周 第11章 齒輪傳動1

1、按工按工作條作條件分件分按載荷按載荷 情況分情況分齒輪傳動的分類齒輪傳動的分類: :低速輕載低速輕載中速中載中速中載高速重載高速重載閉式閉式傳動傳動開式傳動開式傳動硬齒面硬齒面 HBS350軟齒面軟齒面 HBS350第第7章章 第第 9節(jié)節(jié) 齒輪傳動失效形式齒輪傳動失效形式HBSHBS表示鋼球壓頭表示鋼球壓頭, ,用于布氏硬度用于布氏硬度值在值在450450以下以下材料抵抗表面局部塑性變形的能力材料抵抗表面局部塑性變形的能力輪齒折斷輪齒折斷齒面點蝕齒面點蝕齒面膠合齒面膠合齒面磨粒磨損齒面磨粒磨損齒輪失效齒輪失效7.9.1 失效形式齒輪傳動的失效主要是齒輪傳動的失效主要是輪齒輪齒的失效，的失效，

2、常見的失效形式有：常見的失效形式有：輪齒折斷是閉式輪齒折斷是閉式硬齒面、硬齒面、脆性脆性材料齒輪傳動的主要破壞形式材料齒輪傳動的主要破壞形式折斷提高抗折斷能力的措施提高抗折斷能力的措施：折斷折斷疲勞疲勞過載過載R=R=1 1R=0R=0單向旋轉(zhuǎn)單向旋轉(zhuǎn)雙向旋轉(zhuǎn)雙向旋轉(zhuǎn)最大應(yīng)力最大應(yīng)力發(fā)生在齒根的過渡圓角處。發(fā)生在齒根的過渡圓角處。齒輪受到過載或沖擊齒輪受到過載或沖擊l增大齒根處的過渡圓角，減少齒增大齒根處的過渡圓角，減少齒造成應(yīng)力集中的因素造成應(yīng)力集中的因素l提高表面硬度硬度，和芯部塑性提高表面硬度硬度，和芯部塑性齒面點蝕齒面點蝕發(fā)生部位發(fā)生部位：一般出現(xiàn)在齒根表面靠近節(jié)線處。一般出現(xiàn)在齒根表

3、面靠近節(jié)線處。（載荷大；速度低難形成油膜（載荷大；速度低難形成油膜) )點蝕是閉式軟齒面齒輪傳動的主要破壞形式。點蝕是閉式軟齒面齒輪傳動的主要破壞形式。H反復作用反復作用產(chǎn)生裂紋產(chǎn)生裂紋裂紋擴展裂紋擴展麻點狀脫落麻點狀脫落點蝕點蝕。輪齒應(yīng)力循環(huán)特性輪齒應(yīng)力循環(huán)特性( (接觸應(yīng)力接觸應(yīng)力) r=0) r=0提高抗點蝕能力的措施有：提高抗點蝕能力的措施有：l提高齒面硬度提高齒面硬度l增大潤滑油的粘度增大潤滑油的粘度l合理增大曲率半徑合理增大曲率半徑齒面膠合齒面膠合高速重載、低速重載閉式傳動的主要破壞形式。高速重載、低速重載閉式傳動的主要破壞形式。表面膠合的原因表面膠合的原因熱膠合熱膠合冷膠合冷膠合

4、低速重載的齒輪低速重載的齒輪表面間的潤滑油膜遭到了破壞表面間的潤滑油膜遭到了破壞高速重載的齒輪高速重載的齒輪提高抗膠合能力的措施有：提高抗膠合能力的措施有：l提高齒面硬度；提高齒面硬度；l降低粗糙度值；降低粗糙度值；l選用抗膠合性能好的齒輪副材料和用抗膠合能力強的選用抗膠合性能好的齒輪副材料和用抗膠合能力強的潤滑油；潤滑油；齒面磨損齒面磨損后果：強度不足，噪音提高，精度降低后果：強度不足，噪音提高，精度降低原因：嚙合面間有異物，嚙合面間的相對原因：嚙合面間有異物，嚙合面間的相對運動運動開式齒輪傳動易發(fā)生磨粒磨損。開式齒輪傳動易發(fā)生磨粒磨損。提高抗磨損能力的措施有提高抗磨損能力的措施有l(wèi) 提高齒

5、面硬度提高齒面硬度l 保持環(huán)境清潔保持環(huán)境清潔l 保持潤滑油的清潔保持潤滑油的清潔 普通閉式傳動普通閉式傳動普通開式傳動普通開式傳動輪齒的輪齒的疲勞折斷疲勞折斷和和磨粒磨損磨粒磨損折斷折斷: :疲勞折疲勞折斷斷過載折過載折斷斷齒面膠合齒面膠合: :齒面磨粒磨損齒面磨粒磨損: :齒面點蝕齒面點蝕: :齒面齒面失效失效閉式高速重載傳動閉式高速重載傳動齒面齒面膠合膠合軟齒面軟齒面硬齒面硬齒面齒面點蝕齒面點蝕輪齒折斷輪齒折斷齒輪失效形式小結(jié)齒輪失效形式小結(jié)各種場合的主要失效形式各種場合的主要失效形式只能從選材料、制造只能從選材料、制造精度和潤滑以減輕現(xiàn)精度和潤滑以減輕現(xiàn)象的發(fā)生象的發(fā)生閉式低速重載傳動

