2016机械设计基础（机工版）教案：齿轮传动的失效形式和材料.docVIP

章节名称 齿轮传动的失效形式和材料 授课形式 讲授 课时 1 班级 电气、机电 教学目的 １．知道齿轮失效形式和预防措施 ２．了解齿轮的常用材料及热处理方法 教学重点 知道齿轮失效形式 了解齿轮的常用材料及热处理方法 教学难点 齿轮的常用材料及热处理方法 辅助手段 模型 课外作业 教学进程及说明 ★ 教具演示并导入新课：（讲解相关理论知识） 一、齿轮传动的失效形式 齿轮传动过程中，在载荷的作用下，如果轮齿发生折断，齿面损坏等现象，则轮齿就失去了正常的工作能力，称为失效。 由于齿轮传动的工作条件和应用范围各不相同，影响失效的原因很多，主要都发生在轮齿上，常见的轮齿失效形式有：轮齿折断、齿面点蚀、齿面胶合、齿面磨损、齿面塑性变形等。 失效形式 比较项目 轮齿折断 齿面点蚀 齿面胶合 齿面磨损 齿面塑性变形 引起原因 短时意外的严重过载 超过弯曲疲劳极限 很小的面接触、循环变化、齿面表层就会产生细微的疲劳裂纹、微粒剥落下来而形成麻点 高速重载、啮合区温度升高引起润滑失效，齿面金属直接接触并相互粘连，较软的齿面被撕下而形成沟纹 触表面间有较大的相对滑对，产生滑动摩擦 低速重载、齿面压力过大 部位 齿根部分 靠近节线的齿根表面 轮齿接触表面 轮齿接触表面 轮齿 避免措施 选择适当的模数和齿宽，采用合适的材料及热处理方法，降低表面粗糙度，降低齿根弯曲应力。 提高齿面硬度 提高齿面硬度，降低表面粗糙度，采用粘度大和抗胶合性能好的润滑油 提高齿面硬度，降低表面粗糙度，改善润滑条件，加大模数，尽可能用闭式齿轮传动结构代替开式齿轮传动结构 减小载荷，减少启动频率 二、齿轮的常用材料及热处理 １．齿轮常用材料 常用的齿轮材料是各种牌号的优质碳素钢、合金结构钢、铸钢和铸铁等，一般多采用锻件或轧制钢材，当齿轮较大(d＞400～600mm)而轮坯不易制造时，可采用铸钢，开式低速传动可采用灰铸铁，球墨铸铁有时可代替铸钢。 一对相啮合的齿轮，为使大小两轮的工作寿命相近，小齿轮应比大齿轮选用好一点的材料、高一些的硬度。 ２．常用热处理方法 齿轮常用的热处理方法有：正火、调质、表面淬火、渗碳淬火和渗氮等。 （1）经正火、调质处理的齿轮为软齿面齿轮，工艺过程简单，运用于对强度要求不高，中低速的一般机械传动的齿轮。 （2）经表面淬火，渗碳淬火和渗氮处理后的齿轮为硬齿面齿轮，可较大地提高齿轮的承载能力和耐磨性，适用于生产批量大和要求结构紧凑的齿轮。 2