非標機械設計教程：齒輪設計基礎知識

歡迎大家來到小王子教育 我是大廠老師啊 今天我們這節課呢 講一個比較難一點的東西 講到我們這個齒輪的教合 這個齒輪教合的話呢 其實大家呢 首先第一個點要搞清楚 我們爲什麼要教合 是吧 大家呢 這個齒輪之所以要教合的話呢 就是因爲它在使用的過程中 我們並不清楚它的強度夠不夠 但是它的強度又有哪些東西呢 是吧 很多時候會想 老師 這個齒輪的話呢 第一個問題 它有可能比較軟 是吧 如果說比較軟的話呢 它有可能就會中間會慢慢的 因爲這個硬度的問題或者一些接觸硬度過大的情況 就會產生一些點 是吧 大家切不急啊 掉頭呢 有可能是這個玄冰糧直接把它給掰彎了 掰斷了 是吧 所以其實我們可以馬上想出 其實關於這個齒輪的話呢 它有兩種情況 是吧 但是呢 我們先 開始看一看我們這個技術知識 好 這個齒輪的話呢 它這個失效啊 第一個情況的話呢 是這個輪齒折斷 輪齒折斷的話呢 就是我們這個齒 它直接被折斷了 被折斷的話呢 那說明什麼問題了 是嗎 這個問題的話 其實大家可以想到啊 對不對 很明顯呢 它是我們這個 彎曲的 是不是 因爲我這個彎曲你比較大的時候呢 它是會折斷 大家可以做個實驗 可能大家還是聽不懂 是吧 做個實驗 你現在到沙裏面有春筍 是吧 你用這個手 掰它 你掰一下看看 它就會折斷 對 掰它的過程中是彎曲 記好了是彎曲 彎曲的情況產生的是折斷 好 還有一個的話呢 大家可以做個另一個實驗 你現在拿一個橡皮泥 你用這個手揉啊揉啊揉對對好 這個橡皮的話呢就被揉爛了對對 然後揉穿了 這個是接觸產生的 聽懂了同學們 聽懂後可以刷一好不好 我們今天解決第一個問題 什麼叫彎曲引領 什麼叫接觸引領 彎曲就是我掰它 我們剛纔所說的這個接觸的話呢 就是揉它 是吧 兩種情況 是發生的最多的 其他的當然有 但是其他的話是衍生出來的 好不好 所以我們今天來看一下 我們重點把握兩個問題 第一是輪齒的折斷 第二個是這個齒面的點勢 至於其他的重不重要呢 重要 嚴不研究呢 不研究 好吧 大家了 所以的話呢 我們一聽課 一開始的話就把一個問題簡化 好吧 就是我們講這個滾軸速感的時候 你學拉姆的幹嘛呢 對不對 我們這個掌握就可以了嘛 而且大廠老師你這個十多年的工作經驗告訴大家 夠了 好吧 行 我們開始往下面講 第二個問題 我們要注意輪齒的設計準則 我們就將這個輪車的那些呢 可能又跟齒輪呢 掛不起鉤 我們呢 把它隱藏起來 我們把這個齒輪的話呢 當成這個 我們看另一個吧 這個的話比較真實點啊 好不好 好 我們看這款設備 其實也是一樣的多真實 是呢 他這個劣盒的話 當時我們沒有花太多時間去做 好吧 其實調一下就可以了 好 大家看一下 這是一對 齒輪 是吧 這個齒輪的話呢 齒輪是這個輪子 輪齒是指這個齒 是吧 因爲我們這個心部的話呢 它是不可能失效 所以失效基本上就是這個齒子會失效 所以這個齒子叫輪齒 好不好 大家不會看不懂啊 好不好 好 這第一個 第二個頭呢 我們看一下 我們回到這個上面 大家注意啊 第二個情況 保證足夠的彎曲 就是我剛說的 遊客有一顆蠢筍 你掰它 要掰不斷 那我們第一個問題 掰不斷 是吧 第二個頭呢 揉不碎 是不是 其實呢 我們這個齒輪的話呢 設計的準則就這麼回事 