齒輪設計中各種要素和確定要素的條件
在設計齒輪時,必須確定齒輪的尺寸、齒形、齒距、變形量、材料、熱處理、磨削、表面粗糙度、間隙量、輪齒螺旋角、螺旋方向、與軸的連接方式、精度等級等因素,以及制造方法、潤滑方法等。
確定這些要素的主要條件是:
-尺寸條件-主要受設計機械尺寸的影響
1.軸心距離
一般情況下,選擇匹配機械兩軸中心距離的齒輪。為此,有時需要對輪齒進行換位。
2.可供安裝齒輪使用的空間
這一條件影響著輪齒寬度和齒頂圓直徑。一般而言,機械內部的各種機械元件應盡可能高效、節省空間。因此,齒寬和齒頂圓直徑的大小同樣受到機械本身的限制。
-功率大小和方向條件-主要取決于齒輪的性能
1.傳動功率和齒輪要求的強度
其主要條件為齒面強度和彎曲強度。它們影響齒距、壓力角、位移量、齒寬、熱處理工藝等等。
2.動力方向
主要影響齒輪螺旋方向,齒輪種類。(例如:用齒條做直線運動)
3.機械傳動要求的速度比
影響齒數的確定。
-使用和操作條件
1.齒輪壽命
由于其主要與彎曲強度及齒面強度有關,因此主要影響齒距、壓力角、位移量、齒寬、熱處理工藝等因素。此外,潤滑方法的選擇也會有影響。
2.有關齒輪重量和維修的條件
主要影響尺寸、形狀、材質(比重等)以及連接軸的方式。
3.機械齒輪的噪音和振動
主要影響精度等級、輪齒是否研磨、是否使用鼓形加工、齒端修薄、材料、側隙量及潤滑方式等。
4.開機停機時的沖擊條件
由于與齒輪強度有關,所以影響因素如材料、齒距、壓力角、位移量、齒寬、熱處理方法等。另外,還會影響決定側隙。
-處理條件和成本原因
1.加工困難和可用設備
影響齒輪加工方法、齒輪尺寸等諸多因素。
2.加工成本
影響決定是否研磨、表面處理和精度等級等。
-使用環境
1.溫度和濕度
影響決定材料和表面處理方法。
2.衛生條件,如清潔度
影響決定材料、表面處理方法和潤滑方法。
行星減速器齒輪設計流程:
1、根據傳動方案確定齒輪傳動形式,有直齒圓柱齒輪傳動、軟齒面封閉傳動等。對于一般作業、速度較慢的輸送機,可選用7級精度。
2、材料選用:選用40 Cr小齒輪、280 HBS硬度、45鋼大齒輪、240 HBS硬度。
3、先選擇小齒輪的齒數,再計算大齒輪的齒數。
4、根據齒面接觸強度公式計算小齒輪圓直徑,再根據實際載荷系數計算圓周直徑,得到圓周直徑。
5、根據齒根彎曲疲勞強度計算模量,并將計算結果進行比較,因為齒輪模量主要取決于由彎曲強度決定的承載能力,而由齒面接觸疲勞強度決定的承載能力僅取決于齒輪直徑,由彎曲強度計算的模量可作為標準值。最后,根據齒輪齒數和節圓直徑計算出齒輪相對幾何尺寸。
以上介紹了行星減速器對齒輪的設計過程