第九章 齿轮传动-第二节课件.ppt

Chapter 09 Gear Transmission 机械工程系 第九章 齿轮传动 9.2.1 失效形式 9.2 齿轮传动的失效形式及计算准则 1.轮齿折断 疲劳裂纹 齿根部受较大的交变弯曲应力；齿根 圆角及切削刀 痕产生应力集 中； 原 因： 2.齿面磨损——开式齿轮传动的主要失效形式 在齿轮传动中，齿面随着工作条件的不同会出现不同的磨损形式。例如当啮合齿面间落入磨料性物质（如砂粒、铁屑等）时，齿面即被逐渐磨损而至报废。 提高轮齿抗弯强度的措施 增大齿轮模数；增大齿根 圆角半径；采用正变位 减缓磨 损措施 3.齿面疲劳点蚀 采用闭式齿轮传动； 提高齿面硬度和光洁度； 保持润滑油清洁。 齿轮工作时，在循环变化的接触应力、齿面摩擦力及润滑剂的反复作用下，轮齿表面或次表层出现疲劳裂纹，裂纹逐渐扩展，导致齿面金属剥落形成麻点状凹坑，这种现象称为齿面疲劳点蚀。 点蚀首先 出现位置 节线附近齿面相对滑动速度小，油膜不宜形成，摩擦力较大；且节线处同时参与啮合的轮齿对数少，接触应力大。 减缓或防止措施： 增大齿轮直径或中心距；提高齿面硬度；采用合适的润滑油 等。 4.齿面胶合 高速重载齿轮传动，因齿面间压力大、相对滑动速度大，在啮合处摩擦发热多，产生瞬间高温，使油膜破裂，造成齿面金属直接接触并相互粘着，而后随齿面相对运动，又将粘接金属撕落，使齿面形成条状沟痕，产生齿面热胶合。 传动时齿面瞬时温度愈高、相对滑 动速度愈大的地方，愈易发生胶合。 由于啮合处局部压力很高齿，使油 膜破裂而粘着，产生齿面冷胶合。 正变位齿轮、减小模数及降低齿高、提高齿面硬度，降低齿面粗糙度值，采用抗胶合能力强的齿轮材料，在润滑油中加入极压添加剂等，都可以提高抗胶合能力。 减缓或防止措施： 5.齿面塑性变形 用较软齿面材料制造的齿轮，在承受重载的传动中，由于摩擦力的作用，齿面表层材料沿摩擦力的方向发生塑性变形。 主动轮齿面节线处产生凹坑，从动轮齿面节线处产生凸起。 减缓或防止措施： 提高齿面硬度和润滑油粘度，可以减轻或防止齿面塑性变形的产生。 异物啮入 6.其它失效形式 齿面融化 齿面烧伤 齿面电蚀 9.2.2 设计准则 设计齿轮传动时，应根据实际工况条件，分析主要失效形式，确定相应的设计准则，进行设计计算。 闭式软齿面齿轮: 按接触疲劳强度设计,验算弯曲疲劳强度。 闭式硬齿面齿轮: 按弯曲强度设计, 验算接触强度。 开式齿轮传动: 按弯曲强度设计，用增大模数考虑磨损的影响。 对中、低速齿轮传动： 对于齿轮的轮圈、轮辐、轮毂等部位的尺寸，通常仅作结构 设计，不进行强度计算。 Chapter 09 Gear Transmission 机械工程系