第八章齿轮传动

《第八章齿轮传动》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第八章齿轮传动（120页珍藏版）》请在文档大全上搜索。

1、基本要求：基本要求：1了解齿轮的失效形式、防止或减轻失效的措施。了解齿轮的失效形式、防止或减轻失效的措施。 2掌握齿轮传动的设计准则掌握齿轮传动的设计准则 3掌握直齿圆柱齿轮传动的强度计算、设计参数及许用应力掌握直齿圆柱齿轮传动的强度计算、设计参数及许用应力 4掌握斜齿圆柱齿轮传动的设计掌握斜齿圆柱齿轮传动的设计 5了解直齿圆锥齿轮传动的设计了解直齿圆锥齿轮传动的设计 6了解齿轮传动的润滑和效率了解齿轮传动的润滑和效率 7掌握齿轮的结构设计掌握齿轮的结构设计重点和难点重点和难点 ： 重点：重点： 1齿轮传动的失效形式；各类齿轮传动的受力分析。齿轮传动的失效形式；各类齿轮传动的受力分析。 2直齿

2、圆柱齿轮传动的强度计算。直齿圆柱齿轮传动的强度计算。难点：难点： 1针对不同的失效形式和工况恰当地确定设计准则。针对不同的失效形式和工况恰当地确定设计准则。 2合理选择相应的设计参数。合理选择相应的设计参数。 齿轮传动的类型很多，用途各异，但是从传递运动和动力的要求出齿轮传动的类型很多，用途各异，但是从传递运动和动力的要求出发，各种齿轮传动都必须解决两个基本问题：发，各种齿轮传动都必须解决两个基本问题： 传动平稳传动平稳 就是要保证瞬时传动比恒定，以尽可能减小齿轮啮合中就是要保证瞬时传动比恒定，以尽可能减小齿轮啮合中的冲击、振动和噪声。的冲击、振动和噪声。 足够的承载能力足够的承载能力 就是在

3、尺寸和质量较小的前提下，保证正常使用就是在尺寸和质量较小的前提下，保证正常使用所需的强度、耐磨性等方面的要求。在预定的使用期限内不发生失效。所需的强度、耐磨性等方面的要求。在预定的使用期限内不发生失效。 有关传动平稳的问题，涉及齿轮啮合原理方面的许多内容，已在有关传动平稳的问题，涉及齿轮啮合原理方面的许多内容，已在机械原理机械原理比较详细的讨论。比较详细的讨论。齿轮传动设计中的基本问题？齿轮传动设计中的基本问题？本章则着重讨论齿轮传动的承载能力问题。为此将重点介绍轮齿本章则着重讨论齿轮传动的承载能力问题。为此将重点介绍轮齿的失效形式和计算准则、齿轮常用材料及其选择、受力分析与载荷计算的失效形式

4、和计算准则、齿轮常用材料及其选择、受力分析与载荷计算以及齿轮传动的强度计算方法等，并在此基础上，解决设计中如何确定以及齿轮传动的强度计算方法等，并在此基础上，解决设计中如何确定齿轮传动的基本参数和主要尺寸问题。齿轮传动的基本参数和主要尺寸问题。 考虑到目前我国工业齿轮仍以渐开线齿廓为主，故本章讨论问题范考虑到目前我国工业齿轮仍以渐开线齿廓为主，故本章讨论问题范围仅限于渐开线齿轮传动。围仅限于渐开线齿轮传动。 一、齿轮传动的特点一、齿轮传动的特点 1）工作可靠，使用寿命长，适应范围广）工作可靠，使用寿命长，适应范围广 ；2）结构紧凑；）结构紧凑；3）传动效率高，在机械传动中齿轮传动的效率最高，可

5、达标）传动效率高，在机械传动中齿轮传动的效率最高，可达标99%；4）瞬时传动比恒定，故传动平稳；）瞬时传动比恒定，故传动平稳；5）齿轮加工需要专用的机床和刀具，制造及安装精度要求高，成本高；）齿轮加工需要专用的机床和刀具，制造及安装精度要求高，成本高； 精度低时噪音大；不易用于轴间距过大的传动。精度低时噪音大；不易用于轴间距过大的传动。概概 述述 在齿轮传动设计中，承载能力计算总是针对轮齿的某种失效形式进行的，在齿轮传动设计中，承载能力计算总是针对轮齿的某种失效形式进行的，而轮齿的失效形式又与其工作条件和齿面硬度等因素密切相关。而轮齿的失效形式又与其工作条件和齿面硬度等因素密切相关。二、齿轮传

