《CH齿轮传动设计》PPT课件

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1、第11章齿轮传动计划学时：6h制作人：马兆允基本要求及重点、难点11.9齿轮的失效形式11.10齿轮的材料及选择原则11.4齿轮传动精度及其选择11.11直齿轮的受力分析11.12标准斜齿圆柱齿轮传动11.13标准直齿圆锥齿轮传动11.14齿轮的结构设计11.15齿轮传动的润滑和效率基本要求:1）掌握齿轮传动的分类及应用。2）掌握齿轮的失效形式。3）了解齿轮的材料及传动精度。4）掌握直齿圆柱齿轮的受力分析。5）了解齿轮传动的强度问题。6）了解齿轮结构及其传动的润滑。重点：1）齿轮传动的分类及应用。2）齿轮的失效形式。3）直齿圆柱齿轮的受力分析。难点：1）齿轮的失效形式。2）直齿

2、圆柱齿轮的受力分析。作业:齿轮传动是机械传动中最主要的一类传动之一，它不仅用来传递运动，而且还要传递动力。齿轮传动应满足：运转平稳、准确，无冲击、振动、噪音，这就需要设计合理的齿廓（满足齿廓啮合基本定律、正确传动条件、连续传动条件）和适选加工精度；同时，还必须具有足够的承载能力。齿轮传动的主要特点有：效率高（一级可达99%）、结构紧凑、工作可靠、寿命长及传动比稳定的优点；尽管其制造及安装精度要求高、价格较贵，且不适于传动距离过大的场合，但丝毫不影响它的使用，因此它的型式很多，应用广泛。11.1齿轮传动的分类1．按工作条件分①闭式传动——齿轮密封在刚性的箱体内。它润滑条件最好，多

3、用于重要场合的传动。②开式传动——传动没有防尘罩或机壳，齿轮完全暴露在外。这种传动不仅外界杂物极易侵入，而且润滑不良，工作条件不好，齿轮易磨损。只宜用于低速传动。③半开式传动——介于前两者之间，大多是齿轮侵入油池，上面装护罩。2．按节圆上线速度的高低分①低速传动——3m/s的传动。②中速传动——3m/s15m/s的传动。③高速传动——15m/s的传动。3．按传递功率的大小分①轻载传动——P20kW的传动。②中载传动——20kWP50kW的传动。③重载传动——P50kW的传动。4．按齿轮齿面硬度的软硬分①软齿面传动——HBS350或HRC38的传动。②硬

4、齿面传动——HBS350或HRC38的传动。11.9齿轮的失效形式及设计准则齿轮传动的失效主要是轮齿的失效。11.9.1齿轮传动的失效形式1．过载折断轮齿因短时意外的严重过载而引起的突然折断。这主要发生于脆性材料（如淬火钢或铸铁）。2．疲劳折断轮齿像一个悬臂梁，在载荷的多次重复作用下，弯曲应力超过弯曲疲劳极限时，齿根部分将产生疲劳裂纹，然后逐渐扩展，最终将引起轮齿折断。若轮齿单侧工作，其应力按脉动循环变化。若轮齿双侧工作时，则弯曲应力按对称循环变化。3．提高齿轮抗折断能力的措施①用增大齿根过度圆角半径及消除加工刀痕的方法来减小齿根应力集中；②增大轴及支承的刚性，使轮齿接触线

5、上受载较为均匀；③采用合理的热处理方法使齿芯材料具有足够的韧性；④采用喷丸、滚压等工艺措施对齿根表层进行强化处理。齿面失效1．齿面磨损当啮合齿面间落入磨料性物质（如砂粒、铁屑等）时，轮齿工作表面被逐渐磨损，使齿轮失去原有的渐开线曲面形状，同时轮齿变薄而导致传动失效。齿面磨损是开式齿轮传动的主要失效形式之一。改用闭式传动是避免齿面磨损最有效的办法。2．齿面点蚀齿面材料在变接触应力（脉动循环）作用下，由于疲劳而产生的剥蚀损伤现象称为齿面点蚀，又称疲劳磨损。齿面上最初出现的点蚀仅为针尖大小的麻点，后逐渐扩散，甚至数点联成一片，最后形成了明显的齿面损伤。当齿轮在靠近节线处啮合时，由于相

6、对滑动速度低，形成油膜条件差，摩擦力较大，特别是直齿轮传动，通常这时只有一对齿啮合，轮齿受力也最大，因此，点蚀首先出现在靠近节线的齿根面上。齿面抗点蚀能力主要与齿面硬度有关，齿面硬度越高，抗点蚀能力越强。齿面点蚀是闭式软齿传动的主要失效形式，在开式齿轮传动中，由于齿面磨损较快，点蚀还来不及出现或扩展即被磨掉，所以看不到点蚀出现。3．齿面胶合在高速重载传动中，常因啮合区温度升高而引起润滑失效，致使两齿面金属直接接触并发生粘着，当两齿面相对运动时，较软的齿面沿滑动方向被撕下而形成沟纹。在低速重载传动中，由于齿面间的润滑油膜不易形成也可能产生胶合破坏。提高齿面硬度和减小粗糙度值能增强

7、抗胶合能力。对于低速传动采用粘度较大的润滑油；对于高速传动采用含抗胶合添加剂的润滑油也很有效。4．齿面塑性变形在重载下，较软的齿面上可能沿摩擦力方向产生局部的塑性变形，使齿轮失去正确的齿廓。这种损坏常出现在过载严重和启动频繁的传动中。提高齿面硬度、采用粘度较高的润滑油是减小齿面塑性变形的有效方法。主动轮上的塑性变形从动轮上的塑性变形11.9.2齿轮传动的设计准则1.闭式齿轮传动2.开式齿轮传动软齿面硬齿面齿面点蚀齿根折断齿面磨损11.10齿轮的材料及选择原则表16.1常用的齿轮材料设计齿轮传