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1、退出退出下一页下一页上一页上一页第十章齿轮传动第十章齿轮传动第1页，此课件共49页哦二、齿根弯曲疲劳强度计算二、齿根弯曲疲劳强度计算单位齿宽轮齿在齿单位齿宽轮齿在齿顶顶啮合时啮合时受受载载情情况况齿齿顶顶受受载时轮齿根部的应力图载时轮齿根部的应力图第2页，此课件共49页哦 轮齿受载时，可以看作是一个悬臂梁的受载形式。假设在单对啮合作轮齿受载时，可以看作是一个悬臂梁的受载形式。假设在单对啮合作用在顶部时，齿根受弯曲应力最大。则有单位齿宽（用在顶部时，齿根受弯曲应力最大。则有单位齿宽（b=1）时齿根危险截）时齿根危险截面的弯曲应力为面的弯曲应力为 取取h=Khm，S=Ksm，并将计算功率和法向载荷
2、的计算公式代入（，并将计算功率和法向载荷的计算公式代入（L=b），），则有则有令令是一个无量纲系数，只与轮齿的齿廓形状有关，而与齿的大是一个无量纲系数，只与轮齿的齿廓形状有关，而与齿的大小（模数小（模数m）无关。因此称为齿形系数。载荷作用于齿顶）无关。因此称为齿形系数。载荷作用于齿顶时的齿形系数可查时的齿形系数可查表表10-5。第3页，此课件共49页哦齿根危险截面的弯曲应力为齿根危险截面的弯曲应力为引入载荷作用于齿顶时的应力校正系数（见引入载荷作用于齿顶时的应力校正系数（见 ），则有），则有表表10-5令令d=b/d1，并将，并将F1=2T1/d1及及m=d1/z1代入得代入得齿齿宽宽系系数数
3、第4页，此课件共49页哦三、齿面接触疲劳强度计算三、齿面接触疲劳强度计算由赫兹公式得由赫兹公式得综综合曲合曲率半径率半径弹性影响系数，见弹性影响系数，见表表10-6第5页，此课件共49页哦 因为齿面接触疲劳破坏首先发生在节点附因为齿面接触疲劳破坏首先发生在节点附近，为避免接触疲劳失效，采用控制节点接触近，为避免接触疲劳失效，采用控制节点接触应力的方法，即令齿面节点的接触应力小于或应力的方法，即令齿面节点的接触应力小于或等于许用齿面接触应力。等于许用齿面接触应力。右图表示两个互相啮合的渐开线轮右图表示两个互相啮合的渐开线轮齿在节点接触，渐开线的形状是复杂的，齿在节点接触，渐开线的形状是复杂的，为
4、了简化计算，用一对圆柱体代替它。为了简化计算，用一对圆柱体代替它。两圆柱体半径两圆柱体半径1、2分别等于分别等于PN1、PN2。一般端面重合度一般端面重合度2的齿轮传动，以小齿的齿轮传动，以小齿轮单对齿啮合的最低点轮单对齿啮合的最低点C点的接触应力为最大。点的接触应力为最大。第6页，此课件共49页哦 但是当小齿轮的齿数但是当小齿轮的齿数z120时，按单齿对啮合区下界时，按单齿对啮合区下界C算得的接触应算得的接触应力与节点力与节点p值极为接近，且点蚀实际上首先发生于节点附近靠近齿根值极为接近，且点蚀实际上首先发生于节点附近靠近齿根处。为了计算方便，通常就控制节点处的接触应力。处。为了计算方便，通
5、常就控制节点处的接触应力。节点处的综合曲率半径为节点处的综合曲率半径为节点啮合处节点啮合处2/1=d2/d1=z2/z1=u第7页，此课件共49页哦区域系数（标准直齿轮区域系数（标准直齿轮=20时，时，ZH=2.5）将将Ft=2T1/d1、d=b/d1代入上式得代入上式得第8页，此课件共49页哦四、齿轮传动的强度计算说明四、齿轮传动的强度计算说明 1、F/（YFaYSa）=KFt/bmF/YFaYSa，即配对齿轮的，即配对齿轮的 F/（YFaYSa）值一样，而）值一样，而F/YFaYSa的值可能不同。因此按齿根弯曲疲劳强度的值可能不同。因此按齿根弯曲疲劳强度设计齿轮传动时，应将设计齿轮传动时，
6、应将F1/YFaYSa或或F2/YFaYSa中的较小的数值代入中的较小的数值代入公式进行计算。公式进行计算。2、H1=H2，应将应将H1或或H2中的较小的数值代入公式进行计算。中的较小的数值代入公式进行计算。3、硬齿面的齿轮啮合时，两轮的材料、热处理方法及硬度均可取成一样，、硬齿面的齿轮啮合时，两轮的材料、热处理方法及硬度均可取成一样，设计时，分别按设计时，分别按F 和和H设计公式进行计算，取较大值作为结果。设计公式进行计算，取较大值作为结果。4、若算得的载荷系数、若算得的载荷系数K值与受选的值与受选的Kt值相差不多，就不必再修改原计值相差不多，就不必再修改原计算；若二者相差较大时，应按下式校
