10齿轮传动.ppt

第10章齿轮传动
§10-2 轮齿的失效形式及设计准则
§10-3 齿轮材料及选用原则
§10-6 齿轮传动的设计参数、许用应力与
精度选择
§10-4 齿轮传动的计算载荷
§10-5 标准直齿圆柱齿轮传动的强度计算
§10-8 标准圆锥齿轮传动的强度计算
§10-9 齿轮的结构设计
§10-10 齿轮传动的润滑
§10-1 概述
§10-7 标准斜齿圆柱齿轮传动的强度计算
作用: 不仅用来传递运动、而且还要传递动力。
要求: 运转平稳、足够的承载能力。
分类
开式传动
有简单防护罩,大齿轮浸入油池,润滑得到改善、适于非重要应用;
裸露、灰尘、易磨损,适于低速传动。
§10-1 概述
半开式传动
闭式传动
全封闭、润滑良好、适于重要应用。
按类型分
按装置型式分
按使用情况分
硬齿面齿轮(齿面硬度≥350HBS)
直齿圆柱齿轮传动
斜齿圆柱齿轮传
锥齿轮传动
人字齿轮传动
动力齿轮
传动齿轮
按齿面硬度分
软齿面齿轮(齿面硬度<350HBS)
以动力传输为主,常为高速重载或低速重载传动。
以运动准确为主,一般为轻载高精度传动。
齿轮传动的特点:
▲传动效率高η可达99%;在常用的机械传动中,齿轮传动的效率为最高;
▲结构紧凑;与带传动、链传动相比,在同样的使用条件下,齿轮传动所需的空间一般较小;
▲工作可靠,寿命长;与各类传动相比
▲传动比稳定; 无论是平均值还是瞬时值。这也是齿轮传动获得广泛应用的原因之一;
▲制造及安装精度要求高,价格较贵。与带传动、链传动相比
学****本章的目的
本章学****的根本目的是掌握齿轮传动的设计方法,也就是要能够根据齿轮工作条件的要求,能设计出传动可靠的齿轮。
设计齿轮----设计确定齿轮的主要参数以及结构形式。
主要参数有:模数m、齿数z、螺旋角β以及压力角a、齿高系数h*a、径向间隙系数c*。
§10-2 轮齿的失效形式及设计准则
轮齿折断
一般发生在齿根处,严重过载突然断裂、疲劳折断。
一、轮齿的失效形式
失效形式
轮齿折断一般发生在齿根部分,因为轮齿受力时齿根弯曲应力最大,而且有应力集中。
轮齿因短时意外的严重过载而引起的突然折断,称为过载折断。
在载荷的多次重复作用下,弯曲应力超过弯曲疲劳极限时,齿根部分将产生疲劳裂纹,裂纹的逐渐扩展,最终将引起轮齿折断,这种折断称为疲劳折断。
提高轮齿抗折断能力的措施:
1)增大齿根过渡圆角半径,消除加工刀痕,减小齿根应力集中;
2)增大轴及支承的刚度,使轮齿接触线上受载较为均匀;
3)采用合适的热处理,使轮齿芯部材料具有足够的韧性;
4)采用喷丸、滚压等工艺对,对齿根表层进行强化处理。
齿面接触疲劳
齿面接触应力按脉动循环变化当超过疲劳极限时,表面产生微裂纹、高压油挤压使裂纹扩展、微粒剥落。点蚀首先出现在节线处,齿面越硬,抗点蚀能力越强。软齿面闭式齿轮传动常因点蚀而失效。
齿面点蚀
§10-2 轮齿的失效形式及设计准则
轮齿折断
失效形式
一、轮齿的失效形式
齿面点蚀
齿面胶合
高速重载传动中,常因啮合区温度升高而引起润滑失效,致使齿面金属直接接触而相互粘连。当齿面向对滑动时,较软的齿面沿滑动方向被撕下而形成沟纹。
措施:



§10-2 轮齿的失效形式及设计准则
轮齿折断
失效形式
一、轮齿的失效形式
齿面胶合
齿面磨损
措施:
,清洁环境
磨粒磨损
跑合磨损
跑合磨损、磨粒磨损。
齿面点蚀
§10-2 轮齿的失效形式及设计准则
轮齿折断
失效形式
一、轮齿的失效形式

从动齿
主动齿
从动齿
主动齿
从动齿
主动齿
从动齿
主动齿
齿面胶合
齿面磨损
齿面点蚀
§10-2 轮齿的失效形式及设计准则
轮齿折断
失效形式
齿面塑性变形
一、轮齿的失效形式
表面凸出
表面凹陷
软齿面齿轮在低速重载或有短时过载的传动中,由于摩擦力的作用可能出现齿面表层金属沿滑动方向流动而发生塑性变形。齿面发生塑性变形后,主动轮齿廓在节线附近出现凹坑,而从动轮齿廓在节线附近出现凸起,从而破坏了正确的齿形,降低了传动质量。
二、齿轮的设计准则
▲保证足够的齿根弯曲疲劳强度,以免发生齿根折断。
▲保证足够的齿面接触疲劳强度,以免发生齿面点蚀。
由工程实践得知:
▲闭式软齿面齿轮传动,以保证齿面接触疲劳强度为主。
▲对高速重载齿轮传动,除以上两设计准则外,还应
按齿面抗胶合能力的准则进行设计。见GB/T3480-1997
▲闭式硬齿面