chap11齿轮传动.ppt

11-1 轮齿的失效形式 3 齿面胶合(粘着磨损) 4 齿面磨损 11-2 齿轮的材料及热处理 11-5 直齿圆柱齿轮传动的齿面接触强度计算 11-5 直齿圆柱齿轮传动的轮齿弯曲强度计算 危险截面：齿根某处——30°切线法确定 1. 旋向: 左、右旋 的判断(β-分度圆柱上的螺旋角) 一、 轮齿的受力分析 1. Ｆn 的分解：同斜齿轮 2. 作用力的大小 二、 齿根弯曲疲劳强度计算 * * Chap 11 齿轮传动 主要内容 失效形式 直齿圆柱齿轮传动的强度计算 斜齿圆柱齿轮传动受力分析与强度计算 直齿圆锥齿轮传动强度计算 齿轮的构造、润滑和效率 本章重点 直齿圆柱齿轮传动受力分析和强度计算 斜齿圆柱齿轮传动受力分析与强度计算 齿轮传动的失效主要发生在轮齿部分，常见失效形式有五种。 1. 轮齿折断 一、 齿轮传动的种类： 闭式传动：传动的齿轮封闭在刚性的箱体内，用 于重要场合。 开式传动：齿轮是外露的，只宜于低速场合。 二、 失效形式 过载折断 疲劳折断 发生在齿根 轮齿单侧工作时，受脉动循环应力 轮齿双侧工作时，受对称循环应力 2 齿面点蚀——接触疲劳磨损 （2） 接触应力(变应力)→微小裂纹→扩展→表面被剥落 ??? →形成细小的凹坑(麻点)?→报废 （3）出现位置：齿根表面接近节线处 （4）影响因素：齿面硬度↑，抗点蚀能力↑ 软齿面（HBS≤350）的闭式齿轮常见失效形式。 （1）齿面接触应力：0 →max→0（脉动循环应力） (1) 定义：高速重载齿轮传动，因齿面间压力大、相对滑动速度大，在啮合处摩擦发热多，产生瞬间高温，使油膜破裂，造成齿面金属直接接触并相互粘着，而后随齿面相对运动，又将粘接金属撕落，使齿面形成条状沟痕，产生齿面热胶合。 (2) 解决办法： ①提高齿面硬度， 减小粗糙度； ②润滑： 低速时，采用粘度大的润滑油 高速时，采用抗胶合添加剂的 润滑油 (1) 磨粒磨损：开式齿轮 现象：齿廓显著变形→严重噪音和振动→传动失效 避免：采用闭式齿轮，减小粗糙度值，良好润滑。 (2)跑合：新齿轮副粗糙度↑→导致尖峰接触→压强↑→磨损 速度、量↑，一定程度，摩擦面光滑，压强↓ →磨损速度↓。 轻载：跑合是有利的，之后要进行清洗和更换润滑油。 5 齿面塑性变性： 较软的轮齿，重载、低速、振动中产生。 一、齿轮的材料 要求：外硬内韧、抗弯强度、耐磨性好 锻钢 铸钢?? 直径大于400～600mm 铸铁 常用 表11-1 调质：220 ～260HBS 正火：比调质低 表面淬火：52 ～56HRC 渗碳淬火： 56 ～62HRC 渗氮： 60 ～62HRC 11-3 齿轮传动的精度 1. GB/T10095-88：12个精度等级，1～12, 常用6 ～ 9级 2. 精度等级选择:分三组：准确性、稳定性、载荷分布均匀性 传动用途、使用条件、圆周速度、传动功率及性能指标等 3. 14种齿厚偏差 一、误差的形式 齿形误差、齿距误差、齿向误差、轴向不平行度误差 二、误差的影响 1 传递准确性：啮合传动一周内，实际转角≠理论转角 2 传动稳定性：瞬时传动比不恒定→转速波动 3 载荷分布均匀性：齿向误差引起 三、齿轮的精度等级 11-4 直齿圆柱齿轮传动的作用力及计算载荷 一、轮齿的受力分析 假定 集中载荷代替均布载荷 设由一对齿承担 略去摩擦力 齿轮1为主动 齿轮2为从动 总作用力Fn (齿合点为公法线上) (1) 作用点：Fn作用在齿宽中点的分度圆上。 Ft圆周力(相切于节圆) Fr径向力(沿半径方向指向齿面(轮心)) (3) 方向： 主动轮： Ft1与轮1转向相反 Fr1由作用点指向轴心O1　 被动轮： Ft2与轮2转向相同 Fr2由作用点指向轴O2 (2) 大小 齿轮1 齿轮2 1.受力分析 2. 计算载荷 （1）Fn——名义载荷，理论上沿齿宽方向分布 （2）计算载荷：由于原动机及工作机的性能、齿 轮制造及 安装误差、齿轮及其支撑件变形 等因素的影响→ 实际载荷＞名义载荷。 计算载荷=载荷系数×名义载荷 故：强度计算按计算载荷计算， 一般K=1~1.8 （表11-3） 在计算齿轮传动的强度时，用载荷系