第四章 齿 轮 传 动ppt课件.ppt

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1、§1概述§2齿轮传动的失效形式和设计准则第四章齿轮传动设计§3齿轮常用材料及许用应力§4标准直齿圆柱齿轮传动的强度计算§5斜齿圆柱齿轮传动的强度计算§6直齿圆锥齿轮传动的强度计算§1概述一、特点：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～很大；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；轴间距较大时需多级传动。二、分类：按工作条件分：开式：敞开，润滑不良，易磨损，常用于低精度，低速传动；半开式：防护罩，润滑、密封不完善；闭式：齿轮置于封闭严密的箱体内，精度高

2、。润滑及防护条件好。三、基本参数：齿数Z；模数m；压力角α；(传动比)齿数比i=Z2/Z1；齿宽B；中心距a；分度圆；节圆；啮合角。四、精度等级（制造精度）1--12级。常用5、6、7、8、9级五、基本要求传动准确、平稳承载能力的大小--尺寸、材料结构…------本门课程要有合适的加工轮廓曲线----原理课适当的制造精度-----工艺课§2齿轮传动的失效形式和设计准则一、失效形式：主要发生在轮齿上；失效形式多齿体—1轮齿弯曲折断（1）根部受周期性弯曲变应力单向传动：脉动变应力双向传动：对称变应力失效形式部位原因防止措施轮齿似悬臂梁Fn轮齿折断(2)类型及

3、原因①疲劳折断：闭式硬齿面，变应力、应力集中。②过载折断：过载折断、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增加轮齿芯部韧性⑤安装精度及支承刚性，避免轮齿偏载（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2、齿面点蚀闭式、润滑良好齿面—（1）部位：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改开式为闭式②改善润滑条

4、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，加极压添加剂主动轮从动轮5、塑性变形（1）产生原因低硬度齿轮，重载，摩擦力作用。（2)类型①滚压塑变：摩擦力作用，沿滑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）HBW≤350按齿面接触疲劳强度设计，按齿根弯曲疲劳强度校

5、核。注意：硬度差HBW=30∼50②硬齿面组合：HBW＞350按齿根弯曲疲劳强度设计，按齿面接触疲劳强度校核。开式（半开式）传动：磨损后轮齿折断，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（5%-15%）。§3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）三、齿轮材料的选择原则1）不同的工作条件选用不同

6、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、高速和结构尺寸受限制的场合。软齿面适合中载、中速和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，表6-3。ZN－寿命系数，查图6-8a。与齿轮的应力循环次数

7、N有关。N=60nrth，式中：n---齿轮的转速；r---齿轮每转一周同侧齿廓啮合次数；th----齿轮的工作寿命（小时）。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极限应力乘以0.7；当齿轮为双向运转时乘以0.8。SFlim－安全系数，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。§4标准直齿圆柱齿轮传动的强度计算一、轮齿的受力分析：F

8、r=Fttanα=Fr1=Fr2圆周力：径向力：法向力：不同半径F