机械设计讲义-9齿轮多媒体1

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1、第第99章章齿齿轮轮传动传动一、概述功能：传递运动和动力；组成：主动轮、从动轮啮合传动来传递运动和动力；啮合传动、刚性；•特性：•功率：P=0.01～65000KW（传递功率的范围较大）；一般P£3000KW.链、带传动功率小•结构尺寸：d=0.0001～15m中心距a较链、带传动小。结构紧凑•速度：Vmax=150～250m/s高低速传动都适应。•带传动5～25m/s、一般10m/s左右；仅适应高速传动•链传动15m/以下运动，若太高对工作机性能影响大；仅适应低速传动几种常用传动的比较1PDF文件使用"pdfFactoryPro"试

2、用版本创建www.fineprint.cn•传动比：imax=20一般i=4～8（单级传动）比带、链略高•效率：hmax=0.99，与带、链差不多。•传动平稳性：is=C（瞬时传动比恒定），传动平稳。•带：传动平稳。链：传动不平稳•噪声：底。带：底。链：较高。•传动准确性：属啮合传动，i恒定,与链传动相同。•带传动：有弹性滑动•寿命：使用寿命长，10年。带、链寿命短。•成本：制造、安装精度高，成本高。带、链成本低。分类：平行：直齿、斜齿；轴垂直：圆锥齿轮；交错：蜗轮、蜗杆；直齿轮齿向斜齿轮人字齿轮闭式：封闭在箱体里；工作条件开式：结构

3、简单无箱体；磨粒磨损渐开线齿廓摆线圆弧软齿面：£350HB（布氏硬度）齿面硬度硬齿面：>350HB尺寸小，精度高，成本高2PDF文件使用"pdfFactoryPro"试用版本创建www.fineprint.cn二、失效形式和计算准则疲劳断裂：形貌，断口条纹状1、齿根断裂过载断裂：过载条件下；形貌：断口麻点状部位：齿根整体折断2、点蚀（对软齿面齿轮：齿面疲劳点蚀）剥落（对硬齿面齿轮：齿面剥落）部位：靠近节线的偏下部位，原因：在节线无相对滑动，存滚动，所以不易形成动压油膜，润滑条件不好；3PDF文件使用"pdfFactoryPro"试用版

4、本创建www.fineprint.cn3、磨损：尤其开式齿轮，磨粒磨损；防止磨损：改善润滑、提高齿面硬度、改用闭式传动4、齿面胶合胶合现象：两表面尖峰接触后粘结，再被撕开冷胶合、热胶合胶合原因：相对滑动速度大，致使温度高、润滑失效胶合后果：产生振动、噪声，不能工作防止胶合：减小模数、降低齿高、提高齿面硬度、改善材料、加极压添加剂4PDF文件使用"pdfFactoryPro"试用版本创建www.fineprint.cn5、塑性变形：计算准则确定软齿面：主要失效形式是点蚀，次要失效形式是断裂；闭式硬齿面：主要失效形式是断裂，次要失效形式是

5、剥落；开式：主要失效形式是磨损，次要失效形式是断裂；如下确定设计计算准则软（£350HB）：按接触（s£[s]）设计，按弯曲（s£[s]）校核HHFF闭式硬（>350HB）：按弯曲（sF£[s]F）设计，按接触（sH£[s]H）校核开式齿轮按弯曲疲劳强度设计，然后放大模数10——15%三、齿轮材料、许用应力1、材料对材料的基本要求：*齿面有足够的硬度；*轮芯有足够的强度和韧性；*具有良好的机械加工和热处理工艺性；*价格低。制造齿轮常用材料：钢、铸铁、有色金属、非金属材料5PDF文件使用"pdfFactoryPro"试用版本创建www.

6、fineprint.cn齿轮常用材料的机械性能及应用范围材料牌热处理方机械性能应用范围号法强度极限σB屈服极限σs硬度HB、HRC（MPa）（MPa）或HV45正火580290HB162~217低中速、中载的非重要齿轮调质640350HB217~255低中速、中载的重要齿轮调质、表HRC40~50（齿高速、中载而冲面淬火面）击较小的齿轮40Cr调质700500HB241~286低中速、中载的重要齿轮调质、表HRC48~55高速、中载、无面淬火剧烈冲击的齿轮38SiMn调质700550HB217~269低中速、中载的Mo重要齿轮调质、表

7、HRC45~55高速、中载、无面淬火剧烈冲击的齿轮2、许用应力试验齿轮：m=3~5mm,，a=20°，b=10~50mm,齿面R=3mm，齿根R=10mm，节线v=10m/s，矿物ZZ油润滑，失效概率1%a、许用接触应力[s]HsZHlimN[s]=HMPaSHs---试验齿轮的齿面接触Hlim疲劳极限，MPaS---安全系数H6PDF文件使用"pdfFactoryPro"试用版本创建www.fineprint.cnZ---寿命系数NNZ=m0NN式中：应力循环基数N0和疲劳曲线指数m与材料及热处理方法有关Z按齿轮应力循环次数N由图查

8、取NN=60n×j×Lhn——齿轮转速；Lh——工作时间；j——齿轮每转一周，同一齿面啮合次数；b、许用弯曲应力[s]FY×s[]NFEs=FSFs---计入了齿根应力FE修正系数之后,试验齿轮的齿根弯曲疲劳极限应力S-