第十章齿轮传动 1.掌握齿轮传动的优缺点、适用场合、类型及精度选择。 2.掌握选用齿轮材料的基本要求、常用热处理方法,合 理地选用齿轮的配对材料。 本 3.熟练掌握齿轮传动的受力分析方法,要能正确判断各 力的方向。 要4掌握齿轮的齿面接触疲劳强度及齿根弯曲疲劳强度的 求基本理论及各参数的意义 5掌握齿轮传动设计步骤和方法,合理地选用齿轮参数。 6.理解计算载荷的意义,了解计算载荷中各参数的物理 意和影响因素。 7.了解齿轮失效形式的特点、部位、机理及预防或减轻 失效的措施,针对不同失效形式的设计计算准则 8.了解齿轮结构的设计方法、齿轮润滑及效率
第十章 齿轮传动 1.掌握齿轮传动的优缺点、适用场合、类型及精度选择。 2.掌握选用齿轮材料的基本要求、常用热处理方法，合 理地选用齿轮的配对材料。 3.熟练掌握齿轮传动的受力分析方法，要能正确判断各 力的方向。 4.掌握齿轮的齿面接触疲劳强度及齿根弯曲疲劳强度的 基本理论及各参数的意义。 5.掌握齿轮传动设计步骤和方法，合理地选用齿轮参数。 6.理解计算载荷的意义，了解计算载荷中各参数的物理 意和影响因素 。 7.了解齿轮失效形式的特点、部位、机理及预防或减轻 失效的措施，针对不同失效形式的设计计算准则。 8.了解齿轮结构的设计方法、齿轮润滑及效率。 基 本 要 求
§10-1概述 一、齿轮传动的组成及工作原理: 1组成:主动轮、从动轮 2工作原理:齿轮传动是啮合传动,靠主动轮齿和从动轮齿 的相互啮合来传递运动和动力。 、齿轮传动的特点 .效率高; 2.结构紧凑; 6.制造安装精度要求高,因此 3.工作可靠、寿命长 成本高; 4.传动比稳定; 7.不宜传动距离过大的场合。 5.应用范围广
二、齿轮传动的特点： 1. 效率高； 2. 结构紧凑； 3. 工作可靠、寿命长； 4. 传动比稳定； 5. 应用范围广。 6. 制造安装精度要求高，因此 成本高； 7. 不宜传动距离过大的场合。 §10-1 概 述 一、齿轮传动的组成及工作原理： 1.组成：主动轮、从动轮 2.工作原理：齿轮传动是啮合传动，靠主动轮齿和从动轮齿 的相互啮合来传递运动和动力
齿轮传动的类型: 1.按装置型式分:1)开式齿轮传动 2)半开式齿轮传动 3)闭式齿轮传动 2.按速度的大小分:高速(ⅴ>15m/s) 低速(v350或HRC>38) 软齿面(HB350或HRC38) 四、对齿轮传动的要求:1.传动要平稳、准确 2要具有足够的承载能力
1.按装置型式分：1）开式齿轮传动 2）半开式齿轮传动 3）闭式齿轮传动 三. 齿轮传动的类型： 2. 按速度的大小分：高速（v15m/s） 低速（v3m/s） 4. 按齿面的软硬分：硬齿面（HB>350或HRC >38） 软齿面（HB 350或HRC 38） 3. 按载荷大小分： 轻载 重载 四、对齿轮传动的要求： 1. 传动要平稳、准确 2.要具有足够的承载能力
§10-2齿轮传动的失效形式和设计准则 、失效形式: 齿轮传动的失效主要是轮齿的失效,而轮齿的失效形式 与工作条件、速度、载荷、材料热处理等因素有关,其常见 的失效形式有: 1.轮齿折断: 折断发生在齿根处 齿根弯曲应力大; <原因 齿根应力集中 1)过载折断(淬火钢和铸铁齿轮常见的失效形式); 2)疲劳折断
§10-2 齿轮传动的失效形式和设计准则 齿轮传动的失效主要是轮齿的失效，而轮齿的失效形式 与工作条件、速度、载荷、材料热处理等因素有关，其常见 的失效形式有： 一、失效形式： 1.轮齿折断： 折断发生在齿根处 原因 齿根弯曲应力大； 齿根应力集中 1）过载折断（淬火钢和铸铁齿轮常见的失效形式）； 2）疲劳折断 Fn
×采取措施 1)材料及热处理; 2)增大模数; 3)增大齿根圆角半径消除刀痕; 4)喷丸、滚压处理; 5)增大轴及支承刚度。 2.齿面点蚀: 轮齿接触表面在变化的接触应力作用下,由于疲劳而产生的 麻点剥蚀损伤现象,开始是针尖大小麻点,逐渐扩展连成片状。 点蚀一般首先出现在齿根靠近节线处,再向其它部位扩展 <形成原因 轮齿在节圆附近一对齿受力, 载荷大;滑动速度低形成油膜条 件差;接触疲劳产生麻点 齿面
