齿轮传动设计ZD齿轮减速器.ppt

康胜男 张璐 董军麟 匡振超 徐涛 佘亿康 郑家裕 优点： 缺点： 简介 — 根据齿面硬度(hardness)： 硬度：金属抵抗其它更硬物体压入其表面的能力 硬齿面 齿面硬度 ≤ 350HBS 或 ≤ 38HRC 齿面硬度 ＞ 350HBS 或 ＞ 38HRC 软齿面 硬度越高，耐磨性越好 硬度检测方法： 布氏硬度法（HBS） 洛氏硬度法（HRC） 1、轮齿折断(Tooth breakage) ◆ 疲劳折断 ◆ 过载折断 齿轮传动的失效形式 齿根受弯曲应力 初始疲劳裂纹 裂纹不断扩展 轮齿折断 短时过载或严重冲击 静强度不够 疲劳折断是闭式硬齿面的主要失效形式！ 全齿折断— 齿宽较小的齿轮 局部折断— 斜齿轮或齿宽较大的直齿轮 措施：增大模数（主要方法）、增大齿根过渡圆角半径、增加刚度（使载荷分布均匀）、采用合适的热处理（增加芯部的韧性）、提高齿面精度、正变位等 2、疲劳点蚀(Fatigue pitting) 产生机理： 齿面受交变的接触应力 产生初始疲劳裂纹 润滑油进入裂纹并产生挤压 表层金属剥落 注意： ◆ 凹坑先出现在节线附近的齿根表面上，再向其它部位扩展 麻点状凹坑 ◆ 其形成与润滑油的存在密切相关 ◆ 常发生于闭式软齿面(HBS≤350)传动中 ◆ 开式传动中一般不会出现点蚀现象 （磨损较快） 措施： 提高齿面硬度和质量、增大直径（主要方法）等 3、齿面磨损 是开式传动的主要失效形式 4、齿面塑性变形 措施：提高齿面硬度，采用油性好的润滑油 措施：改善润滑和密封条件 磨损后齿廓形状破坏，齿厚减薄 机理： 现象： 主动轮在节线附近形成凹沟；从动轮则形成凸棱 若齿面材料较软 齿面金属会沿摩擦力的方向流动 且载荷及摩擦力很大 二、齿轮传动的设计准则 主要失效：疲劳点蚀 1、闭式软齿面 主要针对轮齿疲劳折断和齿面疲劳点蚀这两种失效形式 齿轮工作时，要保证足够的齿根弯曲疲劳强度和齿面接触疲劳强度 先按sH≤sHP算出齿轮主要尺寸， 再校核sF≤sFP 按接触疲劳强度设计， 校核弯曲疲劳强度 主要失效：轮齿折断 2、闭式硬齿面 按弯曲疲劳强度设计， 校核接触疲劳强度 先按sF≤sFP算出齿轮的主要尺寸， 再校核sH≤sHP 主要是：齿面磨损　其次是：轮齿折断 3、开式齿轮 按弯曲疲劳强度设计，不需校核接触疲劳强度 把模数增大10%左右考虑磨损的影响 一、对齿轮材料性能的要求 　　齿轮的齿体应有较高的抗折断能力，齿面应有较强的抗点蚀、抗磨损和较高的抗胶合能力，即要求：齿面硬、芯部韧 二、常用齿轮材料 钢材韧性好，耐冲击，可通过热处理和化学处理来改善其机械性能，最适于用来制造齿轮 金属材料 45钢 中碳合金钢 铸钢 低碳合金钢 铸铁 非金属材料 锻钢 热处理 调质 正 火 表面淬火 表面氮化 硬齿面 软齿面 渗碳淬火 表面氮化 注意：当大小齿轮都是软齿面时，因小轮齿根薄，弯曲强度低，故在选材和热处理时，小轮比大轮硬度高: 30~50HBS 齿轮副的侧隙： 一、实心式 齿顶圆直径da≤200mm 毛坯是锻造 二、腹板式 齿顶圆直径da≤200~500mm 毛坯是锻造 三、轮幅式 齿顶圆直径da＞500mm 毛坯是铸造 材料为铸铁或铸钢 一、齿轮传动的设计步骤 1、根据工作条件、载荷性质、使用要求， 合理选择材料、齿面硬度、热处理方法及精度等级； 2、根据主要失效形式，确定相应的设计准则； 3、合理选择有关参数，设计计算 d1 或 m ； 4、考虑其他可能产生的失效形式，进行强度校核； 5、几何尺寸计算及齿轮的结构设计。 软齿面硬度≤350HBS，硬齿面硬度＞350HBS 或＞38HRC 载荷大小：重载、轻载 工作环境：闭式、开式 齿轮传动的设计方法和参数选择 总结 齿轮传动的设计让我们接触了热处理的一些方式，同时学会 了怎样选择大小齿轮的一些知识，大家都受益匪浅，这一切 都离不了老师的教导及同学的 努力学习。只有用心，才能学得更好！