《齿轮传动》课件

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1、第十章齿轮传动本章学习要求：1、熟悉齿轮传动的特点及应用2、掌握不同条件下齿轮传动的失效形式，设计准则，具体设计方法；3、掌握不同类型、不同尺寸齿轮的结构设计复习：1、渐开线的特点2、齿轮传动特点、正确啮合和连续传动条件3、齿轮基本参数计算重点：标准直齿圆柱齿轮传动的设计原理和强度计算方法难点：如何针对不同条件恰当确定设计准则一、齿轮传动的特点、类型和基本要求§10-1概述1、齿轮传动的主要特点：(1)效率高：在常用机械传动中以齿轮的传动效率最高齿轮(闭式)：0.96~0.99带传动(开式)(V带):0.92~0.98

2、链传动(闭)：0.97~0.98蜗杆传动：自锁(闭):0.4~0.45非自锁：0.85~0.92(2)结构紧凑：与带传动、链传动相比在同样的使用条件下，齿轮传动所需的空间一般较小；2、齿轮传动类型(1)按轴的布置分：平行轴齿轮传动（圆柱齿轮）相交轴（锥齿轮）交错轴概述(3)工作可靠、寿命长(4)传动比稳定：无论是平均值还是瞬时值，传动比均恒定(5)与带传动、链传动相比，齿轮传动的制造及安装精度要求高，价格贵。(2)按齿向分直齿轮传动斜齿轮传动人字齿传动(3)按齿廓分渐开线齿廓摆线齿廓圆弧齿廓(4)按用途分动力齿轮传动：

3、以动力传输为主，常为高速重载或低速重载传动传动齿轮传动：以传达准确为主，一般为轻载高精度传动(5)按齿面硬度分软齿面齿轮：齿面硬度≤350HBS硬齿面齿轮：齿面硬度>350HBS概述(6)按工作条件分开式齿轮传动半开式齿轮传动闭式齿轮传动①开式：齿轮传动没有防尘罩或机壳，齿轮完全暴露在外边特点：外界杂物极易侵入，且润滑不良，工作条件不好，齿轮极易磨损，故只宜用于低速传动。概述②半开式：齿轮传动有简单的防护罩，有时还把大齿轮部分侵入油池中；特点：工作条件较开式有所改善，但仍不能做到严密防护外界杂物的侵入；③闭式：齿轮封闭

4、在箱体内，润滑良好，多用于重要场合。二、齿轮传动的主要参数1、模数：m—标准系数(斜齿轮mn)，基本参数概述3、传动基本要求：(1)传动平稳：在传动中保持瞬时传动比不变，冲击、振动及噪音尽量小(2)承载能力大：在尺寸小，重量轻的前提下，要求齿轮的强度高，耐磨性好及寿命长。3、齿宽和齿宽系数2、传动比i和齿数比u传动比：概述齿数比：减速传动：增速传动：齿宽：齿宽系数：一般：大齿轮宽：小齿轮宽：b1b2一、失效形式齿轮传动的失效主要发生在轮齿部分，其常见的失效形式有：轮齿折断、齿面磨损、齿面点蚀、齿面胶合和塑性变形五种。齿

5、轮其他部分(如齿圈、轮辐、轮毂等)失效很少发生，通常按经验设计。§10-2齿轮传动的失效形式及设计准则1、轮齿折断(1)产生原因及类型①突然断裂：轮齿受到突然过载或轮齿严重磨损后齿厚过分减薄使轮齿折断或剪断此时，断口均为新断口，发亮(3)危害：传动失效需进行齿根弯曲疲劳强度计算发生部位：齿根(2)现象直齿轮：沿齿根整体断裂斜齿轮：沿齿根斜向齿顶部分折断齿轮传动的失效形式及设计准则②齿根疲劳折断：正常工况下的主要原因轮齿受交变载荷时，齿根处产生的弯曲应力最大齿根过渡部分截面突变及加工刀痕—大的应力集中使得齿根产生疲劳裂纹

6、—扩展—轮齿疲劳断裂此时，断口部分已氧化，颜色发暗①加大齿根过度圆角半径及消除加工刀痕，从而降低应力集中②提高轴及支承件的刚性，使齿轮接触线上受力较为均匀③采取合适的热处理工艺，使齿轮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⑤正变位齿轮齿轮传动的失效形式及设计准则(4)提高轮齿抗折断能力措施2、齿面磨损(1)原因：外界杂质进入啮合面，齿面被逐渐磨损而导致报废—磨粒磨损(2)危害：磨损引起齿廓变形，齿厚减薄，产生震动和噪声，甚至轮齿过薄而断裂齿轮传动的失效形式及设计准则(3)现象：齿面磨损，齿形

7、变瘦(4)发生场合：常发生于润滑不良的开式齿轮传动(5)提高抗磨粒磨损措施①开式闭式(最有效方法)②提高齿面硬度，降低齿面粗糙度③采用清洁的润滑油齿轮传动的失效形式及设计准则3、齿面点蚀(1)原因：接触应力作用下，齿面出现初始裂纹，润滑油在接触压力作用下挤入裂纹，促使裂纹扩展，使零件表层金属脱落，在轮齿表面形成麻点状损伤；(2)现象：齿面疲劳点蚀首先出现在齿面节线偏齿根侧，因为，节线附近齿面相对滑动速度小，油膜不易形成，摩擦力大，且节线处同时参与啮合的轮齿对数少，接触应力大②硬齿面(>350HBS)齿轮，一旦出现点蚀就

8、会继续扩展—扩展性点蚀①软齿面(≤350HBS)的新齿轮，开始出现少量点蚀，但随着齿面的跑合，麻点凹坑被碾平，点蚀不再扩展，收敛性点蚀(局部点蚀)齿轮传动的失效形式及设计准则(3)危害:产生震动和噪音,以致不能正常工作而失效齿面接触疲劳强度计算(4)场合：润滑良好的软齿轮(5)提高抗点蚀的措施①提高齿面硬度②降低齿面粗糙度③在齿轮