7、正试算所得分度圆直径算；若二者相差较大时，应按下式校正试算所得分度圆直径d1t（或（或mnt）：）：第9页，此课件共49页哦表表10-5 齿形系数齿形系数YFa及应力校正系数及应力校正系数YSa注：注：1）基准齿轮的参数为基准齿轮的参数为=200、ha*=1、c*=0.25、=0.38m(m为齿轮模数为齿轮模数)；2）对内齿轮：对内齿轮：当当=200、ha*=1、c*=0.25、=0.15m 时，齿时，齿 形形 系系 数数 YFa=2.053；应力校正系数应力校正系数YFa=2.65。1.971.971.831.831.791.791.781.781.771.771.751.751.731.7
8、31.701.701.681.681.671.671.651.65Y YSaSa2.062.062.122.122.142.142.182.182.202.202.222.222.242.242.282.282.322.322.352.352.402.402.452.452.522.52Y YFaFa 200200150150100100909080807070606050504545404035353030z z(z zv v)1.621.621.611.611.601.601.591.591.581.581.571.571.561.561.551.551.541.541.531.531.5
9、21.52Y YSaSa2.532.532.552.552.572.572.602.602.622.622.652.652.692.692.722.722.762.762.802.802.852.852.912.912.972.97Y YFaFa2929282827272626252524242323222221212020191918181717z z(z zv v)1.5751.6251.5951.865第10页，此课件共49页哦 弹性模量弹性模量弹性模量弹性模量 E/MPaE/MPa 齿轮材料齿轮材料齿轮材料齿轮材料配对齿轮材料配对齿轮材料配对齿轮材料配对齿轮材料灰灰灰灰 铸铸铸铸 铁铁
10、铁铁球墨铸铁球墨铸铁球墨铸铁球墨铸铁铸铸铸铸 钢钢钢钢锻锻锻锻 钢钢钢钢夹布塑料夹布塑料夹布塑料夹布塑料11.8 1011.8 104 417.3 1017.3 104 420.2 1020.2 104 420.6 1020.6 104 40.785100.785104 4锻锻锻锻 钢钢钢钢162.0162.0181.4181.4188.9188.9189.9189.956.456.4铸铸铸铸 钢钢钢钢161.4161.4180.5180.5188.0188.0球墨铸铁球墨铸铁球墨铸铁球墨铸铁156.6156.6173.9173.9灰灰灰灰 铸铸铸铸 铁铁铁铁143.7143.7表表10-6
11、弹性影响系数弹性影响系数ZE注：表中所列夹布塑料的泊松比注：表中所列夹布塑料的泊松比为为0.5，其余材料的，其余材料的均为均为0.3。第11页，此课件共49页哦10-6 10-6 传动的设计参数、许传动的设计参数、许 用应力与精度选择用应力与精度选择一、齿轮传动设计参数的选择一、齿轮传动设计参数的选择压力角压力角的选择的选择齿数齿数z的选择的选择齿宽系数齿宽系数d的选择的选择齿厚齿厚、曲率半径、曲率半径强度强度一般一般=20，航空齿轮，航空齿轮=25第12页，此课件共49页哦二、齿轮传动的许用应力二、齿轮传动的许用应力 条件：条件：m=35、=20、b=1050mm、v=10m/s，齿面常常的
12、为，齿面常常的为 的齿轮副试件，按失效概率为的齿轮副试件，按失效概率为1%。疲劳强度安全系数。对接触疲劳强度计算，可取疲劳强度安全系数。对接触疲劳强度计算，可取S=SH=1。但在进行齿根弯曲疲劳强度计算时取。但在进行齿根弯曲疲劳强度计算时取S=SF=1.251.5齿轮的疲劳极限。齿轮的疲劳极限。FE查查 Hlim查查图图10-20图图10-21图中所示的极限应力值，一般选取其中间偏下图中所示的极限应力值，一般选取其中间偏下值，即在值，即在MQ及及ML中间选值中间选值考虑应力循环次数影响的系数，称为寿命系数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弯曲疲劳寿命系数FN查查图图10-
