【正文】 Northwest Aamp。F University 第十一章 齒輪傳動(dòng) 《 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 》 167。 111 輪齒的失效形式 167。 112 齒輪材料及熱處理 167。 113 齒輪傳動(dòng)的精度 167。 114 直齒圓柱齒輪傳動(dòng)的作用力及計(jì)算載荷 167。 115 直齒圓柱齒輪傳動(dòng)的齒面接觸強(qiáng)度計(jì)算 167。 116 直齒圓柱齒輪傳動(dòng)的輪齒彎曲強(qiáng)度計(jì)算 167。 117 斜齒圓柱齒輪傳動(dòng) 167。 118 直齒圓錐齒輪傳動(dòng) 167。 119 齒輪的構(gòu)造 167。 1110 齒輪傳動(dòng)的潤(rùn)滑和效率 Northwest Aamp。F University 第十一章 齒輪傳動(dòng) 概 述 重點(diǎn)介紹直齒圓柱、斜齒圓柱、直齒圓錐齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)。 按工作條件分 按速度與載荷 情況分 齒輪傳動(dòng)的分類 低速輕載 : V≤1～ 3m/S 。 Fn≤5～ 10KN 中速中載 : 3m/S＜ V＜ 10m/S 。 10KN≤Fn＜ 50KN 高速重載 : V≥10m/S 。 Fn≥50KN 閉式傳動(dòng) 開式傳動(dòng) 硬齒面 HBS＞ 350 軟齒面 HBS≤350 Northwest Aamp。F University 第一節(jié) 輪齒的失效形式 第十一章 齒輪傳動(dòng) 疲勞折斷 過(guò)載折斷：屬于靜強(qiáng)度破壞。 輪齒折斷 齒面點(diǎn)蝕 齒面膠合 齒面磨粒磨損 塑性變形 齒輪失效 冷膠合 熱膠合 一、失效形式 ?齒輪傳動(dòng)的失效主要是輪齒的失效，常見的失效形式有： Northwest Aamp。F University 輪齒折斷是閉式 硬齒面、 脆性材料齒輪傳動(dòng)的主要破壞形式 ： 第一節(jié) 輪齒的失效形式 第十一章 齒輪傳動(dòng) 類型及原因 ： 過(guò)載折斷：短時(shí)意外嚴(yán)重過(guò)載或沖擊載荷時(shí)發(fā)生，屬于靜強(qiáng)度破壞，多發(fā)生于鑄鐵齒輪、整體淬火齒輪。 疲勞折斷：輪齒受彎曲變應(yīng)力作用。 發(fā)生部位 ： 輪齒受拉應(yīng)力一側(cè)齒根部分。 全齒折斷：齒寬較小的直齒輪 部分齒折斷：齒寬較大的直齒輪、斜齒輪 Northwest Aamp。F University 第一節(jié) 輪齒的失效形式 第十一章 齒輪傳動(dòng) 動(dòng)畫演示 Northwest Aamp。F University 提高抗斷齒能力的措施： 增大齒根過(guò)渡圓角半徑，消除刀痕以減小應(yīng)力集中； 增大軸及支承的剛性，使輪齒受載均勻； 在齒根處進(jìn)行強(qiáng)化處理，如：噴丸、滾壓； 選用韌性好的材料，如：低碳鋼； 采用正變位，使 sf 增大。 第一節(jié) 輪齒的失效形式 第十一章 齒輪傳動(dòng) Northwest Aamp。F University ２ .齒面點(diǎn)蝕 ? 輪齒工作時(shí) ， 其工作表面上任一點(diǎn)所產(chǎn)生的接觸應(yīng)力是按脈動(dòng)循環(huán)變化的 。 ? σH反復(fù)作用 → 產(chǎn)生裂紋 → 裂紋擴(kuò)展 → 麻點(diǎn)狀脫落 → 點(diǎn)蝕 。 ? 齒面抗點(diǎn)蝕能力主要與齒面硬度有關(guān) ， 齒面硬度越高 ， 抗點(diǎn)蝕能力越強(qiáng) 。 點(diǎn)蝕是閉式軟齒面齒輪傳動(dòng)的主要破壞形式。一般出現(xiàn)在齒根表面靠近節(jié)線處。 第一節(jié) 輪齒的失效形式 第十一章 齒輪傳動(dòng) Northwest Aamp。F University 第一節(jié) 輪齒的失效形式 第十一章 齒輪傳動(dòng) ? 提高齒面硬度，降低粗糙度 ? 提高潤(rùn)滑油粘度 ? 采用正傳動(dòng)，提高綜合曲率半徑，減小接觸應(yīng)力 提高抗點(diǎn)蝕能力的措施： Northwest Aamp。F University ? 潤(rùn)滑失效 → 表面粘連 → 沿運(yùn)動(dòng)方向撕裂 → 齒面膠合 ? ① 熱膠合： 在高速重載的齒輪傳動(dòng)中 ， 當(dāng)齒面所受的壓力很大且潤(rùn)滑效果差 ， 或壓力很大而速度很高時(shí) ， 由于發(fā)熱大 ，瞬時(shí)溫度高 ， 破壞了齒面的潤(rùn)滑油膜 ， 造成潤(rùn)滑失效 ， 致使相嚙合的齒面發(fā)生粘聯(lián)現(xiàn)象 ， 此時(shí)兩齒面有相對(duì)滑動(dòng) ， 粘接的地方被撕裂 。 ? ② 冷膠合： 低速重載的齒輪 ， 油膜遭破壞也發(fā)生膠合現(xiàn)象 。這時(shí)齒面溫度無(wú)明顯增高 。 高速重載、低速重載閉式傳動(dòng)的主要破壞形式。 