齿轮设计技术第四部分讲解课件.ppt
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- 齿轮 设计 技术 第四 部分 讲解 课件
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1、第第7 7章章 主要几种齿轮传动设计的特点主要几种齿轮传动设计的特点471 行星齿轮设计特点472 锥齿轮齿轮设计特点473 高速齿轮设计特点474 蜗杆传动设计特点47.5 双圆弧齿轮传动特点 第第7 7章章 主要几种齿轮传动设计的特点主要几种齿轮传动设计的特点47.1 7.1 行星齿轮设计特点行星齿轮设计特点(1)均载机构问题 太阳轮浮动 行星架浮动(2)变位选择问题(内外啮合角)外啮合角22-25 内啮合角17-204 (3)行星轮各数(3、4、5、6)优先选择:3、5(4)内齿圈磨损问题第第7 7章章 主要几种齿轮传动设计的特点主要几种齿轮传动设计的特点(5)行星强度问题 行星齿轮传动
2、强度计算中,由于行星齿轮传动结构的多样化,计算其他类型行星齿轮传动,建议在强度计算中用传递的扭距(N.M)作为输入,其结构可分解为外啮合和内啮合,按外啮合和内啮合进行计算,不要用功率作为输入,计算结果可作为参考。(6)多对参与啮合问题(7)内齿圈顶圆与重迭干涉问题 行星齿轮传动中,行星轮的顶圆直径在外啮合和内啮合中可能不同,一般可采用 外啮合的顶圆直径,差别较大时需注意对其它因素的影响(如:重合度、干涉等)。第第7 7章章 主要几种齿轮传动设计的特点主要几种齿轮传动设计的特点47.2 7.2 锥齿轮齿轮设计特点锥齿轮齿轮设计特点(1)格里森弧齿锥齿轮(35度、等顶隙)(2)该软件主要是为格利森
3、弧齿锥齿轮(等顶隙收缩齿)和国标制直齿锥齿轮直齿锥齿轮而设计的,其他类型可参考使用。(3)直齿和弧齿锥齿轮设计建议采用等顶隙收缩齿,不推荐其它齿形。(4)主要用于正交锥齿轮设计计算(轴交角为90度)。4 1.直齿(等顶隙收缩齿、不等顶隙收缩齿)4 2.斜齿(等顶隙收缩齿、不等顶隙收缩齿)4 3.弧齿(等顶隙收缩齿).零度齿(双重收缩齿、等顶隙收缩齿)4 弧齿与摆线齿,格里森(收缩齿)与克林根(等高齿)区别第第7 7章章 主要几种齿轮传动设计的特点主要几种齿轮传动设计的特点47.3 7.3 高速齿轮设计特点高速齿轮设计特点(1)齿数组合要求(2)速比要求、小于0.5%(3)变位系数设计问题(4)
4、滑差率要求,大小轮最大滑动系数应小于1.7(5)临界转速要求 系统动力学(指:电动机齿轮箱工作机-的扭振),不同用途的系统动力学是不一样的。单对齿轮箱研究系统动力学意义不大。(6)滑动轴承特性与轴的强度刚度(7)润滑要求(8)高速重载:4-5级(9)侧隙 一般为(0.03-0.05)*Mn 建议:(0.05-0.08)*Mn第第7 7章章 主要几种齿轮传动设计的特点主要几种齿轮传动设计的特点47.4 7.4 蜗杆传动设计特点蜗杆传动设计特点(1)采用常用设计组合(2)导程角在15-30度时,蜗杆效率较高。(3)当导程角小于啮合摩擦角时,机构产生自锁,(4)通常取导程角小于3.5度,Z1=1,效
5、率很低(小于0.5)。(5)Z2、Z1尽量避免有公因数(6)蜗杆材料 1渗碳淬火 16CrMn,20Cr,20CrMn,20CrMnTi,20Cr2Ni4A等4 2调质 40Cr,42CrMo,35CrMo等(7)蜗轮材料 (1)铸造锡青铜 ZCuSn10Pb1(国内最常用)(2)铸锡锌青铜 ZCuSn10Zn24平面二次包络的承载能力计算一般也采用直廓环面蜗杆计算方法,4直齿平面包络蜗杆一般用于精密分度装置,第第7 7章章 主要几种齿轮传动设计的特点主要几种齿轮传动设计的特点47.5 7.5 双圆弧齿轮设计特点双圆弧齿轮设计特点4 圆弧齿轮在高速齿轮行业应用是我国的一大特色,正向中硬齿面和应
