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* 标准直齿圆柱齿轮传动强度计算 * * * * * * * * * * 齿轮传动的设计参数、许用应力与精度选择 * * * * 标准斜齿圆柱齿轮传动的强度计算 * * * * * * * 五） 斜齿轮传动设计计算说明 (1)初选螺旋角 一般β′=12°~15° (2)接触许用应力[σH] 与直齿不同 (3)法面模数ｍn 套标准取值 (4)几何尺寸计算： 中心距a取整数→修正β角→计算直径、齿宽 * 标准直齿圆锥齿轮传动的强度计算 * * * * 减速机设计实例（见文档） * * 齿轮失效形式、原因分析及处理办法 产生的原因 总之是局部应力超过齿面可以承受的应力造成，从设计、材料及热处理、加工、装配、安装、使用几方面找，提高润滑油粘度可在点蚀出现之前提高承载力，但当负荷超过齿轮材料的疲劳强度时，就没有任何一种润滑油能防止点蚀。 设计，对载荷考虑不足，参数选择不合理，齿顶干涉 材料及热处理不均匀使齿轮承载能力低 加工，齿轮的齿形误差、齿面误差、箱体轴承孔的歪斜、轴承孔配合间隙大造成的轴系振动都可使瞬时应力急剧增大，造成点蚀，齿面粗糙度低容易造成微点蚀，肉眼可见无光泽雾状，放大后可见密集的坑或裂纹 * 装配， 装配造成轴系的歪斜使局部接触负荷太大 安装， 安装造成轴系的歪斜使局部接触负荷太大 使用， 润滑油选择不合理，粘度太低或润滑失效，润滑油起泡，齿面之间形不成油膜，齿面直接接触而点蚀。使用方擅自超载，造成接触应力太大 * 疲劳点蚀的理论分析 1．麻点疲劳剥落 齿轮在接触应力作用下，工作表面呈痘斑、片状的疲劳损伤，称为麻点疲劳剥落。麻点疲劳剥落又分初始麻点(非扩展性的)和破坏性麻点(扩展性的)。初始麻点是由于齿面存在微小的加工误差，表面不平，接触不均匀，齿轮在正常工作载荷作用下，使表面局部产生了高出材料疲劳极限的应力，经过一段循环次数后产生疲劳剥落，形成深度小于0．1mm，直径小于1mm的细小麻点。破坏性麻点是在接触应力较大，循环次数较多的情况下，初始麻点中产生的次生裂纹，发展成剥落面积较大、较深的剥落坑，麻点深度一般约小于O．4mm。 齿轮齿面在滚动带滑动的接触过程中，因表面凹凸不平，表面摩擦较大，在受挤压时，表面部分地被压平，形成小的表面折叠，其尖端处产生应力集中，在反复切应力的作用下产生局部塑性变形而导致裂纹形成。在有润滑情况下，由于毛细管作用使润滑油进入裂缝，当齿轮运动时，高压油挤入裂缝，形成油楔。在油楔压力反复交变冲击作用下，裂纹进一步扩展，同时在裂纹顶端受到垂直弯曲应力作用，像悬臂梁一样，最后将此块弯断，形成麻点剥落。 可见，麻点剥落是从表面产生裂纹，因油楔压力作用而引起浅层剥落。 * 2．浅层疲劳剥落 比麻点剥落大而深的接触疲劳剥落损伤称为浅层疲劳剥落，呈鳞片状，通常坑深约0．4mm，但在硬化层深度以内。这种剥落常发生在齿轮表面粗糙度低、相对摩擦力小的场合。 3．硬化层疲劳剥落 经表面强化处理的齿轮在工作过程中出现大块状剥落，深度达到硬化层过渡去，称为硬化层疲劳剥落。它是表面硬化齿轮严重剥落的一种形式。软齿面不易出现这类损伤现象。 * 处理办法 早期点蚀 跑合后即消除，只对软齿面有效，对硬齿面早期点蚀有扩展的危险，一般只能在设计使采用修形，使用时注意润滑，坚决不允许超载以避免点蚀 小坑 边沿打磨光滑，避免扩大，降低载荷，并及时更换 热处理及材料点蚀，及时更换 疲劳点蚀 及时更换 * 轮齿折断 首先分清是那种类型的轮齿折断 疲劳折断 断口有疲劳源，有光滑或贝克状的疲劳发展区，有粗糙的瞬断区 瞬时折断 大面积的粗糙的瞬断区 塑变折断 一般所有轮齿均不同程度的损伤，并殃及齿体 * 轮齿折断的原因分析 总体来说是因为过载、过速、冲击或轴承损坏、轴弯曲、较大的硬物挤入啮合区，有时设计者参数选择不当，或齿根园曲率半径小，磨齿残留的磨削台阶等都可能造成应力集中而断齿。 解决办法 更换齿轮，有时连轴承甚至机体都遭到破坏 * 胶合 接触齿面出现局部熔焊粘着，宏观特征是沿齿面滑动方向撕开形成沟痕，胶合分为冷粘合和热粘合。冷粘合的沟纹比较清晰，热粘合可能伴有高温烧伤引起的变色。 胶合的位置一般首先在靠近小齿轮顶部沿齿面滑动方向（P118）发生，因为在齿顶齿的滑动速度和负荷最大。 产生胶合的直接原因就是局部压力过大造成润滑失效，或润滑油粘度太低，形不成足够的油膜厚度，齿面直接接触，在局部范围内产生高温而熔焊，在齿面相对滑移情况下胶合。否则不可能胶合 处理办法 更换润滑油。齿面上存在胶合后的沟痕时，将齿面打磨光滑，清洗干净。改变齿轮的运动参数，降低齿面的压强比和滑动比，避免压力和滑动过大。合适的润滑油对防止胶合有最明显的效果。 * 冷粘合撕伤是在重载低速传动