《直齿圆柱齿轮传动》PPT课件

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1、第四章齿轮传动设计张淑敏第四章齿轮传动设计第一节概述一、齿轮传动的优缺点：1、优点：速比精确、传动平稳、承载能力大、适用范围广、效率高98～99.5%、寿命长、结构紧凑。功率：很小（几W）～很大（几万KW）；速度：很小～很大尺寸：很小～很大；适用场合：广2、缺点：需要专门的加工设备；轴间距较大时需多及传动。二、分类:按工作条件分：开式：敞开，润滑不良、易磨损；半开式：防护罩，润滑、密封不完善；闭式：封闭箱体，润滑密封好。三、基本参数齿数Z；模数m；压力角α；分度圆d；系数传动比i；齿宽b；中心距a；齿数比u=Z大/Z小四、基本要求传动准确

2、、平稳足够的承载能力和预期的寿命：要有合适的轮廓曲线—机械原理适当的制造精度—机制工艺尺寸、材料、结构…有关--本门课程解决的问题第二节齿轮传动的失效形式及计算准则一、失效形式：失效形式、部位原因防止措施1.轮齿折断根部受周期性弯曲变应力单向传动：脉动变应力双向传动：对称变应力Fn轮齿折断(2)类型及原因①疲劳折断：变应力、应力集中。②过载折断：过载、冲击、磨损。☆①齿根整体折断——直齿，b较小时②局部折断——斜齿，制造、安装误差或偏载，b较大时(3)防止措施：齿根弯曲应力小于许用值①减小应力集中②根部强化处理③增大支承刚度④增加轮齿芯部

3、韧性⑤提高安装精度避免轮齿偏载2、齿面点蚀闭式、润滑良好（1）部位：节线处靠近根部（2）原因：①一对齿啮合②相对滑动速度低、不易形成油膜（3）防止措施：齿面疲劳强度计算①合理润滑②提高齿面硬度主动从动3、齿面磨损（1）部位：轮齿工作面（2）原因：①齿面润滑不良②磨料落入工作面（3）防止措施：①尽量采用闭式传动②改善润滑条件③提高齿面硬度和光洁度4、齿面胶合高速、重载、润滑不良（1）部位：齿面沿相对滑动方向，胶合线（2）原因：①瞬时温度高，产生“咬焊”，并沿相对滑动方向撕破②冷胶合：低速、重载的重型齿轮传动（3）防止措施：采用抗胶合油，加极

4、压添加剂主动轮从动轮5、塑性变形（塑性变形→轮齿失去正确形状→振动和噪音）（1）产生原因软齿面齿轮，重载，摩擦力作用。（2)类型①滚压塑变：摩擦力作用，沿运动速度方向产生塑性变形②锤击塑变：过大冲击产生塑性变形（3）防止措施①采用高屈服极限的材料，②提高齿面硬度和光洁度。二、计算准则：闭式传动：①软齿面组合（软硬齿面组合）HBS≤350按齿面接触疲劳强度设计，按齿根弯曲疲劳强度校核。注意：硬度差HBS=30∼50②硬齿面组合：HBS＞350按齿根弯曲疲劳强度设计，按齿面接触疲劳强度校核。注意：硬度一样开式（半开式）传动：磨损后轮齿折断，

5、不会发生齿面点蚀，仅按齿根弯曲疲劳强度计算，适当增大模数。第三节齿轮常用材料及许用应力一、齿轮对材料的要求：在保证强度的前提下，使其能够得到给定的精度和表面质量1、足够的硬度（承载能力；抗点蚀能力、抗胶合能力增加,但脆易折断。）2、足够的强度和韧性（保证一定的寿命和抗冲击性）。3、良好的加工工艺性和热处理性4、经济性二、常用材料及热处理（表6-1）三、齿轮材料的选择原则1）不同的工作条件选用不同的齿轮材料，同时考虑齿轮尺寸大小、毛坯成型方式及热处理和制造工艺。2)钢制齿轮。正火碳钢用于载荷平稳或轻度冲击下工作的齿轮；调质钢用于中等冲击载荷

6、下工作的齿轮。合金钢用于高速、重载及在冲击载荷下工作的齿轮。硬齿面适合重载、高速、结构尺寸受限制的场合。软齿面适合中载、中速、结构尺寸不受限制的场合。3）铸铁及球墨铸铁适合低速、工作平稳、功率较小和尺寸与重量无严格要求的场合。4）非金属材料1、齿面接触疲劳许用应力σH1im－齿面接触疲劳极限，查图6-6。四、齿轮材料的许用应力SHlim－最小安全系数，查表6-3。ZN－寿命系数，查图6-8a。与齿轮的应力循环次数N有关。N=60nJLh，式中：n---齿轮的转速；J---齿轮每转一周同侧齿廓啮合次数；Lh----齿轮的工作寿命（小时）。分

7、析中间齿轮接触应力和弯曲应力的特点？2、齿根弯曲疲劳许用应力σF1im--齿根弯曲疲劳极限，σFE-考虑尺寸影响（应力校正系数）的疲劳极限查图6-7。当应力为对称循环时乘以0.7；当齿轮为双向运转时乘以0.8。SFlim－安全系数，查表6-3；YN－寿命系数，查图6-8b。YST－应力校正系数，一般为2。σ1im（F、H)---特定参数的试验齿轮，应力的性质为脉动循环，失效概率为1%时的齿轮材料的疲劳极限。第四节齿轮传动的计算载荷考虑载荷波动，载荷沿齿宽方向的不均匀性和轮齿齿廓曲线误差等情况下齿轮所承受的实际载荷T1c=KT1T1---名

8、义载荷；T1c---计算载荷；K---载荷系数K=KAKVkαKβKA----使用系数表6-4；KV----动载荷系数图6-9；Kα---齿间载荷分布系数表6-6；Kβ----齿向载荷分布系数