6、齿面发展,采用“中硬调质”-“精滚修形”-“氮化”-“珩齿”,精度5级(1)啮合特性要求(2)齿宽要求与重合度(3)斜齿传动(4)齿根加工精确度 1、双圆弧齿轮设计是以经验公式为设计基础,建议在疲劳强度计算中采用经验公式进行计算,不推荐用国标GB计算方法。2、双圆弧齿轮疲劳强度提供两种强度计算方法:这两种强度计算方法在齿轮接触强度极限应力(H1、H2)和齿轮弯曲强度极限应力(F1、F2)是不一样的。第第8 8章章 齿轮材料与热处理技术齿轮材料与热处理技术4 材料与热处理是齿轮制造中很重要的一个环节。48 81 1 热处理工艺主要形式热处理工艺主要形式 4 气体渗氮4 液体渗氮 4 渗碳淬火4
7、感应或火焰淬火(齿面、齿根、整体硬化区别)4 调质 第第8 8章章 齿轮材料与热处理技术齿轮材料与热处理技术48 82 2 材料与热处理质量控制材料与热处理质量控制4 4 材料与热处理质量控制分三档:ME、MQ、ML4 ML表示齿轮加工过程中材料质量与热处理工艺的一般要求4 MQ表示有经验制造者在通常成本下可达到的质量要求4 ME表示必须具有高可靠度的制造过程控制才能达到的等级4 4 注意:与接触弯曲的许用应力值的选取有密切关系。第第8 8章章 齿轮材料与热处理技术齿轮材料与热处理技术48 83 3 齿轮材料的选择齿轮材料的选择4 (1)齿轮材料的合金化 4 齿轮的淬火硬度取决于碳含量,其他合
8、金元素是为了满足或改善各种特殊性能,如:Cr、Mn、Mo、V可提高淬透性,V、Ti可控制高温下晶粒度的长大,Ni可增加朔性和韧性,Mo、V可使渗氮后表面形成高硬度化合物,Pb、Ce可改善切削性能。齿轮材料可根据不同的性能要求和成本来考虑。4 第第8 8章章 齿轮材料与热处理技术齿轮材料与热处理技术4 (2)齿轮材料的重要热处理特征4 4 淬透性4 淬硬性4 过热的敏感性4 回火的稳定性4 变形开裂性4 尺寸稳定性4 回火脆性 第第8 8章章 齿轮材料与热处理技术齿轮材料与热处理技术48 84 4 热处理变形控制措施热处理变形控制措施4减小表面淬火变形的一般措施:4 消除毛坯内应力细化组织(毛坯
9、正火)4 较低的淬火温度 (淬火前调质)4 较短的加热时间 4 消除机加工应力 (淬火前600-650度预热)4 均匀加热4 缓和的冷却4 增加齿轮毂体的强度4减小齿轮渗碳淬火热处理变形的措施:4 合理的齿轮结构设计4 合理的加热淬火夹具及装夹方式4 热处理前的齿轮加工尺寸调整(掌握变形规律、变形补偿)第第8 8章章 齿轮材料与热处理技术齿轮材料与热处理技术4 8 85 5 热处理的常见缺陷及防止措施热处理的常见缺陷及防止措施 4 851 调质齿轮常见缺陷及防止措施(见表8-1)4 852 表面淬火齿轮常见缺陷及防止措施(见表8-2)4 853 渗碳淬火齿轮常见缺陷及防止措施(见表8-3)4
10、854 氮化齿轮常见缺陷及防止措施(见表8-4)第第8 8章章 齿轮材料与热处理技术齿轮材料与热处理技术48 86 6 热处理其它问题热处理其它问题4有效硬化层深:一般为:(0.15)0.2Mn-0.25Mn (0.25Mn-0.3Mn)4热处理变形:1、防变形,4 2、变形补偿,(大直径1000mm应考虑对磨齿留量的影响)4 3、磨量一般不应超过0.5mm4 材料与热处理对应问题4 渗碳层深4 硬度梯度(齿面硬度、心部硬度、齿面硬度降HRC1强度降20%)4 热处理变形及变形补偿,(大直径1000mm应考虑对磨齿留量的影响)第第8 8章章 齿轮材料与热处理技术齿轮材料与热处理技术48.7 8
11、.7 小模数的特点:小模数的特点:4(1)齿面硬化容易淬透,硬度不宜过高;4 对于模数小于1时,齿面硬度不宜过高。4 对于模数大于1时,可以采用硬齿面磨齿(HRC56以上)。4(2)不锈钢氮化工艺比较难控制。4(3)对于温度变化较大,必须考虑齿轮和箱体材料线膨胀系数不同。尽量采用齿轮和箱体材料线膨胀系数是相同的。第第9 9章章 齿轮加工工艺有关问题齿轮加工工艺有关问题49 91 1 齿轮加工的方法齿轮加工的方法()滚切法(滚齿、滚插,滚磨)()成形法(铣齿、插齿、拉齿、成形磨齿)()空间形法(铸造、压铸、模锻)第第9 9章章 齿轮加工工艺有关问题齿轮加工工艺有关问题49 92 2 齿轮加工应注
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