機(jī)械設(shè)計(jì)參賽課件 齒輪傳動(dòng)

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1、機(jī)械設(shè)計(jì)第10章　齒輪傳動(dòng)§10-2輪齒的失效形式及設(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)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)算機(jī)械設(shè)計(jì)齒輪傳動(dòng)參賽選手：****潘存云教授研制機(jī)械設(shè)計(jì)作用：不僅用來(lái)傳遞運(yùn)動(dòng)、而且還要傳遞動(dòng)力。要求：運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)、足夠的承載能力。分類(lèi)開(kāi)式傳動(dòng)有簡(jiǎn)單防護(hù)罩，大齒輪浸入油池，潤(rùn)滑得到改善、適于非重要應(yīng)用；裸露、灰塵、易磨損，適于

2、低速傳動(dòng)?！?0-1概述半開(kāi)式傳動(dòng)閉式傳動(dòng)全封閉、潤(rùn)滑良好、適于重要應(yīng)用。按類(lèi)型分按裝置型式分按使用情況分硬齒面齒輪（齒面硬度≤350HBS）直齒圓柱齒輪傳動(dòng)斜齒圓柱齒輪傳錐齒輪傳動(dòng)人字齒輪傳動(dòng)動(dòng)力齒輪傳動(dòng)齒輪按齒面硬度分軟齒面齒輪（齒面硬度＞350HBS）以動(dòng)力傳輸為主，常為高速重載或低速重載傳動(dòng)。以運(yùn)動(dòng)準(zhǔn)確為主，一般為輕載高精度傳動(dòng)。機(jī)械設(shè)計(jì)齒輪傳動(dòng)的特點(diǎn)：▲傳動(dòng)效率高η可達(dá)99％；在常用的機(jī)械傳動(dòng)中，齒輪傳動(dòng)的效率為最高；▲結(jié)構(gòu)緊湊;與帶傳動(dòng)、鏈傳動(dòng)相比，在同樣的使用條件下，齒輪傳動(dòng)所需的空間一般較??；▲工作可靠，壽命長(zhǎng)；與各類(lèi)傳動(dòng)相比▲傳動(dòng)比穩(wěn)定;無(wú)論是

3、平均值還是瞬時(shí)值。這也是齒輪傳動(dòng)獲得廣泛應(yīng)用的原因之一；▲制造及安裝精度要求高，價(jià)格較貴。與帶傳動(dòng)、鏈傳動(dòng)相比學(xué)習(xí)本章的目的本章學(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、齒高系數(shù)h*a、徑向間隙系數(shù)c*。機(jī)械設(shè)計(jì)§10-2輪齒的失效形式及設(shè)計(jì)準(zhǔn)則輪齒折斷潘存云教授研制一般發(fā)生在齒根處，嚴(yán)重過(guò)載突然斷裂、疲勞折斷。一、輪齒的失效形式失效形式潘存云教授研制2021/8/7機(jī)械設(shè)計(jì)輪齒折斷一般發(fā)生在齒根處，疲勞折斷

4、、嚴(yán)重過(guò)載突然斷裂、局部折斷。1）疲勞折斷產(chǎn)生原因：①齒根處彎曲應(yīng)力較大；②齒根處過(guò)渡圓弧處有應(yīng)力集中，當(dāng)輪齒重復(fù)受載后，齒根處產(chǎn)生疲勞裂紋，并逐步擴(kuò)展，致使輪齒疲勞折斷。防止措施：①增大齒根圓角半徑，x↑，齒面精度↑，以降低應(yīng)力集中②采用熱處理提高材料的沖擊韌性；③從設(shè)計(jì)上，σF≤[σF]。潘存云教授研制2021/8/7機(jī)械設(shè)計(jì)2）過(guò)載折斷（或剪斷）產(chǎn)生原因：①突然過(guò)載或者強(qiáng)烈沖擊；②模數(shù)太小，齒根厚度太小，材料太脆。防止措施：①仔細(xì)操作；②適當(dāng)增大模數(shù)；③采用熱處理提高材料的沖擊韌性。3）局部折斷在斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)中，輪齒工作面上的接觸線(xiàn)為一斜線(xiàn)，輪齒受載后

