★渐开线直齿圆柱齿轮传动的设计 1.常见的失效形式 机械零件由于强度、刚度、耐磨性和振动稳定性等因素不 能正常工作时,称为失效。机械零件在变应力作用下引起的破 坏称为疲劳破坏,机械零件抵抗疲劳破坏的能力称为疲劳强度 齿轮传动的失效主要是轮齿的朱效。其失效形式有: 轮齿折断:轮齿象一个悬臂梁,受载后 齿根部产生的弯曲应力最大。当该应力 值超过材料的弯曲疲劳极限时,齿根处 产生疲劳裂纹,并不断扩展使轮齿断裂 此外,突然过载、严重磨损及安装制造 误差等也会造成轮齿折断。 提高轮齿抗折断能力的措施:增大齿根圆角半径,消除加工 刀痕以降低齿根应力集中;增大轴及支承物的刚度以减轻局 部过载的程度;对轮齿进行表面处理以提高齿面硬度
1.常见的失效形式 渐开线直齿圆柱齿轮传动的设计 机械零件由于强度、刚度、耐磨性和振动稳定性等因素不 能正常工作时，称为失效。机械零件在变应力作用下引起的破 坏称为疲劳破坏，机械零件抵抗疲劳破坏的能力称为疲劳强度。 齿轮传动的失效主要是轮齿的失效。其失效形式有： 轮齿折断 ：轮齿象一个悬臂梁，受载后 齿根部 产生的弯曲应力最大。当该应力 值超过材料的弯曲疲劳极限时，齿根处 产生疲劳裂纹，并不断扩展使轮齿断裂。 此外，突然过载、严重磨损及安装制造 误差等也会造成轮齿折断。 提高轮齿抗折断能力的措施：增大齿根圆角半径，消除加工 刀痕以降低齿根应力集中；增大轴及支承物的刚度以减轻局 部过载的程度；对轮齿进行表面处理以提高齿面硬度
1.常见的失效形式(续) 齿面磨损:灰尘砂粒、金属微粒等落入轮齿间,会使齿面 间产生摩擦磨损。严重时会因齿面减薄过多而折断。磨损是 开式传动的主要失效形式。 主要措施:采用闭式传动;提高齿面硬度;降低齿面粗糙 度;采用清洁的润滑油
1.常见的失效形式（续） 齿面磨损：灰尘、砂粒、金属微粒等落入轮齿间，会使齿面 间产生摩擦磨损。严重时会因齿面减薄过多而折断。磨损是 开式传动的主要失效形式。 主要措施：采用闭式传动；提高齿面硬度；降低齿面粗糙 度；采用清洁的润滑油
1.常见的失效形式(续) 齿面点蚀:轮齿工作面某一固定点受 节线 到近似脉动的变应为作用,由于疲劳 而产生的麻点状剥蚀损伤的现象。 蚀是闭式传动常见的失效形式。开始 齿轮由于磨损很少出现点蚀。点蚀首 先出现在节线附近。 主要措施。提商齿面硬度:降低齿面粗糙度,增大润滑
1.常见的失效形式（续） 齿面点蚀：轮齿工作面某一固定点受 到近似脉动的变应力作用，由于疲劳 而产生的麻点状剥蚀损伤的现象。点 蚀是闭式传动常见的失效形式。开始 齿轮由于磨损很少出现点蚀。点蚀首 先出现在节线附近。 主要措施：提高齿面硬度；降低齿面粗糙度；增大润滑 油粘度；采用合理变位
1.常见的失效形式(续) 齿面胶合:高速重载传动中,齿面间压力大,瞬时温度高, 润滑油模被破坏,齿面间会发生粘接在一起的现象,在轮齿 表面沿滑动方向出现条状伤痕,称为胶合。 防止胶合的措施:提高齿面硬度;降低齿面粗糙 度;增大润滑油粘度;限制油温
1.常见的失效形式（续） 齿面胶合：高速重载传动中，齿面间压力大，瞬时温度高， 润滑油模被破坏，齿面间会发生粘接在一起的现象，在轮齿 表面沿滑动方向出现条状伤痕，称为胶合。 防止胶合的措施：提高齿面硬度；降低齿面粗糙 度；增大润滑油粘度；限制油温
1.常见的失效形式(续) 塑性变形:重载且摩擦力很大时,齿面较软的轮齿表面就会 沿摩擦力方向产生塑性变形 主动齿轮齿面所受 摩擦力背离节线, 齿面在节线附近下 凹;从动齿轮齿面 所受摩擦力指向节 线,齿面在节线附 近上凸。 措施:提高齿面硬度;增大润滑油粘度
1.常见的失效形式（续） 塑性变形：重载且摩擦力很大时，齿面较软的轮齿表面就会 沿摩擦力方向产生塑性变形。 措施：提高齿面硬度；增大润滑油粘度。 主动齿轮齿面所受 摩擦力背离节线， 齿面在节线附近下 凹；从动齿轮齿面 所受摩擦力指向节 线，齿面在节线附 近上凸
