《齿轮传动》ppt课件

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1、第4章齿轮传动教学基本要求1．了解齿轮传动特点、分类；2．掌握齿轮传动的主要失效形式及设计准则；3.了解常用齿轮材料及热处理方法；4.掌握齿轮传动的受力分析、强度计算方法及主要参数的选择；5.了解齿轮传动润滑及齿轮结构。重点与难点齿轮传动的受力分析、强度计算。机械中应用最广泛的传动形式之一。4.1概述4.1.1齿轮传动的特点（1）效率高（2）结构紧凑（3）工作可靠、寿命长（4）传动比准确、恒定（5）适用的速度和功率范围广（6）要求加工精度和安装精度较高，制造时需要专用工具和设备，因此成本比较高。（7）不宜在两轴中心距很大的场合使用。4.1.2齿轮传动的分类按齿廓曲线渐开线、圆弧、摆线按啮合位

2、置外啮合、内啮合按齿轮外形直齿、斜齿、人字齿、曲（线）齿按两轴相互位置平行轴、相交轴、交错轴按工作条件开式、半开式、闭式按齿面硬度软齿面（≤350HBW）、硬齿面（>350HBW）4.2齿轮传动的失效形式及设计准则4.2.1齿轮传动的失效形式4.2.2设计准则设计齿轮时，所依据的设计准则取决于齿轮可能出现的失效形式。对于软齿面闭式齿轮传动：常因齿面点蚀而失效，故通常先按齿面接触疲劳强度进行设计，然后校核齿根弯曲疲劳强度。对于硬齿面闭式齿轮传动：其齿面接触承载能力较高，故通常先按齿根弯曲疲劳强度进行设计，然后校核齿面接触疲劳强度。对于开式齿轮传动：按齿根弯曲疲劳强度进行设计，然后校核齿面接触疲

3、劳强度。短时过载：除以上计算准则外，还应进行静强度计算。高速大功率：除以上设计准则外，还应进行抗胶合计算。4.3齿轮常用材料4.3.1常用的齿轮材料齿轮的齿体应有较高的抗折断能力，齿面应有较强的抗点蚀、抗磨损和较高的抗胶合能力，即要求：齿面硬、芯部韧、加工工艺性能及热处理性能良好。最常用的材料是钢，其次是铸铁，还有非金属材料。钢：许多钢材经适当的热处理或表面处理，可以成为常用的齿轮材料；铸铁：常作为低速、轻载、不太重要场合的齿轮材料；非金属材料：适用于高速、轻载、且要求降低噪声的场合。4.3.2齿轮热处理1．调质或正火2．整体淬火3.表面淬火4.渗碳淬火5．氮化4.3.3齿轮材料的选择原则必

4、须满足工作条件的要求应考虑齿轮尺寸的大小、毛坯成形方法及热处理和制造工艺正火碳钢，不论毛坯的制作方法如何，只能用于制作在载荷平稳、或轻度冲击下工作的齿轮，不能承受大的冲击载荷；调质碳钢可用于制作在中等冲击载荷下工作的齿轮。合金钢常用于制作高速重载并在冲击载荷下工作的齿轮，飞行中的齿轮传动要求齿轮尺寸尽可能小，应采用表面硬化处理的高强度合金钢。为增强航空用齿轮的齿根弯曲疲劳强度和齿面接触疲劳强度，我国航空齿轮标准规定了α=25º的标准压力角，但压力角增加，并不一定都有利于传动，对重合度接近2的高速齿轮传动，推荐使用ha*=1~1.2,α=16º~18º的齿轮，这样做可增加齿轮的柔性、降低噪音和

5、动载荷。以节点C处的啮合力为分析对象，并不计啮合轮齿间的摩擦力，可得：4.4直齿圆柱齿轮传动的受力分析与计算载荷4.4.1直齿圆柱齿轮传动的受力分析式中：T1—小齿轮上的转矩（N.mm)d1—小齿轮分度圆直径（mm)α—分度圆压力角力的方向判断:作用于主、从动轮上的各对力均大小相等，方向相反；圆周力Ft：在主动轮上与运动方向相反，在从轮上与运动方向相同；径向力Fr：对两轮都是由作用点指向轮心。4.4.2计算载荷齿轮传动在实际工作时，由于原动机和工作机的工作特性不同，会产生附加载荷。齿轮、轴、轴承的加工、安装误差及弹性变形会引起载荷集中，使实际载荷增加。计算载荷用符号表示，K为载荷系数。1.

6、工作情况系数工作情况KA是考虑由于齿轮啮合外部因素引起附加动载荷影响的系数。影响KA的主要因素：原动机和工作机的工作特性。2．动载系数动载系数K是考虑由于齿轮制造精度、运转速度等轮齿内部因素引起的附加动载荷影响系数。影响K的主要因素：基节和齿形误差产生的传动误差、节线速度和轮齿啮合刚度等。当瞬时传动比这种情况称为换齿冲击当瞬时传动比这种情况称为啮入冲击3．齿向载荷分布不均系数齿向载荷分布系数K是考虑沿齿宽方向载荷分布不均匀对轮齿应力的影响系数影响K的主要因素有：齿轮的制造和安装误差，轮齿、轴系及机体的刚度，齿轮在轴上相对于轴承的位置，轮齿的宽度及齿面硬度等。4．啮合齿对间载荷分配系数

7、齿间载荷分配系数K是考虑同时啮合的各对轮齿载荷分配不均匀对轮齿应力的影响系数。影响K的主要因素有：轮齿制造误差，特别是基节偏差，轮齿的啮合刚度，重合度和跑合情况等。4.5.1齿面接触疲劳强度计算直齿圆柱齿轮强度计算34.5直齿圆柱齿轮传动的强度计算赫兹应力计算公式，即:直齿圆柱齿轮强度计算3在节点啮合时，接触应力较大，故以节点为接触应力计算点。节点处的综合曲率半径为：法向计算载荷：接触线长度：重合度系数：