第11章齿轮传动选读.ppt

设计：潘存云 dm2 d2 b δ1 δ2 §11-8 直齿圆锥齿轮传动 一、轮齿上的作用力 小齿轮齿宽中点分度圆直径： dm1 2 δ Fn c 假设力集中作用在轮齿中点分度圆处。 d1 b/2 dm1 d1 AB=(b/2)sinδ1 dm1= d1-2AB dm1 δ1 A B =d1-bsinδ1 设计：潘存云 Ft的方向在主动轮上与运动方向相反，在从动论上与运动方向相同； δ dm1 2 圆周力： 径向力： 轴向力： 轴向力Fa的方向对两个齿轮都是背着锥顶。 轮齿所受总法向力Fn可分解为三个分力 : ω1 T1 Ft Fa Fr F’ Fn Ft F’ Fr Fa sinδ1=cosδ2 cosδ1=sinδ2 径向力指向各自的轴心； 当δ1+δ2 = 90? 时，有： Ft1 =Fa2 Fa1 =Ft2 于是有： c Fn α α α δ δ 设计：潘存云 δ2 δ1 dm1 dm2 d2 d1 Re b o2 o1 可以近似认为，一对直齿圆锥齿轮传动和位于齿宽中点的一对当量圆柱齿轮传动的强度相等。 强调当量齿轮的求法 二、强度计算 Re-0.5b o1 o2 α Fn a 当量圆柱齿轮传动的中心距： δ1 δ2 * 第11章 齿轮传动 §11-1 轮齿的失效形式 §11-2 齿轮材料及热处理 §11-3 齿轮传动的精度 §11-4 直齿圆柱齿轮传动的作用力及计算载荷 §11-5 直齿圆柱齿轮传动的齿面接触强度计算 §11-6 直齿圆柱齿轮传动的弯曲强度计算 §11-7 斜齿圆柱齿轮传动 §11-8 直齿圆锥齿轮传动 §11-9 齿轮的构造 §11-10 齿轮传动的润滑和效率 第11章 齿轮传动 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 闭式传动 ----润滑良好、适于重要应用； ----裸露、灰尘、易磨损，适于低速传动。 设计：潘存云 §11-1 轮齿的失效形式 轮齿折断 失效形式 设计：潘存云 一般发生在齿根处，严重过载突然断裂、疲劳折断。 潘存云教授研制 §11-1 轮齿的失效形式 轮齿折断 失效形式 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 §11-1 轮齿的失效形式 轮齿折断 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： 1.提高齿面硬度 2.减小齿面粗糙度 3.增加润滑油粘度低速 4.加抗胶合添加剂高速 设计：潘存云 §11-1 轮齿的失效形式 轮齿折断 失效形式 齿面点蚀 齿面胶合 齿面磨损 措施：1.减小齿面粗糙度 2.改善润滑条件 磨粒磨损 跑合磨损 跑合磨损、磨粒磨损。 设计：潘存云 §11-1 轮齿的失效形式 轮齿折断 失效形式 齿面点蚀 齿面胶合 齿面磨损 从动齿 主动齿 齿面塑性变形 从动齿 主动齿 从动齿 主动齿 从动齿 主动齿 §11-2 齿轮材料及热处理 常用齿轮材料 优质碳素钢 合金结构钢 铸钢 铸铁 热处理方法 表面淬火 渗碳淬火 调质 正火 渗氮 一般用于中碳钢和中碳合金钢，如45、40Cr等。表面淬火后轮齿变形小，可不磨齿，硬度可达52~56HRC，面硬芯软，能承受一定冲击载荷。 1.表面淬火 ----高频淬火、火焰淬火 2. 渗碳淬火 渗碳钢为含碳量0.15~0.25%的低碳钢和低碳合金钢，如20、20Cr等。齿面硬度达56~62HRC，齿面接触强度高，耐磨性好，齿芯韧性高。常用于受冲击载荷的重要传动。通常渗碳淬火后要磨齿。 调质一般用于中碳钢和中碳合金钢，如45、40Cr、35SiMn等。调质处理后齿面硬度为：220~260HBS 。因为硬度不高，故可在热处理后精切齿形，且在使用中易于跑合。 3.调质 4. 正火 正火能消除内应力、细化晶粒、改善力学性能和切削性能。机械强度要求不高的齿轮可用中碳钢正火处理。大直径的齿轮可用铸钢正火处理。 渗氮是一种化学处理。渗氮后齿面硬度可达60~62HRC。氮化处理温度低，轮齿变形小，适用于难以磨齿的场合，如内齿轮。材料为：38CrMoAlA. 5. 渗氮 特点及应用： 调质、正火处理后的硬度低，HBS ≤ 350，属软齿面，工艺简单、用于一般传动。当大小齿轮都是软齿面时，因小轮齿根薄，弯曲强度低，故在选材和热处理时，小轮比大轮硬度高: