齒輪傳動基礎(chǔ)知識課件

1、第八章 齒輪傳動1最新課件 齒輪傳動是機械傳動中應(yīng)用最廣泛的一種傳動形式?？捎糜趥鬟f任意兩軸間的運動和動力。一、齒輪傳動的組成齒輪傳動由主動齒輪、從動齒輪、機架組成。 二、工作原理 主、從動輪輪齒直接接觸（嚙合），通過嚙合處法向反力來推動從動輪轉(zhuǎn)動，從而傳遞運動和動力。2最新課件一、齒輪傳動的特點第一節(jié) 齒輪傳動的特點和類型1.優(yōu)點（1）傳遞動力大、效率高，其圓周速度可達(dá)300m/s，傳遞功率可達(dá)105kW，齒輪直徑可從1mm到150m以上；（2）能保證恒定的傳動比，傳遞運動準(zhǔn)確可靠；（3）工作平穩(wěn)，可靠性高，壽命長；（4）能傳遞任意夾角兩軸間的運動；（5）結(jié)構(gòu)緊湊，外廓尺寸小。2.缺點（2）

2、精度低時，振動、噪音大；（3）不適于中心距大的場合。（1）制造成本大，需專用機床和設(shè)備；3最新課件二、齒輪傳動的類型1.按兩軸線位置分平行軸齒輪傳動(圓柱齒輪傳動)相交軸齒輪傳動（圓錐齒輪傳動）交錯軸齒輪傳動2.按嚙合方式 分 外嚙合齒輪內(nèi)嚙合齒輪齒條機構(gòu)：兩輪轉(zhuǎn)向相反：兩輪轉(zhuǎn)向相同4最新課件3.按輪齒形狀分人字齒輪直齒輪斜齒輪4.按工作條件分開式傳動：潤滑條件差，易磨損；半開式傳動：裝有簡單的防護(hù)罩，但仍不能嚴(yán)密防止雜物侵入；閉式傳動：齒輪等全封閉于箱體內(nèi)，潤滑良好，使用廣泛。5.按齒面硬度分軟齒面：HB350；硬齒面：HB350。5最新課件三、齒輪傳動的基本要求1.傳動平穩(wěn)：齒輪在傳動中瞬

3、時傳動比不變，噪音、沖擊和振動小。2.承載能力高：齒輪有足夠的承載能力，能傳遞較大的動力 必須采用合理的齒輪輪廓曲線，可以論證，齒輪輪廓曲線采用漸開線、擺線和圓弧時，能使瞬時傳動比恒定。 要求齒輪具有足夠的抵抗破壞的能力 6最新課件二、直齒圓柱齒輪各部分名稱及其基本參數(shù)漸開線齒輪的每個輪齒兩側(cè)齒廓都是由形狀相同而方向相反的漸開線曲面組成。1.齒輪各部分名稱齒頂圓齒根圓分度圓齒頂高齒根高齒寬齒距齒厚齒槽寬全齒高7最新課件2標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪的基本參數(shù)（1）齒數(shù) 齒輪圓周上輪齒的數(shù)目稱為齒數(shù),用z表示。（2）模數(shù)m分度圓周長Z p = d則d=p z則；d= m z模數(shù)單位為mm，標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)表。它是確

4、定齒輪尺寸的重要參數(shù)，模數(shù)越大，輪齒尺寸越大，強度越高。 為了便于計算、制造和檢驗，而人為地把p/p的比值規(guī)定為一個有理數(shù)列，稱為模數(shù)m。一對相互嚙合的齒輪,其模數(shù)必須相等.8最新課件 齒頂高： ha=ha*m（ ha* 齒頂高系數(shù)）（）齒頂高系數(shù)、頂隙系數(shù)（） 壓力角 所以，分度圓壓力角是決定漸開線齒廓形狀的一個基本參數(shù) 我國標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：正常齒制ha*=1 ，c*=0.25； 短齒制ha*=0.8 ，c*=0.3齒根高： h f=(ha*+c*)m （c* 頂隙系數(shù)）全齒高： h=ha+h f=(2ha*+c*)m 壓力角：漸開線齒輪嚙合時，嚙合點的速度方向與嚙合點的 受力方向之間所夾的銳角

