《机械设计课件》PPT课件

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1、第二章齿轮传动研制：侯玉英§2-4直齿圆柱齿轮传动的设计计算§2—1齿轮传动概述§2-2齿轮传动的失效形式及计算准则§2-3齿轮材料及热处理齿轮传动—依靠主、从动件上的牙齿相互嵌合传递运动和动力，为线接触高副机构。一．齿轮传动的特点及应用二）应用——广泛用于对传动比要求严格、高速重载场合，如机床、汽车、拖拉机的变速箱从实现主、从动轴间运动和动力传递。一）齿轮机构传动的特点①制造和安装精度要求较高；②不适宜用于两轴间距离较大的传动。缺点：③工作可靠性高；①传动比稳定；②传动效率高；④结构紧凑；⑤使用寿命长。优点：§2—1齿轮传动概述一）按两轮轴线相对位

2、置及齿向分1．圆柱齿轮传动（直、斜、人字齿、内啮合齿轮、齿轮齿条件）——用于两平行轴间传动；2．圆锥齿轮传动——用于垂直相交轴间传动3．螺旋齿轮传动——用于空间交错轴间传动直齿圆柱齿轮传动二.齿轮传动分类斜齿圆柱齿轮传动人字齿轮传动齿轮传动分类内啮合齿轮传动齿轮齿条直齿锥齿轮螺旋齿轮齿轮传动分类齿轮传动分类闭式齿轮传动:齿轮封闭在箱体内，润滑条件好开式齿轮传动:齿轮完全暴露在空气中，易进灰、砂，润滑不良易磨损半开式齿轮传动:有简单护罩，较开式传动好，仍易进灰、砂等。二）按齿轮传动情况工作分软齿面齿轮——HBS≤350的齿轮硬齿面齿轮——HBS>350

3、的齿轮用HRC表示，1HRC≈10HBS三）按齿轮齿面硬度分1．保证传动的平稳性—即要求瞬时传动比为常数，为此要研究齿轮廓及啮合原理2．保证传动的承载能力—在有足够强度前提下使齿轮齿尺寸小、重量轻、寿命长等。三．齿轮传动设计需满足的基本要求1.齿轮传动类型、特点及应用；2．齿轮传动失效形式及计算准则、材料选择；四.本章主要内容3．齿轮传动受力分析(直、斜、锥齿轮传动）及参数选择。－重点4.直齿圆柱齿轮传动的强度计算5.斜齿圆柱齿轮传动的设计特点6.直齿锥齿轮传动的设计特点7.齿轮传动设计实例分析§2-2齿轮传动的失效形式及计算准则一．齿轮传动的失效形

4、式——指轮齿失效，轮齿主要失效形式有：1．轮齿折断——有过载折断（短时突然过载引起）、疲劳折断（循环弯应力作用引起）两种情况轮齿轮体断齿原因——齿根弯曲应力过大，即：σF＞σFP（许用弯曲应力），齿根有应力集中。Fn强度措施——бF≤бFP2．齿面点蚀——齿面金属脱落而形成麻点状小坑，称为齿面疲劳点蚀。疲劳点蚀原因——循环变化的接触应力бH过大，即：σH＞σHP（许用接触应力）强度措施——бH≤бHP齿轮传动的失效形式3．齿面磨损——轮齿接触表面上材料因摩擦而发生损耗的现象。其后果，使轮齿磨薄导致轮齿断裂。4．齿面胶合——是一种严重的粘着磨损现象。5

5、．齿面塑性变形——轮齿材料因屈服产生塑性流动而形成齿面的塑性变形。其后果，使齿面失去正确的齿形，在齿面节线处产生凸棱。齿轮传动的失效形式对于闭式齿轮传动，当一对齿轮或一轮齿为软齿面时，轮齿的主要损伤形式是齿面疲劳点蚀，也可能发生轮齿折断及其他失效形式，故应按接触疲劳强度的设计公式确定主要尺寸，然后校核弯曲疲劳强度。二．齿轮传动的计算准则若一对齿轮均为硬齿面时，轮齿的主要失效形式可能是轮齿折断，也可能发生点蚀、胶合等失效，则应按弯曲疲劳强度的设计公式确定模数，然后校核接触疲劳强度。对于开式齿轮传动，其主要失效形式是齿面磨损，但往往又因轮齿磨薄后而发生折

6、断，故仍按轮齿齿根弯曲疲劳强度设计，但适当降低（20%）许用应力以考虑磨损的影响。§2-3齿轮材料及热处理轮齿齿面—有足够的硬度和耐磨性，有利于提高齿面抗点蚀、胶合、磨损及塑性变形的能力；轮齿芯部—有足够的抗弯曲强度及冲击韧性；齿轮加工及热处理性能好；一．对齿轮材料的基本要求非金属材料—夹布胶木、塑料…用于高速、小功率、精度不高或要求低噪声的齿轮中碳钢—45、50钢…中碳合金钢—40Cr、35SiMn低碳合金钢—20Cr、20SiMnTiZG310-570、ZG340-640…用于尺寸大齿轮灰铸铁—HT250、HT300…球墨铸铁—QT500-5、Q

7、T600-2铸钢—锻钢铸铁二．常用材料中小尺寸齿轮低速轻载、尺寸要求不严的开式齿轮三.齿轮的热处理方法1．软齿面齿轮（硬度≤350HBS）处理方法—加热、保温、空冷齿面硬度—150～230HBS适用钢材—中碳钢、中碳合金钢应用——重型、大尺寸齿轮处理方法—淬火后高温回火齿面硬度—180～350HBS适用钢材—中碳钢、中碳合金钢应用——中低速、中小载荷，无特殊结构要求的齿轮热处理方法正火调质特点——可在热处理后进行切齿注意事项—当一对齿轮均为软齿面齿轮时，由于小齿轮的啮合次数较大齿轮多，所以小齿轮的齿面硬度一般应比大齿轮高30—50HBS。齿轮的热处理

8、方法2．硬齿面齿轮（硬度>350HBS）处理方法—调质后，表面加热（高频或火焰），水冷齿面—40～45HRC