第11章 齿轮传动ppt课件.ppt

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1、第11章齿轮传动（2）11-9轮齿的失效形式及设计准则11-10齿轮材料及许用应力11-3齿轮传动的精度11-4直齿圆柱齿轮传动的作用力和计算载荷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轮齿弯曲强度计算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11-11圆弧齿轮传动简介*作业复习11.9轮齿的失效形式和设计准则1、轮齿折断2、齿面点蚀3、齿面胶合4、齿面磨损5、齿面塑性变形一、轮齿的失效形式：二、齿轮传动的设计准则：1、轮齿折断一般发生在齿根部分：过载折断疲劳折断：轮齿单侧工作时，弯曲应力按脉动循环变化；轮齿双侧

2、工作时，弯曲应力按对称循环变化。2、齿面点蚀双动式棘轮机构齿面接触应力超过材料的接触疲劳极限时，齿面表层先出现细微的疲劳裂纹，裂纹蔓延使金属微粒剥落下来形成疲劳点蚀。首先出现在靠近节线处。抗点蚀能力与齿面硬度有关。3、齿面胶合高速重载传动中，啮合区温度升高，致使接触面相互粘连，较软的齿面被撕裂形成沟纹。与齿面硬度和粗糙度有关。4、齿面磨损分为磨粒磨损和跑合磨损。开式传动中常见磨粒磨损，采用闭式传动、减小齿面粗糙度和保持良好润滑可以减轻。新制造的齿轮副，开始运转时，磨损速度和磨损量均较大，磨损到一定程度后，摩擦面逐渐光洁，压强减小，磨损速度减慢。5、齿面塑性变形在重载下，较软的齿面可能产生局部的

3、塑性变形，使齿廓失去正常的齿形。二、设计准则根据不同的失效形式，分别建立相应的设计准则和计算方法。通常按齿根弯曲疲劳强度和齿面接触强度进行计算。（1）对开式传动的齿轮，主要失效形式是齿面磨损和因磨损而导致的轮齿折断，故只需按齿根弯曲疲劳强度设计计算。（2）对闭式传动，由于失效形式因齿面硬度不同而异，故分两种情况：1）软齿面齿轮传动（配对齿轮之一的硬度≤350HBS），主要是疲劳点蚀失效，故设计准则为：按齿面接触疲劳强度设计，再按齿根弯曲疲劳强度校核。2）硬齿面齿轮传动（配对两齿轮的硬度均＞350HBS），主要是轮齿折断失效，故设计准则为：按齿根弯曲疲劳强度设计，再按齿面接触疲劳强度校核。11.

4、10.（1、2）齿轮材料及热处理1表面淬火（不需磨齿）2渗碳淬火（需磨齿）3调质（软齿面，可精切）4正火（软齿面）5渗氮（难以磨齿）常用的材料：优质碳素钢、合金结构钢、铸钢和铸铁表面淬火：一般用于中碳钢和中碳合金钢，提高表面硬度（HRC52-56），并保持心部的韧性；渗碳淬火：一般用于含碳量0.15%-0.25%的低碳钢和低碳合金钢，提高表面硬度（HRC56-62），并保持心部的韧性；调质：一般用于中碳钢和中碳合金钢，提高表面硬度（HBS220-260），程度不如前两种处理方法；正火：消除内应力、细化晶粒、改善力学性能和切削性能。渗氮：一种化学热处理，变形小，提高表面硬度（HRC60-62）。

5、11-10.3许用应力（1）—许用接触应力许用接触应力ZN接触疲劳寿命系数，查图11.26σHlim为齿轮的接触疲劳极限，查图表。SH齿面接触疲劳安全系数，可查表11-9。11.10.3许用应力（2）—许用弯曲应力σFlim为轮齿的弯曲疲劳极限，查图表。SF齿根弯曲疲劳安全系数，可查表11-9。许用弯曲应力为：如为对称循环，应将查得的疲劳极限乘0.7。YN弯曲疲劳寿命系数，可查图11.2511.11直齿圆柱齿轮传动的作用力及计算载荷1轮齿上的作用力径向力法向力11.11直齿圆柱齿轮传动的作用力及计算载荷1轮齿上的作用力圆周力径向力法向力T1：小齿轮上的转矩N·mmd1：小齿轮的分度圆直径mm

6、：压力角力的方向：圆周力Ft：在主动轮上与运动方向相反在从动轮上与运动方向相同径向力Fr：均由作用点指向轮心11.11直齿圆柱齿轮传动的作用力及计算载荷2计算载荷*优先采用第一系列，括号内的模数尽可能不用分度圆直径载荷集中附加动载荷应用计算载荷KFn代替名义载荷FnK值见表11.1011.11.2齿轮传动的强度计算-1一、计算齿轮节点处的接触应力赫兹应力公式11.11.2齿轮传动的强度计算-2二、直齿圆柱齿轮齿面接触疲劳强度计算ZE—弹性系数表11.11；ZH—节点区域系数Zε—重合度系数=0.85--0.92u—齿数比u2/u111.11.2齿轮传动的强度计算-3齿面最大接触应力引入载荷系数

7、K，并对上式进行处理，得到下式：u：大轮与小轮的齿数比；b：齿宽；a：中心距当齿轮材料、传动比、齿宽系数一定时，承载能力仅与中心距有关。11.11.2齿轮传动的强度计算-4注意点：（1）两齿轮齿面的接触应力σH1与σH2大小相同。（2）两齿轮的许用接触应力［σH］1与［σH］2一般是不同的，进行强度计算时应选用其中较小值。（3）齿轮的齿面接触疲劳强度与齿轮的直径或中心距的大小有关，即与m与z的乘积