【正文】 輪 齒寬 b較小時，載荷易均布 —— 整體折斷 齒寬 b較大時，易偏載 斜齒輪：接觸線傾斜 —— 載荷集中在齒一端 —— 局部折斷 齒輪傳動的失效形式及設(shè)計準(zhǔn)則 改善措施： 1） d一定時， z↓ ， m↑ 2） 正變位 齒根厚度 ↑ ↑ 抗彎強度 ↓ 應(yīng)力集中 改善載荷分布 6） ↑ 輪齒精度 7） ↑ 支承剛度 4） ↑ 齒根過渡圓角半徑 3）提高齒面硬度 (HB↑ )→[σ F] ↑ 5） ↓ 表面粗糙度， ↓ 加工損傷 齒輪傳動的失效形式及設(shè)計準(zhǔn)則 2. 齒面接觸疲勞磨損（齒面點蝕） 常出現(xiàn)在 潤滑良好 的 閉式軟齒面 傳動中 原因： σH＞ [σH] 脈動循環(huán) 應(yīng)力 1）齒面受多次 交變應(yīng)力 作用，產(chǎn)生接觸疲勞裂紋 4）潤滑油進入裂縫，形成封閉高壓油腔，楔擠作用使裂紋擴展 （ 油粘度越小，裂紋擴展越快 ） 2）節(jié)線處常為單齒嚙合，接觸應(yīng)力大 3）節(jié)線處為純滾動，靠近節(jié)線附近滑動速度小，油膜不易形成， 摩擦力大，易產(chǎn)生裂紋 現(xiàn)象： 節(jié)線靠近齒根部位 出現(xiàn)麻點狀小坑 齒輪傳動的失效形式及設(shè)計準(zhǔn)則 后果：齒廓表面破壞，振動 ↑ ，噪音 ↑ ，傳動不平穩(wěn) 接觸面 ↓ ，承載能力 ↓ 傳動失效 開式傳動： 無點蝕 （ ∵ v磨損 v點蝕 ） 改善措施： 1） HB↑ —— [σH] ↑ 3） ↓ 表面粗糙度， ↑ 加工精度 4） ↑ 潤滑油粘度 2） ↑ ρ（綜合曲率半徑） (↑d 1) ↑ 接觸強度 齒輪傳動的失效形式及設(shè)計準(zhǔn)則 —— 嚴(yán)重的粘著磨損 原因： 高速重載 —— v↑,Δt ↑, 油 η↓, 油膜破壞 ,表面金屬直接接觸， 融焊 → 相對運動 → 撕裂、溝痕 低速重載 —— P↑ 、 v ↓ ，不易形成油膜 → 冷膠合 后果：引起強烈的磨損和發(fā)熱，傳動不平穩(wěn)，導(dǎo)致齒輪報廢 改善措施： 1）采用抗膠合性能好的齒輪材料對 2）采用極壓潤滑油 3） ↓ 表面粗糙度， ↑ HB 4）材料相同時，使大、小齒輪保持一定硬度差 5） ↓ m→↓ 齒面 h→↓ 齒面 vs（必須滿足 σF） 現(xiàn)象：齒面沿滑動方向粘焊、撕脫，形成溝痕 齒輪傳動的失效形式及設(shè)計準(zhǔn)則 常發(fā)生于 開式 齒輪傳動 原因：相對滑動 +硬顆粒 (灰塵、金屬屑末等 ) 潤滑不良 +表面粗糙。 167。 114 直齒圓柱齒輪傳動的作用力及計算載荷 過齒輪所在軸線 不能傳遞扭矩 垂直于齒輪所在軸線 傳遞有用力矩 齒輪高副間 實際存在的力 直齒圓柱齒輪受力分析 ? 若 P為小齒輪軸傳遞的名義功率 (kW)， n1為小齒輪的轉(zhuǎn)速 (r/min)，則小齒輪傳遞的名義轉(zhuǎn)矩為 161 ??? nPT167。 114 直齒圓柱齒輪傳動的作用力及計算載荷 原動機 工作機械的載荷特性 均 勻 中等沖 擊 較大沖 擊 電動機 ～ ～ ～ 多缸內(nèi)燃機 ～ ～ ～ 單缸內(nèi)燃機 ～ ～ ～ 注意表 113說明 原 動 機載荷狀態(tài) 工 作 機 器電動機、均勻運轉(zhuǎn)的蒸汽機、燃?xì)廨啓C蒸汽機燃?xì)廨啓C多缸內(nèi)燃 機單缸內(nèi)燃 機均勻平穩(wěn)發(fā)電機、均勻傳送的帶式輸送機或板式輸送機、螺旋輸送機、輕型升降機、包裝機、機床進給機構(gòu)、通風(fēng)機、均勻密度材料攪拌機等 輕微沖擊不均勻傳送的帶式輸送機或板式輸送機、機床的主傳動機構(gòu)、重型升降機、工業(yè)與礦用風(fēng)機、重型離心機、變密度材料攪拌機等 中等沖擊橡膠擠壓機、橡膠和塑料作間斷 工作的攪拌機、輕型球磨機、木工機械、鋼坯初軋機、提升裝置、單缸活塞泵等 嚴(yán)重沖擊挖掘機、重型球磨機、橡膠糅合機、破碎機、重型給水機、旋轉(zhuǎn)式鉆探裝置、壓磚機、帶材冷軋機、壓坯機等 或更大① KA—— 使用系數(shù)： 考慮原動機和工作機的工作特性等引起的動力過載對輪齒受載的影響系數(shù)； ② 動載系數(shù) Kv 考慮齒輪副本身的嚙合誤差，如制造誤差造成兩基節(jié) (法向齒距 )不等，齒形誤差，輪齒變形等 附加動載荷 直齒圓柱齒輪 ： Kv ＝ ~ 斜齒圓柱齒輪： Kv ＝ ~ 精度 ↓ Kv↑ 速度 ↑ Kv↑ ③ 齒間載荷分配 系數(shù) Ka 考慮制造誤差及輪齒彈性變形，對于同時參與嚙合的兩對輪齒 載荷分配不等 Ka =1~ Ka =1~ 精度高取小值，反之取大值 斜齒圓柱齒輪： 直齒圓柱齒輪： ④ 齒向載荷分布系數(shù) K? 