齒輪傳動(dòng)-機(jī)械設(shè)計(jì) 參賽課件

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1、齒輪傳動(dòng)參賽選手：****1齒輪傳動(dòng)§10-2齒輪傳動(dòng)的失效形式及設(shè)計(jì)準(zhǔn)則§10-3齒輪材料及選用原則§10-6齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)參數(shù)、許用應(yīng)力與精度選擇§10-4齒輪傳動(dòng)的計(jì)算載荷§10-5標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算§10-8標(biāo)準(zhǔn)圓錐齒輪傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算§10-9齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)§10-10齒輪傳動(dòng)的潤(rùn)滑§10-1概述§10-7標(biāo)準(zhǔn)斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算2一、作用：不僅用來(lái)傳遞運(yùn)動(dòng)、而且還要傳遞動(dòng)力。二、要求：運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)、足夠的承載能力。三分類開(kāi)式傳動(dòng)§10-1概述半開(kāi)式傳動(dòng)閉式傳動(dòng)按類型分按裝置型式分按使用情況分軟齒面齒輪（齒面硬度≤350HBS）直

2、齒圓柱齒輪傳動(dòng)斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)錐齒輪傳動(dòng)人字齒輪傳動(dòng)動(dòng)力齒輪傳動(dòng)齒輪按齒面硬度分硬齒面齒輪（齒面硬度＞350HBS）3四、齒輪傳動(dòng)的特點(diǎn)：▲傳動(dòng)效率高η可達(dá)99％；▲結(jié)構(gòu)緊湊;▲工作可靠，壽命長(zhǎng)；▲傳動(dòng)比穩(wěn)定;▲制造及安裝精度要求高，價(jià)格較貴。傳動(dòng)距離不宜過(guò)大。本章學(xué)習(xí)的根本目的是掌握齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)方法，也就是要能夠根據(jù)齒輪工作條件的要求，能設(shè)計(jì)出傳動(dòng)可靠的齒輪。設(shè)計(jì)齒輪----設(shè)計(jì)確定齒輪的主要參數(shù)以及結(jié)構(gòu)形式。主要參數(shù)有：模數(shù)m、齒數(shù)z、螺旋角β以及壓力角a。4§10-2齒輪傳動(dòng)的失效形式及設(shè)計(jì)準(zhǔn)則輪齒折斷一、輪齒的失效形式失效形式閉式硬齒面、脆性

3、材料齒輪傳動(dòng)的主要破壞形式5原因：疲勞折斷①輪齒受多次重復(fù)彎曲應(yīng)力作用，齒根一側(cè)產(chǎn)生疲勞裂紋。齒根彎曲應(yīng)力最大σF＞[σF]②齒根應(yīng)力集中(形狀突變、刀痕等)，加速裂紋擴(kuò)展→折斷σt齒雙側(cè)受載(1主動(dòng))σt齒單側(cè)受載123發(fā)生部位:齒根6過(guò)載折斷后果：傳動(dòng)失效受沖擊載荷或短時(shí)過(guò)載作用，突然折斷，尤其見(jiàn)于脆性材料（淬火鋼、鑄鋼）齒輪。7現(xiàn)象：①局部折斷②整體折斷8直齒輪齒寬b較小時(shí)，載荷易均布——整體折斷齒寬b較大時(shí)，易偏載斜齒輪：接觸線傾斜—載荷集中在齒一端—局部折斷提高輪齒抗折斷能力的措施：1）增大齒根過(guò)渡圓角半徑，消除加工刀痕，減小齒根應(yīng)力集中；2

4、）增大軸及支承的剛性，使輪齒接觸線上受載較為均勻；3）采用合適的熱處理，使輪齒芯部材料具有足夠的韌性；4）采用噴丸、滾壓等工藝，對(duì)齒根表層進(jìn)行強(qiáng)化處理。9齒面點(diǎn)蝕輪齒折斷失效形式一、輪齒的失效形式齒面點(diǎn)蝕閉式軟齒面齒輪傳動(dòng)的主要破壞形式。發(fā)生部位：一般首先出現(xiàn)在靠近節(jié)線的齒根面上。10原因：σH＞[σH]脈動(dòng)循環(huán)應(yīng)力1）齒面受多次交變應(yīng)力作用，產(chǎn)生接觸疲勞裂紋；4）潤(rùn)滑油進(jìn)入裂縫，形成封閉高壓油腔，楔擠作用使裂紋擴(kuò)展。油粘度越小，裂紋擴(kuò)展越快.2）節(jié)線處常為單齒嚙合，接觸應(yīng)力大；3）節(jié)線處為純滾動(dòng)，靠近節(jié)線附近相對(duì)滑動(dòng)速度小，油膜不易形成，摩擦力大，易

