第十章齿轮传动

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1、第十章齿轮传动齿轮传动概述齿轮传动的失效形式及设计准则齿轮的材料及其选择原则齿轮传动的计算载荷标准直齿圆柱齿轮传动的强度计算齿轮传动设计参数、许用应力与精度选择标准斜齿圆柱齿轮传动的强度计算标准锥齿轮传动的强度计算齿轮的结构设计齿轮传动的润滑⑴按工作条件分类①闭式齿轮传动齿轮传动封闭在箱体内，具有良好的润滑条件，能防尘。②开式齿轮传动齿轮外露，润滑条件差，不能防尘。③半开式齿轮传动齿轮在护罩内，但不密封，可以设置油池润滑，润滑条件较好；亦有的仅把齿轮罩上，只起防尘作用，润滑条件较差。⑵按齿轮齿面硬度分类①软齿面齿轮齿

2、面硬度≤350HBS的齿轮。①硬齿面齿轮齿面硬度＞350HBS的齿轮。★齿轮传动的特点和分类⑴优点与带、链等传动比较，具有传递功率范围大、允许工作转速高、传动效率高、传动比准确、使用寿命长、工作可靠、结构紧凑等。2、齿轮传动的分类⑵缺点工作中有振动、冲击和噪声，并有动载荷产生；无过载保护性能；制造与安装精度高，成本高；须用专门设备制造等。§1概述第十章齿轮传动1、齿轮传动的特点减速传动→u=i增速传动→u=1/i中心距a最好为计算整数。4.齿宽和齿宽系数ψd一般取：b2=b（圆整值），b1=b2+（5～10）mm1.

3、模数m对于一般动力传动，要求：m＞1.5～2。2.传动比i和齿数比u两齿轮接触宽度大齿轮宽度小齿轮宽度★圆柱齿轮的基本参数①疲劳折断②过载折断意外过载（或磨损→齿厚↓、冲击载荷）→突然折断初始裂纹→应力重复作用→裂纹扩展→折断（一）齿轮传动的失效形式措施：↑过渡圆角半径；↓表面粗糙度；对齿根进行强化处理；选用韧性好的材料；采用合理的变位等。§2齿轮传动的失效方式及设计准则1、轮齿折断2、齿面点蚀→是闭式软齿面齿轮传动主要失效形式。◆H→变应力、N↑→细微裂纹→扩展→剥落；◆主要发生在节线附近齿根一侧。措施：↑齿面硬

4、度；↓表面粗糙度；采用粘度高的油；采用较大的变位系数等3、齿面胶合5、齿面塑性变形→是低速、重载的软齿面齿轮传动的主要失效形式。高速、重载、高温条件下→压力↑、温度↑、油粘度↓→金属直接接触→熔焊→撕裂→胶合。措施：↑齿面硬度、↓表面粗糙度、采用抗胶合能力强的油（如硫化油）、在润滑油中加入极压添加剂等。4、齿面磨粒磨损→是开式齿轮传动主要失效形式。相对滑动+“磨粒”（金属微粒、杂质、灰尘）→磨损→平稳性↓、冲击、噪声，齿厚↓→失真、折断。措施：开式→闭式。软齿面在低速、重载条件下→齿面压力↑及摩擦力的作用→表层局部塑

5、性流动。措施：↑齿面硬度、↑润滑油粘度。1.闭式齿轮传动⑴闭式软齿面齿轮传动：（接触疲劳磨损即点蚀失效为主）∴按齿面接触疲劳强度设计→按齿根弯曲疲劳强度校核；⑵闭式硬齿面齿轮传动：（弯曲疲劳折断失效为主）∴按齿根弯曲疲劳强度设计→按齿面接触疲劳强度校核；开式齿轮传动∵磨损失效（为条件性计算）为主→折断失效∴只按齿根弯曲疲劳强度设计，求出m→将m增大5∼15%，以补偿磨损的影响。（二）齿轮传动设计准则※1）锻钢①软齿面齿轮：（HBS≤350）工艺过程：轮坯→正火或调质处理→切齿，切制后精度→7、8级；②硬齿面齿轮：（H

6、BS>350）工艺过程：轮坯→切削加工→表面硬化处理→磨齿等精加工。2）铸钢形状复杂、尺寸较大的齿轮（要求耐磨、强度高）。§3齿轮材料、热处理及其选择原则2.常用齿轮材料和热处理见表⑴钢1.对齿轮材料的基本要求是：齿面要硬、齿芯要韧※⑵铸铁用于大直径、低速、小功率、工作平稳及开式传动中。⑶非金属材料主要用于低速、轻载、要求噪声小的齿轮传动中。◇齿轮材料的选择参考原则：◆选择适当的热处理方法：正火碳钢——只能用于制作在载荷平稳或轻度冲击下工作的齿轮。调质碳钢——可用于制作在中等冲击载荷下工作的齿轮。合金钢——常用于制作

7、高速、重载并在冲击载荷下工作的齿轮。基本原则：（1）必须满足工作条件的要求；（2）综合考虑工艺性和经济性的要求。◆一对齿轮的材料搭配：①小齿轮的材料和热处理方法比大齿轮的强；②为防止产生胶合，两轮的材料性能差别越大越好；③两轮的材料相同时，小齿轮齿面硬度也应比大齿轮的高30～50HBS。④采用软－硬齿面搭配时，→冷作硬化作用→↑齿面的疲劳强度。二、计算载荷Fnc=KFn其中：K为载荷系数，按下式计算:K=KAKvKK1、使用系数KA①物理意义考虑齿轮系统外部因素引起的附加动载荷的影响；②影响动载荷大小的因素主要取

8、决于原动机、工作机的运转特性、轴和联轴器的类型、缓冲性能等；③取值方法参考表决定。KA—使用系数Kv—动载系数K—齿间载荷分配系数K—齿向载荷分布系数§4圆柱齿轮的计算载荷一、名义载荷2、动载系数Kv①物理意义考虑齿轮副在啮合过程中因啮合误差和运转速度而引起的内部附加动载荷的影响；②动载荷产生的原因及影响因素齿轮传动的制造、安装误差及受载后