理不完全相同时 [σF] 1 ≠ [σ F] 2 ;3、σF1≤[σF] 1 ,σF2≤[σF] 2;4、主要参数m ,计算时取两者中大者;5、模数越大,轮齿弯曲疲劳强度越高;四、齿面接触疲劳强度计算公式强度条件:防止齿轮齿面出现疲劳点蚀的强度条件为:σ H ≤[σH ] 危险点:节点 校核公式:[]SK Lim N σσ=tαt bt bαtn ca cos cos cos cos αεβαβεb KF b KF LKF p ===()[]F R SaFa t F 5.01σφσ≤-=bm Y Y KF ()[]3F Sa Fa 2212R R 115.014σφφY Y u z KT m +-≥[]H H E α1t H 1σεσ≤±=z z uu bd KF计算公式:几点说明:1、σH1=σH2;2、材料、热处理不完全相同时 [σH ] 1 ≠ [σ H ] 2 ;3、取[σH ] 1 、[σH ] 2 二者中小者作强度校核计算;4、主要参数d 1(或中心距a ) ;5、中心距越大,齿面接触疲劳强度越高。