齿轮传动的类型及应用 (课件).pptVIP

图例解析（一） 右旋 向左（逆时针） 图例解析（二） 随堂练习 (1) (2) (3) §3－4 齿轮的失效形式 什么叫失效？ 齿轮传动过程中，若齿轮发生折断、齿面损坏等现象，则齿轮失去了正常的工作能力，称为失效。 　 齿轮传动是靠轮齿的啮合传动来传递运动和动力的，轮齿失效是齿轮常见的主要失效形式。 由于齿轮传动装置有开式、闭式，齿面有软齿面、硬齿面，齿轮转速有高有低，载荷有轻重之分，所以设计应用中会出现各种不同的失效形式。 齿轮传动的主要失效形式有轮齿折断、齿面点蚀、齿面磨损、齿面胶合以及塑性变形等几种形式。 一、齿面磨损 1.原因 齿面磨损主要是由于灰砂、硬屑粒等进入齿面间而引起的磨粒性磨损；其次是因齿面互相摩擦而产生的跑合性磨损。磨损后齿廓失去正确形状，使运转中产生冲击和噪声。 2.现象及避免措施 齿面磨损是不可避免的，特别是对于润滑不好的开式齿轮，磨损成为主要的失效形式。齿面磨损使齿厚减薄，使齿根的抗弯曲疲劳强度降低，并使齿轮最终表现为齿根减薄后的弯曲疲劳折断。 采用闭式传动，提高齿面光洁度和保持良好的润滑可以防止或减轻这种磨损。 ? 二、齿面点蚀 1.原因及现象 齿面点蚀轮齿工作时，由于在齿面啮合处脉动循环变接触应力长期作用下，当应力峰值超过材料的接触疲劳极限，经过一定应力循环次数后，先在节线附近的齿廓表面产生细微的疲劳裂纹。随着裂纹的扩展，将导致小块金属剥落，产生齿面点蚀。点蚀影响轮齿正常啮合，引起冲击和噪声，造成传动的不平稳。 齿面抗点蚀能力主要与齿面硬度有关，齿面硬度越高，则抗点蚀能力越强。一般闭式传动中的软齿面较易发生点蚀失效，设计时应保证齿面有足够的接触强度。对于开式齿轮传动，由于磨损严重，一般不会出现点蚀。 2.避免措施提高材料的硬度；加强润滑，提高油的粘度。 三、齿面胶合 1.原因 高速重载传动时，啮合区载荷集中，温升快，因而易引起润滑失效；低速重载时，油膜不易形成，均可致使两齿面金属直接接触而熔粘到一起，随着运动的继续而使软齿面上的金属被撕下，在轮齿工作表面上形成与滑动方向一致的沟纹，这种现象称为齿面胶合。 2.现象及避免措施 金属从表面被撕落下来，沿齿轮滑动方向出现条状伤痕。低速重载的传动因不易形成油膜，发生胶合后，齿廓形状改变，以致不能正常工作。 为了防止产生胶合，除适当提高齿面硬度和降低齿面胶合表面粗糙度外，对于低速传动宜采用粘度大的润滑油，高速传动则应采用含有抗胶合添加剂的润滑油。 四、轮齿折断 疲劳折断 由于受载后齿根部产生的弯曲应力最大，而且是交变应力，齿轮受交变弯曲力应力的反复作用，齿根过度部分存在应力集中，当应力值超过材料的弯曲程度极限时，齿根处产生疲劳裂纹，裂纹渐渐扩大致使齿轮轮齿折断，这种折断称为疲劳折断。 轮齿折断一般发生在齿根部分，因为轮齿受力时齿根弯曲应力最大，而且有应力集中。 2. 过载折断 当齿轮工作时突然过载，或严重磨损后齿厚变薄时，也会发生齿轮折断，称为过载折断。 3. 局部折断 齿轮宽度过大时，制造安装的误差会使其局部受载过大，造成局部折断。在斜齿圆柱齿传动中，齿轮工作面上的接触线为一斜线，齿轮受载后如有载荷集中，就会发生局部折断。若轴的弯曲变形过大而引起齿轮局部受载过大，也会发生局部折断。 降低齿面的表面结构值。 增大轴及支承物的厚度。 对轮齿进行喷丸、碾压等强化处理，提高齿面硬度，保持芯部的韧性等。 增大齿根圆角半径，降低齿根的应力集中。 4. 避免措施 五、齿面塑性变形 1.原因 低速重载传动时，若轮齿齿面硬度较低，当齿面间作用力过大，啮合中的齿面表层材料就会沿着摩擦力方向产生塑性流动，这种现象称为塑性变形。 2.现象 主动轮齿面处出现凹坑，从动轮齿面处出现凸脊，齿形被破坏，影响齿轮的正常啮合。 3.避免措施 提高齿面硬度和采用粘度较高的润滑油，都有助于防止或减轻齿面的塑性变形。 本章小结 本章重点为渐开线标准直齿圆柱齿轮的概念、主要参数、几何尺寸、啮合条件和传动比。 齿轮传动属啮合传动，其主要优点有传动比恒定、传动平稳、传动效率高、齿轮种类繁多，满足各种传动形式等。 分度圆是齿轮上具有的标准模数和标准齿形角的圆,它是确定齿轮尺寸的一个基准圆。模数是齿轮几何尺寸计算中重要的基本参数，其大小直接影响齿轮的各部分几何尺寸和承载能力。渐开线齿轮的标准齿形角α＝20 o 。 标准直齿圆柱齿轮各部分尺寸计算公式见表3—3。 常见的齿轮失效形式有齿面磨损、齿面点蚀、齿面胶合、轮齿折断和轮齿塑性变形五种。 例2：已知一标准直齿圆柱齿轮，齿数z=30，齿根圆直径df=192.5 mm，试计算其分度圆直径d和顶圆直径da。 解：由题中给出的条件，可以利用df和m的关系求出m。 由表中公式df =