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1、篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统1 齿轮的失效形式齿轮的失效形式 齿轮传动齿轮传动2 齿轮材料及热处理齿轮材料及热处理 本章要求本章要求 3 齿轮传动精度齿轮传动精度 4 直齿圆柱齿轮传动的作用力及计算载荷直齿圆柱齿轮传动的作用力及计算载荷 篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统7 齿轮的构造齿轮的构造8 齿轮传动的润滑和效率齿轮传动的润滑和效率6 直齿圆柱齿轮传动的轮齿弯曲强度计算直齿圆柱齿轮传动的轮齿弯曲强度计算5 直齿圆柱齿轮传动的齿面接触强度
2、计算直齿圆柱齿轮传动的齿面接触强度计算篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统本节要求本节要求掌握齿轮的失效形式、形成的机理及措施。掌握齿轮的失效形式、形成的机理及措施。4-5渐开线齿轮失效形式渐开线齿轮失效形式篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统齿轮传动过程中，若齿轮发生折断、齿面损齿轮传动过程中，若齿轮发生折断、齿面损坏等现象，则齿轮失去了正常的工作能力，坏等现象，则齿轮失去了正常的工作能力，称为失效。称为失效。什么叫失效？什么叫失效？篮球比赛是根据运
3、动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统 齿轮轮齿的失效形式齿轮轮齿的失效形式 轮齿的轮齿的失效形式失效形式多种多样，较为常见的有多种多样，较为常见的有轮齿折断、轮齿折断、齿面点蚀、磨损、胶合和塑性变形齿面点蚀、磨损、胶合和塑性变形等等。等等。齿齿轮轮传传动动闭式传动闭式传动开式传动开式传动半开式传动半开式传动封闭在箱体内，润滑条件好封闭在箱体内，润滑条件好外露，润滑较差，易磨损外露，润滑较差，易磨损介于上两者之间介于上两者之间,有防护
4、罩有防护罩篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统1、轮齿折断、轮齿折断疲劳折断疲劳折断过载折断过载折断全齿折断全齿折断常发生于齿宽较小的直齿轮常发生于齿宽较小的直齿轮局部折断局部折断常发生于齿宽较大的直齿轮，和斜齿轮常发生于齿宽较大的直齿轮，和斜齿轮措施：措施：增大齿根圆角半径、增大齿根圆角半径、提高齿面精度、增大提高齿面精度、增大模数等模数等篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统2、齿面点蚀、齿面点蚀点蚀常发生于闭式软齿面（点蚀常发生于闭式软齿面（HBS
5、350）传动中）传动中点蚀的形成与润滑油的存在密切相关点蚀的形成与润滑油的存在密切相关点蚀常发生于偏向齿根的节线附近点蚀常发生于偏向齿根的节线附近开式传动中一般不会出现点蚀现象开式传动中一般不会出现点蚀现象措施措施：提高齿面硬度和齿面质量：提高齿面硬度和齿面质量篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统3、齿面胶合、齿面胶合配对齿轮采用异种金属时，其抗胶合能力比同种金属强配对齿轮采用异种金属时，其抗胶合能力比同种金属强措施：措施：采用异种金属、降低齿高、提高齿面硬度等采用异种金属、降低齿高、提高齿面硬度等篮球比赛是根据运动队在规
6、定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统4、齿面磨损、齿面磨损是开式传动的主要失效形式是开式传动的主要失效形式措施：措施：改善润滑和密封条件改善润滑和密封条件篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统5、齿面塑性变形、齿面塑性变形措施：提高齿面硬度，采用油性好的润滑油措施：提高齿面硬度，采用油性好的润滑油篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统一、一、齿轮材料齿轮材料2 齿轮材料及热处理齿轮材料及热处理二、二、热处理热
7、处理篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统一、一、齿轮材料齿轮材料金属材料金属材料45号钢号钢中碳合金钢中碳合金钢铸钢铸钢低碳合金钢低碳合金钢最常用，经济、货源充足最常用，经济、货源充足铸铁铸铁35SiMn、40MnB、40Cr等等20Cr、20CrMnTi等等ZG310-570、ZG340-640等等HT350、QT600-3等等非金属材料非金属材料尼龙、夹木胶布等尼龙、夹木胶布等选材时考虑：选材时考虑：工作条件、载荷性质、经济性、制造方法等工作条件、载荷性质、经济性、制造方法等齿轮毛坯锻造齿轮毛坯锻造选可锻材料；铸造选可
