齒輪性能檢測(cè)及失效分析

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1、6-2齒輪性能檢測(cè)及失效分析沈雨第三組汽修1221任務(wù)目標(biāo)理解汽車齒輪傳動(dòng)的失效形式了解圓柱齒輪的結(jié)構(gòu)和結(jié)構(gòu)檢測(cè)了解齒輪傳動(dòng)的潤(rùn)滑和效率了解直齒圓柱齒輪的強(qiáng)度校核掌握汽車齒輪材料應(yīng)用直齒圓柱齒輪輪齒的受力分析能夠判斷齒輪失效類型并提出防范措施能夠識(shí)別汽車齒輪所用材料齒輪概述一、齒輪傳動(dòng)的組成及工作原理：1.組成：主動(dòng)輪、從動(dòng)輪2.工作原理：齒輪傳動(dòng)是嚙合傳動(dòng)，靠主動(dòng)輪齒和從動(dòng)輪齒的相互嚙合來(lái)傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力。二、齒輪傳動(dòng)的特點(diǎn)：1.效率高；2.結(jié)構(gòu)緊湊；3.工作可靠、壽命長(zhǎng)；傳動(dòng)比穩(wěn)定；應(yīng)用范圍廣。6.制造、安裝精度要求高，因此成本高；不宜傳動(dòng)距離過(guò)大的場(chǎng)合。齒輪傳動(dòng)

2、的失效形式1.輪齒折斷：折斷發(fā)生在齒根處1）過(guò)載折斷（淬火鋼和鑄鐵齒輪常見的失效形式）；2）疲勞折斷。采取措施：1）材料及熱處理；2）增大模數(shù)；3）增大齒根圓角半徑消除刀痕；4）噴丸、滾壓處理；5）增大軸及支承剛度。Fn2.齒面點(diǎn)蝕：輪齒接觸表面在變化的接觸應(yīng)力作用下，由于疲勞而產(chǎn)生的麻點(diǎn)剝蝕損傷現(xiàn)象，開始是針尖大小麻點(diǎn)，逐漸擴(kuò)展連成片狀。點(diǎn)蝕一般首先出現(xiàn)在齒根靠近節(jié)線處，再向其它部位擴(kuò)展。形成原因：輪齒在節(jié)圓附近一對(duì)齒受力，載荷大；滑動(dòng)速度低形成油膜條件差；接觸疲勞產(chǎn)生麻點(diǎn)。采取措施：提高材料的硬度；加強(qiáng)潤(rùn)滑，提高油的粘度3.齒面的膠合：齒面粘連后撕脫原因：高速重

3、載；滑動(dòng)速度大；散熱不良；齒面金屬熔化粘連后撕脫——熱膠合低速重載，由于齒面間油膜破壞，也會(huì)出現(xiàn)膠合——冷膠合采取措施：1）減小模數(shù)，降低齒高（降低滑動(dòng)系數(shù)）；2）抗膠合能力強(qiáng)的潤(rùn)滑油；3）兩輪采用不同的材料及硬度；4）提高齒面硬度、降低粗糙度；5）熱平衡計(jì)算。4.齒面磨損：原因：相對(duì)滑動(dòng)；潤(rùn)滑不良；存在雜質(zhì)。措施：1）加強(qiáng)潤(rùn)滑；2）開式改閉式傳動(dòng)5.齒面的塑性變形：原因：重載，齒面軟措施：提高材料的硬度，改善潤(rùn)滑齒輪材料一.常用材料：齒輪常用材料是各種牌號(hào)的中碳鋼，中、低碳合金鋼，鑄鋼和鑄鐵等。一般多采用鍛造毛坯或軋制鋼材，齒輪尺寸較大或結(jié)構(gòu)復(fù)雜且生產(chǎn)批量大時(shí)，可

4、采用鑄鋼或鑄鐵。金屬鋼鑄鐵鍛鋼鑄鋼調(diào)質(zhì)鋼45、40Cr、30CrMnSi、35SiMn等滲碳鋼20Cr、20CrMnTi等氮化鋼35CrAlA、38CrMoAlA等ZG310-570等HT250、HT200、QT500-5等非金屬：夾布塑膠、尼龍常用于小功率、精度不高、噪聲低的場(chǎng)合1.表面淬火用于中碳鋼和中碳合金鋼。表面淬火硬度可達(dá)52?56HRC，由于齒面的硬度高，耐磨性好，而齒芯的韌性較高，用于輕微沖擊、要求結(jié)構(gòu)緊湊、無(wú)須磨齒的場(chǎng)合。2.滲碳淬火滲碳鋼用于低碳鋼和低碳合金鋼，表面淬火硬度可達(dá)52-56HRC，齒面的硬度高，耐磨性好，而齒芯的韌性較高，用于沖擊嚴(yán)重

5、、要求結(jié)構(gòu)緊湊的重要齒輪傳動(dòng)。通常滲碳淬火后要磨齒。3.調(diào)質(zhì)用于中碳鋼和中碳合金鋼。調(diào)質(zhì)后齒面硬度一般為220?260HBS。適用于無(wú)結(jié)構(gòu)尺寸要求。4.正火（?；┱鹩糜谙齼?nèi)應(yīng)力，亦適用于機(jī)械強(qiáng)度要求不高的齒輪。5.滲氮滲氮后齒面硬度可達(dá)60-62HRC，因氮化溫度低，輪齒的變形小，適用于難于磨齒（如內(nèi)齒輪），又要求齒面硬度大的場(chǎng)合。標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算一.輪齒的受力分析：1）作用在齒面上的分布載荷以作用在齒寬中點(diǎn)上的節(jié)點(diǎn)處的集中力代替；2）忽略摩擦力。受力大小：Fn分解為Ft、Fr其中：T1—小齒輪的扭矩，N?mm;力的方向：圓周力：徑向力：Fr1和

6、Fr2指向各自的輪心主動(dòng)輪上Ft1與v1反向；從動(dòng)輪上Ft2與v2同向kWr/min標(biāo)準(zhǔn)斜齒圓柱齒傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算一·輪齒上的受力分析：FnFt(圓周向力)Fr(徑向力)Fa(軸向力)精度等級(jí)制造和安裝齒輪不可避免地要產(chǎn)生各種誤差，這些誤差對(duì)齒輪傳動(dòng)帶來(lái)影響：影響傳動(dòng)的準(zhǔn)確性:如齒圈徑向跳動(dòng)公差Fr、公法線長(zhǎng)度變動(dòng)公差Fw等。（運(yùn)動(dòng)精度）影響傳動(dòng)的平穩(wěn)性：如齒形公差ff、齒距極限偏差fpt等。（工作平穩(wěn)性精度）影響載荷分布的均勻性：齒向公差F?等。（接觸精度）齒輪傳動(dòng)精度等級(jí)的：齒輪傳動(dòng)的潤(rùn)滑一.齒輪傳動(dòng)的潤(rùn)滑方式：1.開式和半開式齒輪傳動(dòng)：人工定期加潤(rùn)滑劑。潤(rùn)滑劑：

7、潤(rùn)滑油或潤(rùn)滑脂。2.閉式齒輪傳動(dòng)：潤(rùn)滑方式由齒輪的圓周速度大小定。當(dāng)速度小于12米/秒，油池潤(rùn)滑當(dāng)速度大于12米/秒，噴油潤(rùn)滑二.潤(rùn)滑劑的選擇：潤(rùn)滑脂、潤(rùn)滑油THANKS!7/15/2021