文档介绍：第三章第三章齿轮传动设计齿轮传动设计闭式传动开式传动半开式传动—封闭在箱体内,润滑条件好—外露,润滑较差,易磨损—介于上两者之间,有防护罩硬齿面软齿面—齿面硬度大于 HB350 (多用于开式) —齿面硬度小于 HB350 (多用于闭式) 齿轮传动分类齿轮传动的特点优点:传递功率和转速适用范围广; 具有稳定的传动比; 效率高、结构紧凑; 寿命长、工作可靠; 可实现任意两轴间传动。缺点:制造成本较高; 不能无极变速; 精度低时,噪声和振动较大; 不宜用于轴间距离较大的传动。§ 3-2 齿轮传动失效形式和设计准则§ 3-2 齿轮传动失效形式和设计准则一、失效形式 1、轮齿折断★疲劳折断★过载折断全齿折断—常发生于齿宽较小的直齿轮局部折断—常发生于齿宽较大的直齿轮和斜齿轮措施:增大齿根圆角半径、提高齿面精度、正变位、增大模数等 2、齿面疲劳点蚀★点蚀常发生于闭式软齿面( HBS ≤350 )传动中★点蚀的形成与润滑油的存在密切相关★点蚀常发生于偏向齿根的节线附近★开式传动中一般不会出现点蚀现象措施:提高齿面硬度和齿面质量、增大直径 3、齿面胶合(齿面上沿相对滑动方向形成伤痕) 配对齿轮采用异种金属时,其抗胶合能力比同种金属强 4、齿面磨损是开式传动的主要失效形式措施:采用异种金属、降低齿高(减少相对滑动) 、提高齿面硬度,采用抗胶合润滑油。措施:改善润滑和密封条件, 改善齿面粗糙度 5、齿面塑性变形措施:提高齿面硬度,采用油性好的润滑油原因:齿面较软,重载齿面形成凹沟、凸棱二、齿轮传动的设计准则(约束) 主要针对疲劳折断和齿面点蚀这两种失效形式齿根弯曲疲劳强度—齿轮抵抗轮齿疲劳折断的能力齿面接触疲劳强度—齿轮抵抗齿面疲劳点蚀的能力开式齿轮传动采用准则二,但不校核齿面接触强度设计准则一: 对于闭式软齿面( HBS ≤350 )传动, 主要失效形式是齿面点蚀, 所以按齿面接触疲劳强度设计, 而校核齿根弯曲疲劳强度。设计准则二: 对于闭式硬齿面( HBS>350 )传动, 主要失效形式是齿根弯曲疲劳折断, 所以按齿根弯曲疲劳强度设计, 而校核齿面接触疲劳强度。法向力: 圆周力—§ 3-3 直齿圆柱齿轮传动的受力分析及计算载荷§ 3-3 直齿圆柱齿轮传动的受力分析及计算载荷一、轮齿受力分析条件:标准齿轮并忽略齿面间的摩擦力 1 12 b nd TF?小齿轮基圆直径 mm 小齿轮转矩 NdTF t11/2?径向力— N tgFF tr??法向力— N FF tn? cos /?小齿轮分度圆直径分度圆压力角注意:下标“1”表示主动轮下标“2”表示从动轮 21 各力关系: 2 1ttFF ???? 2 1rrFF ????各力方向: F t1与主动轮回转方向相反 F t2与从动轮回转方向相同 F r1、F r2分别指向各自齿轮的轮心例: 例: n 2n 1F r2F r1F t1F t2n 1n 2注意: 注意: 各力应画在各力应画在啮合点上! 啮合点上! 二、计算载荷 F ncF nc = K F n = K F t / cos α载荷系数 K = K A K vK αK βK K A A——使用系数使用系数 K v——动载系数动载系数 K α——齿间载荷分配系数齿间载荷分配系数 K β——齿向载荷分布系数齿向载荷分布系数影响因素: 1 1)外部附加动载荷)外部附加动载荷——原动机、工作机的性能原动机、工作机的性能 2 2)内部附加动载荷)内部附加动载荷——加工误差引起基节不等加工误差引起基节不等 3 3)各对齿载荷分配不均)各对齿载荷分配不均——弹性变形、制造误差弹性变形、制造误差 4 4)载荷沿齿宽分布不均)载荷沿齿宽分布不均——变形及制造安装误差变形及制造安装误差