第11章 齿轮传动解析
- 格式:ppt
- 大小:1.19 MB
- 文档页数:93
11-1 解1)由公式可知:轮齿的工作应力不变,则则,若,该齿轮传动能传递的功率11-2解由公式可知,由抗疲劳点蚀允许的最大扭矩有关系:设提高后的转矩和许用应力分别为、当转速不变时,转矩和功率可提高 69%。
11-3解软齿面闭式齿轮传动应分别验算其接触强度和弯曲强度。
( 1)许用应力查教材表 11-1小齿轮45钢调质硬度:210~230HBS取220HBS;大齿轮ZG270-500正火硬度:140~170HBS,取155HBS。
查教材图 11-7,查教材图 11-10 , 查教材表 11-4取,故:( 2)验算接触强度,验算公式为:其中:小齿轮转矩载荷系数查教材表11-3得齿宽中心距齿数比则:、,能满足接触强度。
( 3)验算弯曲强度,验算公式:其中:齿形系数:查教材图 11-9得、则:满足弯曲强度。
11-4解开式齿轮传动的主要失效形式是磨损,目前的设计方法是按弯曲强度设计,并将许用应力降低以弥补磨损对齿轮的影响。
( 1)许用弯曲应力查教材表11-1小齿轮45钢调质硬度:210~230HBS取220HBS;大齿轮45钢正火硬度:170~210HBS,取190HBS。
查教材图11-10得,查教材表 11-4 ,并将许用应用降低30%( 2)其弯曲强度设计公式:其中:小齿轮转矩载荷系数查教材表11-3得取齿宽系数齿数,取齿数比齿形系数查教材图 11-9得、因故将代入设计公式因此取模数中心距齿宽11-5解硬齿面闭式齿轮传动的主要失效形式是折断,设计方法是按弯曲强度设计,并验算其齿面接触强度。
( 1)许用弯曲应力查教材表 11-1,大小齿轮材料40Cr 表面淬火硬度:52~56HRC,取54HRC。
查教材图11-10得,查材料图11-7得。
查教材表11-4 ,因齿轮传动是双向工作,弯曲应力为对称循环,应将极限值乘 70%。
故( 2)按弯曲强度设计,设计公式:其中:小齿轮转矩载荷系数查教材表11-3得取齿宽系数齿数,取齿数比齿形系数应将齿形系数较大值代入公式,而齿形系数值与齿数成反比,将小齿轮的齿形系数代入设计公式,查教材图 11-9得因此取模数( 3)验算接触强度,验算公式:其中:中心距齿宽,取满足接触强度。
第11章 齿轮传动精选例题与解析例11-1 二级圆柱齿轮减速器,其中一级为直齿轮,另一级为斜齿轮。
试问斜齿轮传动应置于高速级还是低速级?为什么?若为直齿锥齿轮和圆柱齿轮组成减速器,锥齿轮传动应置于高速级还是低速级?为什么?答:在二级圆柱齿轮传动中,斜齿轮传动放在高速级,直齿轮传动放在低速级。
其原因有三点:1)斜齿轮传动工作平稳,在与直齿轮精度等级相同时允许更高的圆周速度,更适于高速。
2)将工作平稳的传动放在高速级,对下级的影响较小。
如将工作不很平稳的直齿轮传动放在高速级,则斜齿轮传动也不会平稳。
3)斜齿轮传动有轴向力,放在高速级轴向力较小,因为高速级的转矩较小。
由锥齿轮和斜齿轮组成的二级减速器,一般应将锥齿轮传动放在高速级。
其原因是:低速级的转矩较大,齿轮的尺寸和模数较大。
当锥齿轮的锥距R 和模数m 大时,加工困难,制造成本提高。
例11-2 一对齿轮传动,若按无限寿命考虑,如何判断其大小齿轮中哪个不易出现齿面点蚀?哪个不易发生齿根弯曲疲劳折断?答:一对齿轮的接触应力相等,哪个齿轮首先出现点蚀,取决于它们的许用接触应力][H σ,其中较小者容易出现齿面点蚀。
通常,小齿轮的硬度较大,极限应力lim σ较大,按无限寿命设计,小齿轮的许用接触应力][H σ 1 较大,不易出现齿面点蚀。
判断哪个齿轮先发生齿根弯曲疲劳折断,即比较两轮的弯曲疲劳强度,要比较两个齿轮的111][F Sa Fa Y Y σ和222][F Sa Fa YY σ,其比值较小者弯曲强度较高,不易发生轮齿疲劳折断。
、例11-3 图示双级斜齿圆柱齿轮减速器,高速级:m n =2 mm ,z 1=22,z 2 =95,︒=20n α,a =120,齿轮1为右旋;低速级:m n = 3 mm ,z 3 =25,z 4=79,︒=20n α,a =160。
主动轮转速n 1=960 r/min ,转向如图,传递功率P = 4 kW ,不计摩擦损失,试:(1) 标出各轮的转向和齿轮2的螺旋线方向; (2) 合理确定3、4轮的螺旋线方向;(3) 画出齿轮2、3 所受的各个分力; (4) 求出齿轮3所受3个分力的大小。
机械基础齿轮传动1. 简介齿轮传动是机械传动中常用的一种方式。
通过齿轮间的啮合,将动力传递给其他机械部件。
齿轮传动具有传动效率高、传动比稳定等特点,广泛应用于各种机械设备中。
2. 基本原理2.1 齿轮的分类齿轮按照齿面的形状可以分为直齿轮、斜齿轮、曲线齿轮等多种类型。
其中,直齿轮是最常见的一种类型,其齿面与齿轴平行。
斜齿轮则是齿面与齿轴呈角度,可以用来实现大范围的传动比变化。
2.2 齿轮的啮合原理齿轮传动的基本原理是齿轮之间的啮合。
当两个齿轮啮合时,齿轮上的齿将互相咬合,形成一个传递动力的系统。
通过选择合适的齿轮数量和齿轮的尺寸,可以实现不同的传动比。
2.3 传动比的计算传动比可以通过计算两个齿轮的齿数比值来确定。
传动比的计算公式如下:传动比 = 驱动齿轮的齿数 / 被动齿轮的齿数例如,如果驱动齿轮有40齿,被动齿轮有20齿,则传动比为2:1。
3. 齿轮传动的应用齿轮传动广泛应用于各种机械设备中,包括汽车、机床、重型机械等。
以下是齿轮传动的几个常见应用场景:3.1 汽车变速器汽车变速器是齿轮传动的典型应用之一。
通过改变不同齿轮之间的传动比,可以实现汽车的不同行驶速度。
例如,低速行驶时使用较小的齿轮传动比,以提供更大的扭矩和爬坡能力。
3.2 机床传动在机床上,齿轮传动被广泛用于传递动力和实现不同运动速度。
例如,齿轮传动可以将电机的高速旋转转换为工作台的低速运动,从而提供更大的精度和稳定性。
3.3 纺织机械传动纺织机械通常需要同时实现多个不同的运动方式,例如旋转、上下运动等。
齿轮传动可以根据需要实现不同的运动组合,满足纺织机械的工艺要求。
4. 齿轮传动的优缺点4.1 优点齿轮传动具有以下几个优点:•传动效率高:齿轮传动的传动效率通常在95%以上,较高的效率可以减少能量损耗。
•传动比稳定:齿轮传动通过确定齿轮的齿数来确定传动比,因此传动比较为稳定,不受外界影响。
•轴线传递能力强:齿轮传动能够传递较大的扭矩,适合传递大功率的动力。