第一個是掰不斷 第二個是揉不亂 揉不爛 是吧 好 那我們解決這兩個問題後呢 那就夠了 但是有一個問題呢 什麼高速重載的話呢 我們還要考慮 但是我們不研究 好不好 我們就不研究 因爲呢 我們做飛鏢 誰讓你去做高速重載呢 高速重載的情況下 要麼就是儀器 要麼就是礦產機械 路面機械 工程機械 那不是我們的研究範疇 好不好 飛鏢機械 我們就研究前面的這個了 所以呢 這個問題你知道就行 你不要問我 因爲呢 我也不懂 好不好 這個是屬於齒輪工程師他們的事情 就像這些 重型機械廠 他們有齒輪工程師 他們這輩子的話就幹一個事 就研究齒輪 好不好 所以你不會問我 我也不懂 好 讓我們看一下 老師們 有實際的是b式 可能大家已經不懂什麼叫b式呢 我給大家解釋啊 b式的話呢 就是我們這個齒輪 它跟外界沒有直接相連 有一個罩子把它罩起來了 外面的粉塵進不去 然後呢 這個齒輪呢 它是浸在油裏面 至少的話呢 有一半 比如說我們這個輪子這樣的放着啊 我們現在這樣擺着 是不是啊 這個齒輪呢 基本上它有一大半 對不對 然後呢 浸在油裏面 然後呢 閉着它的話呢 外面東西呢進不去 叫b式 所以我們也瞭解什麼叫b式 b式就是把這個齒輪封閉起來 然後呢 它有這個油潤滑 就是第一個情況 第二個是開式 開式的話 我們剛纔這兩個設備呢 它都是開式 開式就是這個齒輪你看得到 這個空氣的粉塵呢 它會進去 這個水的話呢 它外面的這個水分的話也會進去 是吧 裏面的油的話呢 也容易幹 比如說我們這個潤滑的話 這個油比較幹 所以有兩種情況 第一個是開式 第二個是b式 我們要理解啊 但是我們做飛飛機器呢 要看一下 比如說呢 很多學習經常會問到老師 那我買一個減速箱回來 減速箱裏面的這個齒輪它就屬於b式 是吧 但如果說我們飛飛設備的話呢 做兩個這個東西擺在一起 然後呢 傳動一下 那就是開式 開式跟b式它有很大的區別 因爲我們研究的時候呢 發現這個開式跟b式呢 經過我們這個實驗的觀察呀 發現開式跟b式 它的這個力學特點有很大的不一樣 大家呢 先不着急 老師 我要算這個m 是吧 魔術 我要算這個直徑a 不着急啊 你不來 好 這個時候要注意 b式的話呢 一般是齒面接觸疲勞 因爲它的話呢 這個齒面的話就是不斷的揉 不斷的揉 對不對 好 那我們爲什麼這個 開式不去研究了呢 是吧 開式根本就來不及揉 對 你該來不及揉 你想揉碎它都不可能 你在揉碎了之前 它已經斷了 已經彎掉了 已經裂開了 所以我們這個b式齒輪的話呢 要分兩個情況 b式軟齒面 主要是 接觸疲勞 就是柔 接觸叫柔 所以呢 軟的研究它的柔 柔不柔的爛 我讓它柔不爛就行了 然後呢 硬的話呢 那我們就保證它掰不斷 對不對 好 像我們這個開式的話 只研究這個掰不斷 好不好 所以我們後面會引入一個問題 就是你這個齒輪的話呢 你到底是選硬齒面還是軟齒面 硬齒面跟軟齒面 它的計算方法稍微有點區別 但是呢 我們今天通話呢 講透徹 那不管怎麼樣 你就照着搞就是了 好不好 但是 同學們 我們後面會講到 你說齒輪叫和 齒輪叫和 它必須有前提條件 同學們 很多東西都能看 我們這個文章看不懂 老師 你的課我也聽不懂 是吧 因爲你沒有搞清楚前一條件 沒有前條件 我們什麼都不能說 是吧 那你說什麼呢 