第十章 齿轮传动1-4.ppt

§10-1 概 述 §10-2 失效形式及设计准则 二、设计准则 §10-3 材料及其选择原则 §10-4 齿轮传动的计算载荷 §10-5 标准直齿圆柱齿轮传动 的强度计算 二、齿根弯曲疲劳强度计算 三、齿面接触疲劳强度计算 四、齿轮传动的强度计算说明 表10-5 齿形系数YFa及应力校正系数YSa 注：1）基准齿轮的参数为α=200、ha*=1、c*=0.25、ρ=0.38m(m为齿轮模数)； 2）对内齿轮： 当 α=200、 ha*=1、 c*=0.25、 ρ=0.15m 时，齿 形 系 数 YFa=2.053；应力校正系数YFa=2.65。 1.97 1.83 1.79 1.78 1.77 1.75 1.73 1.70 1.68 1.67 1.65 YSa 2.06 2.12 2.14 2.18 2.20 2.22 2.24 2.28 2.32 2.35 2.40 2.45 2.52 YFa ∞ 200 150 100 90 80 70 60 50 45 40 35 30 z(zv) 1.62 1.61 1.60 1.59 1.58 1.57 1.56 1.55 1.54 1.53 1.52 YSa 2.53 2.55 2.57 2.60 2.62 2.65 2.69 2.72 2.76 2.80 2.85 2.91 2.97 YFa 29 28 27 26 25 24 23 22 21 20 19 18 17 z(zv) 1.575 1.625 1.595 1.865 － 56.4 0.785×104 夹布塑料 － 189.9 20.6 ×104 锻 钢 － 188.0 188.9 20.2 ×104 铸 钢 － 173.9 180.5 181.4 17.3 ×104 球墨铸铁 143.7 灰 铸 铁 156.6 球墨铸铁 161.4 铸 钢 162.0 锻 钢 11.8 ×104 灰 铸 铁 配对齿轮材料 弹性模量 E/MPa 齿轮材料 表10-6 弹性影响系数ZE 注：表中所列夹布塑料的泊松比μ为0.5，其余材料的μ均为0.3。 * 退出 下一页 上一页 退出 下一页 上一页 齿轮传动应用广泛，传递功率可大数十万千瓦，圆周速度可达200m/s。其主要特点有： ◆效率高，可达99% ◆结构紧凑：所需空间尺寸小 ◆工作可靠、寿命长，寿命可大10～20年 ◆传动比稳定 ◆制造及安装精度高、价格高，且不宜用于传动距离过大的场合 分类 开 式：齿轮完全暴露在外。不仅外界物易侵入，且润滑不良，因 此工作条件不好，轮齿易磨损，只宜用于低速传动 半开式：简单防护罩，有时大齿轮部分浸入油中 闭 式：装在经过精确加工、封闭的箱体内。多用于重要场合 一、失效形式 1、轮齿折断 突然受载过大或磨损变薄后 齿根过载折断 工作面上的接触线为一斜线 斜齿轮的局部折断 ⑴增大齿根过渡圆角半径及消除加工刀痕 ⑵增大轴及支承的刚度，使轮齿接触线上受载较为均匀 ⑶采用合适的热处理提高齿芯的韧性 ⑷采用喷丸、滚压等对齿根表层进行强化处理 ⑸采用正变位齿轮 顶部受力最大，根部应力集中 齿根弯曲疲劳断裂 防 止 措 施 产生原因 表现形式 a）轮齿折断 b） 轮齿局部折断 2、齿面磨损 产生原因：磨料性磨粒（如砂粒、铁屑等）落入啮合齿面间。 防止措施：◆采用闭式齿轮传动——最有效措施； ◆保持润滑油清洁等。 3、齿面点蚀（又称鳞剥） 点蚀是在变化的接触应力、齿面摩擦力和润滑剂的综合作用下，轮齿表层下一定深度产生裂纹，裂纹逐渐发展导致轮齿表面小片脱落，形成凹坑。 点蚀是齿面疲劳损伤的主要现象。常出现在润滑良好的闭式齿轮传动中。 ——开式齿轮的主要失效形式之一 a）收敛式点蚀 b）扩展式点蚀 点蚀达到一定面积时，齿轮产生强烈振动和噪声，以致不能工作。 收敛性点蚀：软齿面（HBS350）齿轮出现少量点蚀以后， 如继续工作时载荷适当，点蚀不可能继续发展 扩展性点蚀：硬齿面（HBS350）齿轮出现点蚀后即会继续 发展