《齿轮传动》PPT课件

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1、第11章齿轮传动（重点）§11-1轮齿的失效形式§11-2齿轮材料及热处理§11-3齿轮传动的精度§11-4直齿圆柱齿轮传动的作用力及计算载荷§11-5直齿圆柱齿轮传动的齿面接触强度计算§11-6直齿圆柱齿轮传动的轮齿弯曲强度计算§11-7斜齿圆柱齿轮传动§11-8直齿圆锥齿轮传动§11-9齿轮的构造§11-10齿轮传动的润滑和效率齿轮传动是机械传动中应用最广泛的一种传动形式。已达到的水平：P——1×105kWv——200m/sD——33mn——105r/min一、主要特点优点：1）形闭合，效率高(0.98~0.99)；2）工作可靠，寿命长；3）结构

2、紧凑，外廓尺寸小；4）瞬时i为常数。缺点：2）精度低时，振动、噪音大；3）不适于中心距大的场合。1）制造费用大，需专用机床和设备；概述1、按工作条件分（失效形式不同）开式传动：低速传动，润滑条件差，易磨损；半开式传动：装有简单的防护罩，但仍不能严密防止杂物侵入；闭式传动：齿轮等全封闭于箱体内，润滑良好，使用广泛。2、按齿面硬度分（失效形式不同）软齿面：HB≤350(或38HRC)；硬齿面：HB＞350(或38HRC)。3.按速度与载荷情况分低速轻载:V≤1～3m/S;Fn≤5～10KN中速中载:3m/S＜V＜10m/S;10KN≤Fn＜50KN高速重

3、载:V≥10m/S;Fn≥50KN二、分类齿轮传动的失效形式及设计准则1.轮齿折断常发生于闭式硬齿面或开式传动中②整体折断现象：①局部折断一、失效形式位置：均始于齿根受拉应力一侧齿轮传动的失效形式及设计准则过载折断后果：传动失效原因：疲劳折断①轮齿受多次重复弯曲应力作用，齿根受拉一侧产生疲劳裂纹②齿根应力集中(形状突变、刀痕等)，加速裂纹扩展→折断受冲击载荷或短时过载作用，突然折断，尤其见于脆性材料（淬火钢、铸钢）齿轮直齿轮齿宽b较小时，载荷易均布——整体折断齿宽b较大时，易偏载斜齿轮：接触线倾斜——载荷集中在齿一端——局部折断齿轮传动的失效形式及设

4、计准则改善措施：1）d一定时，z↓，m↑2）正变位齿根厚度↑↑抗弯强度↓应力集中改善载荷分布6）↑轮齿精度7）↑支承刚度4）↑齿根过渡圆角半径3）提高齿面硬度(HB↑)→[σF]↑5）↓表面粗糙度，↓加工损伤齿轮传动的失效形式及设计准则2.齿面接触疲劳磨损（齿面点蚀）常出现在润滑良好的闭式软齿面传动中原因：σH＞[σH]脉动循环应力1）齿面受多次交变应力作用，产生接触疲劳裂纹4）润滑油进入裂缝，形成封闭高压油腔，楔挤作用使裂纹扩展（油粘度越小，裂纹扩展越快）2）节线处常为单齿啮合，接触应力大3）节线处为纯滚动，靠近节线附近滑动速度小，油膜不易形成，摩

5、擦力大，易产生裂纹现象：节线靠近齿根部位出现麻点状小坑齿轮传动的失效形式及设计准则后果：齿廓表面破坏，振动↑，噪音↑，传动不平稳接触面↓，承载能力↓传动失效开式传动：无点蚀（∵v磨损>v点蚀）改善措施：1）HB↑——[σH]↑3）↓表面粗糙度，↑加工精度4）↑润滑油粘度2）↑ρ（综合曲率半径）(↑d1)↑接触强度齿轮传动的失效形式及设计准则3.齿面胶合——严重的粘着磨损原因：高速重载——v↑,Δt↑,油η↓,油膜破坏,表面金属直接接触，融焊→相对运动→撕裂、沟痕低速重载——P↑、v↓，不易形成油膜→冷胶合后果：引起强烈的磨损和发热，传动不平稳，导致齿

6、轮报废改善措施：1）采用抗胶合性能好的齿轮材料对2）采用极压润滑油3）↓表面粗糙度，↑HB4）材料相同时，使大、小齿轮保持一定硬度差5）↓m→↓齿面h→↓齿面vs（必须满足σF）现象：齿面沿滑动方向粘焊、撕脱，形成沟痕齿轮传动的失效形式及设计准则常发生于开式齿轮传动原因：相对滑动+硬颗粒(灰尘、金属屑末等)润滑不良+表面粗糙。后果：正确齿形被破坏、传动不平稳,齿厚减薄、抗弯能力↓→折断改善措施：闭式：1）↑HB,选用耐磨材料2）↓表面粗糙度3）↓滑动系数4）润滑油的清洁开式：加防尘罩4.齿面磨粒磨损现象：金属表面材料不断减小齿轮传动的失效形式及设计准

7、则5.齿面塑性变形齿面较软时，重载下，Ff↑——材料塑性流动（流动方向沿Ff）失效主要出现在低速重载、频繁启动和过载场合主动轮1：齿面相对滑动速度方向vs指向节线，所以Ff背离节线，塑形变后在齿面节线处产生凹槽。齿轮传动的失效形式及设计准则从动轮2：vs背离节线，Ff指向节线，塑变后在齿面节线处形成凸脊改善措施：1）↑齿面硬度2）采用η↑的润滑油齿轮传动的失效形式及设计准则二、计算准则失效形式→相应的计算准则1.闭式齿轮传动主要失效为：点蚀、轮齿折断、胶合软齿面：主要是点蚀、其次是折断，按σH设计，按σF校核硬齿面：与软齿面相反高速重载还要进行抗胶合

8、计算2.开式齿轮传动主要失效为：轮齿折断、磨粒磨损按σF设计，增大m考虑磨损3.短期过载传动过载折断齿面塑变