第11章 齿轮传动（重点） ◆内容 §11-1轮齿的失效形式 §11-2齿轮材料及热处理 §11-3齿轮传动的精度 §11-4直齿圆柱齿轮传动的作用力及计算载荷 §11-5直齿圆柱齿轮传动的齿面接触强度计算 §11-6直齿圆柱齿轮传动的轮齿弯曲强度计算 §11-7斜齿圆柱齿轮传动 §11-8直齿圆锥齿轮传动 §11-9齿轮的构造 机械设计基础 §11-10齿轮传动的润滑和效率
第11章 齿轮传动（重点） u内容 §11-1 轮齿的失效形式 §11-2 齿轮材料及热处理 §11-3 齿轮传动的精度 §11-4 直齿圆柱齿轮传动的作用力及计算载荷 §11-5 直齿圆柱齿轮传动的齿面接触强度计算 §11-6 直齿圆柱齿轮传动的轮齿弯曲强度计算 §11-7 斜齿圆柱齿轮传动 §11-8 直齿圆锥齿轮传动 §11-9 齿轮的构造 §11-10 齿轮传动的润滑和效率
概述 重点介绍直齿圆柱、斜齿圆柱、直齿圆锥齿轮传动的设计。 齿轮传动的分类 软齿面 HBS≤350 按工作 闭式传动 条件分 硬齿面 HBS>350 开式传动 低速轻载：V≤1~3m/S;Fnm≤5~10KN 按速度 与载荷 中速中载：3m/S<V<10m/S;10KN≤F,<50KN 情况分 机械设计基础 高速重载：V≥10m/S;F≥50KN
重点介绍直齿圆柱、斜齿圆柱、直齿圆锥齿轮传动的设计。 按工作 条件分 按速度 与载荷 情况分 齿轮传动的分类 低速轻载: V≤1～3m/S ; Fn≤5～10KN 中速中载: 3m/S＜V＜10m/S ; 10KN≤Fn＜50KN 高速重载: V≥10m/S ; Fn≥50KN 闭式传动 开式传动 硬齿面 HBS＞350 软齿面 HBS≤350 概 述
§11-1轮齿的失效形式 一、失效形式 齿轮传动的失效主要是轮齿的失效，常见的失效形式有： 疲劳折断 轮齿折断 过载折断：属于静强度破坏。 齿面点蚀 齿轮失效 齿面胶合 冷胶和 1 热胶合 齿面磨粒磨损 塑性变形 机械设计基础
§11-1 轮齿的失效形式 疲劳折断 过载折断：属于静强度破坏。 轮齿折断 齿面点蚀 齿面胶合 齿面磨粒磨损 塑性变形 齿轮失效 冷胶和 热胶合 一、失效形式 v齿轮传动的失效主要是轮齿的失效，常见的失效形式有：
§11-1轮齿的失效形式 1.轮齿折断： ① 疲劳折断：轮齿受的弯曲应力是 循环变化的，在齿根的过渡圆角 处具有较大的应力集中。在循环 应力的反复作用下，齿根部产生 疲劳裂纹，裂纹逐渐扩展，最终 引起轮齿疲劳折断。 过载折断：齿轮受到过载或冲击 时，引起轮齿的突然折断。属于静 强度破坏。 机械设计基础 轮齿折断是闭式硬齿面、脆性材 料齿轮传动的主要破坏形式
轮齿折断是闭式硬齿面、脆性材 料齿轮传动的主要破坏形式 折断 1. 轮齿折断： ① 疲劳折断：轮齿受的弯曲应力是 循环变化的，在齿根的过渡圆角 处具有较大的应力集中。在循环 应力的反复作用下，齿根部产生 疲劳裂纹，裂纹逐渐扩展，最终 引起轮齿疲劳折断。 ② 过载折断：齿轮受到过载或冲击 时,引起轮齿的突然折断。属于静 强度破坏。 §11-1 轮齿的失效形式
§11-1轮齿的失效形式 提高轮齿抗折断能力的措施有： ◆增大齿根过渡圆角半径，消除加工刀痕，减小 齿根应力集中； ◆增大轴及支承的刚度，使轮齿接触线上受载较 为均匀； 采用合适的热处理，使轮齿芯部材料具有足够 的韧性； ◆采用喷丸、滚压等工艺，对齿根表层进行强化 机械设计基础 处理
