齿轮传动教学讲义PPT.ppt

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1、齿轮传动第一节特点、类型及设计基本要求一、传动特点缺点：①制造和安装精度要求较高；③不适宜用于两轴间距离较大的传动。②低精度齿轮传动时，噪声和振动较大；③工作可靠性高，使用寿命长优点：①传动比恒定②传动效率高④结构紧凑⑤传递功率范围大⑥圆周速度可达99％。可达150m/s。可达数万千瓦。二、传动类型两轴平行的圆柱齿轮传动、两轴相交的圆锥齿轮传动、两轴交错的齿轮传动渐开线齿廓和非渐开线齿廓开式传动、闭式传动和半开式传动（一）按照两轮轴线间的相对位置不同分为：（二）按齿廓曲线分为：（三）按工作条件分为

2、：（四）按使用情况分为：低速传动和高速传动、轻载传动和重载传动（1）轮齿就好象一个悬臂梁，在受外载作用时，在其轮齿根部产生的弯曲应力最大。（2）在齿根过渡部位尺寸发生急剧变化，以及加工时沿齿宽方向留下加工刀痕而造成应力集中的作用。（3）由于轮齿材料对拉应力敏感。2、损伤部位疲劳裂纹往往从齿根受拉一侧开始发生。3、措施（1）减小应力集中，增大齿根圆角半径,消除加工刀痕；（2）提高表面硬度，如喷丸、碾压处理；（3）提高内部材料的韧性，如采用合适的热处理；（4）增大齿根厚度，如采用正变位齿轮;（5）保持

3、接触线上的受力均匀性，增加轴和轴承的刚度。(二)齿面疲劳点蚀在润滑良好的闭式软齿面（HBS≤350或HRC≤38）齿轮传动中，由于齿面材料在交变接触应力作用下，因为接触疲劳产生贝壳形状凹坑的破坏形式称为点蚀，是一种常见的齿面破坏形式。1、损伤部位点蚀常发生于偏向齿根的节线附近。1）节线附近常为单齿对啮合区，轮齿受力与接触应力最大；2）当轮齿在靠近节线处啮合时，相对滑动速度低，带油效果差，不易形成油膜，摩擦力较大；3）润滑油挤入裂纹，使裂纹扩张。2、损伤原因3、措施1）限制齿面接触应力；2）提高齿面

4、硬度和齿面质量；3）采用粘度较高的润滑油。（高速时润滑油粘度要低）（三）齿面磨损是开式、半开式传动的主要失效形式。措施：1）提高齿面硬度；2）降低表面粗糙度；3）降低滑动系数；4）改善润滑和密封条件、经常清洁润滑油（闭式）磨粒磨损研磨磨损（四）齿面胶合对于某些高速重载的齿轮传动（如航空发动机的主传动齿轮），齿面间的压力大，瞬时温度高，油变稀而降低了润滑效果，导致摩擦增大，发热增多，将会使某些齿面上接触的点熔合焊在一起，在两齿面间相对滑动时，焊在一起的地方又被撕开。于是，在齿面上沿相对滑动的方向形成

5、沟痕（齿顶部分），这种现象称作胶合。低速重载传动时，摩擦热虽不大，但也不易形成油膜，也可能因重载而出现冷焊粘着现象。措施：1）采用特殊的高粘度齿轮油，或在润滑油中添加抗胶合剂；2）通过冷却限制齿面接触温度；3）选用抗胶合性能好的齿轮副材料；4）材料相同时，使大、小齿轮保持适当的硬度差。（五）齿面塑性变形措施：提高齿面硬度，采用粘度较大的润滑油若轮齿的材料较软，载荷及摩擦力又都很大时，齿面材料就会沿着摩擦力的方向产生塑性变形，这种情况常发生在低速重载、频繁启动、过载时。由于在主动轮齿面的节线两侧齿顶

6、和齿根的摩擦力方向相反，因此在节线附近形成凹槽；从动轮则相反，由于摩擦力方向相对，在节线附件形成凸脊。1、对于闭式软齿面齿轮传动（encasedsofttoothsurfacegearing）中（硬度≤350HBS或HRC<38），由于齿面抗点蚀能力差，润滑条件良好，齿面点蚀将是主要的失效形式。在设计计算时，通常先按齿面接触疲劳强度确定传动的尺寸，再校核其齿根弯曲疲劳强度；2、对于闭式硬齿面齿轮传动(encasedhardtoothsurfacegearing)（硬度>350HBS或HRC>38）

7、，齿根折断是主要的失效形式。在设计计算时，通常先按齿根弯曲疲劳强度确定，再校核其齿面接触疲劳强度；3、对于开式、半开式齿轮传动(opengearing)，其的失效形式是齿面磨损。由于齿面磨损后造成轮齿变薄，产生断齿，故按弯曲疲劳强度计算进行设计。为了补偿因齿面磨损减薄而造成强度削弱，通常将计算得到的模数加大10％～15％。二、设计准则（DesignCriteria）第三节齿轮传动的受力分析(ForcesAnalysis)一、直齿圆柱齿轮传动的受力分析(forcesonspurgearteeth)在

8、驱动力矩T1作用下，主动轮齿沿啮合线受到来自从动轮齿的法向力Fn1作用。由于直齿圆柱齿轮法面与端面重合，因此，在端面内Fn1可分解成圆周力Ft1和径向力Fr1。径向力radialforce圆周力tangentialforce②各力的方向：=①各力关系：作用在主动轮和从动轮上的对应力等值反向，即各作用力方向判断Ft1与主动轮回转方向相反Ft2与从动轮回转方向相同Fr1、Fr2分别指向各自齿轮的轮心21n2n1Fr2Fr1Ft1Ft2n1n2注意：各力应画在啮合点上！Ft2Ft1Fr1