機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)-第2版-課件

書(shū)名：機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)第2版ISBN：

978-7-111-34795-8作者：柴鵬飛出版社：機(jī)械工業(yè)出版社本書(shū)配有電子課件機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)第2版高職高專(zhuān)ppt課件1)標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪、斜齒輪的幾何尺寸計(jì)算的能力。

2)齒輪材料選擇的能力。

3)齒輪傳動(dòng)受力分析的能力。

4)標(biāo)準(zhǔn)齒輪傳動(dòng)強(qiáng)度設(shè)計(jì)的能力。

5)齒輪傳動(dòng)潤(rùn)滑方式選擇的能力。

1)齒輪傳動(dòng)的類(lèi)型、特點(diǎn)及應(yīng)用場(chǎng)合。

2)漸開(kāi)線(xiàn)的形成及基本性質(zhì)。

3)漸開(kāi)線(xiàn)圓柱齒輪的基本參數(shù)及其幾何尺寸計(jì)算。

4)漸開(kāi)線(xiàn)齒輪嚙合原理、切齒原理及根切現(xiàn)象。機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)第2版高職高專(zhuān)ppt課件5)齒輪強(qiáng)度設(shè)計(jì)、常見(jiàn)失效形式、齒輪結(jié)構(gòu)、潤(rùn)滑與維護(hù)。

6)變位齒輪傳動(dòng)基本知識(shí)。

1)漸開(kāi)線(xiàn)齒輪嚙合原理。

2)漸開(kāi)線(xiàn)圓柱齒輪的基本參數(shù)及其幾何尺寸計(jì)算。

3)標(biāo)準(zhǔn)齒輪強(qiáng)度設(shè)計(jì)計(jì)算方法。

6.1概述

6.2漸開(kāi)線(xiàn)齒廓及嚙合特性

6.3漸開(kāi)線(xiàn)直齒圓柱齒輪的主要參數(shù)

6.4標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪的嚙合傳動(dòng)機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)第2版高職高專(zhuān)ppt課件6.5標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪的公法線(xiàn)長(zhǎng)度和分度圓弦齒厚

6.6漸開(kāi)線(xiàn)齒輪加工原理和根切

6.7變位直齒圓柱齒輪傳動(dòng)

6.8圓柱齒輪精度

6.9齒輪常見(jiàn)失效形式、設(shè)計(jì)準(zhǔn)則與選擇

6.10標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪傳動(dòng)的疲勞強(qiáng)度計(jì)算機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)第2版高職高專(zhuān)ppt課件6.1概述6.1.1齒輪傳動(dòng)的特點(diǎn)

6.1.2齒輪傳動(dòng)的分類(lèi)機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)第2版高職高專(zhuān)ppt課件6.1.1齒輪傳動(dòng)的特點(diǎn)1)兩輪瞬時(shí)傳動(dòng)比(角速度之比)恒定。

2)適用的圓周速度和傳動(dòng)功率范圍較大。

3)傳動(dòng)效率較高、壽命較長(zhǎng)。

4)能實(shí)現(xiàn)平行、相交、交錯(cuò)軸間傳動(dòng)。

1)制造和安裝精度要求較高，成本也高。

2)不適用于較遠(yuǎn)距離的傳動(dòng)。機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)第2版高職高專(zhuān)ppt課件6.1.2齒輪傳動(dòng)的分類(lèi)圖6-3齒輪傳動(dòng)的類(lèi)型機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)第2版高職高專(zhuān)ppt課件6.1.2齒輪傳動(dòng)的分類(lèi)圖6-4漸開(kāi)線(xiàn)及其齒廓機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)第2版高職高專(zhuān)ppt課件6.2漸開(kāi)線(xiàn)齒廓及嚙合特性6.2.1漸開(kāi)線(xiàn)的形成和特性

6.2.2漸開(kāi)線(xiàn)函數(shù)

6.2.3漸開(kāi)線(xiàn)齒廓的嚙合特性機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)第2版高職高專(zhuān)ppt課件6.2.1漸開(kāi)線(xiàn)的形成和特性1)發(fā)生線(xiàn)在基圓上滾過(guò)的長(zhǎng)度等于基圓上被滾過(guò)的弧長(zhǎng)，即=。

