【2017年整理】十齿轮传动.doc

沈阳工业大学备课用纸 第十章 齿轮传动 §10-1 概述 一、齿轮传动的特点 1、优点： 传动效率高，可达99%。 适用范围广，Pmax=10万千瓦，vmax=200m/s 工作可靠，传动比恒定。 结构紧凑，占用空间小。 2、缺点： 需要专用设备加工，成本高。 不适合于大中心距传动。 二、齿轮传动的类型 1、按齿廓曲线分：渐开线、圆弧、摆线 2、按轮齿形状分：直齿、斜齿、人字齿 3、按齿轮形状分：圆柱、圆锥 4、按啮合形式分：内啮合、外啮合 5、按传动方式分：开式、闭式、半开式 6、按齿面硬度分：软齿面（≤350HBS）、硬齿面（＞350HBS） 7、按圆周速度分：中低速（≤15m/s）、高速（＞15m/s） §10-2 齿轮传动的失效形式及设计准则 失效形式 1、轮齿折断（疲劳折断、过载折断） 预防措施：对于疲劳折断应减少刀痕、防止初始裂纹、提高轮芯韧性。 2、齿面点蚀 预防措施：提高表面硬度、提高润滑油黏度。 3、齿面胶合 预防措施：加强润滑（采用抗胶合能力强的润滑油），控制温升。 4、齿面磨损 预防措施：采用闭式传动，提高表面硬度，加强润滑。 5、塑性变形 （齿体塑性变形、齿面塑性变形） 预防措施：提高齿面硬度、改善润滑条件 沈阳工业大学备课用纸 设计准则 一般性准则：保证足够的齿根弯曲疲劳强度，以避免断齿。 保证足够的齿面接触疲劳强度，以避免点蚀。 1、闭式传动： 软齿面：以保证齿面接触疲劳强度为主。 硬齿面：以保证齿根弯曲疲劳强度为主。 2、开式传动： 以保证齿根接触疲劳强度为主。 §10-3 齿轮的材料及其选择原则 一、常用材料 1、钢 （1）锻钢：45、38SiMnMo、40Cr等，用于一般尺寸的齿轮 软齿面：经热处理后切齿，精度为7、8级。 硬齿面：先切齿，再做热处理（表面硬化），最后精加工。精度4、5、6级。 （2）铸钢：用于大尺寸（d＞400-500） 计算载荷 二、载荷系数 —使用系数，考虑原动机和工作机的性能影响。表10-2 —动载系数，由于制造或装配误差，导致的变化，产生动载荷。图10-8 如：常化、调质等 如；表面淬火，渗碳等 L—接触线长 K—载荷系数 沈阳工业大学备课用纸 —齿间载荷分配系数，考虑总载荷不能平均分配在各齿接触线上，表10-3。 —齿向载荷分布系数，考虑轴受载变形或装配误差，使齿面载荷沿接触线分布不均，表10-4，图10-13。 §10-5 标准直齿圆柱齿轮传动的强度计算 轮齿受力分析 忽略不计齿面间摩擦力，故该集中力为法向力Fn，沿啮合线方向垂直于齿面。在分度圆上，法向力Fn可分解为两个互相垂直的分力： Ft——切于分度圆的圆周力（切向力）； Fr——指向半径方向的径向力。 1、各力大小 2、各分力的方向： 圆周力：主动轮上的圆周力是阻力，其方向与回转方向相反； 从动轮上的圆周力是驱动力，其方向与回转方向相同； 径向力：分别指向各轮轮心（内齿轮为远离轮心方向） 3、两轮轮齿受力关系： 齿根弯曲疲劳强度计算 1、力学模型 （单位尺宽） 式中dl一小齿轮分度圆直径； T1一小齿轮传递的转矩。T=9.55×106×P/n N·mm 沈阳工业大学备课用纸 令 （L=b） 令 —齿形系数 所以 2、验算公式： 引入 Ysa—应力较正系数，考虑齿根圆角处应力集中的影响 则 或 3、设计公式 齿宽系数 三、齿面接触疲劳强度计算 1、基本公式：赫兹公式 综合曲率 ZE 材料弹性影响系数 表10-6 沈阳工业大学备课用纸 2、验算公式 令 —区域系数 3、设计公式 引入齿宽系数 四、齿轮传动强度计算说明 1、由弯曲强度校核公式，但是配对齿轮的，按弯曲强度设计时，应代入较小值计算。 2、配对齿轮的，但是 按接触强度设计时应代入较小值。 3、设计时不能确定，故应试取载荷系数Kt=1.2-1.4,试算d1t(mt),再根据试算值求K。后修正计算结果 沈阳工业大学备课用纸 或 4、硬齿面传动，两齿轮材料、热处理方式及硬度均可一样，软齿面应保证硬度差。 §10-6 齿轮传动的设计参数、许用应力与精度选择 一、齿轮传动设计参数的选取 1、齿数z的选择 所以，在弯曲强度满足要求的前提下，齿数多为好。 通常 闭式传动 z1=20-40，开式传动 z1=17-20 z2=uz1 为了磨损均匀，z2与z1互为指