开式齿轮转动设计计算的主要内容是什么
材料。开式齿轮传动设计的内容选择材料,确定齿轮传动的齿数、模数、中心距、螺旋角、变位系数、齿宽等参数;齿轮的其他几何结构尺寸,以及作用在轴上力的大小和方向等。开启式齿轮由于其传递功率的高效性得到广泛的应用。
⑴ 闭式传动 闭式传动的主要失效形式为齿面点蚀和轮齿的弯曲疲劳折断。当采用软齿面(齿面硬度≤350HBS)时,其齿面接触疲劳强度相对较低。因此,一般应首先按齿面接触疲劳强度条件,计算齿轮的分度圆直径及其主要几何参数(如中心距、齿宽等),然后再对其轮齿的抗弯曲疲劳强度进行校核。当采用硬齿面(齿面硬度>350HBS)时,则一般应首先按齿轮的抗弯曲疲劳强度条件,确定齿轮的模数及其主要几何参数,然后再校核其齿面接触疲劳强度。
⑵ 开式传动 开式传动的主要失效形式为齿面磨粒磨损和轮齿的弯曲疲劳折断。由于目前齿面磨粒磨损尚无完善的计算方法,因此通常只对其进行抗弯曲疲劳强度计算,并采用适当加大模数的方法来考虑磨粒磨损的影响。
针对齿轮五种失效形式,应分别确立相应的设计准则。但是对于齿面磨损、塑性变形等,由于尚未建立起广为工程实际使用而且行之有效的计算方法及设计数据,所以设计齿轮传动时,通常只按保证齿根弯曲疲劳强度及保证齿面接触疲劳强度两准则进行计算。对于高速大功率的齿轮传动(如航空发动机主传动、汽轮发电机组传动等),还要按保证齿面抗胶合能力的准则进行计算(参阅GB6413-1986)。至于抵抗其它失效能力,虽然一般不进行计算,但应采取的措施,以增强轮齿抵抗这些失效的能力。
1、闭式齿轮传动
由实践得知,在闭式齿轮传动中,通常以保证齿面接触疲劳强度为主。但对于齿面硬度很高、齿芯强度又低的齿轮(如用20、20Cr钢经渗碳后淬火的齿轮)或材质较脆的齿轮,通常则以保证齿根弯曲疲劳强度为主。如果两齿轮均为硬齿面且齿面硬度一样高时,则视具体情况而定。
功率较大的传动,例如输入功率超过75kW的闭式齿轮传动,发热量大,易于导致润滑不良及轮齿胶合损伤等,为了控制温升,还应作散热能力计算。
2、开式齿轮传动
开式(半开式)齿轮传动,按理应根据保证齿面抗磨损及齿根抗折断能力两准则进行计算,但如前所述,对齿面抗磨损能力的计算方法迄今尚不够完善,故对开式(半开式)齿轮传动,仅以保证齿根弯曲疲劳强度作为设计准则。为了延长开式(半开式)齿轮传动的寿命,可视具体需要而将所求得的模数适当增大。
前已述之,对于齿轮的轮圈、轮辐、轮毂等部位的尺寸,通常仅作结构设计,不进行强度计算。