第一節(jié) 輪齒的失效形式 第十一章 齒輪傳動(dòng) Northwest Aamp。F University 提高齒面抗膠合措施： ? 提高齒面硬度；減小齒面粗糙度； ? 低速傳動(dòng)采用高粘度潤(rùn)滑油； ? 高速傳動(dòng)采用抗膠合添加劑的潤(rùn)滑油。 第一節(jié) 輪齒的失效形式 第十一章 齒輪傳動(dòng) Northwest Aamp。F University 開式齒輪傳動(dòng)易發(fā)生磨粒磨損。 第一節(jié) 輪齒的失效形式 第十一章 齒輪傳動(dòng) 原因 ： 危害 ： ?漸開線失真， i?c， 齒形破壞， 傳動(dòng)精度降低，間隙增大， 沖擊、噪音增大 ?輪齒變薄，易發(fā)生斷齒 ?由于硬的顆粒進(jìn)入齒面引起的 ——磨粒磨損 ?由于表面相互搓削引起的 ——研磨磨損 Northwest Aamp。F University 第一節(jié) 輪齒的失效形式 第十一章 齒輪傳動(dòng) Northwest Aamp。F University 第一節(jié) 輪齒的失效形式 第十一章 齒輪傳動(dòng) Northwest Aamp。F University 避免齒面磨損的措施 ： ? 改開式傳動(dòng)為閉式傳動(dòng) ? 提高齒面的硬度，降低粗糙度 ? 注意潤(rùn)滑油的清潔，定時(shí)更換 第一節(jié) 輪齒的失效形式 第十一章 齒輪傳動(dòng) Northwest Aamp。F University 5. 齒面塑性變形 ? 軟齒面齒輪在低速重載或有短時(shí)過(guò)載的傳動(dòng)中 ， 由于摩擦力的作用可能出現(xiàn)齒面表層金屬沿滑動(dòng)方向流動(dòng)而發(fā)生塑性變形 。 第一節(jié) 輪齒的失效形式 第十一章 齒輪傳動(dòng) 避免塑性變形的措施 ： ?提高齒面硬度 ?提高潤(rùn)滑油粘度 Northwest Aamp。F University 二、設(shè)計(jì)準(zhǔn)則： 齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)時(shí)，針對(duì)不同的工作情況及失效形式，都應(yīng)分別確立相應(yīng)的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，即：先根據(jù)主要失效形式進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算，確定其主要幾何尺寸，然后對(duì)其他失效形式進(jìn)行必要的校核。 ? 注：對(duì) 高速重載 傳動(dòng)，還應(yīng) 按齒面抗膠合能力進(jìn)行計(jì)算 。 齒輪工作條件 主要失效形式 設(shè)計(jì)準(zhǔn)則 軟齒面閉式齒輪傳動(dòng) 齒面點(diǎn)蝕 按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì) 校核齒根彎曲強(qiáng)度 硬齒面閉式齒輪傳動(dòng) 齒根折斷 按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì) 校核齒面接觸疲勞強(qiáng)度 開式齒輪傳動(dòng) 磨 損 只按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì) 適當(dāng)降低許用應(yīng)力以增大模數(shù)值 考慮磨損對(duì)齒厚的影響 第一節(jié) 輪齒的失效形式 第十一章 齒輪傳動(dòng) Northwest Aamp。F University 第二節(jié) 齒輪材料及熱處理 第十一章 齒輪傳動(dòng) 一 、 齒輪材料的基本要求 ： 1. 齒面具有足夠的硬度 ， 使其具有較高的抗磨損 、抗點(diǎn)蝕 、 抗膠合及抗塑性變形的能力； 2. 齒根具有足夠的彎曲強(qiáng)度 ， 使其具有抗折斷的能力； 3. 齒輪材料要具有良好的加工和熱處理工藝性； 4. 價(jià)格低廉 。 Northwest Aamp。F University 二、常用的齒輪材料常用的熱處理方法（ P166） 第十一章 齒輪傳動(dòng) 第二節(jié) 齒輪材料及熱處理 1. 軟齒面齒輪 (HB?350)：用于對(duì)強(qiáng)度、速度、精度、結(jié)構(gòu)尺寸要求不高的齒輪 鍛造毛坯 正火 齒坯加工 調(diào)質(zhì) 精切齒形 成品 特點(diǎn)：制造容易，成本低，易跑合 主要材料：調(diào)質(zhì)鋼、中碳鋼、中碳合金鋼， 4 40MnB、 40Cr、 42SiMn 加工工藝： 注意：保持齒面硬度差， HB1HB2=30~50 Northwest Aamp。F University 2. 硬齒面齒輪 (HB350)：用于對(duì)強(qiáng)度、速度、精度、結(jié)構(gòu)尺寸要求嚴(yán)格的齒輪，例如：汽車變速箱齒輪 鍛造毛坯 正火 齒坯加工 調(diào)質(zhì) 切齒 齒面硬化處理 精加工 成品 加工工藝： 齒面硬化處理 ?表面淬火：中碳鋼、中碳合金鋼， 4 40Cr、 40CrMnTi、 50Mn，