机械设计基础11章齿轮传动

高速重载、低速重载闭式传动 的主要破坏形式。
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3)齿 面 磨 粒 磨 损 →齿形破坏
1）磨粒磨损：由于金 属微粒，灰石砂粒进入 齿轮引起的磨损。 2）跑合磨损： 一般指新机器。
开式齿轮传动易发 生磨粒磨损。
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4)齿 面 塑 性 变 形 →齿面沿摩擦力方向塑性变形→主凹、从凸
（载荷大；速度低难形成 油膜)
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2) 齿 面 胶 合
润滑失效→表面粘连 →沿运动方向撕裂
当齿面所受的压力很大且润滑效果差，或压 力很大而速度很高时，由于发热大，瞬时温度高， 相啮合的齿面发生粘联现象，此时两齿面有相对 滑动，粘接的地方被撕裂。 →这叫热胶合。
低速重载的齿轮，油膜遭破坏 也发生胶合现象。这时齿面温度无 明显增高，这种胶合→冷胶合。
§11－3齿轮传动的精度 P.167
∵安装制造→误差→影响正常工作 →精度
一.齿轮精度等级 →12级, 常用6～9级
精度等级的选择－表11-2 P.168
二.齿轮精度→
┌Ⅰ组: 传递运动的准确性 │Ⅱ组: 传递运动的平稳性
└Ⅲ组: 载荷分布的均匀性
三. 齿轮副侧隙 ∵┌相对运动 →齿轮副侧隙
└储存润滑剂 →齿厚减簿
常用的计算方法:
闭式传动 软齿面(点蚀): 按齿面强度设计(先求a) →按弯 曲强度校核
开式传动: (磨损)
硬齿面(折断): 按弯曲强度设计(先求m ) →按齿面强度校核
按弯曲强度设计(求m ) → 考虑磨损将[σF] ×(0.7～0.8)
(许用弯曲应力)
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§11-2 齿轮的材料 p.165
过冲3载击.各折时种断,引场：起齿合轮轮的齿受的主到突要过然失载折效或断形。式 (二) 齿轮传动常用计算准则
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2.齿面失效
图11-2～11-4
1) 齿 面 疲 劳 点 蚀
σH反复→裂纹→扩展→麻点状脱落
闭式软齿面齿轮传动 的主要破坏形式。
发生部位：一般出现在齿 根表面靠近节线处。
低速重载软齿面闭式传动
的主要破坏形式。
ω1
ω2
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折断:
疲劳折断→ 全齿折断(齿根)(直齿) 过载折断 局部折断(斜齿受载不均)
.
齿面点蚀: σH反复→裂纹→扩展→麻点状脱落
齿
→靠近节线的齿根表面
面 齿面胶合: 润滑失效→表面粘连→沿运动方向撕裂
失 效来自百度文库
齿面磨粒磨损: 磨粒磨损→齿形破坏
2.铸钢－齿轮较大(d≥400～600)时采用 ZG310-570、ZG340-640
⑵铸铁 －用于开式、低速传动的齿轮→强度差,易成型 1. 灰口铸铁－ HT200、HT300 2. 球墨铸铁－ QT500-7
⑶非金属材料 →用于小功率、速度高→低噪音
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三. 常用热处理：
一·对齿轮材料的 基本要求:
1.齿面要硬, 齿芯要韧 2.易于加工及热处理
二. 常用的齿轮材料
三. 常用热处理
四. 钢制齿轮加工工艺过程：
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二. 常用的齿轮材料 表11-1, p.166
⑴钢
－含碳量为0.1％～0.6％→常用 →性能最好(可通过热处理提高机械性能)
1.锻钢－钢材经锻造, 性能提高→最常用 45、35SiMn、42SiMn、40Cr、35CrMo
10KN≤Fn＜50KN
高速重载: V≥10m/S ; Fn≥50KN
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§11-1 轮齿的失效形式及计算准则 P.159
(一)轮齿的失效形式
1.折断┌疲劳折断
└过载折断
闭式硬齿面、脆性材料 齿轮传动的主要破坏形式
全齿折断(齿根)(直齿)
→
局部折断(斜齿受载不均)
疲2.劳齿折面断失：效轮齿齿受面的点弯曲蚀应 力是循环变化的齿，面在胶齿根合的 过渡圆角处具有齿较面大磨的应损力 集中。易发生轮齿齿面疲塑劳折性断变。形
Fr Ft
一. Ｆn 的分解：
Fn
圆周力Ｆt ：沿分度圆切线方向指向齿面 径向力Ｆr ：沿半径方向指向齿面
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二. 作用力的大小：
Ft＝2T1／ｄ1
(11-1)
润 轮 轮 计轮 计轮 用 精
形
滑 传 传 算齿 算传 力 度
式
和 动动 根 动 分
及
效
弯齿析
计
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前言
介绍直齿圆柱、斜齿圆柱、直齿圆锥齿轮传动的设计。
齿轮传动的分类:
按工作 条件
分类
闭式传动 开式传动
┌软齿面 └硬齿面
HBS≤350 HBS＞350
按载荷 情况
分类
低速轻载: V≤1～3m/S ; Fn≤5～10KN 中速中载: 3m/S＜V＜10m/S ;
软齿面(中)： 正火、调质→HBS1 =HBS2＋20 ～ 50 硬齿面： 低碳钢－渗碳＋淬火
中碳钢－表面淬火 渗氮
HRc1 ≥HRc2
四. 钢制齿轮加工工艺过程：
软齿面： 坯料→热(正、调)→切齿 (一般8级、精切7级)
硬齿面：热(正)→切齿→表面硬化处理 (淬火、氰化、氮化)
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第十一章 齿 轮 传 动 P.164
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率齿 齿 直 斜 曲直 面直 及齿 齿 齿 算轮 前
轮 轮 齿 齿 疲齿 接齿 计轮 轮 轮 准齿 传 的 圆 圆 劳圆 触圆 算传 传 的 则的 言
动 构 锥 柱 强柱 强柱 载动 动 材 失
的 造 齿 齿 度齿 度齿 荷作 的 料 效
齿面塑性变形: 齿面沿摩擦力方向塑性变形→主凹、从凸
3.各种场合的主要失效形式
*闭式传动 →
软齿面→齿面点蚀 硬齿面→ 轮齿折断
:
*开式传动 → 齿面磨粒磨损
*闭式高速重载传动→ 齿面胶合
*低速重载软齿机械面设→计基齿础11面章齿塑轮传性动变形
(二) 齿轮传动常用计算准则:
防齿面点蚀→ 齿面接触疲劳强度计算→求中心距a 防轮齿折断→ 齿根弯曲疲劳强度计算→求模数ｍ
标准齿轮:理论上→ (分度圆)齿厚=齿槽 实际上→齿厚≠齿槽
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§11-4齿轮传动作用力分析及计算载荷 P.168
(一)直齿圆柱齿轮传动作用力分析 图11-5
齿轮指(((二三四齿向廓设间 齿在)))斜直计一的面C点齿算齿对总接标圆载圆压触准力锥荷柱，齿为齿齿略轮Ｆ轮轮去正n ,传传Ｆ确沿f安动动不啮装计作作合→，线用用力力分分析析 →对Ｆn进行分解：