渐开线齿廓上各点的压力角不等越接近基圆.PPT

1) 分度圆的定义 齿面磨损 齿面磨损有磨粒磨损和跑合磨损两种。 磨粒磨损：开式传动主要失效形式之一。 采用闭式传动、减小齿面粗糙度和保持良好润滑可防止或减轻磨粒磨损。 跑合磨损：新齿轮传动时存在的缓慢磨损。是一种有益磨损。 注意：跑合结束后, 必须清洗和更换润滑油。 齿面塑性变形 在重载下，较软的齿面产生局部塑性变形的失效形式。常在过载严重和起动频繁的传动中遇到。 二、设计准则 传动要求：运转平稳，且有足够承载能力。 设计准则：主要失效形式→ 强度计算→确定主要 尺寸→ 按其他失效形式校核。 (齿面磨损/塑性变形等尚未形成相应的设计准则, 通常只按保证齿根弯曲疲劳强度和齿面接触疲劳强度进行计算。高速重载时，还要保证齿面抗胶合能力。) 闭式齿轮传动: 软齿面(HBS≤350)齿轮(失效形式: 齿面点蚀)，按接触疲劳强度设计，弯曲疲劳强度校核；硬齿面(HBS＞350)齿轮(失效形式: 轮齿折断)，按弯曲疲劳强度设计，接触疲劳强度校核。 (半)开式齿轮传动: (失效形式: 磨粒磨损)，按弯曲疲劳强度设计，并降低许用弯曲应力([σF]开= (0.7~ 0.8)[σF]闭)。不必校核齿面接触疲劳强度。 §5-8 齿轮材料/热处理及传动精度 一、齿轮常用材料 各种牌号的优质碳素钢、合金钢、铸钢和铸铁等，一般多采用锻件或轧制钢材。 不易锻造的大齿轮常用铸钢；开式低速传动可采用灰铸铁；球墨铸铁有时可代替铸钢。 常用齿轮材料及其热处理方法见表5-3(P77)。 二、齿轮常用的热处理方法 表面淬火 渗碳淬火 调质 正火 高频淬火 火焰淬火 不需磨齿 需磨齿 可加工 不易加工 消除内应力 耐磨性好 能承受冲击 渗氮 得软齿面(HBS≤350)齿轮 为硬齿面(HBS350) 小齿轮齿根较簿，弯曲强度较低，且受载次数较多，故在选择材料和热处理时，一般使小齿轮齿面硬度比大齿轮高。当大小齿轮都是硬齿面时，小齿轮的硬度应略高，也可和大齿轮相等。 三、齿轮传动的精度 齿轮制造和安装时，会产生齿形误差、齿距误差、齿向误差、两轴线不平行等。误差对齿轮传动的准确性、平稳性和均匀性带来影响。 国家标准对圆柱齿轮及齿轮副规定了12个精度等级，1级精度最高，12级最低，常用6~9级。 按照误差的特性及它们对传动性能的主要影响将齿轮的各项公差分成三组，分别反映传递运动的准确性、传动的平稳性和载荷分布的均匀性。 P78表5-4为齿轮传动精度等级的选择及应用。 §5–9 直齿圆柱齿轮传动的 受力分析和计算载荷 一、轮齿上的作用力 ——计算轮齿强度，设计轴和轴承的依据 设一对标准直齿圆柱齿轮标准 安装。若略去摩擦力, 则轮齿间 相互作用的总压力( 正压力 )为法 向力Fn , 其方向沿啮合线。 将Fn分解可得： 圆周力： 径向力: Fr =Ft tgα 法向力： Ft = —— 2T1 d1 Fn = —— Ft cosα 方向 Ft ：主动轮上与运动方向相反 从动轮上与运动方间相同 Fr ：由作用点指向轮心 Fn ：沿法线背离啮合点 Fr1 Ft1 T1=9.55x106 — Nmm P n1 (n1: r/min) 二、计算载荷(KFn ) 在实际计算中, 常用计算载荷KFn代替名义载荷Fn , 以考虑由于轴和轴承的变形、传动装置的制造和安装误差、齿宽方向的载荷集中和附加动载荷等的影响。 轴和轴承的刚度越小、齿宽b 越宽、载荷集中越严重。精度越低、圆周速度越高，附加动载荷越大。 K——载荷系数, 其值见P79表5-5。 轴的弯曲变形引起的齿向载荷 §5–10 直齿圆柱齿轮传动的强度计算 计算齿轮传动强度时，假定全部载荷由一对轮齿承担。 1. 确定危险截面 30o切线法：作与轮齿对称中心线成30o 夹角并与齿根圆角相切的斜线，认为两切点连线即危险截面位置。设危险截面处齿厚为SF , 齿宽为b。 一、齿根弯曲强度计算 rb 2. 计算弯曲强度：将轮齿看作悬臂梁 hF SF 2 aF rb b SF σF=—=————— KFnhFcosαF bSF2 /6 M W =—— ————— 6(hF/m)cosαF (SF/m)2cosα KFn bm YF：齿形系数 αF : Fn与轮齿对称中心线垂线的夹角 齿根危险截面的弯曲力矩为： M=KFnhFcosαF