5、，如有載荷集中時(shí)，就會(huì)發(fā)生局部折斷。若制造及安裝不良或軸的彎曲變形過(guò)大，輪齒局部受載過(guò)大時(shí)，即使是直齒圓柱齒輪，也會(huì)發(fā)生局部折斷。局部折斷機(jī)械設(shè)計(jì)潘存云教授研制潘存云教授研制齒面接觸疲勞齒面接觸應(yīng)力按脈動(dòng)循環(huán)變化當(dāng)超過(guò)疲勞極限時(shí)，表面產(chǎn)生微裂紋、高壓油擠壓使裂紋擴(kuò)展、微粒剝落。點(diǎn)蝕首先出現(xiàn)在節(jié)線(xiàn)處，齒面越硬，抗點(diǎn)蝕能力越強(qiáng)。軟齒面閉式齒輪傳動(dòng)常因點(diǎn)蝕而失效。齒面點(diǎn)蝕§10-2輪齒的失效形式及設(shè)計(jì)準(zhǔn)則輪齒折斷失效形式一、輪齒的失效形式2021/8/7機(jī)械設(shè)計(jì)齒面點(diǎn)蝕在閉式齒輪傳動(dòng)中，常發(fā)生點(diǎn)蝕。軟齒面閉式齒輪傳動(dòng)常因點(diǎn)蝕而失效。開(kāi)式齒輪傳動(dòng)不易發(fā)生。點(diǎn)蝕：齒面材料

6、在變化著的接觸應(yīng)力作用下，由于疲勞而產(chǎn)生的麻點(diǎn)狀損傷現(xiàn)象。產(chǎn)生原因：①齒面接觸應(yīng)力太大；②當(dāng)出現(xiàn)裂紋時(shí)，油滲入裂紋產(chǎn)生楔裂作用。防止措施：①提高齒面硬度；②增大齒廓曲率半徑ρ（減小接觸應(yīng)力）；③增大油的粘度（有利于油膜的形成，使兩齒面隔開(kāi)，粘度高的油不易滲入裂紋）。潘存云教授研制潘存云教授研制齒面接觸疲勞機(jī)械設(shè)計(jì)潘存云教授研制齒面點(diǎn)蝕齒面膠合高速重載傳動(dòng)中，常因嚙合區(qū)溫度升高而引起潤(rùn)滑失效，致使齒面金屬直接接觸而相互粘連。當(dāng)齒面向?qū)瑒?dòng)時(shí)，較軟的齒面沿滑動(dòng)方向被撕下而形成溝紋?！?0-2輪齒的失效形式及設(shè)計(jì)準(zhǔn)則輪齒折斷失效形式一、輪齒的失效形式2021/8/7機(jī)

7、械設(shè)計(jì)齒面膠合膠合：相嚙合齒面的金屬，在一定壓力下直接接觸而相互粘連。當(dāng)齒面相對(duì)滑動(dòng)時(shí)，較軟的齒面沿滑動(dòng)方向被撕下而形成溝紋。產(chǎn)生原因：溫度過(guò)高，引起油膜破裂熱膠合：高速重載，齒面間摩擦力，發(fā)熱量大；冷膠合：低速重載，速度過(guò)低，不易產(chǎn)生油膜。防止或改善措施：①對(duì)于低速重載，可提高油的粘度②對(duì)高速重載，可采用抗膠合能力強(qiáng)的油；③采用抗膠合能力強(qiáng)的材料及合理配對(duì)齒輪；④提高齒面硬度。潘存云教授研制機(jī)械設(shè)計(jì)潘存云教授研制潘存云教授研制齒面膠合齒面磨損磨粒磨損跑合磨損跑合磨損、磨粒磨損。齒面點(diǎn)蝕§10-2輪齒的失效形式及設(shè)計(jì)準(zhǔn)則輪齒折斷失效形式一、輪齒的失效形式2021

8、/8/7機(jī)械設(shè)計(jì)齒面磨損