2)因發(fā)生線(xiàn)沿基圓作純滾動(dòng)，發(fā)生線(xiàn)為漸開(kāi)線(xiàn)上K點(diǎn)的法線(xiàn)。

3)漸開(kāi)線(xiàn)的形狀取決于基圓的大小，同一基圓上的漸開(kāi)線(xiàn)形狀完全相同。

4)漸開(kāi)線(xiàn)是從基圓開(kāi)始向外伸展的，所以基圓內(nèi)無(wú)漸開(kāi)線(xiàn)。

5)漸開(kāi)線(xiàn)上各點(diǎn)壓力角不同，離基圓越遠(yuǎn)，壓力角越大。1.tif機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)第2版高職高專(zhuān)ppt課件6.2.1漸開(kāi)線(xiàn)的形成和特性圖6-5不同基圓的漸開(kāi)線(xiàn)6.2.1漸開(kāi)線(xiàn)的形成和特性1.tif6.2.1漸開(kāi)線(xiàn)的形成和特性圖6-6壓力角6.2.2漸開(kāi)線(xiàn)函數(shù)表6-1漸開(kāi)線(xiàn)函數(shù)表6.2.2漸開(kāi)線(xiàn)函數(shù)圖6-7漸開(kāi)線(xiàn)齒廓滿(mǎn)足傳動(dòng)比恒定6.2.3漸開(kāi)線(xiàn)齒廓的嚙合特性1.漸開(kāi)線(xiàn)齒廓傳動(dòng)比恒定不變

2.漸開(kāi)線(xiàn)齒輪傳動(dòng)中心距的可分性

3.嚙合時(shí)傳遞壓力的方向不變6.3漸開(kāi)線(xiàn)直齒圓柱齒輪的主要參數(shù)6.3.1齒輪各部分的名稱(chēng)

6.3.2主要參數(shù)6.3.1齒輪各部分的名稱(chēng)圖6-8齒輪各部分的名稱(chēng)6.3.1齒輪各部分的名稱(chēng)表6-2齒輪輪齒各部分名稱(chēng)及符號(hào)6.3.2主要參數(shù)1.齒數(shù)z

2.模數(shù)m

表6-3齒輪模數(shù)系列(常用值)(單位：mm)2.優(yōu)先用第一系列，括號(hào)內(nèi)模數(shù)盡可能不用。6.3.2主要參數(shù)圖6-9不同模數(shù)的比較3.壓力角6.3.2主要參數(shù)4.齒頂高系數(shù)、頂隙系數(shù)圖6-10齒輪頂隙6.3.2主要參數(shù)1.tif6.3.2主要參數(shù)圖6-11內(nèi)齒輪的結(jié)構(gòu)和幾何尺寸關(guān)系6.3.2主要參數(shù)表6-4標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪幾何尺寸計(jì)算例6-1國(guó)產(chǎn)某機(jī)床的傳動(dòng)系統(tǒng)，需換一個(gè)損壞的齒輪。6.3.2主要參數(shù)測(cè)得其齒數(shù)z=24，齒頂圓直徑da=77.95mm，已知為正常齒制，試求齒輪的模數(shù)和主要尺寸。

解國(guó)產(chǎn)機(jī)床，齒輪壓力角為20°，正常齒制h*=1.0，c*=0.25

1)求齒輪的模數(shù)

2)計(jì)算主要尺寸6.4標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪的嚙合傳動(dòng)6.4.1正確嚙合條件

6.4.2連續(xù)傳動(dòng)條件

6.4.3正確安裝6.4標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪的嚙合傳動(dòng)圖6-12齒輪正確嚙合條件6.4標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪的嚙合傳動(dòng)圖6-13齒輪嚙合傳動(dòng)過(guò)程6.4.1正確嚙合條件

6.4.2連續(xù)傳動(dòng)條件圖6-14外嚙合傳動(dòng)6.4.3正確安裝

6.5標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪的公法線(xiàn)長(zhǎng)度和分度圓弦齒厚6.5.1公法線(xiàn)長(zhǎng)度

6.5.2分度圓弦齒厚和弦齒高6.5標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪的公法線(xiàn)長(zhǎng)度和分度圓弦齒厚圖6-15齒輪公法線(xiàn)長(zhǎng)度6.5.1公法線(xiàn)長(zhǎng)度表6-5公法線(xiàn)長(zhǎng)度()(=α=20°，=m=1mm)6.5.1公法線(xiàn)長(zhǎng)度圖6-16分度圓弦齒厚和弦齒高6.5.2分度圓弦齒厚和弦齒高表6-6標(biāo)準(zhǔn)齒輪分度圓弦齒厚和弦齒高(=α=20°，=m=1mm)6.5.2分度圓弦齒厚和弦齒高2.如當(dāng)量齒數(shù)zv帶小數(shù)，用比例插入法。

例6-2現(xiàn)有一正常齒制標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪，已知m=2mm，z=42，求跨齒數(shù)K，公法線(xiàn)長(zhǎng)度W，分度圓弦齒厚和弦齒高。

