齿轮及润滑基础知识

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1、齿轮及润滑知识齿轮-基本定义齿轮是能互相啮合的有齿的机械零件C齿轮-基本参数直齿圆柱齿轮各部分的名称和基本参数名称符号inTTd二ZD,d二d/ttz,令kfd/tt齿顶圆da通过轮齿顶部的圆周直径df诵i寸轮齿根部的园IB直径分度圆齿厚等于槽宽处的圆周直径齿顶圆I与齿扌I的径向距离齿根咼ha分ItfBl至il齿顶圍的徉向距禽分圍Ml到齿根园的徉向距离在分度圆上相邻两齿廓对应点的弧长（齿廩+槽宽）齿厚S每个齿在分度圆上的弧长节圆d‘一对齿轮传动时，两齿轮的齿廓在连心线0102上接融点C处，两齿轮的圆周速度相等，以01C

2、和02C为半径的两个圆称为相应齿轮的节圆。压力角a齿轮传动时，一齿轮（从动轮）齿廓在分度圆上点C的受力方向与运动方向所夹的锐角称压力角。我国采用标准压力角为20°。啮合角Ja在点C处两齿轮受力方向与运动方向的夹角齿距P齿轮模数标准系列第一系列11.251.522.5345681012162025324050笫二系歹U1.752.252.75(3.25)3.5(3.75)4.55.5(6.5)79(11)141822283645标准直齿圆柱齿轮轮齿各部分的尺寸计算齿轮-分类齿轮可按齿形、齿轮外形、齿线形状、轮齿所在的表面

3、和制造方法等分类。1）齿轮的齿形包括齿廓曲线、压力角、齿高和变位。渐开线齿轮比较容易制造，因此现代使用的齿轮中渐开线齿轮占绝对多数，而摆线齿轮和圆弧齿轮应用较少。在压力角方面，以前有些国家采用过14.5。和15。,但是多数国家已统一规定为20°小压力角齿轮的承载能力较小；而大压力角齿轮，虽然承载能力较高，但在传递转矩相同的情况下轴承的负荷增大，因此大压力角齿轮仅用于特殊情况。齿高已标准化，一般均采用标准齿高。变位齿轮优点较多，已遍及各类机械设备中。2）齿轮按其外形分为圆柱齿轮、锥齿轮、非圆齿轮、齿条、蜗杆-蜗轮。3）按

4、齿线形状齿轮分为直齿轮、斜齿轮、人字齿轮、曲线齿轮。4）按轮齿所在的表面齿轮分为外齿轮、内齿轮。外齿轮齿顶圆比齿根圆大；而内齿轮齿顶圆比齿根圆小。5）按制造方法齿轮分为铸造齿轮、切制齿轮、轧制齿轮、烧结齿轮等。齿轮-材料材料和热处理对齿轮的承载能力和尺寸、重量有很大的影响。20世纪50年代前多用碳钢，60年代改用合金钢，而70年代多用表面硬化钢。齿面按硬度可区分为软齿面和硬齿面两种。1）软齿面：齿面硬度HBW350,在调质或正火热处理之后进行精切齿。这种齿轮承载能力较低，但制造比较容易，跑合性好，用于传动尺寸和重量无严

5、格限制以及小量生产的一般机械中。因为配对的齿轮中小轮负担较重，为使大小齿轮工作寿命大致相等，小轮齿面硬度比大轮的高HB20〜50。2）硬齿面:齿面硬度HB>350o这种齿轮承载能力高，在齿轮精切之后进行淬火、表面淬火或渗碳淬火，一般齿面硬度HRC45〜65。但在热处理中，齿轮不可避免地产生变形，因此在热处理之后须进行磨削、研磨或精切，以消除因变形产生的误羌，提高齿轮的精度。如果硬齿面齿轮精度不够，其承载能力往往不如软齿面的。经渗氮处理的齿面硬度HV2600,抗胶合能力较高。由于渗氮时温度较低，齿轮的变形很小,可不再进行

6、机械加工，但渗氮层较薄，适于制造小尺寸的齿轮，但不能承受冲击载荷或磨料磨损。齿轮-失效齿轮是现代机械中应用最广泛的重要基础零件之一。齿轮类型很多，有直齿轮、斜齿轮、人字齿等，齿面硬度有软齿面和硬齿面，齿轮转速有高有低，传动装置有开式装置和闭式装置，载荷有轻重之分,因此影响因素很多，所以实际应用中会出现各种不同的失效形式。齿轮的失效主要发生在轮齿部分，其常见失效形式有：轮齿折断、齿面点蚀、齿面磨损、齿面胶合和齿面塑性变形五种。1轮齿折断轮齿折断有多种形式，在正常情况下，有以下两种：1）过载折断。对于由铸铁或高硬度合金钢等

7、脆性材料制成的齿轮，由于严重过载或受到冲击载荷作用，会使齿根危险截面上的应力超过极限值而发生突然断齿。过载折断的断口一般都在齿根部位。断口比较平直，并且具有很粗糙的特征。2）疲劳折断。①疲劳断齿由于轮齿根部在载荷作用下所产生的弯曲应力为脉动循环交变应力，以及在齿根圆角、加工刀痕、材料缺陷等应力集中源的复合作用下，会产生疲劳裂纹。裂纹逐步蔓延扩展，最终导致轮齿发生疲劳断齿。3）局部断齿。当齿面加工精度较低、或齿轮检修安装质量较差时，沿齿面接触线会产生一端接触、另一端不接触的偏载现象。偏载使局部接触的轮齿齿根处应力明显增大

8、，超过极限值而发生局部断齿。局部断齿总是发生在轮齿的端部。齿面较小的直齿轮常发生全齿折断，齿面较大的直齿轮，因制造装配误差易产生载荷偏置一端，导致局部折断;斜齿轮和人字齿齿轮，由于接触线倾斜，一般是局部齿折断。为了提高齿轮的抗折断能力，除设计时满足强度条件外，还可采取下列措施：①采用高强度钢；②采用合适的热处理方式增强轮齿齿芯的韧