5、漸開線上各點壓力角不相等，越靠近基圓壓力角越小，基圓上的壓力角為零 ，通常所說的壓力角是指分度圓上的壓力角，用表示，國標(biāo)規(guī)定=20o9最新課件分度圓是齒輪上具有標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)和標(biāo)準(zhǔn)壓力角的圓。任一齒輪都有一分度圓，且只有一個分度圓。齒輪一經(jīng)制造，其分度圓大小就確定，與安裝位置無關(guān)。3.分度圓的定義z 、m、 、 ha*和 c*是齒輪的基本參數(shù)，其它幾何尺寸可通過它們求得。比較分度圓和節(jié)圓、壓力角與嚙合角的區(qū)別標(biāo)準(zhǔn)齒輪:是指m、a、ha*和 c*均為標(biāo)準(zhǔn)值，且s=e的齒輪。10最新課件齒輪傳動的失效主要是輪齒的失效。輪齒的失效形式輪齒折斷齒面損傷齒面塑性變形齒面接觸疲勞磨損（齒面點蝕）齒面膠合齒面磨粒

6、磨損11最新課件1.輪齒折斷 輪齒象一個懸臂梁，受載后齒根部 產(chǎn)生的彎曲應(yīng)力最大。因此，輪齒折斷一般發(fā)生在齒根部分，并均始于齒根受拉應(yīng)力一側(cè)。輪齒折斷有疲勞折斷和過載折斷兩種情況。 常發(fā)生于閉式硬齒面或開式傳動中。（1）現(xiàn)象：（2）原因：齒根彎曲應(yīng)力最大FF 過載折斷是指在短時過載或強烈沖擊下發(fā)生的突然折斷。脆性材料（淬火鋼、鑄鋼）的齒輪輪齒容易發(fā)生這種折斷。 疲勞折斷是由于輪齒不斷進(jìn)入嚙合和離開嚙合區(qū)，時有法向反力、時無法向反力作用，并且在嚙合區(qū)，力的作用點位置也在沿齒面移動，彎曲應(yīng)力交替變化，單側(cè)受載按脈動規(guī)律變化，雙側(cè)受載按對稱循環(huán)變化。加之根部存在應(yīng)力集中，產(chǎn)生疲勞裂紋，裂紋逐漸擴(kuò)大致

7、使輪齒折斷。輪齒折斷機理演示局部折斷整體折斷12最新課件（4）提高輪齒抗折斷能力的措施（3）輪齒抗折斷后果：傳動失效1）d一定時，z，m；2）正變位；齒根厚度抗彎強度應(yīng)力集中改善載荷分布6）輪齒精度；7）支承剛度。4）齒根過渡圓角半徑；3）提高齒面硬度(HB)F ；5）表面粗糙度，加工損傷；13最新課件（2）原因：輪齒嚙合時為線接觸，產(chǎn)生較大的接觸應(yīng)力，脫離嚙合后接觸應(yīng)力消失，因此接觸應(yīng)力脈動循環(huán)變化。當(dāng)接觸應(yīng)力超過接觸疲勞極限時，齒面受多次交變應(yīng)力作用后，因節(jié)線處常為單齒嚙合，接觸應(yīng)力大，并且節(jié)線處為純滾動，靠近節(jié)線附近滑動速度小，油膜不易形成， 摩擦力大，易產(chǎn)生裂紋。潤滑油進(jìn)入裂縫，形成封

8、閉高壓油腔，楔擠作用使裂紋擴(kuò)展。裂紋擴(kuò)展致使表層金屬微粒剝落，形成小麻點。2.齒面點蝕常出現(xiàn)在潤滑良好的閉式軟齒面?zhèn)鲃又?。點蝕機理演示（1）現(xiàn)象：節(jié)線靠近齒根部位出現(xiàn)麻點狀小坑。14最新課件（4）提高抗點蝕的主要措施（3）齒面點蝕后果：齒廓表面破壞，振動，噪音 傳動不平穩(wěn)，接觸面，承載能力傳動失效1）HBH 3）表面粗糙度，加工精度4）潤滑油粘度2）d1接觸強度15最新課件（2）原因：高速重載傳動中，齒面間壓力大，瞬時溫度高，潤滑油模被破壞，齒面間會發(fā)生粘接在一起的現(xiàn)象，在輪齒表面沿滑動方向出現(xiàn)條狀傷痕。（3）后果：引起強烈的磨損和發(fā)熱，傳動不平穩(wěn)，導(dǎo)致齒輪報廢。（4）提高抗齒面膠合措施1）增

