第11章+齿轮传动C.ppt

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1、桑塔纳轿车的主传动系统第11章齿轮传动光驱理光相机深圳钟表展(2006.4)：巨型机械表芯外径31.3cm，厚度6.35cm，“表把”直径7cm，全部零件按实际机芯放大10倍制作，重15kg，连续精确走时48h第11章齿轮传动11.1齿轮传动的失效形式及计算准则11.2齿轮材料及精度选择11.3齿轮传动的载荷计算11.4直齿圆柱齿轮传动的强度计算11.5斜齿圆柱齿轮传动的强度计算11.6直齿圆锥齿轮传动的强度计算11.7齿轮的结构设计11.8齿轮的润滑重点：1.齿轮的失效形式、计算准则2.齿轮传动受力分析(直齿、斜齿、锥齿)3.齿轮传动强度计算作业：（11.1~5）、11.7、11.9介绍直

2、齿圆柱、斜齿圆柱、直齿圆锥齿轮传动的设计。按工作条件分类按载荷情况分类闭式传动└硬齿面HBS＞350开式传动齿轮传动的分类:低速轻载:V≤1～3m/S;Fn≤5～10kN中速中载:3m/S＜V＜10m/S;10kN≤Fn＜50kN高速重载:V≥10m/S;Fn≥50kN┌软齿面HBS≤350前言11.1轮齿的失效形式及计算准则(一)轮齿的失效形式┌疲劳折断└过载折断全齿折断(齿根)(直齿)局部折断(斜齿受载不均)1.轮齿折断3.各种场合的主要失效形式2.齿面失效齿面点蚀齿面胶合齿面磨损齿面塑性变形→(二)齿轮传动常用计算准则疲劳折断：轮齿受的弯曲应力是循环变化的，在齿根的过渡圆角处具有较大的

3、应力集中。易发生轮齿疲劳折断。过载折断：齿轮受到过载或冲击时,引起轮齿的突然折断。闭式硬齿面、脆性材料齿轮传动的主要破坏形式轮齿折断机理发生部位：一般出现在节线附近靠近齿根表面处。（载荷大；速度低难形成油膜)σH反复→裂纹→扩展→麻点状脱落2.齿面失效闭式软齿面齿轮传动的主要破坏形式。1)齿面疲劳点蚀齿面点蚀机理→齿形破坏、轮齿变薄1）磨粒磨损：由于金属微粒，灰石砂粒进入齿轮引起的磨损。2）跑合磨损：一般指新机器。开式齿轮传动易发生磨粒磨损。2)齿面磨粒磨损当齿面所受的压力很大且润滑效果差，或压力很大而速度很高时，由于发热大，瞬时温度高，相啮合的齿面发生粘联现象，此时两齿面有相对滑动，粘接的

4、地方被撕裂。→热胶合。润滑失效→表面粘连→沿运动方向撕裂低速重载的齿轮，油膜遭破坏也发生胶合现象。齿面温度无明显增高，→冷胶合。高速重载、低速重载闭式传动的主要破坏形式。3)齿面胶合→齿面沿摩擦力方向塑性变形→主凹、从凸ω2ω1低速重载软齿面闭式传动的主要破坏形式。4)齿面塑性变形从动齿—节线起脊主动齿—节线出沟折断:疲劳折断→过载折断全齿折断(齿根)(直齿)局部折断(斜齿受载不均)σH反复→裂纹→扩展→麻点状脱落→靠近节线的齿根表面齿面胶合:齿面磨粒磨损:润滑失效→表面粘连→沿运动方向撕裂磨粒磨损→齿形破坏齿面塑性变形:齿面沿摩擦力方向塑性变形→主凹、从凸齿面点蚀:.齿面失效:提高轮齿的抗

5、疲劳折断能力：提高齿面硬度、增大齿根圆角半径、降低表面粗糙度值、采用表面强化处理、选用韧性好的材料等提高齿面抗点蚀能力：齿面硬度越高，抗点蚀能力越强。此外，提高润滑油的粘度和采用适当的添加剂，对防止点蚀有明显的效果。防止或减轻齿面磨粒磨损：提高齿面硬度、降低表面粗糙度值、注意润滑油的清洁和定期更换，开式传动中注意环境清洁等。增强抗胶合能力：提高齿面硬度，减小粗糙度，采用有抗胶合添加剂的润滑油以及合适的材料配对等。防止和减轻塑性变形：提高轮齿硬度和润滑油黏度均有利于。*闭式传动→*开式传动→*闭式高速重载传动→软齿面→硬齿面→齿面点蚀轮齿折断齿面磨粒磨损齿面胶合*低速重载软齿面→齿面塑性变形3

6、.各种场合的主要失效形式折断:疲劳折断→过载折断全齿折断(齿根)(直齿)局部折断(斜齿受载不均)σH反复→裂纹→扩展→麻点状脱落→靠近节线的齿根表面齿面胶合:齿面磨粒磨损:润滑失效→表面粘连→沿运动方向撕裂磨粒磨损→齿形破坏齿面塑性变形:齿面沿摩擦力方向塑性变形→主凹、从凸齿面点蚀:.齿面失效:*闭式传动→*开式传动→*闭式高速重载传动→软齿面→硬齿面→齿面点蚀轮齿折断齿面磨粒磨损齿面胶合*低速重载软齿面→齿面塑性变形3.各种场合的主要失效形式(二)齿轮传动常用计算准则:防齿面点蚀→防轮齿折断→齿面接触疲劳强度计算→求中心距a齿根弯曲疲劳强度计算→求模数ｍ常用的计算方法:硬齿面(折断):按齿

7、面强度设计(先求a)→按弯曲强度校核按弯曲强度设计(先求m)→按齿面强度校核按弯曲强度设计(求m)→考虑磨损将[σF]×(0.7～0.8)(许用弯曲应力)软齿面(点蚀):开式传动:(磨损)闭式传动按主要失效形式进行强度计算，确定主要尺寸，再对其他失效形式进行必要校核。1.齿面要硬,齿芯要韧2.易于加工及热处理对齿轮材料的基本要求：一.常用的齿轮材料二.齿轮材料的选择11.2齿轮材料及精度选择三.齿轮精度一.常