對不對 你是給我開玩笑嗎 是不是啊 所以呢 必須有前條件 前提條件是什麼呢 記好了 第一個是功率 p 是吧 好 那就了功率p 第二個的話呢 這個主動齒輪的轉速 因爲我們先假設電極的轉速 所以的話呢 沒有這些參數 我們根本就算不出來 好不好 那就了主動齒輪的 轉速 這是我們必須有的 其實呢 我們講這個東西的時候 本身好像有點是舞弊的嫌疑 是不是啊 因爲你就知道這個 你知道這個功率了呀 你就知道我們這個轉速了呀 那你這個小齒輪的話呢 那不他這一個不就差不多了嗎 牀都別也知道了呀 是不是牀都別的肯定要知道是不是啊 那你什麼都知道了 那你搞什麼呢 是不是就這樣子的 他就什麼都知道了 是吧 然後呢 在知道的潛力下 我們再去進行一些調整 對 其實呢 大致上他的這個直徑 小齒輪的直徑基本上也大致確定了 說實話 他的魔術呢也差不多確定了 所以大家來在看的時候 因爲我們今天講這個東西的時候很多人不是問我 是吧 老師 魔術怎麼算呢 是吧 其實 他在本來這個已知條件的這個潛力下 大致有一個參數 我們可以直接算出來 只是我們的話呢 現在還沒講的這個問題 包括他的這個小齒輪的這個軸徑 這個直徑 他也大致確定下來了 是吧 記好了 我們只是 經過大致的確定之王之後 我們呢 也不確定他是哪個參數 我們算出可能是一個 是一個小數的 是吧 我們把它圓整 如果呢 算出我們這個直徑呢 是一個小數呢 也要圓整 然後呢 我們還要進行校合 就這個意思 大家理解了 對不對 所以呢 大家我們後面講的時候 大家的話看很多東西 老師看不懂 你這個參數也是位置數 那個參數也是位置數 那我怎麼算呢 是吧 其實他本身的前提就已經大致確定了 我們在計算齒輪的時候 齒輪的這個電機 比如說我們正華四倍 這個電機他已經買回來了 就是我已經不管了 我先買回來 然後呢 我再去考慮後面的事情 纔是這個齒輪的校合的這個過程 也說這個齒輪已經定好了 所以呢 比較尷尬啊 是不是 同學們會想着 老師 我這個憑空的把它算出來 怎麼可能呢 它是一個開封式的命題 怎麼可能算得出來呢 是吧 好 那同學們今天我們這個心裏面有底了 是不是 跟大學老師學知識的話就是學有底呀 好 那我們往這邊看 這個齒輪的話呢 其實我們很容易判斷 齒輪要折不斷 又要柔不爛 折不斷就要求它這個很韌 對不對 大家就折一下 折一個不鏽鋼 你折一下很難折斷 是吧 韌就是韌性 它可以有彈性 是吧 韌性其實某一種意義上來說 它就是彈性 你掰我吧 你掰不斷 對不對 你去掰一個彈簧看看 你掰的斷嗎 掰不斷 所以呢 要求它的心不韌 但是呢 表面呢 它柔 對不對 我雖然掰不斷 但是我可以柔爛你 是不是 所以呢 它要求了這個表面的要硬 所以對材料的要求呢 是表面要硬 心不要韌 表面什麼意思呢 就是我們這個齒輪 他們這些 裂合的這個點 是不是接觸面 他們這個地方有跟這個線 是吧 昨天我講過了 我說他們這個接觸線 後來像我們這個齒輪呢 它的接觸線很短 是吧 這個鞋層的話 這個接觸線長一些 說白了就是我們這個點拉過去這一根線 是吧 大家注意一下 這地方這個接觸點嘛 一直拉過去不是一根線嗎 對不對 好 那我們的話呢就可以看到 我們常用的材料 其實像我們這種設備呢 它沒有特殊要求 基本上大家 