解1)計(jì)算法

2)查表法6.6漸開(kāi)線(xiàn)齒輪加工原理和根切6.6.1齒輪輪齒的加工方法及其原理

6.6.2根切現(xiàn)象與最小齒數(shù)6.6.1齒輪輪齒的加工方法及其原理1.仿形法圖6-17盤(pán)形齒輪銑刀加工齒輪6.6.1齒輪輪齒的加工方法及其原理1.tif圖6-18指形銑刀加工齒輪6.6.1齒輪輪齒的加工方法及其原理表6-7各號(hào)銑刀加工的齒數(shù)范圍2.展成法

(1)插齒圖6-19所示為用齒輪插刀加工齒輪的情形。6.6.1齒輪輪齒的加工方法及其原理圖6-19用齒輪插刀加工齒輪(2)滾齒用齒條刀具加工齒輪為斷續(xù)切削，生產(chǎn)效率較低。6.6.1齒輪輪齒的加工方法及其原理1.tif6.6.1齒輪輪齒的加工方法及其原理6M20.TIF6.6.1齒輪輪齒的加工方法及其原理圖6-20用齒條插刀加工齒輪6.6.1齒輪輪齒的加工方法及其原理圖6-21用齒輪滾刀加工齒輪6.6.2根切現(xiàn)象與最小齒數(shù)圖6-22根切現(xiàn)象與切齒干涉的參數(shù)關(guān)系6.7變位直齒圓柱齒輪傳動(dòng)6.7.1變位齒輪概念

6.7.2變位齒輪的特點(diǎn)

6.7.3變位齒輪傳動(dòng)類(lèi)型、特點(diǎn)及應(yīng)用6.7.1變位齒輪概念1.tif6.7.1變位齒輪概念圖6-23變位齒輪加工原理及其齒形6.7.2變位齒輪的特點(diǎn)1)當(dāng)x>0時(shí)，刀具節(jié)線(xiàn)上齒槽寬增大，齒厚減小，因此，正變位齒輪分度圓齒厚s增大，齒槽寬e減小，其變動(dòng)量Δs=2xmtanα，如圖6-21e所示。

2)當(dāng)x>0時(shí)，刀具的齒頂線(xiàn)外移，因此，正變位齒輪的齒根圓直徑df增大，要保持相應(yīng)的齒高，齒頂圓直徑da也增大。

3)當(dāng)x>0時(shí)，齒根高h(yuǎn)f減小，齒頂高h(yuǎn)a增大。

4)刀具齒頂線(xiàn)隨刀具外移，它與嚙合線(xiàn)的交點(diǎn)B2移向N1，如圖6-21e所示。

5)由于變位齒輪的齒槽寬與齒厚都發(fā)生變化，中心距也會(huì)變化，利用這一特點(diǎn)，可調(diào)整齒輪傳動(dòng)的中心距。6.7.3變位齒輪傳動(dòng)類(lèi)型、特點(diǎn)及應(yīng)用1.標(biāo)準(zhǔn)齒輪傳動(dòng)

2.高變位齒輪傳動(dòng)

3.角變位齒輪傳動(dòng)表6-8變位齒輪傳動(dòng)類(lèi)型、特點(diǎn)及應(yīng)用6.8圓柱齒輪精度6.8.1齒輪傳動(dòng)的使用要求

6.8.2齒輪精度等級(jí)及選用

6.8.3齒輪精度在圖樣上的標(biāo)注6.8.1齒輪傳動(dòng)的使用要求1.傳遞運(yùn)動(dòng)的準(zhǔn)確性

2.傳動(dòng)的平穩(wěn)性

3.載荷分布的均勻性

4.傳動(dòng)側(cè)隙的合理性6.8.2齒輪精度等級(jí)及選用1.精度等級(jí)

2.公差組

3.精度等級(jí)的選用表6-9常用的檢驗(yàn)組表6-10齒輪精度、圓周速度與加工方法關(guān)系6.8.3齒輪精度在圖樣上的標(biāo)注1)齒輪第Ⅰ公差組精度為7級(jí)，第Ⅱ、Ⅲ公差組精度均為6級(jí)，齒厚上、下偏差代號(hào)分為G，M。

2)齒輪的三個(gè)公差組精度同級(jí)，例如7級(jí)，齒厚上、下偏差代號(hào)分別為F、L。

例6-3某通用減速器中的標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪，已知：模數(shù)m=3mm，齒數(shù)z=32，中心距a=288mm，孔徑D=40mm，壓力角α=20°，齒寬b=20mm，傳遞功率P=5kW，轉(zhuǎn)速n=1280r／min，小批量生產(chǎn)。試確定齒輪精度等級(jí)、檢驗(yàn)項(xiàng)目、側(cè)隙、齒坯公差和齒面粗糙度。