★渐开线直齿圆柱齿轮传动的设计 2.设计准则 对于闭式齿轮传动:1)软齿面≤350HBS)齿轮 主要失效形式是齿面点蚀,故可按齿面接触疲劳强度 进行设计计算,按齿根弯曲疲劳强度校核。2)硬齿面 350HBS)或铸铁齿轮,由于抗点蚀能力较高,轮齿 折断的可能性较大,故可按齿根弯曲疲劳强度进行设 計计计算,按齿面接触疲劳强度校核。 对于开式齿轮传动中的齿轮,齿面磨损为其主要 失效形式,故通常按照齿根弯曲疲劳强度进行设计计 算,确定齿轮的模数,考虑磨损因素,再将模数增大 0%—20%,而无需校核接触强度
2.设计准则 渐开线直齿圆柱齿轮传动的设计 对于闭式齿轮传动：1）软齿面（≤350HBS）齿轮 主要失效形式是齿面点蚀，故可按齿面接触疲劳强度 进行设计计算，按齿根弯曲疲劳强度校核。2）硬齿面 （>350HBS）或铸铁齿轮，由于抗点蚀能力较高，轮齿 折断的可能性较大，故可按齿根弯曲疲劳强度进行设 计计算，按齿面接触疲劳强度校核。 对于开式齿轮传动中的齿轮，齿面磨损为其主要 失效形式，故通常按照齿根弯曲疲劳强度进行设计计 算，确定齿轮的模数，考虑磨损因素，再将模数增大 10%——20%，而无需校核接触强度
★齿轮的常用材料 由轮齿的失效分析可知,齿轮材料的基本要求: 齿面硬、齿芯韧 即 (1)齿面应有足够的硬度,以抵抗齿面磨损、点蚀、胶合 以及塑性变形等; ②2)齿芯应有足够的强度和较好的韧性,以抵抗齿根折断 和冲击载荷 (3)应有良好的加工工艺性能及热处理性能.使之便于加 工且便于提高其力学性能。 最常用的齿轮材料是钢.此外还有铸铁及 些非金属材料等
齿轮的常用材料 由轮齿的失效分析可知，齿轮材料的基本要求 ： 齿面硬、齿芯韧 即： (1)齿面应有足够的硬度，以抵抗齿面磨损、点蚀、胶合 以及塑性变形等； (2)齿芯应有足够的强度和较好的韧性，以抵抗齿根折断 和冲击载荷： (3)应有良好的加工工艺性能及热处理性能．使之便于加 工且便于提高其力学性能。 最常用的齿轮材料是钢．此外还有铸铁及一 些非金属材料等
★齿轮的常用材料 1.锻钢 锻钢因具有强度高、韧性好、便于制造、便于热处理等 优点,大多数齿轮都用锻钢制造 (1)软齿面齿轮∶齿面硬度<350HBS,常用中碳钢和中碳 合金钢,如45钢.40Cr,35|等材料,进行调质或正火 处理。这种齿轮适用于强度。精度要求不高的场合,轮坯 经过热处理后进行插齿或滚齿加工,生产便利、成本较低。 在确定大.小齿轮硬度时应注意使小齿轮的齿面硬度比 大齿轮的齿面硬度高30-50HBS,这是因为小齿轮受载荷 次敷比大齿轮多,且小齿轮齿根较薄.为使两齿轮的轮齿 接近等强度,小齿轮的齿面要比大齿轮的齿面硬一些。 (2)硬齿面齿轮 硬齿面齿轮的齿面硬度大于350HBS,常用的材料为中碳 钢或中碳合金钢经表面淬火处理
1．锻钢 锻钢因具有强度高、韧性好、便于制造、便于热处理等 优点，大多数齿轮都用锻钢制造。 齿轮的常用材料 (1)软齿面齿轮：齿面硬度<350HBS，常用中碳钢和中碳 合金钢，如45钢．40Cr，35SiMn等材料，进行调质或正火 处理。这种齿轮适用于强度。精度要求不高的场合，轮坯 经过热处理后进行插齿或滚齿加工，生产便利、成本较低。 在确定大．小齿轮硬度时应注意使小齿轮的齿面硬度比 大齿轮的齿面硬度高30一50HBS，这是因为小齿轮受载荷 次敷比大齿轮多，且小齿轮齿根较薄．为使两齿轮的轮齿 接近等强度，小齿轮的齿面要比大齿轮的齿面硬一些。 (2)硬齿面齿轮 硬齿面齿轮的齿面硬度大于350HBS，常用的材料为中碳 钢或中碳合金钢经表面淬火处理
★齿轮的常用材料 2,铸钢 当齿轮的尺寸较大(大于400-600m)而不 便于锻造时.可用铸造方法制成铸钢齿坯,再 进行正火处理以细化晶粒。 3.铸铁 低速、轻载场合的齿轮可以制成铸铁齿坯。 当尺寸大于500m时可制咸大齿圈,或制成轮 辐式齿轮
2．铸钢 当齿轮的尺寸较大(大于400一600mm)而不 便于锻造时．可用铸造方法制成铸钢齿坯，再 进行正火处理以细化晶粒。 3．铸铁 低速、轻载场合的齿轮可以制成铸铁齿坯。 当尺寸大于500mmm时可制咸大齿圈，或制成轮 辐式齿轮。 齿轮的常用材料
★齿轮的常用材料
齿轮的常用材料