《齿轮传动a》PPT课件

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1、齿轮传动讨论的主要问题有：本章学习目标:要求掌握基于承载能力计算的圆柱齿轮传动的设计方法轮齿传动的主要失效形式和计算准则；齿轮传动常用材料及选择方法；齿轮传动受力分析及载荷计算；针对齿面接触疲劳强度失效和齿根弯曲疲劳强度失效所进行的齿轮承载能力计算方法；主要参数选择。学习要求：1)了解齿轮材料的选取和热处理方式的常识；2)掌握齿轮传动应力类型及变化特性、失效形式、失效部位、产生机理及一般应对措施。掌握相应的设计准则；3)掌握载荷系数的物理意义及其影响因素；4)掌握齿轮传动受力分析的方法（包括力作用点、各分力大小、方向）；5）掌

2、握直齿圆柱齿轮传动齿面接触疲劳强度和齿根弯曲疲劳强度计算方法；斜齿圆柱齿轮传动强度计算的特点；6）掌握齿轮传动的设计方法与步骤。本讲主要内容：齿轮传动的失效形式和设计准则齿轮常用材料及选择原则齿轮传动的计算载荷齿轮传动特点、类型10.1概述优点：•传动效率高；•传动功率大；•瞬时传动比恒定；•传动速度范围大；•结构紧凑；•适用于空间任意两轴间传动；•工作可靠、使用寿命长。缺点：制造、安装精度要求高；使用、维护费用高；无过载保护；精度低时噪音大；不易用于轴间距过大的传动。1齿轮传动的特点2、按工作条件闭式传动1、按齿面硬度齿轮传

3、动的分类：F齿根裂纹起始点1.轮齿折断（1）过载折断：意外超载（2）疲劳折断：（硬齿面齿轮）齿根圆角应力集中，交变载荷反复作用,产生疲劳裂纹、扩展、断齿10.2齿轮传动的失效形式及设计准则一、失效形式全齿折断—常发生于齿宽较小的直齿轮局部折断—常发生于齿宽较大的直齿轮和斜齿轮防止折断：设计提高抗弯断能力，增大模数，增大齿根圆半径、加工精度，选材料和热处理等2.齿面疲劳点蚀（软齿面齿轮）防止点蚀：增加齿面硬度、降低粗糙度、合理选用润滑油粘度（粘度增加）提高承载能力。点蚀原因：过大的接触应力的反复作用，齿面产生微裂纹，疲劳扩展、点

4、蚀点蚀后果：轻者引起振动噪音，重者不能工作。两对齿啮合区3.齿面过量磨损(开式齿轮)防止磨损：改善润滑、提高齿面硬度、增大模数，改用闭式传动磨损原因：齿面进入磨料相对运动齿面磨损。磨损后果：齿形破坏、变薄引起冲击、振动，甚至断齿4.齿面胶合(高速重载齿轮)胶合原因：高压、相对滑动速度大，油膜破裂；啮合局部高温，齿面焊接；相对运动时撕裂热胶合冷胶合齿顶和根部相对滑动速度最大低速重载齿轮防止胶合：降低速度，改善润滑，提高齿面硬度等。胶合后果：产生振动、噪声，不能工作从动齿—节线起脊主动齿—节线出沟5、齿面塑性变形现象：材料沿摩擦力

5、方向流动防止塑性变形：提高齿面硬度、提高润滑油粘度塑性变形原因：齿面软，齿面滑动速度产生摩擦，摩擦力在齿面很软，促使齿面材料堆积或往两边跑。塑性变形后果：齿廓形状变化，破坏正确啮合二、齿轮传动的设计准则齿轮工作条件主要失效形式设计准则闭式软齿面齿轮传动齿面疲劳点蚀齿面接触疲劳强度准则闭式硬齿面齿轮传动齿根弯曲疲劳折断齿根弯曲疲劳强度准则高速大功率传动齿面胶合齿面胶合能力准则（齿面温度设计准则）开式齿轮传动齿面磨损采用齿根弯曲疲劳强度准则，并通过增大m和降低来考虑磨损的影响1.常用齿轮材料及力学性能见表10-110.3齿轮常用材

6、料及选择原则5）开式齿轮可用铸铁1）必须满足工作条件的要求2、材料选择原则2）应考虑齿轮尺寸大小、毛坯成型方式及热处理和制造工艺，大尺寸用铸钢或铸铁，中尺寸用锻钢，较小尺寸用圆钢3）载荷平稳或轻度冲击用正火碳钢；中等冲击载荷用调质钢；高速重载及冲击载荷下用合金钢6）考虑齿轮加工经济性（如渗碳淬火和高频淬火处理）4）一般参数中小功率齿轮传动常用45钢，经正火或调质处理，为软齿面组合。当要求结构紧凑时，可采用45钢，经表面淬火处理，为硬齿面。7）高速小功率以传递运动为主的齿轮可用非金属材料材料类型材料名称热处理、加工方法应用场合软

7、齿面（锻钢）45、40Cr、35SiMn、40MnB正火、调质；热处理后精切齿形，7、8级精度、强度和速度要求不高的中小尺寸齿轮传动；硬齿面（锻钢）20Cr、20CrMnTi等表面淬火、渗碳淬火、氮化等；切齿-硬化-磨齿精切齿形，5、6级高速、重载及精密机械（如精密机床、航空发动机等）中小尺寸铸钢ZG310-570、ZG340-640等正火和退火以消除铸造应力较大齿轮，强度稍低铸铁HT350、QT600-3等工作平稳、低速及小功率非金属材料工程塑料（ABS、尼龙）、夹布胶木高速、轻载及精度不高，无需润滑基本要求：齿面要硬，齿芯

8、要韧。3.常用齿轮材料、热处理、加工方法及应用配对齿轮均采用软齿面时：小齿轮热处理硬度稍高于大齿轮（约30~50HBS）可采用不同热处理方式或采用不同材料获得。原因：1）小齿轮齿根强度较弱；2）小齿轮应力循环次数较多；3）当大小齿轮有硬度差时，较硬的小齿轮对较软的大齿轮齿面产