机械设计 齿轮传动_新版教材朱课件.ppt

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1、第8章齿轮传动基本要求：1．了解齿轮的失效形式、防止或减轻失效的措施。2．掌握齿轮传动的设计准则4．掌握直齿圆柱齿轮传动的强度计算、设计参数及许用应力5．掌握斜齿圆柱齿轮传动的设计6．了解直齿圆锥齿轮传动的设计7．了解齿轮传动的润滑和效率8．掌握齿轮的结构设计重点和难点：重点：1．齿轮传动的失效形式；各类齿轮传动的受力分析。2．直齿圆柱齿轮传动的强度计算。难点：1．针对不同的失效形式和工况恰当地确定设计准则。2．合理选择相应的设计参数。§8-1概述§8-2齿轮传动的失效形式及设计准则第8章齿轮传动§8-4齿轮传动的计算载荷§8-5直齿圆

2、柱齿轮传动的强度设计§8-6齿轮传动的许用应力§8-8斜齿圆柱齿轮传动的强度设计§8-9直齿锥齿轮传动的强度设计§8-7齿轮传动强度计算概要和主要参数与精度的选择§8-10齿轮的结构设计§8-11齿轮传动的润滑和效率§8-3齿轮的材料及其选择原则一、齿轮传动的特点二、齿轮传动的类型1）工作可靠，使用寿命长，适应范围广；2）结构紧凑；3）传动效率高，在机械传动中齿轮传动的效率最高，可达标99%；4）瞬时传动比恒定，故传动平稳；5）齿轮加工需要专用的机床和刀具，制造及安装精度要求高，成本高；精度低时噪音大；不易用于轴间距过大的传动。1）按工

3、作条件、装置型式：闭式：封闭在箱体内，安装精度高、润滑条件好；开式：齿轮外露，不能防尘、周期润滑、精度低；半开式：齿轮浸入油池、外装护罩、防尘性差。§8－1概述2）按齿面的硬度：软齿面（≤350HBW或38HRC）；硬齿面（＞350HBW或38HRC）传动比ii=n1/n2=d2'/d1'=d2/d1=z2/z1d'、d——齿轮的节圆直径和分度圆直径；z为齿轮齿数。角注1指主动轮，2指从动轮。齿数比uu=z2/z1z2、z1——大、小齿轮的齿数。减速传动，u=i；增速传动，u=1/i。减速传动，i＞1；增速传动，i＜1。为了使强度计算对

4、减速和增速传动都适用，引入齿数比概念§8－2齿轮的失效形式及设计准则一、失效形式1、轮齿的折断脆性折断：脆性材料、冲击或过载疲劳折断：齿根应力集中、交变载荷反复作用、疲劳裂纹扩展防止折断：增大齿根过渡圆角半径；降低表面粗糙度；减轻加工损伤；增大轴及支承的刚性；提高制造和安装精度和齿轮材料的机械性能；采用表面强化处理(如喷丸、辗压)等。斜齿直齿轮齿折断2、齿面接触疲劳破坏(点蚀)防止点蚀：提高齿面硬度和降低表面粗糙度；适当采用大的变位系数和(xΣ=x1+x2)以增大综合曲率半径；适当采用粘度较高的润滑油；合理匹配齿轮副的材料；适当增加齿轮

5、副的硬度差；提高齿轮传动的接触精度等。点蚀原因：接触应力的反复作用点蚀后果：轻者影响传动的平稳性并产生振动和噪声，重者不能工作点蚀是润滑良好的闭式传动常见的失效形式。点蚀总是密集于靠近节线的齿根部位。防止磨损：正确选择齿轮参数以降低齿面滑动率；提高齿面硬度；降低齿面粗糙度；供给足够的润滑油并保持油的清洁；采用粘度较大的油，并在油中添加适当的添加剂等。磨损原因：齿面进入磨料磨损后果：齿形破坏、变薄引起冲击、振动，甚至断齿3、齿面磨损磨粒磨损是开式齿轮传动常见的失效形式之一。4、齿面胶合胶合现象：两表面尖峰接触后粘结，再被撕开。胶合是比较严

6、重的粘着磨损，胶合发生后，齿廓失去正常形状，不能正常工作。冷胶合、热胶合防止胶合：正确选择齿轮参数以降低齿面滑动率；减小模数和齿高以降低滑动速度；采用极压润滑油；选用抗胶合性能好的齿轮副材料；材料相同时，使大、小齿轮保持适当硬度差；提高齿面硬度和降低表面粗糙度等。胶合是重载齿轮传动常见的失效形式。5、轮齿塑性变形防止塑性变形：适当提高齿面硬度和降低表面粗糙度；正确选择齿轮参数以降低齿面滑动率；采用粘度较大的润滑油和极压润滑油等。齿体塑性变形：突然过载，引起齿体歪斜塑性变形原因：齿面软，润滑失效、摩擦变大齿面塑性变形：齿面表层材料沿摩擦力

7、方向流动塑性变形后果：齿廓形状变化，破坏正确啮合轮齿塑性变形二、齿轮传动的设计准则闭式软齿面齿轮传动：失效形式——点蚀；设计——按校核——按闭式硬齿面齿轮传动：失效形式——轮齿折断设计——按校核——按开式齿轮传动：失效形式——磨损、轮齿折断；设计、校核——按并考虑磨损的影响将模数适当增大，m增大10～15％高速重载齿轮传动：可能出现齿面胶合，故需校核齿面胶合强度。§8-3齿轮的材料及其选择原则一、材料1.材料性能的要求齿面要硬、齿芯要韧；具有良好的机械加工和热处理工艺性。2.常用材料1）锻钢加工工艺：锻坯——加工毛坯——热处理（正火、调

8、质）——切齿精度7、8、9级。HBW1=HBW2+（30~50HBW）。软齿面：≤350HBW中碳钢：40、45、50、55等中碳合金钢：40Cr、40MnB、20Cr硬齿面：＞350HBW低碳、中碳钢：2