(齿轮传动)详解.ppt

河南理工大学机械学院 河南理工大学机械学院 河南理工大学机械学院 河南理工大学机械学院 * * 第十章 齿轮传动 §10-1 概 述 1 齿轮传动的特点 2 齿轮传动的分类 1 齿轮传动的特点 ⑴ 效率高，可达99% ⑵ 传动比稳定 ⑶ 工作可靠，寿命长 ⑷ 结构紧凑 ⑹ 不适于传动距离过大场合 ⑸ 制造安装要求高、价格昂贵 缺点： 优点： 2 齿轮传动的分类 分类 开式传动 半开式传动 闭式传动 按类型分 按装置型式分 按使用情况分 硬齿面齿轮 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 动力传动 运动传动 按齿面硬度分 软齿面齿轮 几种典型的齿轮传动 人字齿轮传动 斜齿圆柱齿轮传动 锥齿齿轮传动 按装置形式分 开式传动：齿轮完全暴露在外，易进入灰尘，工作条件差，磨损严重，一般用于精度要求不高的低速传动。 半开式传动：有简单防护罩，有时大齿轮部分浸入润滑油中，润滑得到改善，润滑稍好，适于非重要应用。 闭式传动：传动有加工精确、封闭严密的防护罩，润滑良好，在重要场合用，应用最广泛。 球 磨 机 软齿面齿轮（HBS≤350，或HRC≤38） 硬齿面齿轮（ HBS＞350，或HRC≥38 按齿面硬度分 §10-2 齿轮传动的失效形式及设计准则 1 齿轮传动的失效形式 2 齿轮传动的设计准则 1 齿轮传动的失效形式 ⑴ 轮齿折断 ⑵ 齿面磨损 ⑶ 齿面点蚀 ⑷ 齿面胶合 ⑸ 轮齿塑性变形 ⑴轮齿折断 ①部位：一般发生在齿根部位 ②原因： a 轮齿在多次重复载荷作用下，齿根处弯曲拉应力过大，再加上齿根处易应力集中，从而发生疲劳折断。（疲劳折断） b 短期过载或过大的冲击载荷作用时齿根静强度不足，或轮齿磨损后强度削弱正常载荷作用下折断。（过载折断） ③ 提高轮齿抗疲劳断裂能力的措施： a 适当增大齿根过度圆角半径，消除加度工刀痕，减小应力集中。 b 合理提高齿轮制造精度和安装精度。 c 正确选择材料和热处理工艺，使轮齿芯部材料具有足够的韧性。 d 采取喷丸、滚压等措施强化齿根齿面。 e 考虑传动整体，主要指刚度。增大轴及支承的刚度，使轮齿接触线上受载较为均匀。 ⑵齿面磨损 ②原因： a润滑不良 b磨料落入工作面 ①部位：工作面 ③ 防止措施： a 改开式为闭式 b 改善润滑条件 c 提高齿面硬度 d 减小齿面粗糙度 ⑶齿面点蚀 ①部位：靠近节线的齿根面上 ②原因： a 在节线处，一对齿啮合，接触应力大 b 在节线处，相对滑动速度低、不易形成油膜 ③防止措施： a合理润滑 b提高齿面硬度 ⑷齿面胶合 ①部位：齿面沿相对滑动方向 ②原因： a瞬时温度高，产生“咬焊”，并沿相对滑动方向撕破 b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 ⑸轮齿塑性变形 齿面塑性流动（滚压塑变）：油膜破坏后，因摩擦力的剧增使齿面金属沿摩擦力方向流动 防止措施 a提高齿面硬度 b采用粘度高的润滑油，加极压添加剂 表面凹陷 表面凸出 2 齿轮传动的设计准则 目前，对一般使用的齿轮传动，只按保证齿根弯曲疲劳强度和齿面接触疲劳强度两准则来设计、校核。对高速重载的传动还要按齿面抗胶合能力进行计算，对其他失效形式只是在设计、制造、安装时采取适当措施预防。 根据实践经验： 闭式软齿面 闭式硬齿面 开式（半开式）传动 疲劳点蚀，断齿 轮齿折断 磨损、断齿 按齿面接触强度设计，验算齿根弯曲强度 按齿根弯曲强度设计，验算齿面接触强度 按齿根弯曲强度设计，考虑耐磨性将模数适当增大 §10-3 齿轮的材料及其选择原则 1 常用的齿轮材料 2 齿轮材料的选择原则 钢 锻钢 铸钢 铸铁 非金属材料 常用齿轮材料 1 常用的齿轮材料 齿轮材料必须满足工作条件的要求，如强度、寿命、可靠性、经济性等； 应考虑齿轮尺寸大小，毛坯成型方法及热处理和制造工艺； 正火碳钢，只能用于制作在载荷平稳或轻度冲击下工作的齿轮；调质碳钢可用于在中等冲击载荷 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； 航空齿轮要求尺寸尽可能小，应采用表面硬化处理的高强度合金钢； 钢制软齿面齿轮，其配对两轮齿面的硬度差应保持在30~50HBS或更多。 2 齿轮材料的选择原则 §10-4 齿轮传动的计算载荷 1 计算载荷 2 载荷系数 1 计算载荷 在齿轮传动中，常以作用于齿面接触线单位长度上的载荷作为计算依据。 而实际上因为电动机（原动机）、工作机、齿轮制造、安装误差、轮齿刚度、轴、轴承、箱体变形等影响，在计算强度时，对如上