13、18第13页，此课件共49页哦三、齿轮精度的选择三、齿轮精度的选择 各类机器所用齿轮传动的精度等级范围见各类机器所用齿轮传动的精度等级范围见 ，按载荷及速度推，按载荷及速度推荐的齿轮传动精度等级如荐的齿轮传动精度等级如 所示所示表表10-8图图10-22例例 题题第14页，此课件共49页哦材料牌号材料牌号材料牌号材料牌号热处理方法热处理方法热处理方法热处理方法强度极限强度极限强度极限强度极限 s s s s/Pa/Pa/Pa/Pa屈服极限屈服极限屈服极限屈服极限 s s s s/Pa/Pa/Pa/Pa硬度硬度硬度硬度HBSHBSHBSHBS齿芯部齿芯部齿芯部齿芯部齿面齿面齿面齿面HT250HT
14、250250250170241170241HT300HT300300300187255187255HT350HT350350350197269197269QT500-5QT500-5常化常化常化常化500500147241147241QT600-2QT600-2600600229302229302ZG310-570ZG310-570580580320320156217156217ZG340-640ZG340-6406506503503501692291692294545580580290290162217162217ZG340-640ZG340-640调质调质调质调质7007003803802
15、41269241269454565065036036021725521725530CrMnSi30CrMnSi1100110090090031036031036035SiMn35SiMn75075045045021726921726938SiMnMo38SiMnMo70070055055021726921726940Cr40Cr700700500500241286241286表表10-1 常用齿轮材料及其力学特性常用齿轮材料及其力学特性第15页，此课件共49页哦装置状况装置状况装置状况装置状况两支承相对小齿轮两支承相对小齿轮两支承相对小齿轮两支承相对小齿轮作对称布置作对称布置作对称布置作对称布
16、置两支承相对小齿轮两支承相对小齿轮两支承相对小齿轮两支承相对小齿轮作不对称布置作不对称布置作不对称布置作不对称布置小齿轮做悬小齿轮做悬小齿轮做悬小齿轮做悬臂布置臂布置臂布置臂布置 d d d d0.90.90.90.91.4(1.21.4(1.21.4(1.21.4(1.21.9)1.9)1.9)1.9)0.70.70.70.71.15(1.11.15(1.11.15(1.11.15(1.11.65)1.65)1.65)1.65)0.40.40.40.40.60.60.60.6注：注：1）大、小齿轮皆为硬齿面时，）大、小齿轮皆为硬齿面时，d应取表中偏下限的数值；若皆应取表中偏下限的数值；若皆
17、为软齿面时，为软齿面时，d可取表中偏上限的数值；可取表中偏上限的数值；2）括号内的数值用于人字齿轮，此时）括号内的数值用于人字齿轮，此时b为人字齿轮的总宽度；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，）金属切削机床的齿轮传动，若传递的功率不大时，d可小到可小到0.2；4）非金属齿轮可取）非金属齿轮可取d=0.51.2。表表10-7 圆柱齿轮的齿宽系数圆柱齿轮的齿宽系数d第16页，此课件共49页哦机机机机 器器器器 名名名名 称称称称精度等级精度等级精度等级精度等级机机机机 器器器器 名名名名 称称称称精度等级精度等级精度等级精度等级汽轮机汽轮机汽轮机汽轮机3 63 6
18、3 63 6拖拉机拖拉机拖拉机拖拉机6 86 86 86 8金属切削机床金属切削机床金属切削机床金属切削机床3 83 83 83 8通用减速器通用减速器通用减速器通用减速器6 86 86 86 8航空发动机航空发动机航空发动机航空发动机4 84 84 84 8锻压机床锻压机床锻压机床锻压机床6 96 96 96 9轻型汽车轻型汽车轻型汽车轻型汽车5 85 85 85 8起重机起重机起重机起重机7 107 107 107 10载重汽车载重汽车载重汽车载重汽车7 97 97 97 9农用机器农用机器农用机器农用机器8 118 118 118 11表表10-8 各类机器所用齿轮传动的精度等级范围各类
19、机器所用齿轮传动的精度等级范围注：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。传动的齿轮或一般齿轮传动，精度等级居中或偏下限选择。第17页，此课件共49页哦第18页，此课件共49页哦1-1-允许一定点蚀时的结构钢；调质钢；球墨铸铁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、贝氏体)；珠光体可锻铸铁；渗碳；珠光体可锻铸铁；渗碳淬火的渗碳钢淬火的渗碳钢2-2-结构钢；调质钢；渗碳淬火钢；火焰或感应淬火的钢、球墨铸铁结构钢；调质钢；渗碳淬火钢；火焰或感应淬火的钢、