9、加油的粘度、選用有抗膠合添加劑的合成油（硫化油） 。2）加強散熱措施； 3）提高齒面硬度、降低齒面粗糙度;4）材料相同時，使大、小齒輪保持一定硬度差。5）采用不同成分的材料制造配對的齒輪等 。3.齒面膠合常發(fā)生于高速重載傳動中（1）現(xiàn)象：齒面沿滑動方向粘焊、撕脫，形成溝痕。16最新課件4.齒面磨損常發(fā)生于開式齒輪傳動。（2）原因：灰塵、砂粒、金屬微粒等落入輪齒間，會使齒面間產(chǎn)生摩擦磨損。潤滑不良、表面粗糙也會使齒面間產(chǎn)生摩擦磨損。 （3）后果：正確齒形被破壞、傳動不平穩(wěn), 齒厚減薄、抗彎能力折斷（4）提高抗磨損的主要措施閉式： 1）提高齒面硬度,選用耐磨材料;2）降低齒面粗糙度;3）采用清潔的

10、潤滑油;開式：4）加防塵罩或采用閉式傳動。（1）現(xiàn)象：金屬表面材料不斷減小17最新課件5.齒面塑性變形 齒面塑性變形主要出現(xiàn)在低速重載、頻繁啟動和過載場合。（1）現(xiàn)象：主動齒輪齒面在節(jié)線附近下凹；從動齒輪齒面在節(jié)線附近上凸。（2）后果：輪齒失去正確的形狀而失效 。（3）提高抗塑性變形的措施：提高齒面硬度；增大潤滑油粘度。18最新課件二、齒輪傳動的維護(hù)經(jīng)常檢查潤滑系統(tǒng)的狀況。潤滑工作要求定點、定質(zhì)、定量、定期，定人。 定期檢查油面高度，油面過低則潤滑不良，油面過高會增加攪油功率的損失。 檢查油壓狀況（壓力噴油潤滑系統(tǒng)），油壓過低會造成供油不足，油壓過高則可能是因為油路不暢通所致，需及時調(diào)整油壓；

11、閉式齒輪應(yīng)防塵、防酸、防堿等侵入，保持良好的工作環(huán)境；要遵守工作規(guī)程，不允許過載使用。注意空載換擋，以免斷齒；在起動、加載、換擋及制動的過程中應(yīng)力求平穩(wěn)，免產(chǎn)生沖擊載荷 注意監(jiān)視齒輪傳動的工作狀況，如有無不正常的的聲音或箱體過熱現(xiàn)象。 19最新課件1.組成：2.工作原理：一.蝸桿傳動的組成及工作原理 蝸桿、蝸輪 空間嚙合傳動二.蝸桿傳動的類型圓柱蝸桿傳動環(huán)面蝸桿傳動錐蝸桿傳動按蝸桿的形狀分圓柱蝸桿傳動環(huán)面蝸桿傳動錐蝸桿傳動20最新課件三.蝸桿傳動的特點用于傳遞交錯軸之間的回轉(zhuǎn)運動。傳遞功率750KW（通常50KW），相對滑動速度可達(dá)35 m/s（通常15 m/s），單級傳動比可達(dá)8100（常用

12、1550）。四.應(yīng)用范圍優(yōu)點：傳動比大，結(jié)構(gòu)緊湊；工作平穩(wěn)，無噪聲；一定條件下反行程可自鎖。缺點：效率較低；相對滑動速度大，摩擦與磨損嚴(yán)重；一般需用貴重的減摩材料（如青銅等），成本高。21最新課件一.失效形式、設(shè)計準(zhǔn)則及常用材料1.失效形式和齒輪傳動一樣，蝸桿傳動也存在疲勞點蝕、齒面膠合、齒面磨損和斷齒。疲勞點蝕齒面膠合齒面磨損斷齒蝸桿傳動嚙合效率較低、相對滑動速度較大，點蝕、磨損和膠合最易發(fā)生。蝸桿螺旋齒部分的強度總是高于蝸輪輪齒的強度，蝸輪是該傳動的薄弱環(huán)節(jié)。因此，一般只對蝸輪輪齒進(jìn)行承載能力計算和蝸桿傳動的抗膠合能力計算。22最新課件2.方向切向力蝸桿：與嚙合點線速度方向相反蝸輪：與嚙合點線速度方向相同徑向力：嚙合點指向軸線軸向力：軸向指向工作齒廓側(cè)；可視主動輪的螺旋線旋向采用左右手定則。左旋蝸桿用左手，右旋蝸桿用右手；彎曲四指為轉(zhuǎn)動方向、拇指為Fa1方向。23最新課件二.蝸桿傳動的