6、閉式低速重載傳動齒面齒面膠合膠合為防止輪齒疲勞折斷，需計算為防止輪齒疲勞折斷，需計算齒根彎曲疲勞強度齒根彎曲疲勞強度。為防止齒面點蝕，需計算為防止齒面點蝕，需計算齒面接觸疲勞強度齒面接觸疲勞強度。對一般工況下的對一般工況下的普通齒輪傳動普通齒輪傳動，其設(shè)計準則為：，其設(shè)計準則為：設(shè)計準則設(shè)計準則閉式閉式傳動傳動硬齒面：硬齒面：按按齒根彎曲疲勞強度進行設(shè)計齒根彎曲疲勞強度進行設(shè)計計計算，然后算，然后校核齒面接觸疲勞強度校核齒面接觸疲勞強度軟齒面：軟齒面：按按齒面接觸疲勞強度進行設(shè)計齒面接觸疲勞強度進行設(shè)計計計算，然后算，然后校核齒根彎曲疲勞強度校核齒根彎曲疲勞強度開式傳動：開式傳動：只計算齒根彎

7、曲疲勞強度只計算齒根彎曲疲勞強度，適當加適當加大模數(shù)大模數(shù)(預留磨損量預留磨損量)。第十節(jié)第十節(jié) 直齒圓柱齒輪強度計算直齒圓柱齒輪強度計算nF法向力法向力 cosFFnt 切向力切向力 sinFFnr 徑向力徑向力一、輪齒上的作用力一、輪齒上的作用力一對直齒圓柱齒輪，若略去一對直齒圓柱齒輪，若略去齒面間的摩擦力，作用于嚙齒面間的摩擦力，作用于嚙合點處的外力合點處的外力F Fn n可分解成與可分解成與嚙合點所在圓相切的切向力嚙合點所在圓相切的切向力F Ft t和沿半徑方向的徑向力和沿半徑方向的徑向力F Fr r若：小齒輪軸傳遞的名義功率為若：小齒輪軸傳遞的名義功率為P(kW)，n1為小齒為小齒輪

8、的轉(zhuǎn)速輪的轉(zhuǎn)速(r/min)，則小齒輪傳遞的名義轉(zhuǎn)矩為，則小齒輪傳遞的名義轉(zhuǎn)矩為NcostnFF 法向力mmN1055. 9161 nPT直齒圓柱齒輪受力分析 rFTt 1為為已已知知tF力的方向力的方向圓周力圓周力F Ft t：在主動輪：在主動輪上與圓周速度方向相上與圓周速度方向相反，在從動輪上與圓反，在從動輪上與圓周速度方向相同。周速度方向相同。徑向力徑向力F Fr r：分別指向：分別指向各自輪心各自輪心各力對應(yīng)關(guān)系：各力對應(yīng)關(guān)系：21, 2121FFrrttnnFFFF名義載荷名義載荷在理想的平穩(wěn)工作在理想的平穩(wěn)工作條件下作用在零件條件下作用在零件上的載荷上的載荷計算載荷計算載荷 Fca

9、=KFn，K：載荷系數(shù)載荷系數(shù)影響載荷系數(shù)的因素影響載荷系數(shù)的因素l使用系數(shù)使用系數(shù)：原動機和工作機的工作特性等引：原動機和工作機的工作特性等引起的動力過載對輪齒受載的影響系數(shù)；起的動力過載對輪齒受載的影響系數(shù)；l動載系數(shù)動載系數(shù)基節(jié)不等基節(jié)不等：考慮齒輪副在嚙合過程：考慮齒輪副在嚙合過程中，因嚙合誤差中，因嚙合誤差(基節(jié)誤差、齒形誤差和輪齒變基節(jié)誤差、齒形誤差和輪齒變形等形等)所引起的內(nèi)部附加動載荷對輪齒受載的影所引起的內(nèi)部附加動載荷對輪齒受載的影響響 ；計算載荷2載荷載荷系數(shù)系數(shù)外因外因內(nèi)因內(nèi)因齒的加工精度齒的加工精度原動機的載荷特性和軸的剛度及加原動機的載荷特性和軸的剛度及加工精度工精度

10、總結(jié)：總結(jié)：l齒間載荷分配系數(shù)齒間載荷分配系數(shù)：用來：用來考慮同時嚙合的各對輪齒間考慮同時嚙合的各對輪齒間載荷分配不均勻的影響載荷分配不均勻的影響l齒向載荷分布系數(shù)齒向載荷分布系數(shù)：用來考：用來考慮由于軸的變形和齒輪制造誤差慮由于軸的變形和齒輪制造誤差等引起載荷集中的影響等引起載荷集中的影響計算載荷3計算載荷4軸的彎曲變形對軸的彎曲變形對載荷集中的影響載荷集中的影響軸的扭轉(zhuǎn)變形對載荷集中的影響軸的扭轉(zhuǎn)變形對載荷集中的影響軸軸 的的 彎彎 曲曲 、 扭扭 轉(zhuǎn)轉(zhuǎn) 變變 形形 引引 起起 的的 綜綜 合合 齒齒 向向 載載 荷荷 分分 布布 軸的彎曲變形軸的彎曲變形對對載荷集中的影響載荷集中的影響 軸的扭轉(zhuǎn)變形軸的扭轉(zhuǎn)