20、球墨铸铁(珠光体、贝氏体珠光体、贝氏体)；珠光；珠光体可锻铸铁体可锻铸铁3 3 灰铸铁；球墨铸铁灰铸铁；球墨铸铁(铁素体铁素体)；渗氮的渗氮钢；调质钢、渗碳钢；渗氮的渗氮钢；调质钢、渗碳钢4 4 氮碳共渗的调质钢、渗碳钢氮碳共渗的调质钢、渗碳钢图图10-19 接触疲劳寿命系数接触疲劳寿命系数KHN（当（当NNC可根据经验在网纹区内取可根据经验在网纹区内取KHN值值第19页，此课件共49页哦 球墨铸铁球墨铸铁黑色可锻铸铁黑色可锻铸铁灰铸铁灰铸铁正火处理的结构钢正火处理的结构钢正火处理的铸钢正火处理的铸钢100200300HBS100200HBS20004006002000400600MEFE /
21、MPaa)铸铁材料的铸铁材料的FE b)正火处理钢的正火处理钢的 FEFE MEMEML MQMQ=MLMQ=MLMEMEML=MQML=MQFE /MPa第20页，此课件共49页哦合金钢调质合金钢调质合金铸钢调质合金铸钢调质碳钢调质碳钢调质碳素铸钢调质碳素铸钢调质1002003004004002006008001000ME=MXMQMEMQ=MLMLMEMEMQ=MLMLMQFE /MPaHV10(=HBS)c）调质处理钢的）调质处理钢的FE 第21页，此课件共49页哦保证适当的有效层深保证适当的有效层深保证适当的有效层深保证适当的有效层深 ME MEMQMQ MLML ML ML芯部硬度芯
22、部硬度30HRC芯部硬度芯部硬度25HRC Jominy淬透性淬透性 J=12mm 时时 28HRC芯部硬度芯部硬度25HRC Jominy淬透性淬透性 J=12mm 时时 28HRCMQME45050060070080040020060012001000800渗碳淬火钢渗碳淬火钢表面硬化钢表面硬化钢d）渗碳淬火钢和表面硬化）渗碳淬火钢和表面硬化(火焰或感应淬火火焰或感应淬火)钢的钢的FE HRCHV1FE /MPa65605550第22页，此课件共49页哦MEMEMEMEMQMQME=MQME=MQMLML30303535404045455050555560606565调质、气体氮化处理的氮
23、化调质、气体氮化处理的氮化(不含铝不含铝)调质、气体氮化处理的调质钢调质、气体氮化处理的调质钢氮化及碳氮共渗处理的调质钢氮化及碳氮共渗处理的调质钢e）氮化及碳氮共渗钢的）氮化及碳氮共渗钢的FE 40020060012001000800300500600700800400900HRCHV1MQMLMLFE /MPa第23页，此课件共49页哦100200300HBS100200300 HBS400300500700600Hlim/MPa400300500700600200MEMQ=MLML=MQ球墨铸铁球墨铸铁黑色可锻铸铁黑色可锻铸铁a）铸铁材料的）铸铁材料的HlimMEMQ=MLb）灰铸铁的）灰
24、铸铁的HlimHlim/MPaME第24页，此课件共49页哦正火处理的结构钢正火处理的结构钢正火处理的铸钢正火处理的铸钢c）正火处理的结构钢和铸钢的）正火处理的结构钢和铸钢的HlimML=MQML=MQMEME100150200HBS250400300500600200Flim /MPa第25页，此课件共49页哦40025060080010003005007001002003004009001100MXMQ=MLMEMEMQMLMEMEMLMQ=MLMQHV10(=HB)合金钢调质合金钢调质合金铸钢调质合金铸钢调质碳钢调质碳钢调质碳素铸钢调质碳素铸钢调质d）调质处理钢的）调质处理钢的Hlim
25、Flim /MPa第26页，此课件共49页哦500600700800400HRCHV190011001300150080010001200140016001700渗碳合金钢渗碳合金钢火焰或感应淬火钢火焰或感应淬火钢e）渗碳淬火钢和表面硬化）渗碳淬火钢和表面硬化(火焰或感应淬火火焰或感应淬火)钢的钢的Hlim 4565605550MEMQMLMLMQME保证适当的有效层深保证适当的有效层深Flim /MPa第27页，此课件共49页哦MLMQMEMLMQMEMLME=MQ4565555035604030500600700800900HRCHV1400300900110013001500800100