§ 折断 11-1 轮齿的失效形式
§11-1轮齿的失效形式 2.齿面点蚀 轮齿工作时，其工作表面上任一 点所产生的接触应力是按脉动循 环变化的。 σH反复作用→产生裂纹+裂纹 扩展→麻点状脱落→点蚀。 齿面抗点蚀能力主要与齿面硬度 有关，齿面硬度越高，抗点蚀能 力越强。 机械设计基础 点蚀是闭式软齿面齿轮传动的主要破坏形式。一般出现在齿根 表面靠近节线处
2. 齿面点蚀 n 轮齿工作时，其工作表面上任一 点所产生的接触应力是按脉动循 环变化的。 n σH反复作用→产生裂纹→裂纹 扩展→麻点状脱落→点蚀。 n 齿面抗点蚀能力主要与齿面硬度 有关，齿面硬度越高，抗点蚀能 力越强。 点蚀是闭式软齿面齿轮传动的主要破坏形式。一般出现在齿根 表面靠近节线处。 §11-1 轮齿的失效形式
§11-1轮齿的失效形式 提高齿面抗点蚀能力的措施可以有： ◆提高齿面材料的硬度； ◆采用合理的润滑，降低接触应力； ◆在合理的限度内，增大齿轮直径，从而减小接触应力； ◆在合理的限度内，用较高粘度的油润滑，以避免较稀的油挤入疲劳 裂纹，加速裂纹扩展。 机械设计基础
§11-1 轮齿的失效形式
§11-1轮齿的失效形式 3.齿面胶合 润滑失效→表面粘连→沿运动方向撕裂→齿面胶合 热胶合：在高速重载的齿轮传动中，当齿面所受的压力很 大且润滑效果差，或压力很大而速度很高时，由于发热大， 瞬时温度高，破坏了齿面的润滑油膜，造成润滑失效，致 使相啮合的齿面发生粘联现象，此时两齿面有相对滑动， 粘接的地方被撕裂。 冷胶合：低速重载的齿轮，油膜遭破坏也发生胶合现象。 这时齿面温度无明显增高。 机械设计基础 高速重载、低速重载闭式传动的主要破坏形式
3.齿面胶合 n 润滑失效→表面粘连→沿运动方向撕裂→齿面胶合 ① 热胶合：在高速重载的齿轮传动中，当齿面所受的压力很 大且润滑效果差，或压力很大而速度很高时，由于发热大， 瞬时温度高，破坏了齿面的润滑油膜，造成润滑失效，致 使相啮合的齿面发生粘联现象，此时两齿面有相对滑动， 粘接的地方被撕裂。 ② 冷胶合：低速重载的齿轮，油膜遭破坏也发生胶合现象。 这时齿面温度无明显增高。 高速重载、低速重载闭式传动的主要破坏形式。 §11-1 轮齿的失效形式
§11-1轮齿的失效形式 齿面胶合 ◆提高齿面抗胶合措施： ◆提高齿面硬度；减小齿面粗糙度： ◆低速传动采用高粘度润滑油： 机械设计基础 ◆高速传动采用抗胶合添加剂的润滑油
§11-1 轮齿的失效形式 u 提高齿面抗胶合措施： u 提高齿面硬度；减小齿面粗糙度； u 低速传动采用高粘度润滑油； u 高速传动采用抗胶合添加剂的润滑油
§11-1轮齿的失效形式 4.齿面磨损 在开式传动中，由于轮齿外 露，灰尘、硬屑粒等磨粒性 物质容易进入啮合区，引起 磨粒磨损。齿面磨损后，正 确齿形遭到破坏，齿侧间隙 增大，齿厚减薄，引起冲击 和振动，最终导致轮齿因强 度不够而折断。 机械设计基础 开式齿轮传动易发生磨粒磨损
4.齿面磨损 n 在开式传动中，由于轮齿外 露，灰尘、硬屑粒等磨粒性 物质容易进入啮合区，引起 磨粒磨损。齿面磨损后，正 确齿形遭到破坏，齿侧间隙 增大，齿厚减薄，引起冲击 和振动，最终导致轮齿因强 度不够而折断。 开式齿轮传动易发生磨粒磨损。 §11-1 轮齿的失效形式