考慮齒輪非對稱布置、軸的變形 載荷集 中 ◆ 軸的彎曲變形： 齒輪隨之偏斜，引起偏載 不對稱布置時，靠近軸承一側(cè)受載大 懸臂布置時，偏載更嚴(yán)重 ◆ 軸的扭轉(zhuǎn)變形： 靠近轉(zhuǎn)矩輸入端的齒側(cè)變形大，故受載大 ◆ 軸的彎曲、扭轉(zhuǎn)變形的綜合影響： 若齒輪靠近轉(zhuǎn)矩輸入端布置，偏載嚴(yán)重 若齒輪遠(yuǎn)離轉(zhuǎn)矩輸入端布置，偏載減小 因此，齒輪在軸承間非對稱布置時，齒輪應(yīng)布置在遠(yuǎn)離轉(zhuǎn)距輸入、輸出端！ v F F v 例：請指出下列兩種傳動方案有何不同？哪一種更合理？ 左方案不合理，右方案合理 167。 ⑶ 提高齒面接觸疲勞強度的主要措施有： A、加大齒輪直徑 d； B、適當(dāng)增大齒寬 b(或齒寬系數(shù) )； C、采用正變位齒輪； D、提高齒輪精度等級； E、改善齒輪材料和熱處理方式，以提高 [σH] 。 引入齒寬系數(shù) 后并代入 、 得設(shè)計公式： 以上兩式分別為校和計算公式和設(shè)計計算公式。 167。 通過計算得到的齒寬適當(dāng)圓整，并使 b1=b2+5～ 10mm。 標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪傳動設(shè)計習(xí)題課 [解 ] 1）按圖所示的傳動方案，選用直齒圓柱齒輪傳動； 2）考慮此減速器的功率較大，故大、小齒輪都選用硬齒面。 平穩(wěn)性 ↑ 承載能力 ↑ 軸向力 ↑ 軸系復(fù)雜程度 ↑ ?↑ Fa an 斜齒圓柱齒輪傳動的強度計算 力的方向： Ft和 Fr： 同直齒圓柱齒輪 ? 軸向力： 主動輪 軸向力 Fa1的方向根據(jù)主動輪螺旋方向和回轉(zhuǎn)方向用“ 主動輪左 (右 )手法則 ”判斷。 因此 ， 斜齒輪傳動的承載能力比相同尺寸的直齒輪傳動略有提高 。 35 斜齒圓柱齒輪傳動的強度計算 標(biāo)準(zhǔn)斜齒圓柱齒輪傳動設(shè)計習(xí)題課 試設(shè)計一帶式輸送機減速器的斜齒圓柱齒輪傳動。 37 齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計 167。 1111 齒輪傳動的潤滑和效率 齒輪傳動的平均效率 圓柱齒輪 圓錐齒輪 傳動裝置 6級或 7級精度 的閉式傳動 8級精度的 閉式傳動 開式傳動 齒輪傳動的損耗： 嚙合中的摩擦損耗； 攪動潤滑油的油阻損耗； 軸承中的摩擦損耗。 37 齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計 三、腹板式 齒頂圓直徑 da≤200~500mm 毛坯是鍛造 167。 ~ 15176。 118 斜齒圓柱齒輪傳動 教材 188頁，題 119 二 、 強度計算 – 斜齒輪嚙合傳動時 ， 載荷作用在法面內(nèi) ， 而法面齒形近似于當(dāng)量齒輪的齒形 ， 因此 ， 斜齒輪傳動的強度計算可轉(zhuǎn)換為當(dāng)量直齒輪強度計算 。 人字齒輪： ? =25176。 對于標(biāo)準(zhǔn)齒輪，齒數(shù)不少于 17，以免根切 4） Z1與 Z2一般應(yīng)互為質(zhì)數(shù) 齒數(shù) z的選擇 教材 175頁例題 111，未按壽命計算 標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪傳動設(shè)計習(xí)題課 例 如圖所示，試設(shè)計此帶式輸送機減速器的高速級齒輪傳動。 116 直齒圓柱齒輪傳動的輪齒彎曲強度計算 一、主要參數(shù)的選擇 1．齒寬系數(shù) φd Φd↑ →齒寬 b ↑ → 有利于提高強度，但 Φd過大將導(dǎo)致齒向載