11齿轮传动要点.ppt

* * 11.1 失效形式及计算准则 一、齿轮传动的失效形式（轮齿失效） 1、轮齿折断 —最为严重 ▲主要发生在闭式＞350HB的齿轮和开式齿轮传动中。 ① 疲劳折断 初始裂纹→应力(脉动/对称)重复作用→裂纹扩展→折断 ② 过载折断 意外过载（或磨损→ 齿厚↓、冲击载荷） →突然折断 措施： 增大轴及支承刚度，使轮齿接触线上受力较为均匀； 增大齿根过渡圆角半径，消除加工刀痕，减小齿根应力集中； 采用喷丸、滚压等工艺，对齿根表面层进行强化处理； 增大模数，采用合理的变位。 第11章　齿轮传动 11 齿轮传动 一、齿轮传动的失效形式（轮齿失效） 2、齿面接触疲劳磨损（点蚀） ▲主要发生在闭式≤350HB的齿轮传动中 ▲点蚀产生的原因： ——表面接触应力(脉动)的反复作用 ——润滑油的楔挤作用 ▲点蚀的部位：多发生在轮齿的节线附近靠近齿根的一侧 轮齿在节圆附近一对齿受力，载荷及接触应力大； 节线附近相对滑动速度低，形成油膜条件差； 靠近齿根部位润滑油楔挤作用加速裂纹扩展。 ? 11齿轮传动 一、齿轮传动的失效形式（轮齿失效） 2、齿面接触疲劳磨损（点蚀） ▲主要发生在闭式≤350HB的齿轮传动中 ▲点蚀产生的原因： ——表面接触应力的反复作用 ——润滑油的楔挤作用 ▲点蚀的部位：多发生在轮齿的节线附近靠近齿根的一侧 ? 措施： 提高齿面硬度和降低表面粗糙度值； 在许可范围内采用大的变位系数、增大综合曲率半径； 采用粘度较高的润滑油。 ▲后果 ——产生振动和噪声 ——影响传动的平稳性 ——不能正常工作 12 齿轮传动 一、齿轮传动的失效形式（轮齿失效） 3、齿面胶合 （粘着磨损） ▲主要发生在高速（或低速）重载的闭式齿轮传动中 ▲原因： 高速使齿廓滑动速度高，而产生的瞬时高温会使油膜破裂， 重载使齿廓表面压力大，从而造成齿面间的粘焊现象，粘焊处被撕脱后，轮齿表面沿滑动方向形成沟痕。 低速重载传动不易形成油膜，摩擦热虽不大，但也可能因重载而出现冷焊粘着。 措施：——在润滑油中加入油性和极压添加剂； ——选用抗胶合性能好的齿轮副材料； ——材料相同时，使大、小齿轮保持适当硬度差； ——提高齿面硬度和降低表面粗糙度值等 ▲后果:齿廓表面受到严重破坏 11 齿轮传动 一、齿轮传动的失效形式（轮齿失效） 4、齿面磨粒磨损 ▲主要发生在开式齿轮传动中 ▲原因： 润滑不良，表面粗糙的硬齿与较软的轮齿相啮合时因相对滑动，使软齿表面易被划伤而造成材料脱落； 外界硬屑落入啮合轮齿间而产生。 措施： ——选用合适的齿轮材料和热处理方法； ——保持润滑油清洁和定期换油； ——采用合适的润滑和密封装置； ——选用粘度较高的润滑油和合适的极压添加剂； ——提高精度, 减小齿面粗糙度。 ▲后果:齿廓形状发生严重改变 11齿轮传动 一、齿轮传动的失效形式（轮齿失效） 5、齿面塑性流动 ▲常发生在重载、频繁起动的软齿面传动中 ▲原因：软齿面在重载条件下→齿面压力↑ 及摩擦力的作用→表层局部塑性流动 。 措施： ——适当提高齿面硬度； ——采用粘度较大的润滑油； ——避免频繁起动。 ▲后果:齿廓形状被破坏 11 齿轮传动 二、齿轮传动的计算准则 对一般工况下的普通齿轮传动，其设计准则为： 为防止轮齿的疲劳折断，需计算齿根弯曲疲劳强度。 为防止齿面点蚀，需计算齿面接触疲劳强度。 ⑴ 闭式软齿面(≤350HB)齿轮传动 主要:点蚀 —齿面接触疲劳强度计算准则— —设计计算—确定尺寸 其次:疲劳折断—齿根弯曲疲劳强度计算准则— —校核计算—校核尺寸 (2) 闭式硬齿面(350HB)齿轮传动 主要:疲劳折断—齿根弯曲疲劳强度计算准则— —设计计算—确定尺寸 其次:点蚀 —齿面接触疲劳强度计算准则— —校核计算—校核尺寸 (3) 开式齿轮传动 主要是磨损以及因过度磨损而导致的疲劳折断。 只按齿根弯曲疲劳强度（ ）作设计计算，求出 m ，将 m 增大 10～15% ， 以补偿磨损的影响。 11.2 齿轮常用材料及热处理 11 齿轮传动 一、对齿轮材料性能的要求 齿面 — 抗点蚀、磨损、胶合和塑性流动 → 齿面要硬 轮齿失效 齿体 — 抗变载、冲击 → 齿芯要韧 二、常用材料 锻钢：常用的齿轮材料； 铸钢：形状复杂、尺寸较大（da≥400~600mm）, 且受力较大的齿轮（要求耐磨、强度高） ； 铸铁：常用于低速、轻载、冲击小及开式传动等不太重要的场合； 非金属材料：适用于高速、轻载、且要求降低