第10章齒輪傳動

第十章齒輪傳動§11-1齒輪傳動的失效形式和設(shè)計準(zhǔn)則§11-2齒輪的材料、熱處理及結(jié)構(gòu)§11-3直齒圓柱齒輪傳動的受力分析及計算載荷§11-4直齒圓柱齒輪傳動的強(qiáng)度計算

第11章齒輪傳動§11-5斜齒圓柱齒輪傳動的強(qiáng)度計算§11-6直齒圓錐齒輪傳動的強(qiáng)度計算1§10-2（一.工作情況分析）§11-2齒輪傳動的失效形式和設(shè)計準(zhǔn)則

一.工作情況分析21.齒折斷——體失效原因：齒根彎曲強(qiáng)度不足。裂紋始于齒根受拉側(cè)。§10-2（二.失效形式，折斷）

二.失效形式疲勞折斷過載折斷3

全齒折斷——齒寬小的直齒輪局部折斷——齒寬大的直齒輪或斜齒輪措施：（1）改變材料及熱處理，提高彎曲強(qiáng)度；（2）減小齒根應(yīng)力集中(r，Ra，強(qiáng)化處理)；（3）提高輪芯韌性；（4）減小偏載，增大軸及支承剛度。4§10-2（磨損、點蝕）

2.齒面磨損（磨粒磨損）——面失效

原因是開式傳動的主要失效形式。措施：（1）提高齒面硬度；（2）將開式改為閉式；（3）經(jīng)常換油。53.齒面點蝕

原因：齒面在反復(fù)接觸應(yīng)力作用下，產(chǎn)生疲勞裂紋，隨著應(yīng)力循環(huán)次數(shù)增加，疲勞裂紋擴(kuò)展，進(jìn)而脫落，形成小坑，零件表面出現(xiàn)麻點。6原因：（1）受力大、綜合曲率半徑較??；（2）相對滑動速度低，不易形成潤滑油膜?！?0-2（點蝕）

點蝕發(fā)生在節(jié)線附近靠齒根面上。點蝕是閉式傳動的主要失效形式,開式傳動沒有點蝕現(xiàn)象。措施：（1）提高齒面硬度，降低表面粗糙度；（2）增大綜合曲率半徑（加大齒輪直徑等）；（3）注意潤滑油的粘度。74.齒面膠合§10-2（膠合）

原因

膠合易發(fā)生在齒頂與齒根處。措施：（1）減小相對滑動速度；（2）合理選擇齒輪副材料；（3）用抗膠合潤滑油；（4）減小表面粗糙度。8§2-4（接觸強(qiáng)度）彈性力學(xué)中的赫茲理論(Hertz)：ρΣ——綜合曲率半徑9相對滑動10相對滑動

11相對滑動速度r12VrVk212

原因§10-2（齒面塑變）

5.齒面塑變措施:（1）提高齒面硬度；（2）提高潤滑油粘度等。13齒輪的失效形式：彎曲折斷齒面點蝕齒面磨損膠合。。。。塑性變形幾種形式？發(fā)生部位？14§10-2（三.設(shè)計準(zhǔn)則）

2.開式傳動三.設(shè)計準(zhǔn)則軟齒面(HBS≤350)齒折斷按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計，再校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度。硬齒面(HBS>350)齒折斷按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計，再校核齒面接觸疲勞強(qiáng)度。齒折斷只進(jìn)行彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計，考慮磨損，將模數(shù)加大10～20%。齒面點蝕——齒面接觸疲勞強(qiáng)度；齒折斷——齒根彎曲疲勞強(qiáng)度（此書叫輪齒彎曲強(qiáng)度）1.閉式傳動點蝕膠合(不完善)點蝕膠合(不完善)磨粒磨損(不完善)15齒面間的接觸疲勞點蝕輪齒的彎曲疲勞折斷齒面接觸疲勞強(qiáng)度條件輪齒彎曲疲勞強(qiáng)度條件失效形式設(shè)計準(zhǔn)則具體工作條件下，如何運用上述準(zhǔn)則閉式傳動軟齒面(硬度≤350HBS)按齒面接觸疲勞強(qiáng)度條件設(shè)計

