《CH齒輪傳動設計》PPT課件

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1、第11章齒輪傳動計劃學時：6h制作人：馬兆允基本要求及重點、難點11.9齒輪的失效形式11.10齒輪的材料及選擇原則11.4齒輪傳動精度及其選擇11.11直齒輪的受力分析11.12標準斜齒圓柱齒輪傳動11.13標準直齒圓錐齒輪傳動11.14齒輪的結構設計11.15齒輪傳動的潤滑和效率基本要求:1）掌握齒輪傳動的分類及應用。2）掌握齒輪的失效形式。3）了解齒輪的材料及傳動精度。4）掌握直齒圓柱齒輪的受力分析。5）了解齒輪傳動的強度問題。6）了解齒輪結構及其傳動的潤滑。重點：1）齒輪傳動的分類及應用。2）齒輪的失效形式。3）直齒圓柱齒輪的受力分析。難點：1）齒輪的失效形式。2）直齒

2、圓柱齒輪的受力分析。作業(yè):齒輪傳動是機械傳動中最主要的一類傳動之一，它不僅用來傳遞運動，而且還要傳遞動力。齒輪傳動應滿足：運轉平穩(wěn)、準確，無沖擊、振動、噪音，這就需要設計合理的齒廓（滿足齒廓嚙合基本定律、正確傳動條件、連續(xù)傳動條件）和適選加工精度；同時，還必須具有足夠的承載能力。齒輪傳動的主要特點有：效率高（一級可達99%）、結構緊湊、工作可靠、壽命長及傳動比穩(wěn)定的優(yōu)點；盡管其制造及安裝精度要求高、價格較貴，且不適于傳動距離過大的場合，但絲毫不影響它的使用，因此它的型式很多，應用廣泛。11.1齒輪傳動的分類1．按工作條件分①閉式傳動——齒輪密封在剛性的箱體內。它潤滑條件最好，多

3、用于重要場合的傳動。②開式傳動——傳動沒有防塵罩或機殼，齒輪完全暴露在外。這種傳動不僅外界雜物極易侵入，而且潤滑不良，工作條件不好，齒輪易磨損。只宜用于低速傳動。③半開式傳動——介于前兩者之間，大多是齒輪侵入油池，上面裝護罩。2．按節(jié)圓上線速度的高低分①低速傳動——??3m/s的傳動。②中速傳動——3m/s???15m/s的傳動。③高速傳動——??15m/s的傳動。3．按傳遞功率的大小分①輕載傳動——P?20kW的傳動。②中載傳動——20kW?P?50kW的傳動。③重載傳動——P?50kW的傳動。4．按齒輪齒面硬度的軟硬分①軟齒面?zhèn)鲃印狧BS?350或HRC?38的傳動。②硬

4、齒面?zhèn)鲃印狧BS?350或HRC?38的傳動。11.9齒輪的失效形式及設計準則齒輪傳動的失效主要是輪齒的失效。11.9.1齒輪傳動的失效形式1．過載折斷輪齒因短時意外的嚴重過載而引起的突然折斷。這主要發(fā)生于脆性材料（如淬火鋼或鑄鐵）。2．疲勞折斷輪齒像一個懸臂梁，在載荷的多次重復作用下，彎曲應力超過彎曲疲勞極限時，齒根部分將產生疲勞裂紋，然后逐漸擴展，最終將引起輪齒折斷。若輪齒單側工作，其應力按脈動循環(huán)變化。若輪齒雙側工作時，則彎曲應力按對稱循環(huán)變化。3．提高齒輪抗折斷能力的措施①用增大齒根過度圓角半徑及消除加工刀痕的方法來減小齒根應力集中；②增大軸及支承的剛性，使輪齒接觸線

5、上受載較為均勻；③采用合理的熱處理方法使齒芯材料具有足夠的韌性；④采用噴丸、滾壓等工藝措施對齒根表層進行強化處理。齒面失效1．齒面磨損當嚙合齒面間落入磨料性物質（如砂粒、鐵屑等）時，輪齒工作表面被逐漸磨損，使齒輪失去原有的漸開線曲面形狀，同時輪齒變薄而導致傳動失效。齒面磨損是開式齒輪傳動的主要失效形式之一。改用閉式傳動是避免齒面磨損最有效的辦法。2．齒面點蝕齒面材料在變接觸應力（脈動循環(huán)）作用下，由于疲勞而產生的剝蝕損傷現(xiàn)象稱為齒面點蝕，又稱疲勞磨損。齒面上最初出現(xiàn)的點蝕僅為針尖大小的麻點，后逐漸擴散，甚至數(shù)點聯(lián)成一片，最后形成了明顯的齒面損傷。當齒輪在靠近節(jié)線處嚙合時，由于相

6、對滑動速度低，形成油膜條件差，摩擦力較大，特別是直齒輪傳動，通常這時只有一對齒嚙合，輪齒受力也最大，因此，點蝕首先出現(xiàn)在靠近節(jié)線的齒根面上。齒面抗點蝕能力主要與齒面硬度有關，齒面硬度越高，抗點蝕能力越強。齒面點蝕是閉式軟齒傳動的主要失效形式，在開式齒輪傳動中，由于齒面磨損較快，點蝕還來不及出現(xiàn)或擴展即被磨掉，所以看不到點蝕出現(xiàn)。3．齒面膠合在高速重載傳動中，常因嚙合區(qū)溫度升高而引起潤滑失效，致使兩齒面金屬直接接觸并發(fā)生粘著，當兩齒面相對運動時，較軟的齒面沿滑動方向被撕下而形成溝紋。在低速重載傳動中，由于齒面間的潤滑油膜不易形成也可能產生膠合破壞。提高齒面硬度和減小粗糙度值能增強

7、抗膠合能力。對于低速傳動采用粘度較大的潤滑油；對于高速傳動采用含抗膠合添加劑的潤滑油也很有效。4．齒面塑性變形在重載下，較軟的齒面上可能沿摩擦力方向產生局部的塑性變形，使齒輪失去正確的齒廓。這種損壞常出現(xiàn)在過載嚴重和啟動頻繁的傳動中。提高齒面硬度、采用粘度較高的潤滑油是減小齒面塑性變形的有效方法。主動輪上的塑性變形從動輪上的塑性變形11.9.2齒輪傳動的設計準則1.閉式齒輪傳動2.開式齒輪傳動軟齒面硬齒面齒面點蝕齒根折斷齒面磨損11.10齒輪的材料及選擇原則表16.1常用的齒輪材料設計齒輪傳