机械设计6

§6-3 齿轮传动的计算载荷 计算载荷 载荷系数 K K A KV K K
使用系 数KA
动载荷 系数Kv
齿向载 荷分部 系数Kβ
齿间载 荷分配 系数Kα
§6-3 齿轮传动的计算载荷 计算载荷 载荷系数 K K A KV K K
1、使用系数KA
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考虑由于齿轮啮合外部因素引 起的附加动载荷影响的系数。
K K A KV K K
考虑同时啮合的各对轮齿间载荷 分配不均匀的系数
K与齿轮精度和重合度有关。
表 6-4
齿轮精度等级 经表面硬化的直齿轮 经表面硬化的斜齿轮 未经表面硬化的直齿轮 未经表面硬化的斜齿轮
齿间载荷分配系数 K
5 1.0 1.0 1.0 1.1 1.0 1.1 6 7 1.1 1.2 8 1.2
严 重 冲击
1.75
1.85
K K A KV K K 2、动载荷系数Kv 考虑齿轮制造误差、运转速度对齿 轮内部附加动载荷影响的系数。pin
Pb1< Pb2
Pb1> Pb2
如何减小动载荷？？？
提高齿轮制造的精度？ 进行齿顶修缘
齿轮的精度 等级
vm
3、齿向载荷分布系数K K K A KV K K 考虑齿宽方向载荷分布不均匀对 轮齿强度影响的系数

2. 硬齿面齿轮材料及热处理： 中碳钢：表面淬火 HRC=45~55
低碳钢、低碳合金钢： 20 ， 20Cr, 20CrMnTi 渗碳淬火 硬度达HRC= 56~62
二、铸铁（开式齿轮:低速，小功率） HT200,HT250 HBS=150~240
三、非金属材料 夹布塑胶、尼龙
制造小齿轮
高速、轻载。如纺织机械用齿轮
提高齿面硬度； 采用合适的润滑油等。 开式齿轮传动一般 不出现点蚀
4、齿面胶合 在高速、重载条件下产生
防止措施：
加强润滑、散热 采用硬齿面
5、齿面塑性变形
齿面材料 摩擦力 屈服状态 防止措施： 加强润滑、提高齿面 硬度。
主动
从动
齿面塑性变形实例
二、设计准则
对中、低速齿轮传动：
1.闭式软齿面齿轮: 按接触疲劳强度设计, （齿面硬度≤350HBS） 验算弯曲疲劳强度。 2.闭式硬齿面齿轮: 按弯曲强度设计, （齿面硬度＞350HBS） 验算接触强度。
3.开式齿轮传动: 按弯曲强度设计，增大 (10~15)%模数考虑磨损的影响。
4.对于高速、重载闭式齿轮传动: 由于易发生胶合失效,在保证不 发生轮齿折断和齿面点蚀失效条件 下,还应进行抗胶合能力验算.
§6-2 齿轮材料
钢、铸铁、非金属材料 钢含碳量：低碳钢、中碳钢、高碳钢
化学元素：碳素钢、合金钢
铸铁：灰铸铁、球墨铸铁、蠕墨铸铁
毛坯：自由锻、模锻、铸造 热处理：正火、调质、表面淬火、渗碳 淬火、渗氮（氮化） 复习
§6-2 齿轮材料
锻钢 ( 中、小尺寸的齿轮） 一、钢 铸钢（尺寸较大的齿轮） 1. 软齿面齿轮材料及热处理： 中碳钢:45，40Cr, 38SiMnMo; ZG310-570 热处理：正火，调质; HBS<350 软齿面齿轮应使小齿轮的齿面硬度高于 大齿轮的齿面硬度（30～50）HBS。
弯曲
9
接触 1/Z2e≥1.2 1/Ye≥1.2
1.4 e/cos2b≥1.4 1.1 1.2 1.2 1.4
• 思考题
• 一般规定，软齿面齿轮齿面硬度小于———HBS。 • 齿轮齿面点蚀是由于—————引起的。 • 防止齿面胶合可采取的措施有——，——，—— ——。 • 闭式软齿面齿轮传动的设计准则是————。 • 材料用40Cr钢，要得到硬齿面齿轮，其热处理方 法为 —————。 • 齿轮动载荷系数Kv的大小与———和——有关。 • 齿轮的外部动载荷对强度的影响用—————系 数来考虑。
KA与原动机和工作机种类有关。
表6-3 使用系数KA
原 动
载 荷 状态
机
多 缸 内 燃 机 单缸 内燃 机
工 作 机 器
发电机、均匀传送的带式输送机或板 式输送机、螺旋输送机、轻型升降机、 包装机、机床进给机构、通风机、均 匀密度材料搅拌机等
电动机、均 匀运转的蒸 汽机、燃气 轮机
蒸汽机、燃 气轮机、液 压装置
第六章 齿轮传动
齿轮传动的特点： 视频 1 2 3
1、传动效率高; 2、传动比准确; 3、结构紧凑、工作可靠，寿命长; 开式齿轮传动 按装置形式分 闭式齿轮传动

软齿面齿轮 HBS 350 按齿面硬度分 硬齿面齿轮 HBS > 350

§6-1 齿轮传动的失效形式和设计准则 一、齿轮传动的失效形式
均 匀 平稳 轻 微 冲击 中 等 冲击
1.00 1.25 1.50
1.10 1.35 1.60
1.25 1.50 1.75 2.0
1.50 1.75 2.0 2.25
或更 大
不均匀传送的带式输送机或板式输 送机、机床的主传动机构、重型升降 机、工业与矿用风机、重型离心机、 变密度材料搅拌机等
橡胶挤压机、间断工作的橡胶或塑料 搅拌机、轻型球磨机、木工机械、钢 坯、初轧机、提升装置、单缸活塞泵 等 挖掘机、重型球磨机、橡胶揉合机、 破碎机、重型给水泵、旋转式钻探装 置、压砖机、带材冷轧机、压坯机等
1.轮齿折断 提高轮齿抗弯强度 的措施： sF [s] F 增大齿轮模数 增大齿根圆角半径 采用正变位 疲劳裂纹
轮齿整体断
轮齿局部断
2、齿面磨损 开式齿轮传动的主要失效形式
减轻磨损措施： 采用闭式齿轮传动； 提高齿面硬度、降低粗糙度； 保持润滑油清洁。
3、齿面点蚀 sH ≤ [s] H
防止措施：
影响:制造精度、 安装误差、轴的变形
影响齿向载荷分布的因素有： a.轴系刚度及齿轮布置形式；
对称布置
非对称布置
悬臂布置
b.齿轮制造误差、安装误差； c.齿轮齿宽； K d.齿面硬度及跑合效果等。
↓?
(0.0005~0.001)b b
将轮齿做成鼓形齿， 可以改善齿向载荷分布。
4、齿间载荷分配系数 K