華理工機(jī)械設(shè)計(jì)教案8.8~8.11斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算、直齒錐齒輪傳動(dòng)、齒輪傳動(dòng)的效率與潤(rùn)滑、齒輪結(jié)構(gòu)

課程名稱：《機(jī)械設(shè)計(jì)》第14講次授課題目第八章齒輪傳動(dòng)8-8斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算8-9直齒錐齒輪傳動(dòng)8-10齒輪傳動(dòng)的效率與潤(rùn)滑8-11齒輪結(jié)構(gòu)【目的要求】掌握斜齒輪傳動(dòng)的受力分析方法；斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)的齒面接觸疲勞強(qiáng)度和齒根彎曲疲勞強(qiáng)度的計(jì)算；【重點(diǎn)】斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)的齒面接觸疲勞強(qiáng)度和齒根彎曲疲勞強(qiáng)度的計(jì)算；【難點(diǎn)】斜齒輪傳動(dòng)的受力分析方法；內(nèi)容第八章齒輪傳動(dòng)8-8斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算一、齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算校核式：（8-20）設(shè)計(jì)式：（8-21）式中――螺旋角系數(shù)，按下式（8-22）計(jì)算――重合度系數(shù)，按下式（8-23）計(jì)算其它參數(shù)的意義和確定方法以及計(jì)算中應(yīng)注意的問(wèn)題，與直齒圓柱齒輪相同。按式（8-21）求出小齒輪直徑d1后，可根據(jù)選定的齒數(shù)和初選的螺旋角，按下列公式依次計(jì)算確定中心距a、模數(shù)和螺旋角。，，需注意，中心距應(yīng)圓整（最好為0或5結(jié)尾的整數(shù)），模數(shù)應(yīng)取為標(biāo)準(zhǔn)值（表8-7），螺旋角的計(jì)算應(yīng)精確到“秒”。二、齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)的齒根彎曲疲勞強(qiáng)度是按其當(dāng)量齒輪分析的。因此，強(qiáng)度計(jì)算公式中的模數(shù)為法向模數(shù)，各相關(guān)系數(shù)也都按其當(dāng)量齒輪的參數(shù)確定。校核式：（8-25）將和代入上式，可得設(shè)計(jì)式：（8-26）式中――法向模數(shù)；――齒形系數(shù)，應(yīng)根據(jù)當(dāng)量齒數(shù)zv查圖8-18；――應(yīng)力修正系數(shù)，根據(jù)當(dāng)量齒數(shù)zv查圖8-19；――螺旋角系數(shù)，查圖8-31；――重合度系數(shù)，按下式（8-27）計(jì)算式中其它參數(shù)的意義和確定方法以及計(jì)算中應(yīng)注意的問(wèn)題，與直齒圓柱齒輪相同。8-9直齒錐齒輪傳動(dòng)錐齒輪用于相交軸之間的傳動(dòng)。兩軸交角可根據(jù)需要確定，但大多為90。，即兩軸垂直相交傳動(dòng)形式。錐齒輪傳動(dòng)分為直齒、斜齒和曲線齒三種類型。其中斜齒錐齒輪傳動(dòng)應(yīng)用較少。曲線齒推出輪傳動(dòng)具有工作平穩(wěn)、承載能力高、使用壽命長(zhǎng)等許多優(yōu)點(diǎn)，適于高速、重載應(yīng)用場(chǎng)合。其主要缺點(diǎn)是制造難，要求具備專用加工機(jī)床。所以，一般場(chǎng)合不便推廣。目前，應(yīng)用最多的仍為直齒錐齒輪傳動(dòng)，這主要是因?yàn)槠湓O(shè)計(jì)、制造都比較簡(jiǎn)單。但由于比制造精度普遍較低．工作中振動(dòng)和噪聲較大，故圓周速度不宜過(guò)高。一般可用于＜5m／s場(chǎng)合。一、主要幾何參數(shù)直齒錐齒輪傳動(dòng)是以大端參數(shù)為標(biāo)準(zhǔn)值，強(qiáng)度計(jì)算時(shí)，是以錐齒輪齒寬中點(diǎn)處的當(dāng)量齒輪作為計(jì)算時(shí)的依據(jù)。直齒錐齒輪傳動(dòng)的幾何參數(shù)對(duì)軸交角為90o的直齒錐齒輪傳動(dòng)：直齒錐齒輪傳動(dòng)的幾何參數(shù)令fR=b/R為錐齒輪傳動(dòng)的齒寬系數(shù)，設(shè)計(jì)中常取fR=0.25～0.35。二、輪齒的受力分析直齒錐齒輪的輪齒受力分析模型如下圖，將總法向載荷集中作用于齒寬中點(diǎn)處的法面截面內(nèi)。Fn可分解為圓周力Ft，徑向力Fr和軸向力Fa三個(gè)分力。軸向力Fa的方向總是由錐齒輪的小端指向大端。三、齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算直齒錐齒輪的齒面接觸疲勞強(qiáng)度，仍按齒寬中點(diǎn)處的當(dāng)量圓柱齒輪計(jì)算。工作齒寬取為錐齒輪的齒寬b。按齒寬中點(diǎn)處的當(dāng)量齒輪相應(yīng)參數(shù)，可得錐齒輪齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算公式如下：校核計(jì)算公式：設(shè)計(jì)計(jì)算公式：四、齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算直齒錐齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度可近似地按齒寬中點(diǎn)處的當(dāng)量圓柱齒輪進(jìn)行計(jì)算。采用直齒圓柱齒輪強(qiáng)度計(jì)算公式，并代入當(dāng)量齒輪的相應(yīng)參數(shù)，得直齒錐齒輪彎曲強(qiáng)度校核式和設(shè)計(jì)式如下：校核計(jì)算公式：設(shè)計(jì)計(jì)算公式：式中：載荷系數(shù)K=KAKVKαKβ。8-10齒輪傳動(dòng)的效率與潤(rùn)滑一、齒輪傳動(dòng)的效率閉式齒輪傳動(dòng)的效率η由下式計(jì)算η=η1η2η3式中η1——考慮齒輪嚙合損失的效率；η2一—考慮攪油損失的效率；η3—一軸承的效率。二、齒輪傳動(dòng)潤(rùn)滑齒輪傳動(dòng)時(shí)，相嚙合的齒面間有相對(duì)滑動(dòng)，因此就會(huì)產(chǎn)生摩擦和磨損，增加動(dòng)力消耗，降低傳動(dòng)效率。對(duì)齒輪傳動(dòng)進(jìn)行潤(rùn)滑，就是為了避免金屬直接接觸，減少摩擦磨損，同時(shí)還可以起到散熱和防銹蝕的目的。開(kāi)式及半開(kāi)式齒輪傳動(dòng)或速度較低的閉式齒輪傳動(dòng)，通常采用人工周期性加油潤(rùn)滑。通用的閉式齒輪傳動(dòng)，常采用浸油潤(rùn)滑和噴油潤(rùn)滑。潤(rùn)滑劑的選擇：齒輪傳動(dòng)常用的潤(rùn)滑劑為潤(rùn)滑油或潤(rùn)滑脂。選用時(shí)，應(yīng)根據(jù)齒輪的工作情況（轉(zhuǎn)速高低、載荷大小、環(huán)境溫度等），選擇潤(rùn)滑劑的粘度、牌號(hào)。8-11齒輪結(jié)構(gòu)齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要是確定輪緣，輪輻，輪轂等結(jié)構(gòu)形式