解1)確定齒輪精度等級(jí)

2)確定各公差組的檢驗(yàn)項(xiàng)目6.8.3齒輪精度在圖樣上的標(biāo)注表6-11各公差組的公差值與極限偏差值6.9齒輪常見(jiàn)失效形式、設(shè)計(jì)準(zhǔn)則與選擇6.9.1輪齒的失效形式

6.9.2設(shè)計(jì)準(zhǔn)則

6.9.3齒輪常用材料及其熱處理6.9.1輪齒的失效形式1.輪齒折斷圖6-24齒根疲勞斷裂6.9.1輪齒的失效形式1.tif圖6-25齒輪軸輪齒折斷6.9.1輪齒的失效形式2.齒面點(diǎn)蝕圖6-26斜齒輪的點(diǎn)蝕6.9.1輪齒的失效形式3.齒面膠合

4.齒面磨損圖6-27齒輪的膠合6.9.1輪齒的失效形式1.tif圖6-28輪齒的磨損6.9.1輪齒的失效形式5.齒面塑性變形圖6-29齒面塑性變形6.9.1輪齒的失效形式1.tif圖6-30齒面塑性變形16.9.1輪齒的失效形式圖6-31齒面塑性變形26.9.2設(shè)計(jì)準(zhǔn)則

6.9.3齒輪常用材料及其熱處理表6-12常用齒輪材料及其力學(xué)性能6.9.3齒輪常用材料及其熱處理表6-12常用齒輪材料及其力學(xué)性能6.9.3齒輪常用材料及其熱處理表6-12常用齒輪材料及其力學(xué)性能6.10標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪傳動(dòng)的疲勞強(qiáng)度計(jì)算6.10.1輪齒受力分析

6.10.2齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算

6.10.3齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算

6.10.4直齒圓柱齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)中參數(shù)選擇和設(shè)計(jì)步驟6.10.1輪齒受力分析圖6-32直齒圓柱齒輪傳動(dòng)受力分析6.10.2齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算圖6-33外齒輪的復(fù)合齒形系數(shù)6.10.2齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算1.tif6.10.2齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算6M34.TIF6.10.2齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算圖6-34試驗(yàn)齒輪彎曲疲勞極限表6-13載荷系數(shù)K1)由于兩齒輪齒面硬度和齒數(shù)不同，故大、小齒輪的許用應(yīng)力及復(fù)合齒形系數(shù)也不相等，所以應(yīng)分別用式(6-13)驗(yàn)算大、小齒輪的彎曲強(qiáng)度，即滿(mǎn)足σF1≤［σF1］和σF2≤［σF2］。

2)由式(6-14)求出的模數(shù)m應(yīng)圓整成標(biāo)準(zhǔn)值。6.10.2齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算3)在應(yīng)用式(6-14)時(shí)，由于配對(duì)齒輪的齒數(shù)和材料不同，故應(yīng)以YFS1/［σF1］和YFS2/［σF2］中的較大值代入。表6-14齒寬系數(shù)6.10.3齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算1)由于嚙合時(shí)兩齒輪接觸處的接觸應(yīng)力相等，即σH1=σH2，但兩齒輪材料及齒面硬度不同，許用應(yīng)力也不同，故以［σH1］、［σH2］中較小值代入式(6-15)和式(6-16)。

2)如齒輪配對(duì)并非鋼對(duì)鋼，則式中常數(shù)671應(yīng)修正為671×，ZE為材料系數(shù)，見(jiàn)表6-15。圖6-35試驗(yàn)齒輪接觸疲勞極限6.10.3齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算表6-15材料系數(shù)6.10.4直齒圓柱齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)中參數(shù)選擇和設(shè)計(jì)步驟1.參數(shù)選擇

1)傳動(dòng)比i，對(duì)于一般單級(jí)減速傳動(dòng)，一般取值范圍為i≤8；當(dāng)i>8時(shí)，宜采用兩級(jí)傳動(dòng)。

2)齒輪寬度計(jì)算中，b為嚙合齒寬，大齒輪的齒寬b2按不小于嚙合齒寬數(shù)值選取。

3)齒數(shù)z1和模數(shù)m。

2.設(shè)計(jì)一般步驟

例6-4試設(shè)計(jì)兩級(jí)齒輪減速器中一對(duì)低速直齒圓柱齒輪傳動(dòng)。原動(dòng)機(jī)是電動(dòng)機(jī)，工作機(jī)是貨物提升機(jī)(中等沖擊載荷)