齿轮传动在不同工况下的主要失效形式齿面点蚀闭式传动齿轮的主要.ppt

1 1 1 1 主要内容 1.齿轮传动的失效形式，各种失效的机理和特点，防止措施以及齿轮传动的计算准则； 2.齿轮材料的基本要求，软齿面与硬齿面的常用热处理方法及材料选用原则； 3.齿轮传动的受力分析，计算载荷，各种载荷系数的物理意义与影响因素； 4.齿轮承载能力计算包括：直齿圆柱齿轮传动的齿面接触强度计算与齿根弯曲疲劳强度计算；斜齿圆柱齿轮传动和直齿锥齿轮传动的计算特点； 5.齿轮传动设计中，主要参数的选择原则及影响因素，各参数间的相互影响关系。 因YFa 是反映当力作用于齿顶时，轮齿齿廓形状对齿根弯曲应力的影响系数，它是指齿根厚度与齿高的相对比例关系。当齿高增大，齿根厚度变小，轮齿变为“瘦高型”,即YFa ↑σF ↑，抗弯曲能力差；反之，齿高减小，齿厚增大，则轮齿变为“矮胖型”，即 YFa↓ σF↓，抗弯曲能力强。因此YFa是反映轮齿“高、矮、胖、瘦”程度的形态系数。 而模数m的值是反映一个轮齿绝对尺寸的大小，对于用标准刀具加工标准齿轮时，若z相同仅m不同，则加工出的轮齿都几何相似，m只是它们的放大比例。 齿轮传动主要参数的选择 模数m：主要影响齿根弯曲强度，可按弯曲强度条件设计。圆整为标准值。 齿数Z1：齿数多传动平稳，在中心距不变时可减小模数、减小齿高、减小磨损、抗胶合。 闭式：Z1=20~40，减磨 开式：Z1=17~20，轮齿尺寸大，耐磨 一般：Z1≥ 17避免根切 Z1、 Z2应互为质数 分度圆压力角? ：标准规定?=20°，航空标准规定?=25°，以提高齿根强度和齿面强度 齿数比u： u ≤ 7，以免传动尺寸过大。 螺旋角?：一般? =8° ~20°。 ?过小轴向重合度小承载能力提高不明显， ?过大轴向力大影响轴承寿命。 振动和噪声较大，常用于线速度V≤5 m/s的场合 轮齿分布在锥面上，逐渐收缩 特点： 载荷沿齿宽分布不均 Fn b 0.5b 强度计算点： 齿宽中点。 法向力Fn作用于齿宽中点 锥齿轮的强度等同于齿宽中点处的当量直齿圆柱齿轮 b/2 dv/2 dv 半径=锥齿轮齿宽中点背锥母线长度 齿宽 = 锥齿轮齿宽 b 模数 = 锥齿轮齿宽中点平均模数mm 12.9 直齿锥齿轮传动 12.9.2 受力分析 大小： 圆周力 径向力 轴向力 方向： 圆周力方向在主动轮上与回转方向相反，在从动轮上与回转方向相同； 径向力方向分别指向各自的轮心； 轴向力方向分别指向大端。且 Fa2 n Fa1 Fr1 Fr2 Ft1 Ft2 12.9.3 齿面接触疲劳强度 校核公式 设计公式 12.9.4 齿根弯曲疲劳强度计算 校核公式 设计公式 作用 — 减小摩擦损失、散热及防蚀 方法 ☆ 人工定期加油润滑 ☆ 浸油润滑 ☆ 喷油润滑 — 开式或半开式传动 — V ≤ 12~15 m/s的闭式传动 — V 12 m/s的闭式传动 n1 n2 η = η1η2η3 η1—啮合中的摩擦损失 η2—搅油损失 η3—轴承中的摩擦损失 12.10 齿轮传动的效率和润滑 12.10.1 齿轮传动的效率 12.10.2齿轮传动的润滑 润滑方式取决于齿轮的圆周速度。 12.11 齿轮结构 齿轮轴 当齿轮的分度圆直径与轴的直径相差很小时， 可做成齿轮轴。 实心式齿轮 当da ?200mm,则可做成实心式 腹板式齿轮 当da ?500mm时,为了减少质量和节约材料,通常采用腹板式结构 轮辐式齿轮 da≥400mm,多采用轮辐式的铸造结构 镶套式齿轮 大直径的齿, 为节省材料, 可采用镶套式齿圈 焊接式齿轮 单件生产而尺寸过大又不利于铸造的齿轮,可采用焊接结构 影响接触应力的四个因素 外载荷Fn ：Fn ↑ ，则σH ↑ ； 接触宽度b：b ↑ ，则σH ↓ ； 综合曲率半径ρ：ρ↑，则σH ↓ ; 综合弹性模量E：E↑ ，则σH ↑ 。 两齿轮啮合时的接触应力σH与许用接触应力[σH] 一对啮合齿轮的接触应力大小相等方向相反，即σH1=σH2； 一对啮合齿轮的许用接触应力不一定相等，即[σH1]≠[σH2]。所以接触强度一般不相等，在应用公式时应取[σH]小值代入。若一对齿轮的[σH1]=[σH2]，则一对齿轮不但接触应力相等（即σH1=σH2），而且接触强度也相等。 影响弯曲应力的主要因素 模数m ：因σF∝1/m2 ,则模数是影响弯曲强度的最重要因素，当弯曲强度不足时，首先应增大模数； ??齿宽b：当齿宽b↑，则σF ↓，但 b过大会使齿向载荷分布系数Kβ↑而使