文档介绍：第4章齿轮传动设计§§§§§ 标准斜齿圆柱齿轮的强度计算§、齿轮传动的主要特点:传动效率高可达99%。在常用的机械传动中,齿轮传动的效率为最高;结构紧凑与带传动、链传动相比,在同样的使用条件下,齿轮传动所需的空间一般较小;与各类传动相比,齿轮传动工作可靠,寿命长;传动比稳定无论是平均值还是瞬时值。这也是齿轮传动获得广泛应用的原因之一;与带传动、链传动相比,齿轮的制造及安装精度要求高,价格较贵。 齿轮传动是机械传动中最重要的传动之一,其应用范围十分广泛,型式多样,传递功率从很小到很大(可高达数万千瓦)。2016年11月13日5时48分3潘海兵潘海兵二、齿轮传动的分类按齿轮类型分:直齿圆柱齿轮传动 斜齿圆柱齿轮传动 锥齿轮传动 人字齿轮传动 2016年11月13日5时48分4潘海兵潘海兵按装置形式分:开式传动、半开式传动、闭式传动。如在农业机械、建筑机械以及简易的机械设备中,有一些齿轮传动没有防尘罩或机壳,齿轮完全暴露在外边,这叫开式齿轮传动。这种传动不仅外界杂物极易侵入,而且润滑不良,因此工作条件不好,轮齿也容易磨损,故只宜用于低速传动。 齿轮传动装有简单的防护罩,有时还把大齿轮部分地浸入油池中,则称为半开式齿轮传动。它工作条件虽有改善,但仍不能做到严密防止外界杂物侵入,润滑条件也不算最好。 而汽车、机床、航空发动机等所用的齿轮传动,都是装在经过精确加工而且封闭严密的箱体(机匣)的,这称为闭式齿轮传动(齿轮箱)。按使用情况分:动力齿轮─以动力传输为主,常为高速重载或低速重载传动。传动齿轮─以运动准确为主,一般为轻载高精度传动。按齿面硬度分:软齿面齿轮(齿面硬度≤350HBS或38HRC)硬齿面齿轮(齿面硬度>350HBS或38HRC)一般采用淬火处理的齿轮硬度>350HBS,脆性较大。采用调质、常化处理的齿轮硬度≤350HBS,且韧性较好。2016年11月13日5时48分5潘海兵潘海兵按传动速度分类按承载能力分类低速传动高速传动一般速度传动轻载传动一般载荷传动重载传动三、本章的学****目的 本章学****的根本目的是掌握齿轮传动的设计方法,也就是要能够根据齿轮工作条件的要求,能设计出传动可靠的齿轮。 设计齿轮是指设计确定齿轮的主要参数以及结构形式。 对于斜齿圆柱齿轮而言,其主要参数有:模数m、齿数z、螺旋角β以及压力角a、齿高系数h*a、径向间隙系数c*。 轮齿传动的失效形式轮齿折断齿面磨损齿面点蚀齿面胶合塑性变形 齿轮传动的失效主要是指轮齿的失效,其失效形式是多种多样的。常见的失效形式有: 除上述五种主要形式外,还可能出现齿面融化、齿面烧伤、电蚀、异物啮入和由于不同原因产生的多种腐蚀和裂纹等等。 由于齿轮其它部分(齿圈、轮辐、轮毂等)通常是经验设计的,其尺寸对于强度和刚度而言均较富裕,实践中也极少失效。2016年11月13日5时48分7潘海兵潘海兵齿根危险截面的弯曲应力的作用是产生齿根裂纹的主要原因双向转动齿轮常见失效形式1. 轮齿折断按失效机理分疲劳折断过载折断受循环变化的弯曲应力的反复作用的结果。短时过载或冲击载荷作用的结果。hSFnFnC?F?受拉侧受压侧FtFr单向转动2016年11月13日5时48分8潘海兵潘海兵按失效表现形式分整体折断局部折断疲劳折断与过载折断断口区别疲劳折断断口光滑区粗糟区过载折断断口―粗糟区折断后果―,同时齿根部分存在刀痕和尺寸变化所引起的应力集中,出现沿整个齿宽折断。―常见于直齿轮。载荷集中作用于斜齿轮啮合线,或直齿轮齿宽大,出现偏载,都会引起局部折断。―常见于斜齿轮和制造精度低的直齿轮2016年11月13日5时48分9潘海兵潘海兵预防轮齿折断的主要措施:(1)提高轮齿加工精度,减小齿根处的加工刀痕,加大齿根过渡圆角半径,以减小齿根处的应力集中现象。(2)采用喷丸、滚压等措施对齿根表层进行强化处理。(3)选择合适的齿轮材料和热处理,满足芯部韧、齿面硬的基本要求。(4)改进轴系结构,提高系统刚性,使载荷在轮齿接触线上均匀分布。(5)采用斜齿轮等结构增大重合度,减小单齿上的载荷。2016年11月13日5时48分10潘海兵潘海兵2. 齿面点蚀常见场所―润滑良好的闭式软齿面齿轮传动。点蚀过程―细小裂纹→麻点→片状剥落点蚀后果―传动状况恶化或失效。点蚀部位―靠近节线的齿根表面。点蚀形式初始点蚀(跑和点蚀)扩展性点蚀点蚀原因―脉动循环变化的接触应力长期作用。? 所谓点蚀