《齿轮传动》PPT课件

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1、第十章齿轮传动§10-1齿轮传动概述§10-2齿轮传动的失效形式及设计准则§10-3齿轮的材料及其选择原则§10-4齿轮传动的计算载荷§10-5标准直齿圆柱齿轮传动的强度计算§10-6齿轮传动设计参数、许用应力与精度选择§10-7标准斜齿圆柱齿轮传动的强度计算§10-8标准锥齿轮传动的强度计算§10-10齿轮的结构设计§10-11齿轮传动的润滑齿轮传动概述1一、齿轮传动的主要特点：传动效率高可达99％。在常用的机械传动中，齿轮传动的效率为最高；结构紧凑与带传动、链传动相比，在同样的使用条件下，齿轮传动所需的空

2、间一般较小；与各类传动相比，齿轮传动工作可靠，寿命长；传动比稳定无论是平均值还是瞬时值,都是恒定值。这也是齿轮传动获得广泛应用的原因之一；与带传动、链传动相比，齿轮的制造及安装精度要求高，价格较贵。精度低时，振动和噪音较大不宜用于轴间距离大的传动齿轮传动是机械传动中最重要的传动之一，其应用范围十分广泛，型式多样，传递功率范围广（从很小的功率到数万千瓦）。§10-1齿轮传动概述二、齿轮传动的分类：齿轮传动的类型分:按传动的工作条件分:按齿廓曲线形状分:平面齿轮运动空间齿轮传动半开式传动闭式传动开式传动渐开线齿轮

3、传动摆线齿轮传动圆弧齿轮传动按齿面硬度分：硬齿面齿轮（齿面硬度＞350HBS）软齿面齿轮（齿面硬度≤350HBS）平面齿轮运动：用于两平行轴之间的传动。常见的类型有：直齿圆柱齿轮传动：斜齿圆柱齿轮传动：人字齿轮传动：外啮合齿轮传动内啮合齿轮传动齿轮齿条传动外啮合齿轮传动内啮合齿轮传动齿轮齿条传动直齿圆柱齿轮传动：外啮合齿轮传动内啮合齿轮传动齿轮与齿条传动直齿圆柱齿轮：又称正齿轮或直齿轮，轮齿与轴线平行。斜齿圆柱齿轮传动：斜齿圆柱齿轮：轮齿对轴线倾斜了一个角度，即螺旋角。外啮合齿轮传动内啮合齿轮传动齿轮与齿条传

4、动人字齿轮传动：由螺旋角方向相反的两斜齿轮组成，可制成整体或拼合式。人字齿轮传动人字齿轮空间齿轮传动:用于相交轴和交错轴之间的传动。常见的类型：直齿圆锥齿轮传动斜齿圆锥齿轮传动曲齿圆锥齿轮传动圆锥齿轮传动：(三种)螺旋齿轮传动蜗轮蜗杆传动圆弧齿轮传动:单圆弧齿轮传动双圆弧齿轮传动一、齿轮传动失效形式及种类讨论齿轮失效的目的：二、齿轮传动设计准则§10-2齿轮传动失效形式及设计准则设计方面的需要：寻找最佳齿形和啮合参数提出合理的计算准则；确定具体工作条件下工作能力；确定齿轮材料及热处理方法；使用、维护、延长寿命

5、等。生产实际的需要：是试验产品及判断和分析事故的基本知识。一、齿轮传动失效形式及种类：齿轮传动的失效主要是指轮齿的失效，失效形式与工作条件及所选材料及其热处理方式等有关。1、轮齿失效：轮齿部分发生了表面的、整体的损坏或永久变形，统称为轮齿失效。2、轮齿失效的分类：大致可分为两大类，即轮齿折断齿面失效轮齿折断：一般发生在轮齿根部，指齿的大部分或整个齿的断落，是轮齿中最危险的失效形式。轮齿折断分两类：齿面失效：过载折断疲劳折断常见形式：齿面疲劳点蚀和表层剥落齿面磨损齿面塑性变形齿面胶合非正常情况下失效正常情况下失

6、效轮齿折断图：实物图三维图轮齿折断：过载折断：主要因严重临时过载，轮齿弯曲应力超过其极限应力。特征：断口位置不固定，断面晶粒较粗糙。脆性材料和低塑性材料轮齿整齿折断齿宽较大的直齿轮、斜齿和人字齿轮塑性材料制成的齿轮局部折断齿体弯曲塑性变形疲劳折断：变应力作用使轮齿根部产生疲劳裂纹。裂纹沿齿根圆角半径方向逐步向深部扩展，直至使轮齿断裂。疲劳裂纹多发生在齿根受拉的一侧。特征：齿宽较小的直齿圆柱齿轮，裂纹沿全齿根扩展，使全齿折断；齿宽较大的直齿圆柱齿轮，裂纹由齿根向齿顶斜向发展，使局部折断。有疲劳裂纹痕迹，折断面上

7、有明显的光滑区—疲劳破坏区、粗糙区—静力破坏区两部分。提高轮齿抗折断能力的措施：增大齿根过渡圆角半径，消除加工刀痕，减小齿根应力集中；增大轴及支承的刚度，使轮齿接触线上受载较为均匀；采用合适的热处理，使轮齿芯部材料具有足够的韧性；采有喷丸、滚压等工艺，对齿根表层进行强化处理；强度条件。强度条件：防止轮齿产生过载折断或齿体弯曲塑性变形，应进行轮齿弯曲静强度计算。—承受短期过载或冲击时，轮齿根部弯曲应力—承受短期过载或冲击时的许用齿根弯曲应力防止轮齿产生疲劳折断，应进行轮齿弯曲疲劳强度计算。—计算齿根弯曲应力及其

8、许用值、强度条件：强度条件：齿面疲劳点蚀和表层剥落：点蚀：点蚀发生的场合及部位：点蚀产生的机理：轮齿啮合时产生的表面接触应力超过齿面的接触疲劳许用应力时所引起的疲劳破坏。疲劳磨损场合：有润滑油的闭式齿轮传动中。部位：发生在靠近节线的齿根处。齿面失效：点蚀种类：局限性点蚀（初始点蚀）：扩展性点蚀(破坏性点蚀)：片蚀：.表面渗碳淬火的轮齿，齿面疲劳裂缝发生于淬硬层与心部交接处。于是当裂缝扩展后，齿面金属