6、动的类型（按工作条件和齿面硬度的齿轮分类）二、齿轮传动的类型（按工作条件和齿面硬度的齿轮分类） 1）按工作条件、装置型式）按工作条件、装置型式 ： 闭式：封闭在箱体内，安装精度高、润滑条件好；闭式：封闭在箱体内，安装精度高、润滑条件好； 开式：齿轮外露，不能防尘、周期润滑、精度低；开式：齿轮外露，不能防尘、周期润滑、精度低； 半开式：齿轮浸入油池、外装护罩、防尘性差。半开式：齿轮浸入油池、外装护罩、防尘性差。模数m、中心距a、齿宽b和齿宽系数。此外：传动比传动比 i i=n1/n2=d2/d1=d2/d1=z2/z1 d 、d齿轮的节圆直径和分度圆直径；齿轮的节圆直径和分度圆直径；z 为齿轮齿

7、数。为齿轮齿数。 角注角注1指主动轮，指主动轮，2指从动轮。指从动轮。 齿数比齿数比 u u= z2/z1 z2、z1 大、小齿轮的齿数。大、小齿轮的齿数。减速传动，减速传动， u=i；增速传动，增速传动，u=1/i。减速传动，减速传动，i1；增速传动，；增速传动，i1。为了使强度计算对减速和增速传动都适用，引入齿数比概念为了使强度计算对减速和增速传动都适用，引入齿数比概念 概概 述述2）按齿面的硬度：）按齿面的硬度： 软齿面软齿面 （350 HBW或或38HRC ）；）； 硬齿面硬齿面 （350 HBW或或38HRC ）三、齿轮传动的主要参数三、齿轮传动的主要参数一、失效形式一、失效形式1

8、1 、轮齿的折断、轮齿的折断脆性折断：脆性折断：脆性脆性材料、冲击或过载材料、冲击或过载疲劳折断：疲劳折断：齿根应力集中、交变载荷反复作齿根应力集中、交变载荷反复作 用、疲劳裂纹扩展用、疲劳裂纹扩展防止折断：防止折断：增大齿根过渡圆角半径；增大齿根过渡圆角半径；降低表面粗糙度；降低表面粗糙度；减轻加工损伤；减轻加工损伤；增大轴及支承的刚性；增大轴及支承的刚性；提高制造和安装精度和齿轮材料的机械性能；提高制造和安装精度和齿轮材料的机械性能；采用表面强化处理采用表面强化处理( (如喷丸、辗压如喷丸、辗压) )等。等。 斜齿斜齿直齿直齿轮齿折断轮齿折断轮齿的失效形式与设计准则轮齿的失效形式与设计准则

9、2 、齿面接触疲劳破坏、齿面接触疲劳破坏(点蚀点蚀)防止点蚀：防止点蚀：提高齿面硬度和降低表面粗糙度；提高齿面硬度和降低表面粗糙度；适当采用大的变位系数和适当采用大的变位系数和(x=x1+x2)以增大综合曲率半径；以增大综合曲率半径；适当采用粘度较高的润滑油；适当采用粘度较高的润滑油；合理匹配齿轮副的材料；合理匹配齿轮副的材料；适当增加齿轮副的硬度差；适当增加齿轮副的硬度差；提高齿轮传动的接触精度等提高齿轮传动的接触精度等。 点蚀原因：点蚀原因：接触应力的反复作用接触应力的反复作用点蚀后果：点蚀后果：轻者轻者影响传动的平稳性并产生影响传动的平稳性并产生 振动和噪声，振动和噪声，重者不能工作重者

10、不能工作点蚀是润滑良好的闭式传动常见的失效点蚀是润滑良好的闭式传动常见的失效形式。形式。点蚀总是密集于靠近节线的齿根部位。点蚀总是密集于靠近节线的齿根部位。 轮齿的失效形式与设计准则轮齿的失效形式与设计准则防止磨损：防止磨损：正确选择齿轮参数以降低齿面滑动率；正确选择齿轮参数以降低齿面滑动率；提高齿面硬度；提高齿面硬度；降低齿面粗糙度；降低齿面粗糙度；供给足够的润滑油并保持油的清洁；供给足够的润滑油并保持油的清洁；采用粘度较大的油，并在油中添加适当采用粘度较大的油，并在油中添加适当的添加剂等。的添加剂等。 磨损原因：磨损原因：齿面进入磨料齿面进入磨料磨损后果：磨损后果：齿形破坏、变薄引起冲击、

11、齿形破坏、变薄引起冲击、 振动，甚至断齿振动，甚至断齿3 、齿面磨损、齿面磨损磨粒磨损是开式齿轮传动常见的失效形式磨粒磨损是开式齿轮传动常见的失效形式之一。之一。 轮齿的失效形式与设计准则轮齿的失效形式与设计准则4 、齿面胶合、齿面胶合胶合现象：胶合现象：两表面尖峰接触后粘结，再被撕开。两表面尖峰接触后粘结，再被撕开。胶合是比较严重的粘着磨损，胶合发生后，齿廓胶合是比较严重的粘着磨损，胶合发生后，齿廓失去正常形状，不能正常工作。失去正常形状，不能正常工作。 冷胶合、热胶合冷胶合、热胶合防止胶合：防止胶合：正确选择齿轮参数以降低齿面滑动率；正确选择齿轮参数以降低齿面滑动率；减小模数和齿高以降低滑