26、012001400700600调质调质-气体渗氮处理气体渗氮处理的渗碳钢的渗碳钢调质调质-气体渗氮处理气体渗氮处理的调质钢的调质钢调质或正火调质或正火-碳氮共碳氮共渗处理的调质钢渗处理的调质钢f）渗氮和碳氮共渗的）渗氮和碳氮共渗的Hlim Flim /MPa第28页，此课件共49页哦图图10-22 齿轮传动的精度选择齿轮传动的精度选择02040608010001002003004008-7-7-7-6-6-b）锥齿轮传动）锥齿轮传动v/(m/s)pca/(N/mm)02040608010001002003004007-6-6-6-5-5-a）圆柱齿轮传动）圆柱齿轮传动v/(m/s)pca/(N
27、/mm)第29页，此课件共49页哦表表10-5 齿形系数齿形系数YFa及应力校正系数及应力校正系数YSa注：注：1）基准齿轮的参数为基准齿轮的参数为=200、ha*=1、c*=0.25、=0.38m(m为齿轮模数为齿轮模数)；2）对内齿轮：对内齿轮：当当=200、ha*=1、c*=0.25、=0.15m 时，齿时，齿 形形 系系 数数 YFa=2.053；应力校正系数应力校正系数YFa=2.65。1.971.971.831.831.791.791.781.781.771.771.751.751.731.731.701.701.681.681.671.671.651.65Y YSaSa2.062
28、.062.122.122.142.142.182.182.202.202.222.222.242.242.282.282.322.322.352.352.402.402.452.452.522.52Y YFaFa 200200150150100100909080807070606050504545404035353030z z(z zv v)1.621.621.611.611.601.601.591.591.581.581.571.571.561.561.551.551.541.541.531.531.521.52Y YSaSa2.532.532.552.552.572.572.602.602
29、.622.622.652.652.692.692.722.722.762.762.802.802.852.852.912.912.972.97Y YFaFa2929282827272626252524242323222221212020191918181717z z(z zv v)1.5751.6251.5951.865第30页，此课件共49页哦56.456.40.785100.785104 4夹布塑料夹布塑料夹布塑料夹布塑料189.9189.920.6 1020.6 104 4锻锻锻锻 钢钢钢钢188.0188.0188.9188.920.2 1020.2 104 4铸铸铸铸 钢钢钢钢173
30、.9173.9180.5180.5181.4181.417.3 1017.3 104 4球墨铸铁球墨铸铁球墨铸铁球墨铸铁143.7143.7灰灰灰灰 铸铸铸铸 铁铁铁铁156.6156.6球墨铸铁球墨铸铁球墨铸铁球墨铸铁161.4161.4铸铸铸铸 钢钢钢钢162.0162.0锻锻锻锻 钢钢钢钢11.8 1011.8 104 4灰灰灰灰 铸铸铸铸 铁铁铁铁配对齿轮材料配对齿轮材料配对齿轮材料配对齿轮材料 弹性模量弹性模量弹性模量弹性模量 E/MPaE/MPa 齿轮材料齿轮材料齿轮材料齿轮材料表表10-6 弹性影响系数弹性影响系数ZE注：表中所列夹布塑料的泊松比注：表中所列夹布塑料的泊松比为为0
31、.5，其余材料的，其余材料的均为均为0.3。例题查例题查表表第31页，此课件共49页哦合金钢调质合金钢调质合金铸钢调质合金铸钢调质碳钢调质碳钢调质碳素铸钢调质碳素铸钢调质1002003004004002006008001000ME=MXMQMEMQ=MLMLMEMEMQ=MLMLMQFE /MPaHV10(=HBS)c）调质处理钢的）调质处理钢的FE 图图10-20 10-20 齿轮的弯曲疲劳强度极限齿轮的弯曲疲劳强度极限例题查例题查表表280280240240500500380380第32页，此课件共49页哦400250600800100030050070010020030040090011
