文档介绍：课时授课计划
第 52次课
【教学课题】§10-1 齿轮传动的失效形式和计算准则
§10-2 齿轮的材料及热处理
§10-3 齿轮传动的精度
【教学目的】:掌握齿轮传动的失效形式及计算准则。
【教学重点及处理方法】:齿轮传动的失效形式及计算准则。
处理方法: 详细讲解
【教学难点及处理方法】:计算准则
处理方法: 比较讲解
【教学方法】: 讲授法
【教具】:三角板
【时间分配】: 引入新课 5min
新课 80 min
小结、作业 5min
第52次课
【提示启发引出新课】
齿轮传动要求运转平稳且有足够的承载能力。在设计齿轮传动时,要根据工作要求,选定齿轮材料、齿面硬度及精度等级,计算轮齿承受的载荷与转速的大小。进而判断齿轮的失效形式,确定计算准则,进行强度的计算,确定传动参数和结构。
【新课内容】
§10-1 齿轮传动的失效形式和计算准则
一齿轮传动的失效形式
轮齿折断
机理:齿根的弯曲应力及应力集中,在多次的重复作用下,齿根圆角处会产生裂纹,裂纹扩展导致疲劳折断。当轮齿受到过载或冲击载荷时会发生过载折断。
发生部位:齿根。
防止措施:增大齿根圆角半径,提高齿面硬度,降低表面粗糙度。
疲劳点蚀
发生场合:润滑良好的闭式齿轮传动。
机理:齿面的交变接触应力的多次的重复作用下,齿面节线附近会产生裂纹,裂纹中的润滑油在压力的作用下形成大的油压,加速裂纹扩展导致表面贝壳状的小片剥落。
发生部位:节线附近。
防止措施:提高齿面硬度,降低表面粗糙度,增大润滑油粘度,采用合理的变位。
3 齿面胶合
发生场合:高速重载。
机理:由于齿面间的压力大,瞬时温度高,润滑效果差,导致金属的直接粘连,当齿面作相对运动时,粘住的地方被撕破,从而在齿面上形成大面积的伤痕。
发生部位:整个齿面。
防止措施:提高齿面硬度,降低表面粗糙度,采用抗胶合能力强的润滑油和抗胶合性能好的齿轮副材料,采用合理的变位。
4 磨粒磨损
发生场合:开式。
机理:由于外界的硬颗粒进入啮合工作面,导致磨粒磨损。
防止措施:采用闭式传动及润滑油的清洁和更换。
5 塑性变形
发生场合:低速重载。
机理:齿面较软的轮齿,载荷和摩擦力有很大时,在啮合过程中,齿面表层的材料就容易沿着摩擦力的方向产生塑性变形。
发生部位:节线附近。
防止措施:提高齿面硬度,增大润滑油粘度。
二齿轮传动的设计准则
闭式齿轮传动:
通常以保证齿面接触疲劳强度为主。
对于齿面硬度很高,齿心强度较低的齿轮,则以保证齿根弯曲疲劳强度为主。
若两轮均为硬齿面,且硬度基本相同时,可视情况而定。
开式齿轮传动:
主要失效形式是齿面磨粒磨损和轮齿弯曲疲劳折断,通常只进行弯曲面疲劳强度计算。
为补偿轮齿因磨损而产生的影响,可考虑适当加大模数。
齿轮的轮圈、轮辐、轮毂等部位不进行强度计算。
§10-2 齿轮的材料及热处理
一、常用的齿轮材料
1、钢
1)锻钢软齿面齿轮(HBS≤350)硬齿面齿轮(HBS>350)
(2)铸钢
2、铸铁
灰铸铁:价格低廉,铸造性能、加工性能、减摩性能、抗点蚀和抗胶合性能均较好,但抗弯强度、耐冲击性和耐磨损性能较差,有自润滑作用,常用于轻载、低速、工作平稳的场合。
球墨铸铁:有较高的力学性能,有时