第七章齿轮传动.pptx

第七章 齿轮传动本章重点 教学内容7.1 齿轮传动.ppt#2. 7.1 概 述概述◆ 齿轮传动的失效形式◆ 齿轮传动的强度计算7.2 齿轮传动.ppt#4. 7.2 齿轮传动的失效形式及设计准则齿轮传动的失效形式和设计准则7.3 齿轮传动.ppt#11. 7.3 齿轮材料及热处理齿轮的材料和热处理本章难点7.4 齿轮传动.ppt#14. 7.4 齿轮传动的计算载荷齿轮传动的计算载荷齿轮传动的强度计算7.5 齿轮传动.ppt#17. 7.5 直齿圆柱齿轮传动强度计算直齿圆柱齿轮传动的强度计算7.6 齿轮传动.ppt#29. 7.6 斜齿圆柱轮传动斜齿圆柱齿轮传动的强度计算7.7 齿轮传动.ppt#41. 7.7 圆柱齿轮传动的设计圆柱齿轮传动的设计7.8 齿轮传动.ppt#50. ７．8 直齿圆锥齿轮传动的强度计算直齿圆锥齿轮传动的强度计算7.9 齿轮传动.ppt#55. ７.9　齿轮的结构设计齿轮的结构设计7.10 齿轮传动.ppt#59. 7.10 齿轮传动的润滑齿轮传动的润滑7.1 概 述1、齿轮传动的特点 优点：1）传动效率高 2）传动比恒定 3）结构紧凑 4）工作可靠、寿命长缺点：1）制造、安装精度要求高 2）不适于中心距a较大两轴间传动 3）使用维护费用高 ，精度低时、噪音、振动较大。 2、齿轮传动的主要类型 平行轴齿轮传动 相交轴齿轮传动 交错轴齿轮传动 直齿圆柱齿轮传动按类型分斜齿圆柱齿轮传及人字齿轮传动锥齿轮传动开式传动 按工作条件分裸露、灰尘、易磨损，适于低速传动。半开式传动有简单防护罩，大齿轮浸入油池，润滑得到改善、适于非重要应用。分类闭式传动全封闭、润滑良好、适于重要应用。低速齿轮传动按速度分中低速齿轮传动高低速齿轮传动按齿面硬度分软齿面齿轮（齿面硬度≤350HBS） 硬齿面齿轮（齿面硬度＞350HBS） 7.2 齿轮传动的失效形式及设计准则潘存云教授研制1、轮齿的失效形式 一般发生在齿根处，严重过载突然断裂、疲劳折断。ANIMATOR/轮齿断裂.swf轮齿折断失效形式齿面点蚀齿面胶合齿面磨损齿面塑性变形提高轮齿抗折断能力的措施：1）增大齿根过渡圆角半径，消除加工刀痕，减小齿根应力集中； 2）增大轴及支承的刚度，使轮齿接触线上受载较为均匀； 3）采用合适的热处理，使轮齿芯部材料具有足够的韧性； 4）采用喷丸、滚压等工艺，对齿根表层进行强化处理。 ANIMATOR/齿面点蚀.swf齿面点蚀潘存云教授研制点蚀首先出现在节线处，齿面越硬，抗点蚀能力越强。软齿面闭式齿轮传动常因点蚀而失效。ANIMATOR/齿面胶合.swf齿面胶合措施： 1）提高齿面硬度2） 减小齿面粗糙度3）增加润滑油粘度低速4）加抗胶合添加剂高速ANIMATOR/齿面磨损.swf齿面磨损：跑合磨损、磨粒磨损。磨粒磨损措施：1）减小齿面粗糙度2）改善润滑条件， 清洁环境潘存云教授研制3）提高齿面硬度ANIMATOR/齿面塑变.swf齿面塑性变形表面凸出表面凹陷2、 设计准则 防齿面点蚀→齿面接触疲劳强度计算→求尺寸d 或a限制接触应力齿根弯曲疲劳强度计算→求模数ｍ防轮齿折断→限制弯曲应力 闭式软齿面——以保证接触疲劳强度为主 闭式硬齿面——以保证弯曲疲劳强度为主 开式传动——以保证弯曲疲劳强度为准则7.3齿轮材料及热处理1、对齿轮材料性能的要求 1）齿面要硬, 齿芯要韧 2）易于加工及热处理 3）软齿面齿轮齿面配对硬度差为30~50HBS2、ANIMATOR/齿轮材料.swf常用齿轮材料 含碳量为(0.15~0.6)%的碳素钢或合金钢。一般齿轮用碳素钢，重要齿轮用合金钢。锻钢 铸钢 常用齿轮材料耐磨性及强度较好，常用于大尺寸齿轮。铸铁常作为低速、轻载、不太重要的场合的齿轮材料；非金属材料 适用于高速、轻载、且要求降低噪声的场合。 3. 常用热处理 软齿面： 正火、调质 两轮材料相同时，采用不同的热处理 硬齿面： 低碳钢－渗碳＋淬火 中碳钢－表面淬火讨论：钢制软齿面齿轮要求小齿轮硬度大于大齿轮30-50 HBS原因：1）小齿轮齿根强度较弱 2）小齿轮的应力循环次数较多 3）当大小齿轮有较大硬度差时，较硬的小齿轮会对较软的大齿轮齿面产生冷作硬化的作用，可提高大齿轮的接触疲劳强度 4. 钢制齿轮加工工艺过程 软齿面齿轮： 坯料→热(正、调)→切齿(一般8级、精切7级) 硬齿面齿轮：坯料→热(正)→切齿→表面硬化处理(淬火、氰化、氮化)→精加工(磨齿)7.4 齿轮传动的计算载荷Fn名义载荷——齿面接触线上的法向载荷Fn计算载荷—— Fnc = K Fn 载荷系数 KA——使用系数 Kv ——动载荷系数 Kβ ——齿向载荷分布系数 Kα —