32、00MXMQ=MLMEMEMQMLMEMEMLMQ=MLMQHV10(=HB)合金钢调质合金钢调质合金铸钢调质合金铸钢调质碳钢调质碳钢调质碳素铸钢调质碳素铸钢调质d）调质处理钢的）调质处理钢的Hlim FE /MPa图图10-21 10-21 齿轮的接触疲劳强度极限齿轮的接触疲劳强度极限例题查例题查表表280280600600240240550550第33页，此课件共49页哦3.293.291.121.12例题查例题查表表第34页，此课件共49页哦载荷载荷载荷载荷状态状态状态状态工工工工 作作作作 机机机机原原原原 动动动动 机机机机电动机、均电动机、均电动机、均电动机、均匀运转的蒸匀运转的蒸
33、匀运转的蒸匀运转的蒸汽机、燃汽机、燃汽机、燃汽机、燃气轮机气轮机气轮机气轮机蒸汽机、燃蒸汽机、燃蒸汽机、燃蒸汽机、燃气轮机液压气轮机液压气轮机液压气轮机液压装置装置装置装置多缸内多缸内多缸内多缸内燃机燃机燃机燃机单缸内燃单缸内燃单缸内燃单缸内燃机机机机均匀均匀均匀均匀平稳平稳平稳平稳 发电机、均匀传送的带式运输机或发电机、均匀传送的带式运输机或发电机、均匀传送的带式运输机或发电机、均匀传送的带式运输机或板式运输机、机床进给机构、送风机、板式运输机、机床进给机构、送风机、板式运输机、机床进给机构、送风机、板式运输机、机床进给机构、送风机、均匀密度材料搅拌机等均匀密度材料搅拌机等均匀密度材料搅拌机
34、等均匀密度材料搅拌机等1.001.001.101.101.251.251.501.50轻微轻微轻微轻微冲击冲击冲击冲击 不均匀传诵的带式运输机或板式运不均匀传诵的带式运输机或板式运不均匀传诵的带式运输机或板式运不均匀传诵的带式运输机或板式运输机、机床的主传动机构、重型离心输机、机床的主传动机构、重型离心输机、机床的主传动机构、重型离心输机、机床的主传动机构、重型离心泵、变密度材料搅拌机等泵、变密度材料搅拌机等泵、变密度材料搅拌机等泵、变密度材料搅拌机等1.251.251.351.351.501.501.751.75中等中等中等中等冲击冲击冲击冲击 橡胶挤压机、轻型球蘑机、木工机橡胶挤压机、轻型
35、球蘑机、木工机橡胶挤压机、轻型球蘑机、木工机橡胶挤压机、轻型球蘑机、木工机械、钢胚初轧机、单缸活塞泵等械、钢胚初轧机、单缸活塞泵等械、钢胚初轧机、单缸活塞泵等械、钢胚初轧机、单缸活塞泵等1.501.501.601.601.751.752.002.00严重严重严重严重冲击冲击冲击冲击 挖掘机、重型球蘑机、破碎机、旋挖掘机、重型球蘑机、破碎机、旋挖掘机、重型球蘑机、破碎机、旋挖掘机、重型球蘑机、破碎机、旋转式钻探装置、带材冷轧机等转式钻探装置、带材冷轧机等转式钻探装置、带材冷轧机等转式钻探装置、带材冷轧机等1.751.751.851.852.002.002.252.25或更大或更大或更大或更大表表
36、10-2 使用系数使用系数KA注：表中所列注：表中所列KA值只适用于减速齿轮传动。对增速齿轮传动，值只适用于减速齿轮传动。对增速齿轮传动，KA值应取为表中值的值应取为表中值的1.1倍。当外倍。当外 部机械装置与所计算齿轮间有绕性连接时，部机械装置与所计算齿轮间有绕性连接时，KA可取为表中较小的值，但不得小于可取为表中较小的值，但不得小于1。均匀传送的带式运输机均匀传送的带式运输机电动机电动机1.00例题查例题查表表第35页，此课件共49页哦表表10-3 齿轮载荷分配系数齿轮载荷分配系数KHa、KFa注：注：1 1）对修行齿轮，取）对修行齿轮，取KHa=KFa=1；2 2）如大、小齿轮精度等级不
37、同时，按精度等级较低者取值；）如大、小齿轮精度等级不同时，按精度等级较低者取值；3 3）KHa为按齿面接触疲劳强度计算时用的齿间载荷分配系数，为按齿面接触疲劳强度计算时用的齿间载荷分配系数，KFa为按齿根弯曲疲劳强度计算时用的齿间载荷分配系数。为按齿根弯曲疲劳强度计算时用的齿间载荷分配系数。KKAAF Ft t/b/b100N/mm100N/mm100N/mm1.341.341.341.34对对对对 称称称称非对称非对称非对称非对称悬悬悬悬 臂臂臂臂K K K KHHHH=0.99+0.31=0.99+0.31=0.99+0.31=0.99+0.312 2 2 2d d d d+0.1210+
38、0.1210+0.1210+0.1210-3-3-3-3b b b bK K K KHHHH=0.99+0.31(1+0.6=0.99+0.31(1+0.6=0.99+0.31(1+0.6=0.99+0.31(1+0.6 2 2 2 2d d d d)2 2 2 2d d d d+0.1210+0.1210+0.1210+0.1210-3-3-3-3b b b bK K K KHHHH=0.99+0.31(1+6.7=0.99+0.31(1+6.7=0.99+0.31(1+6.7=0.99+0.31(1+6.7 2 2 2 2d d d d)2 2 2 2d d d d+0.1210+0.12
