第10章齿轮传动.ppt

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1、第10章齿轮传动10-2、轮齿的失效形式及设计准则10-3、齿轮材料及选用原则10-6、齿轮传动的设计参数、许用应力与精度选择10-4、齿轮传动的计算载荷10-5、标准直齿圆柱齿轮传动的强度计算10-8、标准直齿圆锥齿轮传动的强度计算10-10、齿轮的结构设计10-11、齿轮传动的润滑10-1、概述10-7、标准斜齿圆柱齿轮传动的强度计算§1概述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——300m/sD——33mn——105r/min一、主要特点优点：1）效率高(0.98~0.99

2、)；2）工作可靠，寿命长；3）结构紧凑，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；二、分类1、按两轴线位置分2、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。3、按齿面硬度分（失效形式不同）软齿面：HB≤350；硬齿面：HB＞350。§2轮齿的失效形式轮齿折断失效形式一、轮齿的失效形式§2轮齿的失效形式轮齿折断失效

3、形式齿面点蚀§2轮齿的失效形式轮齿折断失效形式齿面点蚀齿面胶合措施：1.提高齿面硬度2.减小齿面粗糙度3.增加润滑油粘度4.加抗胶合添加剂§2轮齿的失效形式轮齿折断失效形式齿面点蚀齿面胶合齿面磨损措施：1.减小齿面粗糙度2.改善润滑条件磨粒磨损跑合磨损§2轮齿的失效形式轮齿折断失效形式齿面点蚀齿面胶合齿面磨损从动齿主动齿齿面塑性变形从动齿主动齿从动齿主动齿从动齿主动齿相对滑动速度1、软齿面（HBS≤350)闭式齿轮传动，主要失效形式是齿面点蚀，故先按齿面接触疲劳强度设计，再校核齿根弯曲疲劳强度２、硬齿面（HBS＞350)闭

4、式齿轮传动，主要失效形式是轮齿折断，故应先按齿根弯曲疲劳强度设计，再校核齿面接触疲劳开式齿轮传动或铸铁齿轮，主要失效形式是轮齿折断、磨粒磨损，仅按齿根弯曲疲劳强度设计，考虑磨损的影响可将模数加大10%-20%二、设计准则闭式传动毛坯热处理切齿（成品）（7、8、9级）毛坯切齿热处理精加工（成品）（6级以上）开式传动过载折断齿面塑变静强度计算短期过载传动§3齿轮材料及选用原则一、材料要求表面硬、芯部韧、较好的加工和热处理性能二、常用材料锻钢、铸钢、铸铁、非金属材料1、锻钢1）软齿面齿轮HB≤350中碳钢：40、45、50、55

5、等中碳合金钢：40Cr、40MnB、20Cr特点：齿面硬度不高，限制了承载能力，但易于制造成本低，常用于对尺寸和重量无严格要求的场合。加工工艺：锻坯——加工毛坯——热处理（正火、调质HB160~300）——切齿精度7、8、9级。2）硬齿面：HB＞350低碳、中碳钢：20、45等低碳、中碳合金钢：20Cr、20CrMnTi、20MnB等特点：齿面硬度高、承载能力高、适用于对尺寸、重量有较高要求的场合（如高速、重载及精密机械传动）。加工工艺：锻坯——加工毛坯——切齿——热处理（表面淬火、渗碳、氮化、氰化）——磨齿（表面淬火、渗

6、碳）。若氮化、氰化：变形小，不磨齿。专用磨床，成本高，精度可达4、5、6级。2、铸钢用于d＞400~600mm的大尺寸齿轮；不重要的，批量生产的齿轮。3、铸铁4、非金属材料2、中低速、中低载齿轮传动：大、小齿轮齿面有一定硬度差，HB1=HB2+（20~50）。三、材料的选择原则1、按不同工况选材。1）使大、小齿轮寿命接近；2）减摩性、耐磨性好；3）小齿轮可对大齿轮起冷作硬化作用。3、有良好的加工工艺性，便于齿轮加工。1）大直径d＞400用ZG2）大直径齿轮：齿面硬度不宜太高，HB＜200，以免中途换刀4、材料易得、价格合理

7、。10-4、齿轮传动的计算载荷强度计算所用的载荷，用齿面接触线上，单位长度所受载荷：实际传动中：计算时，按接触线上单位长度的最大载荷（计算载荷）：公称法向载荷接触线长原动机、工作机性能的影响制造误差（基节、齿形）影响载荷会有所增大沿接触线分布不均载荷系数KA─使用系数Kv─动载系数Kα─齿间载荷分配系数Kβ─齿向载荷分布系数两齿轮法节不相等原动机、工作机、联轴器、运行状态（一）使用系数KA（表10-2）考虑齿轮啮合时，外部因素引起的附加载荷的影响系数。（二）动载系数KA（图10-8）考虑齿轮制造误差、运转速度、轮齿

8、刚度变化引起的附加动载荷的影响系数。分析：齿轮的制造误差（基节、齿形）轮齿刚度变化（从单到双啮合区）潘存云教授研制1.81.61.41.21.001020304050m/sKv十分精密的齿轮装置108769两齿轮不能正确啮合，瞬时传动比不是常数，产生动载19O2O1rb2rb1N1N2B1B2pbB1B