齒輪傳動(dòng)的失效形式和設(shè)計(jì)準(zhǔn)則講解

機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)齒輪傳動(dòng)的失效形式和設(shè)計(jì)準(zhǔn)則課程導(dǎo)入課程導(dǎo)入任務(wù)引入齒輪傳動(dòng)過程中，若齒輪發(fā)生折斷、齒面損壞原因是什么？如何避免齒輪傳動(dòng)過程中的失效？一、漸開線齒輪的失效形式齒輪的失效形式

齒輪傳動(dòng)過程中，若齒輪發(fā)生折斷、齒面損壞等現(xiàn)象，使齒輪失去了正常的工作能力，稱為輪齒失效。相關(guān)知識(shí)輪齒折斷齒面磨損齒面點(diǎn)蝕齒面膠合塑性變形折斷的原因：疲勞折斷：屬靜強(qiáng)度破壞過載折斷：輪齒受沖擊載荷或短時(shí)間過載，突然折斷。多見于脆性材料齒輪（一）輪齒折斷發(fā)生部位：局部折斷：齒寬較大的直齒輪或斜齒輪整體折斷：齒寬較小的直齒輪相關(guān)知識(shí)輪齒折斷的后果：輪齒折斷常常是突然發(fā)生，后果是傳動(dòng)失效。不但會(huì)使齒輪傳動(dòng)和機(jī)器不能工作，甚至?xí)斐芍卮笫鹿?，所以要特別注意。改善的措施：1、采用正變位齒輪，增大齒輪的強(qiáng)度;2、使齒輪過渡曲線變化更為平緩及消除加工刀痕，減少齒根應(yīng)力集中；3、增大軸及軸承的剛度，使齒輪接觸線上的受載較為均勻；4、采用合適的熱處理方法使齒芯材料具有足夠的韌性；5、采用噴丸、滾壓等工藝措施對(duì)齒根表層進(jìn)行強(qiáng)化處理。相關(guān)知識(shí)磨損的原因：由于硬的顆粒進(jìn)入齒面引起的——磨粒磨損由于兩齒面存在相互相對(duì)滑動(dòng)摩擦引起的———研磨磨損（二）齒面磨損相關(guān)知識(shí)齒面磨損的后果：1、采用閉式齒輪傳動(dòng)；2、提高齒面硬度，降低表面粗糙度；3、注意潤(rùn)滑油的清潔，定期更換。改善的措施：1、采用閉式齒輪傳動(dòng)；2、提高齒面硬度，降低表面粗糙度；3、注意潤(rùn)滑油的清潔，定期更換。相關(guān)知識(shí)產(chǎn)生的原因：多次交變應(yīng)力作用細(xì)微裂紋裂紋擴(kuò)展脫落（三）齒面點(diǎn)蝕相關(guān)知識(shí)改善措施：1、提高齒面硬度2、提高潤(rùn)滑油粘度3、減小齒面粗糙度齒面點(diǎn)蝕的后果：振動(dòng)、噪音增大，傳動(dòng)不平穩(wěn)，承載能力下降。發(fā)生的部位：靠近節(jié)線的齒根部位潤(rùn)滑油滲入循環(huán)次數(shù)增大形成的原因：齒面間壓力大，瞬時(shí)速度大，潤(rùn)滑效果差，在高溫高壓下，相嚙合兩接觸的齒面粘合在一起，齒輪繼續(xù)運(yùn)動(dòng)時(shí)粘著點(diǎn)被撕破，齒面出現(xiàn)撕裂溝痕。（四）齒面膠合發(fā)生部位：

靠近齒頂或齒根部相關(guān)知識(shí)齒面膠合的后果：引起強(qiáng)烈的磨損和發(fā)熱，傳動(dòng)不平穩(wěn)，導(dǎo)致齒輪報(bào)廢改善的措施：1、采用正變位齒輪，減少模數(shù)，降低齒高以減少滑動(dòng)速度；2、提高齒面硬度，降低表面粗糙度；3、采用抗膠合能力強(qiáng)的齒輪材料，在潤(rùn)滑油中加入抗膠合能力強(qiáng)的極壓添加劑。相關(guān)知識(shí)形成的場(chǎng)合：該失效形式主要出現(xiàn)在低速重載、頻繁啟動(dòng)和過載場(chǎng)合。主動(dòng)輪塑變后，齒面節(jié)線處產(chǎn)生凹槽；從動(dòng)輪塑變后，在齒面節(jié)線處形成凸脊。（五）塑性變形形成的原因：

在過大的應(yīng)力作用下，輪齒表面材料處于屈服狀態(tài)，在齒面切向力作用下產(chǎn)生材料塑性流動(dòng)，即塑性變形。相關(guān)知識(shí)塑性變形的后果：齒形被破壞，傳動(dòng)不平穩(wěn)，齒奪取減薄，抗彎能力下降，輪齒易折斷改善的措施：1、提高齒面的硬度；2、采用高粘度的或加有極壓添加劑的潤(rùn)滑油均有助于減緩或防止齒輪產(chǎn)生塑性變性。相關(guān)知識(shí)防齒面點(diǎn)蝕

齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算

求尺寸d或a

限制接觸應(yīng)力防輪齒折斷

齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算

求模數(shù)ｍ限制彎曲應(yīng)力閉式軟齒面——以保證接觸疲勞強(qiáng)度為主閉式硬齒面

——以保證彎曲疲勞強(qiáng)度為主開式傳動(dòng)