39、10+0.1210+0.1210-3-3-3-3b b b b6 6K K K KHHHH1.341.341.341.34对对对对 称称称称非对称非对称非对称非对称悬悬悬悬 臂臂臂臂K K K KHHHH=1.05+0.26=1.05+0.26=1.05+0.26=1.05+0.262 2 2 2d d d d+0.1610+0.1610+0.1610+0.1610-3-3-3-3b b b bK K K KHHHH=1.05+0.26(1+0.6=1.05+0.26(1+0.6=1.05+0.26(1+0.6=1.05+0.26(1+0.6 2 2 2 2d d d d)2 2 2 2d d
40、 d d+0.1610+0.1610+0.1610+0.1610-3-3-3-3b b b bK K K KHHHH=1.05+0.26(1+6.7=1.05+0.26(1+6.7=1.05+0.26(1+6.7=1.05+0.26(1+6.7 2 2 2 2d d d d)2 2 2 2d d d d+0.1610+0.1610+0.1610+0.1610-3-3-3-3b b b bK K K KHHHH1.341.341.341.34对对对对 称称称称非对称非对称非对称非对称悬悬悬悬 臂臂臂臂K K K KHHHH=1.0+0.31=1.0+0.31=1.0+0.31=1.0+0.312
41、 2 2 2d d d d+0.1910+0.1910+0.1910+0.1910-3-3-3-3b b b bK K K KHHHH=1.0+0.31(1+0.6=1.0+0.31(1+0.6=1.0+0.31(1+0.6=1.0+0.31(1+0.6 2 2 2 2d d d d)2 2 2 2d d d d+0.1910+0.1910+0.1910+0.1910-3-3-3-3b b b bK K K KHHHH=1.0+0.31(1+6.7=1.0+0.31(1+6.7=1.0+0.31(1+6.7=1.0+0.31(1+6.7 2 2 2 2d d d d)2 2 2 2d d d
42、d+0.1910+0.1910+0.1910+0.1910-3-3-3-3b b b b注：注：1）表中所列公式适用于装配时经过检验调整或对研跑合的齿轮传动（不作检验表中所列公式适用于装配时经过检验调整或对研跑合的齿轮传动（不作检验 调整时用的公式见调整时用的公式见GB/T 34801997）；）；2）b为齿宽的数值为齿宽的数值。(续表续表10-4)第38页，此课件共49页哦1.4231.4231.351.35例题查例题查表表第39页，此课件共49页哦对于标准圆柱齿轮减速器，齿宽系数应取为对于标准圆柱齿轮减速器，齿宽系数应取为 a的值规定为的值规定为0.2，0.25，0.30，0.40，0.5
43、0，0.60，0.80，1.0，1.2。轮齿过窄轮齿过窄承载能力降低承载能力降低轮齿过宽轮齿过宽齿面上的载荷分布更不均匀齿面上的载荷分布更不均匀齿宽系数应适当齿宽系数应适当祥见祥见表表10-7 圆柱齿轮的实用齿宽，在按圆柱齿轮的实用齿宽，在按b=d d1计算后再作圆整，而且常将小齿轮计算后再作圆整，而且常将小齿轮的齿宽在圆整值的基础上人为地加宽的齿宽在圆整值的基础上人为地加宽510mm，以防止大小齿轮因装配误，以防止大小齿轮因装配误差产生轴向错位时导致啮合齿宽减少而增大轮齿的工作载荷。差产生轴向错位时导致啮合齿宽减少而增大轮齿的工作载荷。第40页，此课件共49页哦 当中心距当中心距a=常数，常
44、数，z1重合度重合度、传动平稳性、传动平稳性，还可模数，还可模数m、齿、齿高高滑动速度滑动速度胶合、磨损胶合、磨损 但但m齿厚齿厚轮齿弯曲强度轮齿弯曲强度F 闭式齿轮传动：闭式齿轮传动：z1=2040 开式齿轮传动：开式齿轮传动：z2=1720 为避免轮齿根切，对于标准直齿圆柱齿轮，应取为避免轮齿根切，对于标准直齿圆柱齿轮，应取z117 小齿轮齿数确定后，按齿数比小齿轮齿数确定后，按齿数比u=z2/z1可确定大齿轮齿数可确定大齿轮齿数z2。为了使。为了使各个相啮合齿对磨损均匀，传动平稳，各个相啮合齿对磨损均匀，传动平稳，z2与与z1一般应互为质数一般应互为质数第41页，此课件共49页哦 例题例
