第11章齿轮传动.ppt

第十一章 齿 轮 传 动 P.164 前 言 轮齿的失效形式及计算准则 齿轮的材料 齿轮传动的精度 齿轮传动作用力分析及计算载荷 直齿圆柱齿轮传动齿面接触强度计算 直齿圆柱齿轮齿根弯曲疲劳强度计算 斜齿圆柱齿轮传动 直齿圆锥齿轮传动 齿轮的构造 齿轮传动的润滑和效率 §11-1 轮齿的失效形式及计算准则 P.159 (一)轮齿的失效形式 二. 常用的齿轮材料 表11-1, p.161 ⑴钢 §11-4齿轮传动作用力分析及计算载荷 P.168 三. 作用力的方向及判断 二. 齿面接触疲劳强度公式: P.164 当机械零件按强度条件来设计时，可采许用应力或安全系数法， 许用应力法是比较危险截面处的计算应力σ是否小于等于零件材的许用应力[σ]，而[σ]= σlim/s ， σlim为极限正应力，s叫安全系数。 1.校核公式 (尺寸参数已知→校核齿面强度)当机械 · §11-6直齿圆柱齿轮齿根弯曲疲劳强度计算 （一）强度公式建立的依据: P.166 三.弯曲强度计算说明: P.168 (一)斜齿圆柱齿轮传动作用力分析 p.170 其轮齿沿螺旋线方向均匀地分布在圆柱体→左、右旋 三. 作用力的方向及判断： §11-9 齿轮的构造 p.174 * 介绍直齿圆柱、斜齿圆柱、直齿圆锥齿轮传动的设计。齿轮不仅可传递运动，还要传递动力，必须具有足够的承载能力。 按工作  条件 分 类 按载荷 情况 分 类 闭式传动 └硬齿面 HBS＞350 开式传动 齿轮传动的分类: 低速轻载: V≤1～3m/S ; Fn≤5～10KN 中速中载: 3m/S＜V＜10m/S ; 10KN≤Fn＜50KN 高速重载: V≥10m/S ; Fn≥50KN ┌软齿面 HBS≤350 前 言 ┌疲劳折断 └过载折断 全齿折断(齿根)(直齿) 局部折断(斜齿受载不均) 1.轮齿折断 3.各种场合的主要失效形式 2.齿面失效 齿面点蚀 齿面胶合 齿面磨损 齿面塑性变形 → 闭式硬齿面、脆性材料 齿轮传动的主要破坏形式 (二) 齿轮传动常用计算准则 疲劳折断：轮齿受的弯曲应 力是循环变化的，在齿根的 过渡圆角处具有较大的应力 集中。易发生轮齿疲劳折断。 过载折断：齿轮受到过载或 冲击时,引起轮齿的突然折断。 发生部位：一般出现在齿根表面靠近节线处。 （载荷大；速度低难形成油膜) 图11-2～11-4 σH反复→裂纹→扩展→麻点状脱落 闭式软齿面齿轮传动 的主要破坏形式。 2.齿 面 疲 劳 点 蚀 当齿面所受的压力很大且润滑效果差，或压力很大而速度很高时，由于发热大，瞬时温度高，相啮合的齿面发生粘联现象，此时两齿面有相对滑动，粘接的地方被撕裂。 →这叫热胶合。 润滑失效→表面粘连 →沿运动方向撕裂 低速重载的齿轮，油膜遭破坏 也发生胶合现象。这时齿面温度无 明显增高，这种胶合→冷胶合。 高速重载、低速重载闭式传动 的主要破坏形式。 3、齿 面 胶 合 →齿形破坏 1）磨粒磨损：由于金 属微粒，灰石砂粒进入 齿轮引起的磨损。 2）跑合磨损：一般指新机器。 开式齿轮传动易发 生磨粒磨损。 4、齿 面 磨 损 →齿面沿摩擦力方向塑性变形→主凹、从凸 ω2 ω1 低速重载软齿面闭式传动 的主要破坏形式。 5、齿 面 塑 性 变 形 (二) 齿轮传动常用计算准则: P.164 第2(大） 防齿面点蚀→ 防轮齿折断→ 齿面接触疲劳强度计算→求分度圆直径 齿根弯曲疲劳强度计算→求模数ｍ 常用的计算准则: 硬齿面(折断): 按齿面接触强度设计(先求d1) →按弯曲强度校核 按弯曲强度设计(先求m ) →按齿面接触强度校核 按弯曲强度设计(求m ) → 考虑磨损将[σF] ×(0.7～0.8) (许用弯曲应力) 软齿面(点蚀): 开式传动: (磨损) 闭式传动 1.齿面要硬, 齿芯要韧 2.易于加工及热处理 一·对齿轮材料的 基本要求: 二. 常用的齿轮材料 三. 常用热处理 §11-2 齿轮的材料 p.165 四. 钢制齿轮加工工艺过程： －用于开式、低速传动的齿轮→强度差,易成型 1. 灰口铸铁－ HT200、HT300 2. 球墨铸铁－ QT500-7 →用于小功率、速度高→低噪音 －含碳量为0.1％～0.6％→常用 →性能最好(可通过热处理提高机械性能) 1.锻钢－钢材经锻造, 性能提高→最常用 45、35SiMn、42SiMn、40Cr、3