8、锻材料；铸造选可铸材料选可铸材料篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统二、二、热处理热处理调调 质质正正 火火表面淬火表面淬火渗碳淬火渗碳淬火渗氮渗氮软齿面。软齿面。改善机械性能，增大强度和韧性改善机械性能，增大强度和韧性硬齿面。硬齿面。接触强度高、耐磨性好、可抗冲击接触强度高、耐磨性好、可抗冲击配对齿轮均采用软齿面时：配对齿轮均采用软齿面时：小齿轮受载次数多，故材料应选好些，热处理硬度小齿轮受载次数多，故材料应选好些，热处理硬度稍高于大齿轮（约稍高于大齿轮（约3040HBS）齿面硬度齿面硬度HBS350齿面硬度齿面硬度HB
9、S 350篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统113 齿轮传动的精度齿轮传动的精度误差对齿轮传动的影响：误差对齿轮传动的影响：1、影响传递运动的准确性、影响传递运动的准确性2、影响传动的平稳性、影响传动的平稳性3、影响载荷分布的均匀性、影响载荷分布的均匀性精度等级：精度等级：13个精度等级。第个精度等级。第0级最高，第级最高，第12级的最低。齿轮级的最低。齿轮 副中两个齿轮的精度等级一般取成相同副中两个齿轮的精度等级一般取成相同P162表表112列出了精度等级的荐用范围，设计时可参考。列出了精度等级的荐用范围，设计时可参考
10、。篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统4直齿圆柱齿轮传动的作用力直齿圆柱齿轮传动的作用力 及计算载荷及计算载荷一、一、齿轮上齿轮上的作用力的作用力二、二、计算计算载荷载荷篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统一、一、齿轮上的作用力齿轮上的作用力 在驱动力矩在驱动力矩 作用下，主动轮齿沿啮合线受到来自作用下，主动轮齿沿啮合线受到来自从动轮齿的法向力从动轮齿的法向力 作用。作用。由于直齿圆柱齿轮法面与端由于直齿圆柱齿轮法面与端面重合，因此，面重合，因此，作用
11、在端面内，可分解成圆周力作用在端面内，可分解成圆周力 和和径向力径向力 。=篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统 各力的方向：各力的方向：=各力关系：各力关系：作用在主作用在主动动轮轮和从和从动轮动轮上的上的对应对应力等力等值值反向反向 ，即，即各各作用作用力方向判断力方向判断Ft1与主动轮回转方向相反与主动轮回转方向相反Ft2与从动轮回转方向相同与从动轮回转方向相同Fr1、Fr2分别指向各自齿轮的轮心分别指向各自齿轮的轮心21例：例：例：例：n2n1Fr2Fr1Ft1Ft2n1n2注意：注意：注意：注意：各力应各力应各力
12、应各力应画在啮画在啮画在啮画在啮合点上！合点上！合点上！合点上！篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统二、二、计算载荷计算载荷名义载荷：名义载荷：机器铭牌上给定的载荷或经受力分析得到机器铭牌上给定的载荷或经受力分析得到的载荷。如的载荷。如 等。等。计算载荷：计算载荷：实际计算时，为尽可能接近实际情况，需实际计算时，为尽可能接近实际情况，需要计入影响受力效果的各种因素（制造、安装误差，轮要计入影响受力效果的各种因素（制造、安装误差，轮齿、轴和轴承受载后的变形，原动机与工作机的不同性齿、轴和轴承受载后的变形，原动机与工作机的不同
13、性能，传动中工作载荷与工作速度的变化等能，传动中工作载荷与工作速度的变化等），以系数的），以系数的形式对名义载荷进行修正。名义载荷的修正值称为计算形式对名义载荷进行修正。名义载荷的修正值称为计算载荷。载荷。如如 等。等。计算齿轮强度时，名义载荷计算齿轮强度时，名义载荷F Fn n通常用计算载荷通常用计算载荷KFKFn n代替，代替，以考虑载荷集中和附加动载荷的影响。以考虑载荷集中和附加动载荷的影响。K K为载荷系数。其值为载荷系数。其值由由P164P164表表113113查取。查取。篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统5
14、直齿圆柱齿轮传动的直齿圆柱齿轮传动的 齿面接触强度计算齿面接触强度计算n齿轮强度计算的主要目的是避免失效。齿轮强度计算的主要目的是避免失效。n闭式齿轮传动的主要失效形式是齿面点蚀闭式齿轮传动的主要失效形式是齿面点蚀和齿根弯曲疲劳折断。和齿根弯曲疲劳折断。n开式齿轮传动的主要失效形式是齿面磨损开式齿轮传动的主要失效形式是齿面磨损和齿根弯曲疲劳折断。和齿根弯曲疲劳折断。篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统 当零件在受载时是高副接触，当零件在受载时是高副接触，受载后由于变形，其接触处为一小面积，受载后由于变形，其接触处为一小面积
