【正文】 第十章 齒輪傳動 167。 102 齒輪傳動的失效形式及設(shè)計準則 167。 103 齒輪材料及其選擇原則 167。 106 設(shè)計參數(shù)、許用應力與精度選擇 167。 104 齒輪傳動的計算載荷 167。 105 標準直齒圓柱齒輪傳動的強度計算 167。 108 標準圓錐齒輪傳動的強度計算 167。 109 齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計 167。 1010 齒輪傳動的潤滑和效率 167。 101 概述 167。 107 標準斜齒圓柱齒輪傳動的強度計算 本章學習的基本要求： （一）熟練掌握的內(nèi)容 1）齒輪傳動的失效形式及設(shè)計準則 2）齒輪常用材料及熱處理方法的選擇； 3）直齒和斜齒輪、直齒錐齒輪的受力分析； 4）圓柱齒輪接觸和彎曲疲勞強度計算的理論依據(jù)、計算公式及公式中各參數(shù)的物理意義、公式的運用； 5）直齒錐齒輪強度計算 （二）一般了解的內(nèi)容 1）圓柱齒輪和錐齒輪強度計算公式的推導； 2）齒輪傳動的計算載荷 本章的重點： 標準直齒圓柱齒輪傳動的設(shè)計原理及強度計算方法 （一）齒輪傳動的特點： ▲ 傳動效率高 η 可達 99％； ▲ 結(jié)構(gòu)緊湊 。 ▲ 工作可靠，壽命長； ▲ 傳動比穩(wěn)定 。 ▲ 制造及安裝精度要求高，價格較貴。 學習本章的目的 本章學習的根本目的是掌握齒輪傳動的設(shè)計方法，即要能夠根據(jù)齒輪工作條件的要求，設(shè)計出傳動可靠的齒輪。 167。 101 概述 齒輪傳動是機械傳動中最重要的傳動之一 （二）分類 開式傳動 167。 10 1 概述 半開式傳動 閉式傳動 齒輪傳動 開式傳動 半開式傳動 閉式傳動 按裝置型式分 按使用情況分 硬齒面齒輪 （齒面硬度 ＞ 350HBS） 高速齒輪 低速齒輪 按齒面硬度分 軟齒面齒輪 （齒面硬度 ≤ 350HBS） 167。 102 齒輪傳動的失效形式及設(shè)計準則 輕載齒輪 重載齒輪 167。 102 輪齒的失效形式及設(shè)計準則 輪齒折斷 疲勞折斷 一、輪齒的失效形式 過載折斷 局部折斷 齒面磨損 (磨粒磨損 ) 167。 102 輪齒的失效形式及設(shè)計準則 一、輪齒的失效形式 潘存云教授研制 齒面接觸疲勞 齒面點蝕 167。 102 輪齒的失效形式及設(shè)計準則 一、輪齒的失效形式 齒面膠合 167。 102 輪齒的失效形式及設(shè)計準則 一、輪齒的失效形式 從動齒 主動齒 從動齒主動齒 從動齒 主動齒 齒面膠合 齒面磨損 齒面點蝕 167。 102 輪齒的失效形式及設(shè)計準則 輪齒折斷 失效形式 塑性變形 一、輪齒的失效形式 表面凸出 表面凹陷 167。 102 輪齒的失效形式及設(shè)計準則 輪齒折斷 疲勞折斷 一、輪齒的失效形式 失效形式 過載折斷 局部折斷 1） 增大齒根過渡圓角半徑，消除加工刀痕，減小齒 根應力集中； 2） 增大軸及支承的剛度，使輪齒接觸線上受載較為 均勻； 3） 采用合適的熱處理，使齒芯材料具有足夠的韌性； 4） 采用噴丸、滾壓等工藝措施，對齒根表層進行強 化處理。 提高輪齒抗折斷能力的措施： 167。 102 齒輪傳動的失效形式及設(shè)計準則 潘存云教授研制 齒面接觸疲勞 齒面接觸應力按脈動循環(huán)變化，當超過疲勞極限時，表面產(chǎn)生微裂紋、高壓油擠壓使裂紋擴展、微粒剝落。點蝕首先出現(xiàn)在節(jié)線處，齒面越硬，抗點蝕能力越強。軟齒面閉式齒輪傳動常因點蝕而失效。 齒面點蝕 167。 102 輪齒的失效形式及設(shè)計準則 輪齒折斷 失效形式 一、輪齒的失效形式 齒面點蝕 齒面膠合 高速重載傳動中，常因嚙合區(qū)溫度升高而引起潤滑失效，致使齒面金屬直接接觸而相互粘連。