机械设计附过程训练与测评手册课件教学课件 ppt 作者 谭放鸣 主编 项目任务2-2传动件设计2-2-2齿轮精度.ppt

明 确 任 务 工作任务 根据工作机工作条件设计计算圆柱齿轮传动 学习目标： 能初步进行齿轮传动失效分析； 能合理选择齿轮精度等级，准确查出相关检测项目偏差值； 能合理地选择齿轮材料和热处理； 能正确画出直、斜、锥齿轮传动及蜗杆传动的受力方向及其大小计算。 能合理配置参数，确定齿轮传动的模数、齿数等参数； 正确绘制齿轮工作图； 具体任务： 齿轮传动设计计算说明书 明 确 任 务 工作任务 根据工作机工作条件设计计算圆柱齿轮传动 学习目标： 能初步进行齿轮传动失效分析； 能合理选择齿轮精度等级，准确查出相关检测项目偏差值； 能合理地选择齿轮材料和热处理； 能正确画出直、斜、锥齿轮传动及蜗杆传动的受力方向及其大小计算。 能合理配置参数，确定齿轮传动的模数、齿数等参数； 正确绘制齿轮工作图； 具体任务： 齿轮传动设计计算说明书 三、齿轮传动精度 斜齿轮公法线Wn及跨齿数k的确定 顶圆为基准时按查出的IT值; 不为基准时按IT11级的值， 但≤0.1mn 思 考 题 1、本工作图中的齿轮选择什么材料较合适？为什么？ 2、本齿轮正火热处理，与之配对的小轮采用何种热处理方法，为什么？ 3、这对轮齿的主要失效形式是什么（闭式）？为什么？ 4、如何确定该齿轮的加工工艺？ 5、该齿轮是否适用表面渗碳处理？为什么？ 工学结合项目化课程 项目任务2-2 带式运输机传动件设计计算 导入： 如何设计齿轮？设计任务有哪些？ 一、齿轮传动的失效形式 1. 轮齿折断 2. 齿面点蚀 3. 齿面胶合 4. 齿面磨损 5.齿面塑性变形 一、齿轮传动的失效形式 1. 轮齿折断 位置： 过载折断 疲劳折断 轮齿齿根受拉侧受多次重复弯曲应力作用而产生疲劳裂纹。齿根应力集中(形状突变、刀痕等)，加速裂纹扩展→折断。 形式： 受冲击载荷或短时过载作用，突然折断，尤其见于脆性材料（淬火钢、铸钢）齿轮。 一般发生在受拉侧齿根处 一、齿轮传动的失效形式 1. 轮齿折断（续） 措施： 齿根厚度↑ ↑抗弯强度 ↓应力集中 改善载荷分布 6）↑轮齿精度； 7）↑支承刚度。 4）↑齿根过渡圆角半径； 3）提高齿面硬度(HB↑)→[σF] ↑； 5）↓表面粗糙度，↓加工损伤； 1）d一定时，z↓，m↑； 2）正变位； 一、齿轮传动的失效形式 2. 齿面点蚀 齿面接触应力按脉动循环变化当超过疲劳极限时，表面产生微裂纹、高压油挤压使裂纹扩展、微粒剥落。点蚀首先出现在节线处，齿面越硬，抗点蚀能力越强。软齿面闭式齿轮传动常因点蚀而失效。 一、齿轮传动的失效形式 3. 齿面胶合——严重的粘着磨损 高速重载传动中，常因啮合区温度升高而引起润滑失效，致使齿面金属直接接触而相互粘连。当齿面向对滑动时，较软的齿面沿滑动方向被撕下而形成沟纹。 措施： 3. 减小齿面粗糙度 4. 增加润滑油粘度（低速） 5. 加抗胶合添加剂（高速） 1. 采用抗胶合性能好的齿轮材料对 2. 提高齿面硬度 一、齿轮传动的失效形式 4. 齿面磨损 跑合磨损 磨粒磨损 相对滑动+硬颗粒而引起齿面间摩擦、磨损 1.选择耐磨材料，减小齿面粗糙度 2.改善润滑条件 措施： 3.改开式为闭式传动或加防尘罩 一、齿轮传动的失效形式 5. 齿面塑性变形 措施： 采用较软材料制造的齿轮，在重载下可能产生局部的金属流动现象，即齿面塑性变形。由于摩擦力的作用，齿面塑性变形将沿着摩擦力的方向发生。在主动轮1的齿面节线附近形成凹沟，在从动轮2的齿面节线附近产生凸起的棱脊。 1、提高齿面的硬度 2、选用屈服极限较高的材料 按齿面接触疲劳强度准则设计 再校核齿根弯曲疲劳强度 齿面疲劳点蚀 闭式软齿面 齿轮传动 按齿根弯曲疲劳强度准则设计 再校核齿面接触疲劳强度 齿根弯曲 疲劳折断 闭式硬齿面 齿轮传动 按齿根弯曲疲劳强度准则设计 将计算所得的摸数增大10%~20%,即可 齿面磨损 开式 齿轮传动 设 计 准 则 主要失效形式 传动形式 二、设计准则 禁止超载使用 轮齿根部，整个 断口粗糙 短时间内严重过 载 过载 折断 σW≤[σW] 增大齿根圆角 轮齿根部，断口 有疲劳光滑区 脉动或对称变应 力σW引起疲劳裂 纹致 疲劳 折断 轮齿 折断 主要 防止失效措施 失效部位、状态 失效原因 失效形式 归 纳 具有抛光、清除 加工痕迹、改善 啮合情况的功能 人为有效磨损 跑合 磨损 改闭式传动 提高硬度 整个齿面，严重 磨损后轮齿变薄 尘土等不洁物掉入 齿轮啮合处 磨料 磨损 齿面 磨损 σH≤[σH] 提高齿面硬度 靠齿顶侧节线附 近处点点麻坑； 闭式软齿面的主 要失效形式 脉动变应力σH作 用 齿面 点蚀 防止失效措施 失效部位、状态 失