机械设计7齿轮多媒体1.ppt

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1、第十章齿轮传动一、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传动比：imax=20一般i=4～8（单级传动）比带、链略高效

2、率：max=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；垂直：圆锥齿轮；交错：蜗轮、蜗杆；轴斜齿轮齿向直齿轮人字齿轮闭式：封闭在箱体里；开式：结构简单无箱体；磨粒磨损工作条件齿廓渐开线摆线圆弧软齿面：350HB（布氏硬度）硬齿面：>350HB尺寸小，精度高，成本

3、高齿面硬度疲劳断裂：形貌，断口条纹状过载断裂：过载条件下；形貌：断口麻点状1、齿根断裂二、失效形式和计算准则部位：齿根整体折断部位：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；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）3、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、齿面胶合胶合原因：相对滑动速度大，致使温度高、润滑失效胶合现象：两表面尖峰接触后粘结，再被撕开冷胶合、热胶合防止胶合：减小模数、降低齿高、提高齿面硬度、改善

4、材料、加极压添加剂胶合后果：产生振动、噪声，不能工作5、塑性变形：软齿面：主要失效形式是点蚀，次要失效形式是断裂；硬齿面：主要失效形式是断裂，次要失效形式是剥落；闭式开式：主要失效形式是磨损，次要失效形式是断裂；软（350HB）：按接触（）设计，按弯曲（）校核硬（>350HB）：按弯曲（）设计，按接触（）校核闭式如下确定设计计算准则计算准则确定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

5、格低。制造齿轮常用材料：钢、铸铁、有色金属、非金属材料1、材料齿轮常用材料的机械性能及应用范围2、许用应力a、许用接触应力[]HMPaHlim---试验齿轮的齿面接触疲劳极限，MPaSH---安全系数试验齿轮：m=3~5mm,，=20°，b=10~50mm,齿面RZ=3m，齿根RZ=10m，节线v=10m/s，矿物油润滑，失效概率1%ZN---寿命系数式中：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ZN按齿轮应力循环次数N由图查取n——齿轮转速；Lh——工作时间；j——齿轮每转一周，同一齿面啮合次数；

6、---计入了齿根应力修正系数之后,试验齿轮的齿根弯曲疲劳极限应力b、许用弯曲应力[]FSF---安全系数当齿轮双侧工作时图中值乘以0.7YN--寿命系数式中:N0、m由试验获得，随材料而异YN查图安全系数参考值Fr2Fn2Ft2Ft1Fn1Fr1T1n2n1T2圆周力径向力式中，Fn1,2——沿啮合线方向；Ft1——阻力矩，与主动轮啮合点V1点的运动方向相反；Ft2——驱动力，与从动轮这一点的运动方向相同；Fr1,2——指向自己的轮心；法向力四、齿轮传动的计算载荷a、名义载荷b、计算载荷式中，KA——使用系数（外部动载荷

7、系数）；KV——动载荷系数（内部动载荷系数）；K——齿间载荷分配系数；K——齿向载荷分布系数；使用系数KA使用系数KA是考虑由于齿轮啮合外部因素引起附加动载荷影响的系数。影响KA的主要因素：原动机和工作机的工作特性。影响K的主要因素：基节和齿形误差产生的传动误差、节线速度和轮齿啮合刚度等。动载系数K动载系数K是考虑由于齿轮制造精度、运转速度等轮齿内部因素引起的附加动载荷影响系数。减小K的办法提高精度齿廓修形齿向载荷分布系数K齿向载荷分布系数K是考虑沿齿宽方向载荷分布不均匀对轮齿应力的影响系数影响K的主要因

8、素有：齿轮的制造和安装误差，轮齿、轴系及机体的刚度，齿轮在轴上相对于轴承的位置，轮齿的宽度及齿面硬度等。齿向载荷分布不均减小载荷不均齿轮精度，齿轮宽度，系统刚度，齿端修形，齿轮位置。扭矩从不同端输入对轮齿受力的影响齿间载荷分配系数K齿间载荷分配系数K是考虑同时啮合的各对轮齿载荷分配不均匀对轮齿应力的