机械设计原理教程课件第11章齿轮传动.ppt

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1、第11章齿轮传动§11-1轮齿的失效形式§11-2齿轮材料及热处理§11-3齿轮传动的精度§11-4直齿圆柱齿轮传动的作用力及计算载荷§11-5直齿圆柱齿轮传动的齿面接触强度计算§11-6直齿圆柱齿轮传动的弯曲强度计算§11-7斜齿圆柱齿轮传动§11-8直齿圆锥齿轮传动§11-9齿轮的构造§11-10齿轮传动的润滑和效率中国地质大学专用作者：潘存云教授第11章齿轮传动作用：不仅用来传递运动、而且还要传递动力。要求：运转平稳、足够的承载能力。分类开式传动闭式传动——润滑良好、适于重要应用；——裸露、灰尘、易磨损，适于低速传动。中国地质大学专用作者：潘存云教授设计：潘存云§11-1轮齿

2、的失效形式轮齿折断失效形式设计：潘存云一般发生在齿根处，严重过载突然断裂、疲劳折断。潘存云教授研制中国地质大学专用作者：潘存云教授提高轮齿抗折断能力的措施：（1）增大齿根过渡圆角半径，消除加工刀痕，减小齿根应力集中；（2）增大轴及支承的刚度，使轮齿接触线上受载较为均匀；（3）采用合适的热处理，使轮齿芯部材料具有足够的韧性；（4）采用喷丸、滚压等工艺对，对齿根表层进行强化处理。中国地质大学专用作者：潘存云教授§11-1轮齿的失效形式轮齿折断失效形式齿面接触应力按脉动循环变化当超过疲劳极限时，表面产生微裂纹、高压油挤压使裂纹扩展、微粒剥落。点蚀首先出现在节线处，齿面越硬，抗点蚀能力越强

3、。软齿面闭式齿轮传动常因点蚀而失效。齿面点蚀中国地质大学专用作者：潘存云教授§11-1轮齿的失效形式轮齿折断失效形式齿面点蚀齿面胶合高速重载传动中，常因啮合区温度升高而引起润滑失效，致使齿面金属直接接触而相互粘连。当齿面向对滑动时，较软的齿面沿滑动方向被撕下而形成沟纹。措施：1.提高齿面硬度2.减小齿面粗糙度3.增加润滑油粘度低速4.加抗胶合添加剂高速中国地质大学专用作者：潘存云教授设计：潘存云§11-1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.减小齿面粗糙度磨粒磨损跑合磨损跑合磨损、磨粒磨损。3.提高齿面硬度2.改善润滑条件，清洁环境中国地质大学专用作者：潘

4、存云教授设计：潘存云§11-1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中国地质大学专用作者：潘存云教授潘存云教授研制潘存云教授研制表面凸出表面凹陷中国地质大学专用作者：潘存云教授二、齿轮的设计准则▲保证足够的齿根弯曲疲劳强度，以免发生齿根折断▲保证足够的齿面接触疲劳强度，以免发生齿面点蚀由工程实践得知：▲闭式软齿面齿轮传动，以保证齿面接触疲劳强度为主▲对高速重载齿轮传动，除以上两设计准则外，还应按齿面抗胶合能力的准则进行设计▲闭式硬齿面或开式齿轮传动，以保证齿根弯曲疲劳　强度为主中国地质大学专用作者：潘存云教

5、授一、对齿轮材料性能的要求齿轮的齿体应有较高的抗折断能力，齿面应有较强的抗点蚀、抗磨损和较高的抗胶合能力，即要求：齿面硬、芯部韧。§11-2齿轮材料及选用准则常用齿轮材料锻钢铸钢铸铁常作为低速、轻载、不太重要的场合的齿轮材料；适用于高速、轻载、且要求降低噪声的场合。非金属材料二、常用齿轮材料钢材的韧性好，耐冲击，通过热处理和化学处理可改善材料的机械性能，最适于用来制造齿轮。耐磨性及强度较好，常用于大尺寸齿轮。含碳量为0.15%~0.6%的碳素钢或合金。一般用齿轮用碳素钢，重要齿轮用合金钢。中国地质大学专用作者：潘存云教授潘存云教授研制表10-1常用齿轮材料及其机械性能材料牌号热处理

6、方法强度极限屈服极限硬度HBSσB/MPaσS/MPa齿芯部齿面HT250250170~241HT300300187~255HT350350197~269QT500-5500147~241QT600-2600229~302ZG310-570常化580320156~217ZG340-640650350169~22945580290162~21745217~25540~50HRC40Cr241~28648~55HRC调质后表面淬火中国地质大学专用作者：潘存云教授潘存云教授研制续表10-1常用齿轮材料及其机械性能材料牌号热处理方法强度极限屈服极限硬度HBSσB/MPaσS/MPa齿芯部齿

7、面ZG340~640700380241~26945650360217~25530CrMnSi1100900310~36035SiMn750450217~26938SiMnMo700550217~26940Cr700500241~28620Cr65040030020CrMnTi110085030012Cr2Ni4110085032035CrAlA950750255~321>85HV渗碳后淬火调质20Cr2Ni41200110035038CrMnAlA1000850255