《机电一体化一一机械设计》齿轮传动.ppt

二、计算载荷 §11—6 直齿圆柱齿轮传动的 轮齿弯曲强度计算（重点内容） 各种齿轮的构造 * * * * * * 第11章 齿轮传动 §11—11 齿轮传动的润滑和效率 内容 §11—1 齿轮的失效形式 §11—2 齿轮材料及热处理 §11—3 齿轮传动精度 §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（重点） §11—6 直齿圆柱齿轮传动的轮齿弯曲强度计算（重点） §11—7 设计圆柱齿轮材料和参数的选取 §11—8 斜齿圆柱齿轮传动 §11—10 齿轮的构造（自学） §11—9、 11 、12(×) 要求 理解齿轮的失效形式、形成及预防 掌握齿轮的受力分析及强度计算 了解齿轮的结构 §11—1 齿轮的失效形式 1.轮齿折断 2.齿面点蚀 3.齿面胶合 4.齿面磨损 5.齿面塑变 传动类型 闭式传动—封闭在箱体内，润滑条件好 开式传动—外露，润滑较差，易磨损 半开式传动—介于上两者之间,有防护罩 失效形式 ———齿根 ｝齿面 主要形式： 断齿和点蚀 一、齿轮材料 金属材料 （表11-1） 45号钢 中碳合金钢 铸钢 低碳合金钢 最常用，经济、货源充足 铸铁 35SiMn、40MnB、40Cr等 20Cr、20CrMnTi等 ZG310-570、ZG340-640等 HT350、QT600-3等 非金属材料 尼龙、夹木胶布等 选材时考虑 工作条件、载荷性质、经济性、制造方法等 §11—2 齿轮材料及热处理 二、热处理 调 质 正 火 表面淬火 渗碳淬火 渗 氮 软齿面。 改善机械性能，增大强度和韧性 硬齿面。 接触强度高、耐磨性好、可抗冲击 配对齿面的选择原则 选材：小齿轮要好些（承载次数多）， 硬度：小齿轮比大齿轮稍硬 20~50HBS 硬度HBS≤350 硬度HBS?350 软 硬 齿轮选材的基本要求： 齿面要硬、芯部要软。 §11—3 齿轮传动的精度 误差对传动有什么影响？ 影响传递运动的准确性、平稳性、均匀性 精度等级： 12个精度等级（1级最高，12级最低），见表11—2（P168） 一般两齿轮的精度等级取相同 （7、8级最常用） 名义载荷 ： 平稳工况下的理想载荷(机器铭牌上给定的) Pn 。理论上是恒定的、沿齿宽方向均匀分布的值。 计算载荷： 名义载荷在实际中是不存在的，计算时要考虑各种实际情况（制造、安装误差，受载后的变形，工作中的振动，载荷的不均匀性等），以系数k(表11-3)的形式加以修正。 修正后的名义载荷称为计算载荷。 接触应力： 力与面积之比的极限（高副接触应力较大） 赫兹公式： 齿面的最大接触应力的计算式 负号用于内接触 工作时的接触应力 §11—5 直齿圆柱齿轮传动的 齿面接触强度计算 （重点内容） 点蚀的主要原因——齿面的接触应力过高 由于齿根节点处易发生点蚀，所以研究节点处的接触应力. 节点处的齿廓曲率半径： 节点处的载荷关系： 将上述结果（几何参数、力）代入赫兹公式整理得： 校核式 设计式 一对轮齿表面的接触强度取决于小齿轮分度圆直径d1！ 你从接触强度的计算公式中能够得出什么样的结论? Fn 受力模型：悬臂梁。 最大受力方位：当载荷作用于齿顶时，齿根所受到的弯曲力矩最大。 危险截面:用30o切线法确定。 弯曲应力计算 轮齿失效的另一主要形式是断齿，而断齿是由于弯曲应力过高造成的 带入上式并整理得弯曲强度的计算公式： 校核式 设计式 注意： 1.由于 YF1和 YF2不同，[?F1 ]和[?F2]也不同，应分别验算两齿轮的弯曲强度。计算中要用YF1/[σF1]和YF2/[σF2]中较大的值。 2.计算后的模数应圆整为标准模数值，传递动力时m≥1.5mm 。 你从弯曲强度的计算公式中又能够得出什么样的结论? 一对轮齿表面的弯曲强度取决于其模数m的大小！ 软硬齿面的选择： ——小功率时选软齿面；大功率时选硬齿面。 这点很重要! 软齿面：按齿面接触强度设计，验算齿根弯曲强度； 硬齿面：按轮根弯曲强度设计，验算齿面接触强度； 例题11-1 三、齿面选择及强度设计 开式传动按弯曲强度设计，将算得的ｍ增大10％，以考虑磨损的影响。 2闭式：主要取决于齿轮的圆周速度。 1开式和半开式（速度低）：一般人工定期、润滑脂 §11-11 齿轮传动的润滑和效率 一、齿轮传动的润滑 二、齿轮传动的效率（表11-9） 当?12m/s时，采用喷油