《齒輪傳動設(shè)計》ppt課件

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1、第3章齒輪傳動設(shè)計§3-1概述§3-1齒輪傳動概述優(yōu)點：◆　傳動效率高◆　工作可靠、壽命長◆　傳動比準(zhǔn)確◆　結(jié)構(gòu)緊湊◆　功率和速度適用范圍很廣缺點：◆　制造成本高◆　精度低時振動和噪聲較大◆　不宜用于軸間距離較大的傳動—根據(jù)工作環(huán)境：開式齒輪閉式齒輪半開式齒輪齒輪完全外露，潤滑條件差，易磨損，用于低速簡易設(shè)備的傳動中齒輪完全封閉，潤滑條件好有簡單的防護(hù)罩—外形及軸線：齒輪類型：§3-1齒輪傳動概述—根據(jù)齒面硬度(hardness)：硬度：金屬抵抗其它更硬物體壓入其表面的能力硬齒面齒面硬度≤350HBS或≤38HRC齒面硬度＞

2、350HBS或＞38HRC軟齒面硬度越高，耐磨性越好硬度檢測方法：布氏硬度法（HBS）洛氏硬度法（HRC）§3-1齒輪傳動概述1、輪齒折斷(Toothbreakage)◆疲勞折斷◆過載折斷一、齒輪傳動的失效形式§3-2齒輪傳動的失效形式和設(shè)計準(zhǔn)則§3-2齒輪傳動的失效形式和設(shè)計準(zhǔn)則齒根受彎曲應(yīng)力初始疲勞裂紋裂紋不斷擴展輪齒折斷短時過載或嚴(yán)重沖擊靜強度不夠疲勞折斷是閉式硬齒面的主要失效形式！全齒折斷—齒寬較小的齒輪局部折斷—斜齒輪或齒寬較大的直齒輪措施：增大齒根圓角半徑、提高齒面精度、正變位、增大模數(shù)（主要方法）等2、疲勞點蝕

3、(Fatiguepitting)產(chǎn)生機理：齒面受交變的接觸應(yīng)力產(chǎn)生初始疲勞裂紋潤滑油進(jìn)入裂紋并產(chǎn)生擠壓表層金屬剝落注意：◆凹坑先出現(xiàn)在節(jié)線附近的齒根表面上，再向其它部位擴展麻點狀凹坑◆其形成與潤滑油的存在密切相關(guān)◆常發(fā)生于閉式軟齒面(HBS≤350)傳動中◆開式傳動中一般不會出現(xiàn)點蝕現(xiàn)象（磨損較快）措施：提高齒面硬度和質(zhì)量、增大直徑（主要方法）等§3-2齒輪傳動的失效形式和設(shè)計準(zhǔn)則3、齒面膠合產(chǎn)生機理：高速重載齒面金屬直接接觸并粘接齒面相對滑動摩擦熱使油膜破裂低速重載不易形成油膜現(xiàn)象：齒面上相對滑動方向形成傷痕措施：采用異種

4、金屬、降低齒高、提高齒面硬度較軟齒面金屬沿滑動方向被撕落熱膠合表面膜被刺破而粘著冷膠合（配對齒輪采用異種金屬時，其抗膠合能力比同種金屬強）§3-2齒輪傳動的失效形式和設(shè)計準(zhǔn)則4、齒面磨損是開式傳動的主要失效形式5、齒面塑性變形措施：提高齒面硬度，采用油性好的潤滑油措施：改善潤滑和密封條件磨損后齒廓形狀破壞，齒厚減薄機理：現(xiàn)象：主動輪在節(jié)線附近形成凹溝；從動輪則形成凸棱若齒面材料較軟齒面金屬會沿摩擦力的方向流動且載荷及摩擦力很大§3-2齒輪傳動的失效形式和設(shè)計準(zhǔn)則二、齒輪傳動的設(shè)計準(zhǔn)則(designcriteria)主要失效：

5、疲勞點蝕1、閉式軟齒面主要針對輪齒疲勞折斷和齒面疲勞點蝕這兩種失效形式齒輪工作時，要保證足夠的齒根彎曲疲勞強度和齒面接觸疲勞強度先按sH≤sHP算出齒輪主要尺寸，再校核sF≤sFP按接觸疲勞強度設(shè)計，校核彎曲疲勞強度主要失效：輪齒折斷2、閉式硬齒面按彎曲疲勞強度設(shè)計，校核接觸疲勞強度先按sF≤sFP算出齒輪的主要尺寸，再校核sH≤sHP主要是：齒面磨損　其次是：輪齒折斷3、開式齒輪按彎曲疲勞強度設(shè)計，不需校核接觸疲勞強度把模數(shù)增大10%左右考慮磨損的影響§3-2齒輪傳動的失效形式和設(shè)計準(zhǔn)則一、材料§3-3齒輪材料、熱處理及精

6、度金屬材料45鋼中碳合金鋼鑄鋼低碳合金鋼最常用，經(jīng)濟(jì)、貨源充足鑄鐵35SiMn、40MnB、40Cr等20Cr、20CrMnTi等ZG310-570、ZG340-640等HT350、QT600-3等非金屬材料塑料、夾布膠木等如何選材？工作條件、載荷性質(zhì)、經(jīng)濟(jì)性、制造方法等齒輪毛坯鍛造—選可鍛材料；鑄造—選可鑄材料鍛鋼§3-3齒輪材料、熱處理及精度二、熱處理(heattreatment)調(diào)質(zhì)正火表面淬火滲碳淬火表面氮化軟齒面改善機械性能，增大強度和韌性硬齒面強度高、耐磨性好、可抗沖擊若配對齒輪均采用軟齒面：小齒輪受載次數(shù)多，故

7、材料應(yīng)選好些，熱處理硬度稍高于大齒輪（約30~40HBS），以保證大、小齒輪的強度接近相等（HBS≤350）（HBS>350）切削性能好需磨齒，工藝較復(fù)雜（HRC≥40）§3-3齒輪材料、熱處理及精度三、齒輪傳動的精度(accuracy)第Ⅰ公差組－反映運動精度，即運動的準(zhǔn)確性第Ⅱ公差組－反映工作平穩(wěn)性精度第Ⅲ公差組－反映接觸精度，載荷分布的均勻性GB10095-88將齒輪精度分為三個公差組：每個公差組有12個等級，1級最高，12級最低精度標(biāo)注示例：常用6～9級，且三個公差組可取不同等級8－8－7－FLⅠⅡⅢ齒厚上偏差代號齒

8、厚下偏差代號若3項精度相同，則記為：8－FLⅡ精度等級按表3-3查取§3-3齒輪材料、熱處理及精度齒輪副的側(cè)隙：§3-3齒輪材料、熱處理及精度齒厚上偏差齒厚下偏差一、受力分析§3-4直齒圓柱齒輪傳動的強度計算Fn1Fn2Fn1Ft1Fr1在節(jié)點C處進(jìn)行分解設(shè)為標(biāo)準(zhǔn)齒輪，標(biāo)準(zhǔn)中心距安裝，力集