按輪齒彎曲疲勞強(qiáng)度條件校核硬齒面(硬度>350HBS)按輪齒彎曲疲勞強(qiáng)度條件設(shè)計按齒面接觸疲勞強(qiáng)度條件校核開式傳動按輪齒彎曲疲勞強(qiáng)度條件設(shè)計后將m增大（10－20）％工作條件設(shè)計準(zhǔn)則16§10-3（一.齒輪的材料）§11-2齒輪的材料、熱處理及結(jié)構(gòu)注意：

為了減小膠合的危險，軟齒面配對齒輪要有硬度差：

HBS1=HBS2+(20～50）。17§10-4（一.受力分析）§11-3直齒圓柱齒輪傳動的受力分析及計算載荷

一.受力分析

已知：P1，n1，齒輪的幾何尺寸。求：齒輪的受力？（大小、方向、作用點）

假設(shè)：（1）以節(jié)點進(jìn)行分析，不計摩擦力。（2）以集中載荷代替分布載荷，力集中作用在齒寬中點。18§10-4（受力分析）

注意：

方向——主反從同——永朝輪心19二.計算載荷計算載荷載荷系數(shù)影響因素：1）外部附加動載荷—原動機(jī)、工作機(jī)的性能2）內(nèi)部附加動載荷—加工誤差引起基節(jié)不等3）各對齒載荷分配不均—彈性變形、制造誤差4）載荷沿齒寬分布不均—變形及制造安裝誤差載荷系數(shù)K

按表11－3選取。名義力Fn20

——校核式令：——齒寬系數(shù)，P175/表11-6——設(shè)計式§11-4直齒圓柱齒輪傳動的強(qiáng)度計算一.齒面接觸疲勞強(qiáng)度計算強(qiáng)度條件：21

注意：（1）大、小齒輪接觸強(qiáng)度不同（2）公式中以T1代入，（3）影響的幾何因素（4）設(shè)計式中：二.齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計算強(qiáng)度條件：d1(d2或a；與m、Z單項無關(guān))b??目的：防止疲勞折斷輪齒22§10-5（齒形系數(shù)）

齒形系數(shù)，物理意義——力作用在齒頂時，齒的幾何形狀對彎曲應(yīng)力的影響。與、γ、α

有關(guān),而與m無關(guān)與齒的大小無關(guān)(與m無關(guān)），只與齒的形狀（隨齒數(shù)和變位系數(shù)而異）有關(guān)。對斜齒輪，按當(dāng)量齒數(shù)查取23§10-5（注意點）

——校核式又：，——設(shè)計式

注意：（1）大、小齒輪彎曲強(qiáng)度不同（2）公式中以T1代入，（3）影響的幾何因素：、、24§10-5（三.主要參數(shù)選擇）（4）設(shè)計式中（5）傳遞動力的齒輪m>1.5～2mm三.主要參數(shù)選擇1.和

若d1已按接觸疲勞強(qiáng)度確定，抗彎曲疲勞強(qiáng)度齒高h(yuǎn)

材料、切削量、滑動率重合度ε傳動平穩(wěn)

閉式軟齒面:主要取決于接觸強(qiáng)度，宜取多，

=20～40硬齒面或開式:主要取決于彎曲強(qiáng)度，宜取少，

=17～20

25取，2.和§10-5（齒寬系數(shù)）

承載能力偏載

齒寬系數(shù)見P175/表11-6

考慮制造和安裝誤差，

齒寬系數(shù)若若26§10-6（斜齒輪受力分析）§11-5斜齒圓柱齒輪傳動的強(qiáng)度計算

一.受力分析注意：，27§10-6（例1）

方向——主反從同——永朝輪心

四要素:主(從)動輪、方向、轉(zhuǎn)向、旋向例：1.主動輪求：旋向——主動輪用左、右手定則28從動輪2主動輪12.求：輪2的旋向并標(biāo)出兩輪所受三個分力的方向。

注意：力應(yīng)標(biāo)在嚙合區(qū)。2934ⅠⅡⅢ主動輪122222

求：輪3的旋向，以使軸Ⅱ受軸向力較小。3.30§10-7（錐齒輪尺寸）§11-6直齒圓錐齒輪傳動的強(qiáng)度計算

一.幾何尺寸計算參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)——大端一般齒寬中點處平均分度圓直徑：31§10-7（錐齒輪受力分析）

二.輪齒受力分析及計算載荷1.受力分析方向——主反從同——永朝輪心