1）材料及热处理； 2）增大模数； 3）增大齿根圆角半径消除刀痕； 4）喷丸、滚压处理； 5）增大轴及支承刚度。 采取措施 2.齿面点蚀： 轮齿接触表面在变化的接触应力作用下，由于疲劳而产生的 麻点剥蚀损伤现象，开始是针尖大小麻点，逐渐扩展连成片状。 点蚀一般首先出现在齿根靠近节线处，再向其它部位扩展。 形成原因 轮齿在节圆附近一对齿受力， 载荷大；滑动速度低形成油膜条 件差；接触疲劳产生麻点
×采取措施: 提高材料的硬度; 加强润滑,提高油的粘度 注意:1)点蚀常发生在闭式软齿面传动中; 2)开式传动主要是磨损,很少出现点蚀。 3.齿面的胶合: 齿面粘连后撕脱 <原因: 高速重载;滑动速度大; 散热不良;齿面金属熔化粘连 后撕脱热胶合 低速重载,由于齿面间油膜 破坏,也会出现胶合—冷胶合
采取措施： 提高材料的硬度； 加强润滑，提高油的粘度 3.齿面的胶合： 原因： 高速重载；滑动速度大； 散热不良；齿面金属熔化粘连 后撕脱——热胶合 注意：1）点蚀常发生在闭式软齿面传动中； 2）开式传动主要是磨损，很少出现点蚀。 齿面粘连后撕脱 低速重载，由于齿面间油膜 破坏，也会出现胶合——冷胶合
×采取措施: 1)减小模数,降低齿高(降低滑动系数); 2)抗胶合能力强的润滑油; 3)两轮采用不同的材料及硬度; 4)提高齿面硬度、降低粗糙度; 5)热平衡计算。 4.齿面磨损: ×原因:相对滑动; 润滑不良; 存在杂质。 <措施:1)加强润滑; 2)开式改闭式传动
采取措施： 1）减小模数，降低齿高（降低滑动系数）； 2）抗胶合能力强的润滑油； 3）两轮采用不同的材料及硬度； 4）提高齿面硬度、降低粗糙度； 5）热平衡计算。 4.齿面磨损： 措施：1）加强润滑； 2）开式改闭式传动 原因：相对滑动； 润滑不良； 存在杂质。 主动 被动
5.齿面的塑性变形: 原因:重载,齿面软 <措施:提高材料的硬度, 改善润滑 齿面塑性变形几 主动 被动 相对滑动方向
被动 相对滑动方向 主动 5.齿面的塑性变形： 措施：提高材料的硬度， 改善润滑 原因：重载，齿面软
二.设计准则: ☆具体工作条件下的设计准则: 工作条件主要失效设计准则 设计方法 软齿面点蚀 保证齿面有足够的接触按齿面接触疲劳强度设计 闭式 疲劳强度 按轮齿弯曲疲劳强度校核 传动 硬齿面断齿、点蚀保证齿面有足够的接触分别按轮齿弯曲疲劳强度 疲劳强度和轮齿有足够和齿面接触疲劳强度设计, 的弯曲疲劳强度 取两者中的较大模数 保证齿面有足够的抗磨 开式(半开)磨损—断齿损能力和轮齿有足够的性设计,加大模数10159% 按轮齿弯曲疲劳强度条件 传动 弯曲疲劳强度 高速、重载 胶合保证齿面有足够的抗胶进行抗胶合能力计算或进 合能力 行热平衡计算
具体工作条件下的设计准则： 二.设计准则： 闭式 传动 软齿面 按齿面接触疲劳强度设计 按轮齿弯曲疲劳强度校核 硬齿面 分别按轮齿弯曲疲劳强度 和齿面接触疲劳强度设计， 取两者中的较大模数 开式（半开） 传动 按轮齿弯曲疲劳强度条件 性设计，加大模数10~15% 工作条件 主要失效 设计准则 设计方法 点蚀 断齿、点蚀 保证齿面有足够的接触 疲劳强度 保证齿面有足够的接触 疲劳强度和轮齿有足够 的弯曲疲劳强度 磨损——断齿 保证齿面有足够的抗磨 损能力和轮齿有足够的 弯曲疲劳强度 高速、重载 胶合 保证齿面有足够的抗胶 合能力 进行抗胶合能力计算或进 行热平衡计算
§10-3齿轮材料及选择原则 对材料的基本要求:齿面要硬,齿芯要韧 齿面具有较高的硬度和耐磨性抵抗齿面点蚀、胶合、 磨损、塑性变形 轮齿具有足够强度和韧性抵抗轮齿折断 常用材料: 齿轮常用材料是各种牌号的中碳钢,中、低碳合金钢, 铸钢和铸铁等。一般多采用锻造毛坯或轧制钢材, 齿轮尺寸较大或结构复杂且生产批量大时,可采用铸钢 或铸铁。 表P189表101列出了常用齿轮材料及牌号、热处理 方法及硬度
§10- 3 齿轮材料及选择原则 对材料的基本要求：齿面要硬，齿芯要韧。 一. 常用材料： 齿轮常用材料是各种牌号的中碳钢，中、低碳合金钢， 铸钢和铸铁等。一般多采用锻造毛坯或轧制钢材， 齿轮尺寸较大或结构复杂且生产批量大时，可采用铸钢 或铸铁。 表P189表10—1列出了常用齿轮材料及牌号、热处理 方法及硬度。 轮齿具有足够强度和韧性 抵抗轮齿折断 齿面具有较高的硬度和耐磨性 抵抗齿面点蚀、胶合、 磨损、塑性变形