《直齒圓柱齒輪傳動(dòng)》PPT課件

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1、第四章齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)張淑敏第四章齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)第一節(jié)概述一、齒輪傳動(dòng)的優(yōu)缺點(diǎn)：1、優(yōu)點(diǎn)：速比精確、傳動(dòng)平穩(wěn)、承載能力大、適用范圍廣、效率高98～99.5%、壽命長(zhǎng)、結(jié)構(gòu)緊湊。功率：很?。◣譝）～很大（幾萬(wàn)KW）；速度：很小～很大尺寸：很小～很大；適用場(chǎng)合：廣2、缺點(diǎn)：需要專(zhuān)門(mén)的加工設(shè)備；軸間距較大時(shí)需多及傳動(dòng)。二、分類(lèi):按工作條件分：開(kāi)式：敞開(kāi)，潤(rùn)滑不良、易磨損；半開(kāi)式：防護(hù)罩，潤(rùn)滑、密封不完善；閉式：封閉箱體，潤(rùn)滑密封好。三、基本參數(shù)齒數(shù)Z；模數(shù)m；壓力角α；分度圓d；系數(shù)傳動(dòng)比i；齒寬b；中心距a；齒數(shù)比u=Z大/Z小四、基本要求傳動(dòng)準(zhǔn)確

2、、平穩(wěn)足夠的承載能力和預(yù)期的壽命：要有合適的輪廓曲線(xiàn)—機(jī)械原理適當(dāng)?shù)闹圃炀取獧C(jī)制工藝尺寸、材料、結(jié)構(gòu)…有關(guān)--本門(mén)課程解決的問(wèn)題第二節(jié)齒輪傳動(dòng)的失效形式及計(jì)算準(zhǔn)則一、失效形式：失效形式、部位原因防止措施1.輪齒折斷根部受周期性彎曲變應(yīng)力單向傳動(dòng)：脈動(dòng)變應(yīng)力雙向傳動(dòng)：對(duì)稱(chēng)變應(yīng)力Fn輪齒折斷(2)類(lèi)型及原因①疲勞折斷：變應(yīng)力、應(yīng)力集中。②過(guò)載折斷：過(guò)載、沖擊、磨損?！睥冽X根整體折斷——直齒，b較小時(shí)②局部折斷——斜齒，制造、安裝誤差或偏載，b較大時(shí)(3)防止措施：齒根彎曲應(yīng)力小于許用值①減小應(yīng)力集中②根部強(qiáng)化處理③增大支承剛度④增加輪齒芯部

3、韌性⑤提高安裝精度避免輪齒偏載2、齒面點(diǎn)蝕閉式、潤(rùn)滑良好（1）部位：節(jié)線(xiàn)處靠近根部（2）原因：①一對(duì)齒嚙合②相對(duì)滑動(dòng)速度低、不易形成油膜（3）防止措施：齒面疲勞強(qiáng)度計(jì)算①合理潤(rùn)滑②提高齒面硬度主動(dòng)從動(dòng)3、齒面磨損（1）部位：輪齒工作面（2）原因：①齒面潤(rùn)滑不良②磨料落入工作面（3）防止措施：①盡量采用閉式傳動(dòng)②改善潤(rùn)滑條件③提高齒面硬度和光潔度4、齒面膠合高速、重載、潤(rùn)滑不良（1）部位：齒面沿相對(duì)滑動(dòng)方向，膠合線(xiàn)（2）原因：①瞬時(shí)溫度高，產(chǎn)生“咬焊”，并沿相對(duì)滑動(dòng)方向撕破②冷膠合：低速、重載的重型齒輪傳動(dòng)（3）防止措施：采用抗膠合油，加極

