齿轮传动及其润滑分析课件.ppt

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1、齿轮传动及润滑分析齿轮传动润滑齿轮的功用及类型齿轮运动力学分析轮齿的失效形式齿轮噪音及其控制齿轮的润滑一、齿轮的功用及类型作用：不仅用来传递运动、传递动力、而且能改变齿轮传动的方向。分类开式传动有简单防护罩，大齿轮浸入油池，润滑得到改善、适于非重要应用；裸露、灰尘、易磨损，适于低速传动。半开式传动闭式传动全封闭、润滑良好、适于重载。按类型分按装置型式分按使用情况分硬齿面齿轮（齿面硬度≤350HBS）直齿圆柱齿轮传动斜齿圆柱齿轮传锥齿轮传动人字齿轮传动动力齿轮传动齿轮按齿面硬度分软齿面齿轮（齿面硬度＞350HB

2、S）以动力传输为主，常为高速重载或低速重载传动。以运动准确为主，一般为轻载高精度传动。二、齿轮运动力学分析1、根据前人对渐开线直齿圆柱齿轮转动与其润滑油膜压力及厚度的研究发现：齿轮啮入点的油膜压力高于啮出点，而啮入点膜厚则远小于啮出点。最高油膜压力发生在双齿啮合转变为单齿啮合后的瞬时，双齿啮合变为单齿啮合的瞬间油膜厚度和单齿啮合变为双齿啮合的瞬间油膜厚度都比较小。所以最大受力点在啮入点和双齿啮合变为单齿啮合的瞬间点以及单齿啮合变为双齿啮合的瞬间点。齿轮模数、传动比和压力角等参数均对油膜压力与膜厚有影响。模数、

3、传动比、压力角越大，则齿轮的油膜压力越低，膜厚越厚。齿轮转速越快，润滑油粘度越大，则齿间油膜越厚。潘存云教授研制轮齿折断１、过载突然断裂２、疲劳折断。一、轮齿的失效形式失效形式潘存云教授研制三、轮齿的失效形式潘存云教授研制潘存云教授研制齿面接触疲劳齿面接触应力按脉动循环变化当超过疲劳极限时，表面产生微裂纹、高压油挤压使裂纹扩展、微粒剥落。点蚀首先出现在节线处，齿面越硬，抗点蚀能力越强。软齿面闭式齿轮传动常因点蚀而失效。齿面点蚀轮齿折断失效形式一、轮齿的失效形式三、轮齿的失效形式齿面点蚀齿面胶合高速重载传动中，

4、常因啮合区温度升高而引起润滑失效，致使齿面金属直接接触而相互粘连。当齿面向对滑动时，较软的齿面沿滑动方向被撕下而形成沟纹。措施：1.提高齿面硬度2.减小齿面粗糙度3.增加润滑油粘度低速4.加抗胶合添加剂高速轮齿折断失效形式一、轮齿的失效形式三、轮齿的失效形式潘存云教授研制齿面胶合齿面磨损措施：1.减小齿面粗糙度2.改善润滑条件，清洁环境磨粒磨损跑合磨损齿面点蚀轮齿折断失效形式一、轮齿的失效形式3.提高齿面硬度三、轮齿的失效形式潘存云教授研制从动齿主动齿从动齿主动齿从动齿主动齿从动齿主动齿齿面胶合齿面磨损齿面点

5、蚀轮齿折断失效形式齿面塑性变形一、轮齿的失效形式表面凸出表面凹陷三、轮齿的失效形式四、齿轮噪音及其控制一、齿轮噪音来源齿轮噪音是由机械振动形成的，它与机械性噪音产生的机理大致相同，主要包括：齿轮啮合刚性的周期性变化对传动噪声的影响齿轮传动误差和安装误差对传动噪声的影响1)齿形误差2)齿距误差3)齿轮的轴线度、平行度及中心距误差四、齿轮噪音及其控制二、齿轮噪音控制由以上力学分析及噪音来源可以明显看到，要控制齿轮噪音，可以从以两个大的方面入手1、齿轮的结构设计参数是噪音控制的关键材料选择齿形设计参数加工精度运转状

6、况试验证明：①齿向修缘可降低传动噪声2～8分贝；②齿形修缘可降低传动噪声5分贝(尤其适用于直齿轮传动)；③减小齿面粗糙度可降低传动噪声0～7分贝四、齿轮噪音及其控制2、选择适宜的润滑方案齿轮传动的基本润滑要求：适当的粘度或稠度良好的极压抗磨性良好的抗氧化安定性良好的抗剪切安定性良好的防锈性良好的抗泡沫性良好的抗乳化性塑胶齿轮还要求要与良好的相容性五、齿轮传动的润滑齿轮传动时，相啮合的齿面间有相对滑动，因此就要发生摩擦和磨损，增加动力消耗，降低传动效率，特别是高速传动，就更需要考虑齿轮的润滑。1、润滑的目的：改

7、善摩擦表面的粗糙度，减小接触面的摩擦系数，减小摩损，延长寿命同时由于润滑油脂膜的存在，可以对齿轮转动中的冲击起到一定的缓冲作用。五、齿轮传动的润滑2、齿轮传动的润滑具有特殊性1）轮齿形成油楔的条件差；2）啮合齿面间压力大，而且相对滑动的大小和方向变化大，齿轮常处于边界润滑和混合润滑状态；3）每次啮合都要重新建立油膜，润滑是断续的；4）载荷大，摩擦热也大，易使油温上升，加速油膜的破坏5）齿轮的材料、热处理、加工和装配精度及齿面粗糙度等影响因素。因此，齿轮传动的合理润滑设计是十分重要的。在润滑方案的选择上，应

8、根据材料种类，工作温度，转速，负荷等情况选择合适的润滑方案。五、齿轮传动的润滑3、齿轮传动的润滑方案：1）按装置类型分类：1、V<12m/s——浸油润滑2、V>12m/s——喷油润滑（图6-22）（图6-22）齿轮传动的润滑方式，主要取决于齿轮圆周速度的大小。对于速度较低的齿轮传动或开式齿轮传动，采用定期人工加润滑油或润滑脂。对于闭式齿轮传动，当齿轮圆周速度v<12m/s时，采用大齿轮浸入油池中进行