當齒面向?qū)瑒訒r，較軟的齒面沿滑動方向被撕下而形成溝紋。 措施： 1. 提高齒面硬度 2. 減小齒面粗糙度 3. 增加潤滑油粘度 低速 4. 加抗膠合添加劑 高速 167。 102 輪齒的失效形式及設(shè)計準則 輪齒折斷 失效形式 一、輪齒的失效形式 齒面膠合 齒面磨損 措施： ，清潔環(huán)境 (磨粒磨損 ) 齒面點蝕 167。 102 輪齒的失效形式及設(shè)計準則 輪齒折斷 失效形式 一、輪齒的失效形式 從動齒 主動齒 從動齒主動齒 從動齒 主動齒 齒面膠合 齒面磨損 齒面點蝕 167。 102 輪齒的失效形式及設(shè)計準則 輪齒折斷 失效形式 塑性變形 一、輪齒的失效形式 表面凸出 表面凹陷 二、齒輪的 設(shè)計準則 ▲ 保證足夠的齒根彎曲疲勞強度，以免發(fā)生齒根折斷。 ▲ 保證足夠的齒面接觸疲勞強度，以免發(fā)生齒面點蝕。 由工程實踐得知： ▲ 閉式軟齒面齒輪傳動，以保證齒面接觸強度為主。 ▲ 對高速重載齒輪傳動，除以上兩設(shè)計準則外，還應 按齒面抗膠合能力的準則進行設(shè)計。 ▲ 閉式硬齒面或開式齒輪傳動，以保證齒根彎曲疲 勞強度為主。 一、對齒輪材料性能的要求 齒根要有較高的抗折斷能力，齒面應有較強的抗點蝕、抗磨損及抗膠合能力， 167。 103 齒輪材料及選用原則 要求： 齒面硬、芯部韌 167。 103 齒輪材料及選用原則 常用 齒輪 材料 鍛鋼 鑄鋼 鑄鐵 常作為低速、輕載、不太重要的場合的齒輪材料； 適用于高速、輕載、且要求降低噪聲的場合。 非金屬材料 二、常用的齒輪材料 鋼材的韌性好，耐沖擊，通過熱處理和化學處理可改善材料的機械性能，最適于用來制造齒輪。 耐磨性及強度較好，常用于大尺寸齒輪。 含碳量為 ( ~ )%的碳素鋼或合金鋼。 一般用齒輪用碳素鋼，重要齒輪用合金鋼。 表 101 常用齒輪材料及其力學性能 材料牌號 熱處理方法 強度極限 屈服極限 硬度 (HBS) σB / MPa σS / Mpa 齒芯部 齒面 HT250 250 170~241 HT300 300 187~255 HT350 350 197~269 QT5005 500 147~241 QT6002 600 229~302 ZG310570 ?；? 580 320 156~217 ZG340640 650 350 169~229 45 580 290 162~217 45 217~255 40~50HRC 40Cr 241~286 48~55HRC 調(diào)質(zhì)后表面淬火 續(xù)表 101 常用齒輪材料及其力學性能 材料牌號 熱處理方法 強度極限 屈服極限 硬度 (HBS) σB / MPa σS / Mpa 齒芯部 齒面 ZG340~640 700 380 241~269 45 650 360 217~255 30CrMnSi 1100 900 310~360 35SiMn 750 450 217~269 38SiMnMo 700 550 217~269 40Cr 700 500 241~286 20Cr 650 400 300 20CrMnTi 1100 850 300 12Cr2Ni4 1100 850 320 35CrAlA 950 750 255~321 85HV 滲碳后淬火 調(diào)質(zhì) 20Cr2Ni4 1200 1100 350 38CrMnAlA 1000 850 255~321 85HV 夾布膠木 100 25~35 調(diào)質(zhì)后氮化 (氮化層 δ~) 三、齒輪材料選用的基本原則 1) 齒輪材料必須滿足工作條件的要求。 2) 應考慮齒輪尺寸大小，毛坯成型方法及熱處理 和制造工藝； 3) 正火碳鋼，只能用于在載荷平穩(wěn)或輕度沖擊下 工作的齒輪；