4、壓添加劑主動(dòng)輪從動(dòng)輪5、塑性變形（塑性變形→輪齒失去正確形狀→振動(dòng)和噪音）（1）產(chǎn)生原因軟齒面齒輪，重載，摩擦力作用。（2)類(lèi)型①滾壓塑變：摩擦力作用，沿運(yùn)動(dòng)速度方向產(chǎn)生塑性變形②錘擊塑變：過(guò)大沖擊產(chǎn)生塑性變形（3）防止措施①采用高屈服極限的材料，②提高齒面硬度和光潔度。二、計(jì)算準(zhǔn)則：閉式傳動(dòng)：①軟齒面組合（軟硬齒面組合）HBS≤350按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)，按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核。注意：硬度差?HBS=30～50②硬齒面組合：HBS＞350按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)，按齒面接觸疲勞強(qiáng)度校核。注意：硬度一樣開(kāi)式（半開(kāi)式）傳動(dòng)：磨損后輪齒折斷，

5、不會(huì)發(fā)生齒面點(diǎn)蝕，僅按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算，適當(dāng)增大模數(shù)。第三節(jié)齒輪常用材料及許用應(yīng)力一、齒輪對(duì)材料的要求：在保證強(qiáng)度的前提下，使其能夠得到給定的精度和表面質(zhì)量1、足夠的硬度（承載能力；抗點(diǎn)蝕能力、抗膠合能力增加,但脆易折斷。）2、足夠的強(qiáng)度和韌性（保證一定的壽命和抗沖擊性）。3、良好的加工工藝性和熱處理性4、經(jīng)濟(jì)性二、常用材料及熱處理（表6-1）三、齒輪材料的選擇原則1）不同的工作條件選用不同的齒輪材料，同時(shí)考慮齒輪尺寸大小、毛坯成型方式及熱處理和制造工藝。2)鋼制齒輪。正火碳鋼用于載荷平穩(wěn)或輕度沖擊下工作的齒輪；調(diào)質(zhì)鋼用于中等沖擊載荷

6、下工作的齒輪。合金鋼用于高速、重載及在沖擊載荷下工作的齒輪。硬齒面適合重載、高速、結(jié)構(gòu)尺寸受限制的場(chǎng)合。軟齒面適合中載、中速、結(jié)構(gòu)尺寸不受限制的場(chǎng)合。3）鑄鐵及球墨鑄鐵適合低速、工作平穩(wěn)、功率較小和尺寸與重量無(wú)嚴(yán)格要求的場(chǎng)合。4）非金屬材料1、齒面接觸疲勞許用應(yīng)力σH1im－齒面接觸疲勞極限，查圖6-6。四、齒輪材料的許用應(yīng)力SHlim－最小安全系數(shù)，查表6-3。ZN－壽命系數(shù)，查圖6-8a。與齒輪的應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N有關(guān)。N=60nJLh，式中：n---齒輪的轉(zhuǎn)速；J---齒輪每轉(zhuǎn)一周同側(cè)齒廓嚙合次數(shù)；Lh----齒輪的工作壽命（小時(shí)）。分

7、析中間齒輪接觸應(yīng)力和彎曲應(yīng)力的特點(diǎn)？2、齒根彎曲疲勞許用應(yīng)力σF1im--齒根彎曲疲勞極限，σFE-考慮尺寸影響（應(yīng)力校正系數(shù)）的疲勞極限查圖6-7。當(dāng)應(yīng)力為對(duì)稱(chēng)循環(huán)時(shí)乘以0.7；當(dāng)齒輪為雙向運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)乘以0.8。SFlim－安全系數(shù)，查表6-3；YN－壽命系數(shù)，查圖6-8b。YST－應(yīng)力校正系數(shù)，一般為2。σ1im（F、H)---特定參數(shù)的試驗(yàn)齒輪，應(yīng)力的性質(zhì)為脈動(dòng)循環(huán)，失效概率為1%時(shí)的齒輪材料的疲勞極限。第四節(jié)齒輪傳動(dòng)的計(jì)算載荷考慮載荷波動(dòng)，載荷沿齒寬方向的不均勻性和輪齒齒廓曲線(xiàn)誤差等情況下齒輪所承受的實(shí)際載荷T1c=KT1T1---名

8、義載荷；T1c---計(jì)算載荷；K---載荷系數(shù)K=KAKVkαKβKA----使用系數(shù)表6-4；KV----動(dòng)載荷系數(shù)圖6-9；Kα---齒間載荷分布系數(shù)表6-6；Kβ----齒向載荷分布系數(shù)