第十讲 齿轮传动-失效形式、设计准则、直齿传动受力分析课件.pptVIP

第7章 齿轮传动教学目标：了解齿轮传动的失效形式及设计准则； 了解齿轮材料及选用原则； 能够计算齿轮传动的计算载荷； 能够进行标准直齿圆柱齿轮的受力分析。教学重点: 1.齿轮传动的失效形式及设计准则； 　　 2.标准直齿圆柱齿轮的受力分析。 教学难点：标准直齿圆柱齿轮的受力分析。  一、齿轮传动的特点 （1）适用的圆周速度和功率范围广； （2）传动效率高； （3）传动比稳定； （4）工作可靠,寿命较长； （5）可实现任意轴之间的传动。 2、缺点：（1）要求较高的制造和安装精度，成本高； （2）不适宜于远距离两轴之间的传动。 2.齿面点蚀 3.齿面磨损 4.齿面胶合 5.塑性变形 钢的热处理是指将钢在固态下进行不同温度的加热、保温和冷却的方法，是其内部组织结构发生变化，从而达到提高零件的力学性能和改善其工艺性能的目的。 1 退火 是将钢加热到临界温度（约723℃）以上（30-50℃），保温一段时间，然后工件随炉温缓慢冷却。消除锻造、焊接的内应力，降低硬度，改善切削加工性能。 2 正火 与退火相似，只是在保温后，在空气中冷却，冷却速度比退火快。作用于退火类似，但比退火经济，可作为零件的最终热处理。 3 淬火 是将钢加热到临界温度以上，保温一段时间，而后在水、盐水或油中快速冷却。获得高强度和高硬度，提高耐磨性和耐蚀性。但产生很大内应力，降低塑性和韧性，故应回火已得到较好的综合性能。 4 回火 是将淬火钢重新加热到临界温度以下的某一温度，保温一段时间，然后冷却。根据加热温度不同，回火可分为低温回火、中温回火和高温回火三种。低温回火的加热温度为150-250℃，适用于刀具、量具、滚动轴承等；中温回火的加热温度为300-450℃，适用于有弹性要求的零件，如弹簧；高温回火的加热温度为450-650℃，适用于各种重要的机械零件，如齿轮、轴、重要螺栓等。 5 调质—淬火后高温回火。 6 表面热处理 是强化零件表面的重要手段，常用的方法有表面淬火和化学热处理两种。 1)表面淬火是将机械零件需要强化的表面迅速加热到淬火温度，随即快速将该表面冷却的热处理方法。 2)化学热处理是将机械零件放在含有某种化学元素（如碳、氮等）介质中加热保温，使该元素的活性原子渗入到零件表面的热处理方法。根据渗入原始的不同，常用的化学热处理方法有渗碳(常用于低碳钢或低碳合金刚)、氮化和氰化（碳氮共渗，用于低碳钢或中碳钢）等。 齿轮传动的计算载荷 二、齿面接触疲劳强度计算 齿轮传动的设计参数3 第六节之一 齿轮传动参数的选择 第七节 斜齿圆柱齿轮传动 第八节 直齿圆锥齿轮传动 第五节 标准直齿圆柱齿轮传动的强度计算 其中：T1—小齿轮的扭矩，N?mm; d1—小齿轮的节圆直径，mm； ?—压力角，对标准齿轮， ?=20°。 一、受力分析 1、力的大小 2、力的方向： 圆周力Ft：在主动轮上与转向相反， 在从动轮上相同； 径向力Fr：沿半径方向指向轮心。 n1 已知：主动轮转向，画出Ft、Fr rb O 30? 30? hF Fn F2 F1 SF αF Fn 第五节 直齿圆柱齿轮强度计算 危险截面：齿根圆角30? 切线两切点连线处。 F1 = Fn cosαF F2 = Fn sinαF ——产生弯曲应力； ——压应力，小而忽略。 一、齿根弯曲疲劳强度计算 弯曲应力 rb O 30? 30? hF Fn F2 F1 SF αF Fn 弯曲力矩： M=KFnhFcosαF 危险截面的弯曲截面系数 令 且引入应力集中系数 校核公式 设计公式 O2 ω2 （从动） O1 N1 N2 ω1 （主动） T1 α α ρ2 赫兹公式 节圆处齿廓曲率半径 齿数比 u= z2 /z1 = d2 /d1 ≥ 1 得 C ρ1 令 弹性系数 区域系数 校核式 设计式 三、齿轮传动的强度计算说明 接触强度计算中，因两对齿轮的σH1= σH2 ，故按此强度准则设计齿轮 传动时，公式中应代[σH] 1和[σH] 2中较小者。 用设计公式初步计算齿轮分度圆直径d1(或模数mn)时，因载荷系数中的 KV、Kα、Kβ不能预先确定，故可先试选一载荷系数Kt。算出d1t(或 mnt） 　后，用d1t再查取KV、Kα、Kβ从而计算Kt 。若K与Kt接近，则不必修改原 　设计。否则，按下式修正原设计。 弯曲强度计算中，因大、