基本上我們可以直接不要想太多 直接選45號 40度 爲什麼呢 因爲就是在那個常選 哎 老師 那我45槓40度的話呢 我有可能是軟質面 有可能是硬質面 那怎麼辦呢 也簡單 如果說你有45槓40度 或者其他一些類似材料 我選軟質面 那我就真的火了 我正火齒輪嘛 正火齒輪不就是軟的嗎 對不對 或者呢 我這個調製齒輪嘛 我調個質嘛 它不是很軟的嗎 好 老師 我還是用這兩種材料 我希望它很硬 那怎麼辦呢 也簡單嘛 對不對 你對了進行這個炸火嘛 是吧 炸火的話呢 我們這個寫粗火 碎火 其實是炸火 是吧 炸火 然後呢 我還可以表面上火嗎 就是這個什麼問題呢 是吧 最後什麼時候呢 我們要注意啊 很多問題我們要去簡化 所以大家你會發現 真正去學技術 很多東西的話呢 事實上你有一些常識 你基於這些常識 我們再去討論 不然的話呢 我們這個開放生命題 那不是做技術 那是做科研 是吧 好 所以呢 我們今天大概有意見了 好不好 好 鋼的話呢 是常用的就行了 鑄鐵的話呢 什麼是用呢 低速輕載 是吧 鑄鐵嗎 鐵的話不紮實 是吧 用哪些地方呢 其實我們很少使用 當然 我們如果說我們這款設備呢 就是一塊平的動機 我硬是要用這個東西的話呢 那我們的市場上去買 買個豬皮 然後呢 這個豬 這個其實我們很也很少使用 說實話 低速輕載 那我們做飛鏢設備 誰會用到這個低速輕載呢 是吧 一般的話也是這個正常載荷 是吧 好 非基礎材料 非基礎材料呢 可能有些東西呢 在一些 呃 我給大家舉個例子吧 有些機器人 是吧 一些玩具機器人吧 大家玩過這個玩具機器人的話呢 玩具機器人裏面其實有一些齒輪 是吧 那裏面的話呢 可能就是用的這個尼龍 是吧 尼龍的 爲什麼有尼龍呢 因爲尼龍的話呢 相對的說可以更加耐用一些 小巖東旭老師 球木鑄鐵有什麼不同啊 好 我給你說一下 球木鑄鐵 他是在鑄鐵裏面的話呢 跟灰鑄鐵形成鮮明人對比的 好不好 一個是st叫灰鑄鐵 球木鑄鐵的話呢 不一樣qz 是吧 球木鑄鐵的話呢 它的特點就在於它的強度跟鋼 跟我們這個鍛造鍵 它的強度差不多 它是一種很不錯的一種 鑄造材料 所以呢 它有時候的話呢 可以跟我們這個其他的一些這個鍛造的材料的話呢 可以 可以相互替換 可以相互替換的 這種材料的話是相當不錯的 好不好 小巖東旭啊 但是呢 它又有這個 鑄造材料的話呢 它的一些優勢 好不好 但是呢 它的價格不便宜 理解嗎 小巖東旭聽懂了嗎 聽懂了可以刷1 好不好 我們通常所說的這個鑄鐵 是指的灰鑄鐵啊 通常所說的是指的灰鑄鐵 但是呢 這個球木鑄鐵的話呢 它已經是一種非常優良的材料了 就行了 那我們就不想太多了 好吧 是吧 好 但是呢 那我們這個鑄鐵的話 如果說你說是用的這個 球木鑄鐵 那它其實跟上面的話是可以互相替換的呀 是吧 好 往上面看 其樂材的選樣原則 第一個強度 第二個壽命 第三個可靠性 第四個經濟性 好吧 我們重點研究前面兩個可靠性跟經濟性不去研究它 是吧 經濟性的話呢 其實我們本身剛開始選材料的時候 你就儘量 看我們這個工況 你儘量選便宜的 所以經濟性不會想太多 壽命的話呢 有個表 他會說你這個要裝多少圈 是吧 你要使用這個幾個小時或者多少圈 那他的話呢 裏面有個有個曲線表 然後呢 可以去找這個焦點 