15、，通常该面积很小，而表层产生的局部应通常该面积很小，而表层产生的局部应力却很大，这种应力称为接触应力。力却很大，这种应力称为接触应力。齿面疲劳点蚀与齿面的接触应力的大小有关，齿面疲劳点蚀与齿面的接触应力的大小有关，根据赫兹公式可计算齿面的最大接触应力：根据赫兹公式可计算齿面的最大接触应力：负号用于负号用于内接触内接触工作时的接工作时的接触应力触应力篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统 齿根部分靠近节线处最易发生齿根部分靠近节线处最易发生点蚀，所以取节点处的接触应力为计点蚀，所以取节点处的接触应力为计算依据，节点处的齿廓曲率
16、半径算依据，节点处的齿廓曲率半径是：篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统 由于节点处只有一对齿啮由于节点处只有一对齿啮合，所以载荷由一对齿承担：合，所以载荷由一对齿承担：篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统n其中其中K为载荷系数；载荷系数根据原动机的类型及为载荷系数；载荷系数根据原动机的类型及工作机械的载荷特性确定，见表工作机械的载荷特性确定，见
17、表11-3335是两个齿轮的材料均为钢时的结果。是两个齿轮的材料均为钢时的结果。许用接触许用接触应力应力齿面接触强度条件：齿面接触强度条件：篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统 一对齿轮，当材料、传动比及齿宽系数一对齿轮，当材料、传动比及齿宽系数一定时，一定时，齿轮的中心距和直径由齿面接触强齿轮的中心距和直径由齿面接触强度决定，而模数的大小与接触强度无关度决定，而模数的大小与接触强度无关。齿面接触强度的设计公式：篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统n齿
18、宽系数齿宽系数a越大，则中心距越小，若结构的刚越大，则中心距越小，若结构的刚性不够，齿轮制造、安装不准确，则齿宽过大容性不够，齿轮制造、安装不准确，则齿宽过大容易发生载荷集中现象，使轮齿折断。易发生载荷集中现象，使轮齿折断。n轻型减速机取轻型减速机取a=0.20.4；中型减速机取中型减速机取a=0.40.6；重型减速机取重型减速机取a=0.8。na0.4时，通常采用斜齿或人字齿。时，通常采用斜齿或人字齿。篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统 若配对的齿轮材料不都是钢，则计算若配对的齿轮材料不都是钢，则计算中系数应改为乘以：
19、中系数应改为乘以：若配对齿轮材料为钢对铸铁，公式中系数改为若配对齿轮材料为钢对铸铁，公式中系数改为285285若配对齿轮材料为铸铁对铸铁，公式中系数改为若配对齿轮材料为铸铁对铸铁，公式中系数改为250250篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统许用接触应力H的计算：n式中，式中，Hlim是齿轮的接触疲劳极限，由是齿轮的接触疲劳极限，由图图11-7查取；查取；SH为齿面接触疲劳安全系数，为齿面接触疲劳安全系数，按表按表11-4查取查取。篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一
20、种得分类型的系统6 直齿圆柱齿轮传动的直齿圆柱齿轮传动的 轮齿弯曲强度计算轮齿弯曲强度计算n根据载荷由一对轮齿承担，根据载荷由一对轮齿承担，当载荷作用于齿顶时，齿根当载荷作用于齿顶时，齿根所受到的弯曲力矩最大。所受到的弯曲力矩最大。n计算时将轮齿看作为悬臂计算时将轮齿看作为悬臂梁，危险截面用梁，危险截面用30o切线法切线法确定。确定。Fn篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统n作与轮齿对称中心线成作与轮齿对称中心线成3030o o夹角并与齿根圆角相切的斜夹角并与齿根圆角相切的斜线，而认为两切点连线是危线，而认为两切点连线是危
21、险截面。险截面。n危险截面处的齿厚为危险截面处的齿厚为S SF F。篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统n法向力法向力Fn分解为与轮齿圆周分解为与轮齿圆周方向相一致的方向相一致的F1和与径向方向和与径向方向相一致的径向力相一致的径向力F2。弯矩：弯矩：M=F1 hF危险截面的弯曲截面系数：危险截面的弯曲截面系数：W=b sF2/6（矩形截面）（矩形截面）=KFn hF cosF危险截面的弯曲应力为：危险截面的弯曲应力为：篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的
