第2章齿轮传动.ppt

齿轮传动课后习题 12-3 12-7 12-9 机械设计基础 第12章 齿轮传动设计 第12章 齿轮传动设计 12.1齿轮传动的失效形式和设计准则 1.轮齿折断 采取措施 材料及热处理 增大模数 增大齿根圆角半径 消除刀痕：喷丸、滚压处理； 增大轴及支承刚度。 2、齿面点蚀 齿面点蚀 相对滑动速度 3、齿面磨损 措施：加强润滑；开式改闭式传动 4.齿面胶合 原因： 高速重载；散热不良； 滑动速度大；齿面粘连后撕脱 采取措施： 减小模数，降低齿高； 抗胶合能力强的润滑油； 材料的硬度及配对 齿面胶合 5.齿面塑性变形 塑性变形 齿轮的失效形式 现象与原因？ 改进措施？ 12.1.3设计准则 闭式传动：按保证齿根弯曲疲劳强度和 齿面接触疲劳强度进行计算。 开式传动：按保证齿根弯曲疲劳强度进 行计算，考虑磨损的影响适当 增大模数。（10～15%） 12.2齿轮的材料及其选择原则 （一）齿轮材料的选择原则 基本要求：齿面要硬，齿芯要韧。 1.功能要求：功率、可靠度、质量、环境 2.工艺要求：毛坯选择；热处理方式 3.硬度选择：*软齿面硬度?350HBS； *软齿面齿轮HBS1-HBS2?30～50 * 避免胶合的合适配对： 软—软；软—硬；软—铁；硬—硬。 （二）常用齿轮材料（P188表12-1，P379表1） 调质钢45 、 锻钢 渗碳钢40Cr、 钢 氮化钢20CrMnTi 金属 铸钢ZG310-570 铸铁 HT250、QT500-5 非金属：夹布塑胶 尼龙 齿轮传动的计算载荷 K为载荷系数，与原动机、工作机有关 见P193表12-2 齿轮传动使各种机械传动中应用最广泛的传动形式，之所以应用范围广是因为它具有根多工程问题中需要的特点，具有较好的综合性能， 首先它具有较高的传动效率，这对于大功率传动是很重要的特点，它能使机械传动减少大量的能量损失， 由于齿轮传动承载能力大，与其他传动形式相比，在传递同样载荷的前提下，具有较小的体积， 在正确使用情况下，齿轮传动零件可与具有较高的使用寿命，甚至无限寿命， 齿轮传动的传瞬时传动比（与链传动相比）和平均传动比（与带传动相比）都较稳定，具有较高的传动精度， 由于以上优点使得齿轮传动成为各种机械传动中应用最广泛的传动形式， 齿轮传动的主要缺点是对传动零件及相关的零件提出较高的制造，安装，调整的要求， 另外齿轮传动不适合于远距离传动，（与带传动合链传动相比）。 各种齿轮传动因其润滑方式不同，材料及热处理方式不同，齿轮传动的载荷和速度范围不同，所表现出的主要失效形式也不同，这里所讨论的齿轮失效形式是指轮齿部分（轮缘）的失效， 下面分别讨论各种主要的失效形式： 1.轮齿折断 主要表现为疲劳折断，齿轮在工作中反复受到啮合力的作用，在齿根部产生引起循环弯曲应力，这种循环弯曲应力会造成轮齿从齿根部疲劳折断，齿根部的应力集中更加剧了这种危险性。通过加大齿根圆角半径，提高齿根部的表面光洁度，改善齿根部的残余应力状态，可以提高齿根的康弯曲疲劳强度。除齿根弯曲疲劳折断外，还可能由于齿轮传动的瞬时过载引起齿根的突然折断，在传动系统设计中应在传动链上设置必要的保护装置，使得当发生意外时可以使传动链中断，（过载保护）。由于制造和安装的原因，或由于在载荷作用下轴的弯曲变形过大，使得轮齿沿齿长方向偏载，使局部受力过大，会引起轮齿的局部折断， 点蚀是在交变的接触应力作用下，在齿面上出现局部材料脱落，形成麻点的失效形式，特别是在齿面硬度低于350HBS的闭式软齿面齿轮，更表现为主要的失效形式，这种麻点出现后时齿面上的局部接触应力加大，更加剧了点蚀的发生和扩展，引起传动噪声加大，传动精度降低。 下面通过分析齿轮工作中齿面的相对运动关系来分析点时发生的原因。 通过分析可知，被动轮齿面上受到的滑动摩擦力方向指向节圆，主动轮齿面上受到的滑动摩擦力方向指离节圆， 通过分析可知，被动轮齿面上受到的滑动摩擦力方向指向节圆，主动轮齿面上受到的滑动摩擦力方向指离节圆， 由于开始啮合的接触点在主动轮的齿顶和被动轮的齿根，所以主动轮相对于被动轮的相对滚动方向是从齿顶向齿根， 而被动轮相对于主动轮的相对滚动方向是从齿根向齿顶， 齿面磨损是不可避免的，特别是对于润滑不好的开式齿轮，磨损成为主要的失效形式，齿面的磨损量与齿面的相对滑动量