45、题10-1 如图所示，试设计此带式输送机减速器的高速级齿轮传动。如图所示，试设计此带式输送机减速器的高速级齿轮传动。已知输入功率已知输入功率 p1=10kW，小齿轮转速，小齿轮转速n1=960r/min，齿数比，齿数比u=3.2，由电动，由电动机驱动，工作寿命机驱动，工作寿命15年（设每年工作年（设每年工作300天），两班制，带式输送机工作天），两班制，带式输送机工作平稳，转向不变。平稳，转向不变。【解解】1.选定齿轮类型、精度等级、材料及齿轮选定齿轮类型、精度等级、材料及齿轮 1）按图示的传动方案，选用直按图示的传动方案，选用直齿圆柱齿轮传动齿圆柱齿轮传动 2）运输机为一般工作机器，速度不高
46、，）运输机为一般工作机器，速度不高，故选用故选用7级精度（级精度（GB10095-88）3）材料选择材料选择 由由 选择小齿轮材料为选择小齿轮材料为40Cr（调质）（调质），硬度为，硬度为280HBS，大齿轮材料为，大齿轮材料为45钢（调钢（调质），硬度为质），硬度为240HBS，二者材料硬度差，二者材料硬度差为为40HBS表表10-1第42页，此课件共49页哦2.按齿面接触强度设计按齿面接触强度设计由设计计算公式进行试算，即由设计计算公式进行试算，即1）确定公式内的各计算数值确定公式内的各计算数值（1）试选载荷系数）试选载荷系数Kt=1.3（2）计算小齿轮传递的转矩计算小齿轮传递的转矩 4）
47、选小齿轮齿数）选小齿轮齿数z1=24 则大齿轮齿数则大齿轮齿数z2=uz1=3.224=76.8，取，取z2=77（3）由由 选取齿宽系数选取齿宽系数d=1表表10-73 3第43页，此课件共49页哦（6）计算应力循环次数）计算应力循环次数（8）计算接触疲劳许应力）计算接触疲劳许应力取失效概率为取失效概率为1%，安全系数，安全系数S=1，则有，则有（4）由）由 查得材料的弹性影响系数查得材料的弹性影响系数表表10-6 （5）由）由 按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限 Hlim1=600MPa；大齿轮的接触疲劳强度极限；大齿轮的接触疲劳强度极限 Hlim
48、2=550MPa；图图10-21dKHN1=0.90；KHN2=0.95（7）由）由 查得接触疲劳寿命系数查得接触疲劳寿命系数图图10-19第44页，此课件共49页哦2）计算）计算（1）试算小齿轮分度圆直径）试算小齿轮分度圆直径dt1，代入，代入中较小的值中较小的值（2）计算圆周速度）计算圆周速度第45页，此课件共49页哦（3）计算齿度）计算齿度b（4）计算齿宽与齿高之比）计算齿宽与齿高之比b/h根据根据=3.29m/s，7级精度，由级精度，由 查得动载系数查得动载系数Kv=1.12（5）计算载荷系数）计算载荷系数图图10-8直齿轮，假设直齿轮，假设KAFt/b100N/mm。由。由 查得查得
49、KH=KF=1.2表表10-3由由 查得使用系数查得使用系数KA=1表表10-2第46页，此课件共49页哦将数据代入后得将数据代入后得由由 查得查得7级精度，小齿轮相对支承非对称布置时级精度，小齿轮相对支承非对称布置时 表表10-4由由b/h=10.67,KH=1.423查查 得得KH=1.35图图10-13故载荷系数故载荷系数（6）按实际的载荷系数校正所算得的分度圆直径）按实际的载荷系数校正所算得的分度圆直径（7）计算模式）计算模式m第47页，此课件共49页哦3.按齿根弯曲强度设计按齿根弯曲强度设计弯曲的设计公式为弯曲的设计公式为1）确定公式内的各计算数值）确定公式内的各计算数值（3）计算弯
50、曲疲劳许应用力）计算弯曲疲劳许应用力取弯曲疲劳安全系数取弯曲疲劳安全系数S=1.4，则有，则有 （1）由）由 查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限FE1=500MPa；大齿轮的弯曲疲劳强度极限；大齿轮的弯曲疲劳强度极限FE2=380 MPa；图图10-20c（2）由）由 查得弯曲疲劳寿命系数查得弯曲疲劳寿命系数KFN1=0.85，KFN2=0.88图图10-18第48页，此课件共49页哦（4）计算载荷系数）计算载荷系数 K（5）查取齿形系数）查取齿形系数（6）查取应力校正系数）查取应力校正系数（7）计算大，小齿轮的）计算大，小齿轮的 并加以比较并加以比较大齿轮的数值大大齿轮