齿轮传动教程.ppt

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1、第十章齿轮传动§10-1概述§10-2齿轮传动的失效形式及设计准则§10-3齿轮的材料及其选择§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§10-6齿轮传动的设计参数、许用应力与精度选择§10-8标准锥齿轮传动的强度计算§10-11齿轮传动的润滑§10-10齿轮的结构设计§10-7标准斜齿圆柱齿轮传动的强度计算§10-1概述1一、齿轮传动的特点4）传动比稳定5）工作平稳、可靠1）效率高3）寿命长§10-1概述6）结构紧凑优点缺点1）制造及安装精度要求高2）中心距较小二、齿轮传动的分类按轴的布置分平

2、行轴齿轮传动相交轴齿轮传动交错轴齿轮传动2）功率大概述2各类齿轮图片按齿向分：直齿轮传动斜齿轮传动　　　　　　　　　　　人字齿轮传动按工作条件分：闭式传动开式传动软齿面齿轮（齿面硬度≤350HBS）硬齿面齿轮（齿面硬度＞350HBS）按齿面硬度分：概述半开式传动——封闭在箱体内，润滑条件好——外露，润滑较差，易磨损——介于上两者之间,有防护罩2.强度要足够保证寿命期内不失效（结构尺寸、材料选择的问题）三、两个基本问题1.传动要平稳保证传动比稳定（制造、安装精度的问题）§10-2齿轮传动的失效形式及设计准则§10-2齿轮传

3、动的失效形式及设计准则一、失效形式1.轮齿折断①疲劳折断(硬齿面最主要的失效形式)现象：齿根处产生裂纹—→扩展—→断齿动画原因：根部应力集中且受交变弯曲应力作用σF>σFlim②过载折断(静强度问题)脆性材料突然过载或冲击措施：1）减小应力集中2）适当的热处理，提高材料的韧性3）增大轴和连接件的刚度4）表面强化处理§10-2齿轮传动的失效形式及设计准则§10-2齿轮传动的失效形式及设计准则齿轮传动的失效形式及设计准则2.齿面点蚀现象：齿面产生裂纹→油的挤压→金属剥落→靠近节线的齿根面上出现麻点原因：齿面受交变接触应力作用

4、σH>σHlim措施：1）提高齿面硬度；2）降低表面粗糙度；3）增加综合曲率半径；4）选用较高粘度的润滑油；5）提高精度（加工、安装）；6）改善散热。动画(闭式软齿面齿轮传动的主要失效形式)注：开式齿轮传动由于磨损较快，一般不会点蚀位置：节线附近，靠齿根齿轮传动的失效形式及设计准则现象：齿面上沿相对滑动方向形成伤痕原因：热胶合:高速重载→高温失油→两齿面金属直接接触并粘接冷胶合:低速重载→不易形成油膜→齿面相对滑动→较软齿面被撕下条条伤痕4.齿面胶合现象：齿面磨损、齿形变瘦原因：两齿面间有相对滑动铁屑、灰尘进入3齿面磨损

5、措施：提高硬度合理润滑，保持环境清洁变开式为闭式(常发生于开式齿轮传动)热胶合:高速重载冷胶合:低速重载齿轮传动的失效形式及设计准则现象：主动轮上形成凹沟——摩擦力分别朝向齿顶和齿根5.齿面塑性变形(低速重载软齿面)动画措施：1）提高齿面硬度；2）采用高粘度极压润滑油措施：1）采用抗胶合能力强的润滑油（加极压添加剂）；2）降低滑动速度；3）提高齿面硬度；4）改善润滑与散热条件。滚压塑变锤击塑变从动轮上形成凸棱——摩擦力由齿顶和齿根朝向中间原因：齿面较软、重载设计准则齿轮传动的失效形式及设计准则注：对高速重载传动，还应按齿

6、面抗胶合能力进行计算。二、设计准则1）闭式传动硬齿面：按齿根弯曲疲劳强度进行设计，然后校核齿面接触疲劳强度软齿面：按齿面接触疲劳强度进行设计，然后校核齿根弯曲疲劳强度。2）开式传动：一般只计算齿根弯曲疲劳强度，适当加大模数。§10-3齿轮的材料及其选择§10-3齿轮的材料及其选择对齿轮材料性能的要求：齿面硬、芯部韧。一、常用的齿轮材料钢：铸铁：（见表10－1）用于低速、轻载、不太重要的场合；非金属材料：如尼龙、塑料等。适用于高速、轻载、精度要求不高、且要求降低噪音的场合。常用材料最常用；碳钢合金钢（见表10－1）二、常用

7、的热处理方法齿轮的毛坯：锻造铸造：适用于形状复杂、尺寸大的齿轮。：适用于中、小尺寸的齿轮。调质、正火：－－得软齿面，强度低，工艺简单。齿轮的材料及其选择原则2三、齿轮材料选用的基本原则齿轮材料必须满足工作条件的要求，如强度、寿命、可靠性、经济性等；应考虑齿轮的尺寸大小，毛坯成型方法及热处理和制造工艺；钢制软齿面齿轮，小轮的齿面硬度应比大齿轮高30～50HBS。硬齿面齿轮传动，两轮的齿面硬度可大致相同，或小轮硬度略高。整体淬火、表面淬火、渗碳淬火、渗氮等：－－得硬齿面，强度高。淬火后需磨齿，工艺复杂。适用于中碳钢适用于低碳

8、钢不需磨齿齿轮的材料及其选择§10-4齿轮传动的计算载荷§10-4齿轮传动的计算载荷一、几个概念名义载荷(理论载荷)：计算载荷(考虑实际因素的载荷)：其中，载荷系数平均名义载荷：平均计算载荷式中：KA─使用系数─动载系数Kβ─齿向载荷分布系数─齿间载荷分配系数齿轮传动的计算载荷齿轮传动的计算载荷二、载荷系数K1.使用