所以呢 其實壽命 他只是你還沒看到而已 其實後面的話呢 有一個這樣的去找一些參數啊 跟這個壽命有關聯 是吧 但是不想太多了 好吧 好 還有呢 這個應考慮齒輪 齒輪大小 毛皮成型方法 熱處理合資的供應 還有呢 因爲我們是基本上都是這個外寫的 是吧 所以呢不考慮多 好吧 可能大家又會想 老師 這個外寫你現在說的這麼抽象 我也搞不定了 對不對 是吧 怎麼辦呢 好 我來告訴他這一招 同學們 其實很簡單 搞不定的話呢 我告訴大家嘛 同學們 我們可以找到這個齒輪 發射齒輪的話呢 實際上我們這個很多地方呢 他有這些製造商 對不對 比如說你們公司的份呢 可能 上海呀 廣州啊 然後呢 這個哪些地方 哪些地方 就是江蘇 徐州啊 對不對 好 他們就是專門幫你做這一些飛鏢齒輪的 記好了 他們就是幫你製作這個飛鏢齒輪的 你的話呢 只要把這個參數發給他們 然後呢 當然他們有技術人員 是吧 因爲我們齒輪我們不是自己加工的 好不好 所以大家都會來會想 老師你說了這麼多 我你說你說老是是個外寫外寫 那我怎麼製作外寫呢 是吧 那外寫的話就在這裏面 是吧 但是不一定是淘寶網上的 可能你們公司本身 在使用的過程中 在平時這個設計過程中呢 就有一些固定的一些這個外寫單位 那更好一些 是吧 如果沒有的話呢 這是一種方法 好吧 是吧 可以做飛鏢軸承嗎 不知道 齒輪是齒輪了 飛鏢軸承的話呢 我印象中沒有 好吧 江蘇同學 但是呢 齒輪的話呢 一般情況下我們是定做的 我們是在外寫單位的 好吧 好 我們繼續往下面想 所以大家的話有很多問題 我呢不斷的給大家來這個去闡述 因爲大家會聽起來感覺好像聽得懂 但是你做不了 做不了的話呢 其實你只是沒去嘗試啊 好不好 好往下面看 這個齒批不多說 這個鋼質軟結構呢 配對的時候要求小齒輪硬一些 小齒輪硬一些 那怎麼硬呢 是吧 好 剛纔說一下 比如說這個小城的 我希望他比大城的硬一點 對不對 那很簡單呀 我這個地方用這個正火 你用調製 調製軟點 正火硬一點 是吧 或者呢 你的話呢 就是調製 我的話呢 就給他這個表面上個火 那就硬一點 是吧 而且同時是調製 或者呢 同時是正火 他這些 這個熱處理的這個師傅 他也會 他也會幫你啊 在這個同樣的這個熱處理的情況下 他的這個時間不一樣 然後呢 產生的這個應對也不一樣 是這樣子的 什麼 所以呢 這個問題呢 你只要在這個工程圖上面表達出來就行了 他會幫你去做 好吧 所以這個硬度的問題是熱處理的過程中產生的問題 他是屬於熱處理的基礎問題 不要你去想那麼多 好吧 好 至於這些的話呢 大家也不要着急了 看一下 什麼 在我們這個齒輪的話呢 這些參數裏面呢 大家去看一看啊 是吧 四手鋼 正火 調製 表面災禍 他的話呢 這個裏面的硬度 這些力學性能呢 這上面全部會有數值 因爲我們後面會講這個問題 我們一般通常是用錢 是用這個地方吧 是吧 我們來回再說 好吧 好 我們來回到我們這個文檔 這裏面的話 這些參數呢 我們一般 機械工程手冊裏面有 沒有的話呢 你就可以把這些表啊 把它剪接下來 然後呢 以後你自己就用一下就行了 好吧 我們一般的話是用這個 這個的是吧 一般是用強度底線 好 如果說大家想進步的學習呢 可以加入我們的學區 62553171 好 謝謝大家