5、產(chǎn)生裂紋。11提高輪齒抗點(diǎn)蝕能力的措施：1）限制齒面接觸應(yīng)力；2）提高齒面硬度，減小齒面表面粗糙度值；3）采用粘度高的潤(rùn)滑油。12齒面點(diǎn)蝕齒面膠合輪齒折斷失效形式一、輪齒的失效形式高速重載、低速重載閉式傳動(dòng)的主要破壞形式?，F(xiàn)象：齒面沿滑動(dòng)方向粘焊、撕脫，形成溝痕。13原因：高速重載——v↑,Δt↑,油η↓,油膜破壞,表面金屬直接接觸，融焊→相對(duì)運(yùn)動(dòng)→撕裂、溝痕。---熱膠合。低速重載——P↑、v↓，不易形成油膜→冷膠合。后果：引起強(qiáng)烈的磨損和發(fā)熱，傳動(dòng)不平穩(wěn)，導(dǎo)致齒輪報(bào)廢。措施：1.提高齒面硬度2.減小齒面粗糙度3.增加潤(rùn)滑油粘度4.加抗膠合添加劑14

6、齒面膠合齒面磨損措施：1.減小齒面粗糙度2.改善潤(rùn)滑條件，清潔環(huán)境--磨粒磨損跑合磨損、磨粒磨損。齒面點(diǎn)蝕輪齒折斷失效形式一、輪齒的失效形式3.提高齒面硬度開(kāi)式齒輪傳動(dòng)易發(fā)生磨粒磨損。15從動(dòng)齒主動(dòng)齒從動(dòng)齒主動(dòng)齒從動(dòng)齒主動(dòng)齒從動(dòng)齒主動(dòng)齒齒面膠合齒面磨損齒面點(diǎn)蝕輪齒折斷失效形式塑性變形一、輪齒的失效形式表面凸出表面凹低速重載軟齒面閉式傳動(dòng)的主要破壞形式。主動(dòng)輪1：齒面相對(duì)滑動(dòng)速度方向vs指向節(jié)線，所以Ff背離節(jié)線，塑變后在齒面節(jié)線處產(chǎn)生凹槽。滾壓塑變16措施：1.提高齒面硬度2.改善潤(rùn)滑條件（高粘度）3.減小齒面粗糙度錘擊塑變：伴有過(guò)大沖擊產(chǎn)生的塑變17

7、折斷:疲勞折斷→過(guò)載折斷全齒折斷(齒根)(直齒)局部折斷(斜齒受載不均)σH反復(fù)→裂紋→擴(kuò)展→麻點(diǎn)狀脫落→靠近節(jié)線的齒根表面齒面膠合:齒面磨粒磨損:磨粒磨損→齒形破壞齒面塑性變形:齒面沿摩擦力方向塑性變形→主凹、從凸齒面點(diǎn)蝕:齒面失效*閉式傳動(dòng)→*開(kāi)式傳動(dòng)→*閉式高速重載傳動(dòng)→軟齒面→硬齒面→齒面點(diǎn)蝕輪齒折斷齒面磨粒磨損齒面膠合*低速重載軟齒面→齒面塑性變形各種場(chǎng)合的主要失效形式小結(jié)：潤(rùn)滑失效→表面粘連→沿運(yùn)動(dòng)方向撕裂18二、齒輪的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則▲保證足夠的齒根彎曲疲勞強(qiáng)度，以免發(fā)生齒根折斷。▲保證足夠的齒面接觸疲勞強(qiáng)度，以免發(fā)生齒面點(diǎn)蝕。由工程實(shí)踐得知（常

8、用的計(jì)算方法）：▲對(duì)高速重載齒輪傳動(dòng)，除以上兩設(shè)計(jì)準(zhǔn)則外，還應(yīng)按齒面抗膠合能力的準(zhǔn)則進(jìn)行設(shè)計(jì)。