齿轮传动(第10章)解析.ppt

齿轮传动 第10章 §10.1 概述 齿轮传动是机械传动中应用最广泛的一种传动型式。而且历史悠久，我国西汉时所用的翻水车，三国时所造的指南针和晋朝时所发明的记里鼓车中都应用了齿轮机构。 　现代生产和生活中，齿轮的应用更为广泛：机械钟表、大多数机床的传动系统、汽车的变速箱、精密电子仪器设备（光盘驱动器、录音机等）。 　 功能：主要用来传递两轴间的回转运动，还可以实现回转运动和直线运动之间的转换。 1.1 齿轮传动的分类 ①从使用要求分：传动齿轮和动力齿轮； ②从齿廓曲线来分：渐开线齿轮传动和非渐开线齿轮传动； ③从轮体外形分：圆柱齿轮传动和圆锥齿轮传动 ④从工作条件分： 开式齿轮传动：如水泥搅拌机齿轮、卷扬机齿轮 半开式齿轮传动：具有简易防护罩。 闭式齿轮传动：汽车变速箱、机床主轴箱齿轮，减速器齿轮等。 开式传动：润滑差，常用于低精度、低速传动； 闭式传动：齿轮置于封闭严密的箱体内，精度高。润滑及防护条件好。 圆柱齿轮传动的主要参数、精度选择 齿轮精度（1～１２级） 7—6—6 G M GB10095—88 §10.2 齿轮传动的失效方式 1.轮齿折断 原因： 齿根弯曲应力大； 齿根应力集中 2.齿面点蚀 3.齿面磨粒磨损 磨损也是开式齿轮传动常见的失效形式之一，（砂粒、金属屑） 磨损 4.齿面胶合 原因： 高速重载，瞬时温高，油膜被破坏，相啮合的两齿面粘结在一起，沿着滑动方向形成伤痕； 低速重载或缺润滑油时，由于压力过大，油膜被挤破引起胶合—冷胶合。 现象：齿面粘连后撕脱 措施： 减小模数，降低齿高； 抗胶合能力强的润滑油； 材料的硬度及配对 5.齿面塑性变形 磨损、塑性变形 齿轮的失效形式 现象与原因？ 改进措施？ 10.3.齿轮的材料及热处理 一.对齿轮材料的基本要求：齿面要硬，齿芯要韧。 经济性： 毛坯选择 工艺要求：热处理方式 硬度选择：*软齿面硬度?350HBS； *软齿面齿轮HBS1-HBS2?30～50 二.常用齿轮材料 钢 45 、 40Cr、20CrMnTi 铸钢 ZG310-570 铸铁 HT300、QT500-7 有色金属： 铜合金、铝合金 非金属：夹布塑胶、尼龙 平均载荷： 由于存在制造和装配的误差，受载后，轮齿产生弹性变形，使得法节不相等，导致瞬时传动比不准确，产生角加速度 齿轮修缘 轮齿载荷沿接触线分布不均匀 轴上位置； 轴及支承刚度； 制造和安装精度。 设计时 1、可采取提高轴、轴承和机座的刚度，选取合理的齿轮布置（悬臂布置时应尽量减小悬臂长度，非对称布置的小齿轮应远离输入端） 2、选择合理齿宽，提高制造与安装精度 3、把轮齿制成鼓形齿等均可减小齿向载荷分布的不均匀性。 一对相互啮合的齿轮，在啮合区，有两对（或多对）轮齿同时工作时，载荷应分配在这两对齿上。 接触线长L=PP’+QQ’ 表面硬度：硬度愈高，载荷分配愈不均 精度等级：精度低，载荷分配不均严重 §10.5 标准直齿圆柱齿轮传动的强度计算 设计准则 闭式传动：按保证齿根弯曲疲劳强度和 齿面接触疲劳强度进行计算。 开式传动：按保证齿根弯曲疲劳强度进 行计算，考虑磨损的影响适 当增大模数。（10～15%） 齿轮传动的设计准则 一、轮齿的受力分析 二、直齿圆柱齿轮齿面接触疲劳强度计算 计算齿轮节点处的接触应力 三、齿根弯曲疲劳强度计算 建立力学模型： 假设全部载荷作用于齿顶； 不计径向分力产生的压应力； 用30°切线法确定危险截面。 注： ①对减速传动（z1z2），有YFa1YFa2，YSa1YSa2，因而在校核计算时应分别计算，即 ②设计计算时，因为 对小、大齿轮 的比值不一样，为安全起见，通常取较小值，求得m（圆整成标准值）。对闭式齿轮传动，算出m后圆整，对开式齿轮传动，算出m，应加大m后，再圆整取标准值。 ③影响弯曲疲劳强度的因素及提高强度的措施： m越大，σF越小，则强度越高； b越大，强度越高； d=mz，当d一定时（接触疲劳强度一定），增大m，减小z， 可提高强度。 ④设计计算时，设εα=1，则Yε=1，取载荷系数K=1.2～2，则设计公式可简化为 此式对于直齿或斜齿圆柱齿轮均适用。 直齿圆柱齿轮传动的强度计算 小结 1. 应力