22、系统齿轮弯曲强度验算公式：n其中，其中，YF为齿形系数，它与齿形中的尺寸比例为齿形系数，它与齿形中的尺寸比例有关，与模数无关，对于标准齿轮仅决定于齿数。有关，与模数无关，对于标准齿轮仅决定于齿数。正常齿制标准齿轮正常齿制标准齿轮YF见图见图119。n因为因为YF1和和YF2不同，不同，F1 和和 F2也不同，验算也不同，验算时应分别验算两个齿轮的弯曲强度。时应分别验算两个齿轮的弯曲强度。篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统轮齿弯曲强度设计公式：n计算中，代入计算中，代入Y YF1F1/F1F1 和和Y YF2F2/F2F2
23、 中比值中比值较大值。较大值。n计算后的模数应圆整为标准模数值。计算后的模数应圆整为标准模数值。篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统弯曲许用应力计算式：弯曲许用应力计算式：n其中其中Flim是齿轮的齿根弯曲疲劳极限，由图是齿轮的齿根弯曲疲劳极限，由图11-10查取；当轮齿为双侧工作的齿轮时，将数据乘查取；当轮齿为双侧工作的齿轮时，将数据乘以以0.7；nSF为轮齿弯曲疲劳安全系数，由表为轮齿弯曲疲劳安全系数，由表11-4查取查取篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分
24、类型的系统n软齿面闭式齿轮传动先按齿面接触强度确软齿面闭式齿轮传动先按齿面接触强度确定传动尺寸，然后验算轮齿弯曲强度；定传动尺寸，然后验算轮齿弯曲强度；n硬齿面闭式齿轮传动，先按轮齿弯曲强度硬齿面闭式齿轮传动，先按轮齿弯曲强度进行设计计算，然后验算齿面接触强度；进行设计计算，然后验算齿面接触强度；n开式齿轮传动，按闭式齿轮传动的强度公开式齿轮传动，按闭式齿轮传动的强度公式进行计算，许用弯曲应力应乘以式进行计算，许用弯曲应力应乘以0.70.8；齿轮传动设计时，首先按主要失效形齿轮传动设计时，首先按主要失效形式进行强度计算，确定其主要尺寸，然后式进行强度计算，确定其主要尺寸，然后对其他失效形式进行
25、必要的校核。对其他失效形式进行必要的校核。篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统例题 闭式直齿圆柱齿轮传动，电动机驱动，单向转动，载荷有中等冲击。传动比i=3.7，高速轴转速n1=745r/min，传动功率P=17kW，确定该传动齿轮。n1.选择材料并确定许用应力选择材料并确定许用应力n 小齿轮用小齿轮用40M40Mn nB B调质处理，调质处理，HB260HB260(1)(1)n 大齿轮用大齿轮用ZG35SZG35Si iM Mn n调质处理，调质处理，HB225HB225(2)(2)篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里
26、得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统n查得Hlim1=700N/mm2，Hlim2=540N/mm2，SH=1.1(3)，Flim1=240N/mm2，Flim2=180N/mm2，SF=1.3（4）篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统n2.按齿面接触强度设计按齿面接触强度设计n 设齿轮按设齿轮按8级精度制造，载荷系数取级精度制造，载荷系数取K=1.5，齿宽系数齿宽系数a=0.4(5)篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系
27、统n取取z1=32，z2=iz1=3.732118(6)n模数模数m=2a/（z1+z2）n =2 220.2/（32+118）=2.94，n取取m=3mm。n中心距中心距a=m（z1+z2）/2n =3（32+118）/2=225mm(7)篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统n齿宽齿宽b=aa=0.4225=90mmn取取b2=90mm，b1=95mm(8)n3.验算轮齿弯曲强度验算轮齿弯曲强度n齿形系数齿形系数YF1=2.57，YF2=2.18n按最小齿宽验算：按最小齿宽验算：篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统n4.齿轮圆周速度：齿轮圆周速度：故采用故采用8级精度合适。级精度合适。篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统5.齿轮各部分参数计算齿轮各部分参数计算n小齿轮：n大齿轮：篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统n小齿轮：n6.作用在轮齿上的作用力：作用在轮齿上的作用力：大齿轮：