【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 齒數(shù)的范圍 仿型法加工動(dòng)畫(huà)演示 資 訊 2）展成法 ?原理 利用一對(duì)齒輪無(wú)側(cè)隙嚙合時(shí)兩輪的齒廓互為包絡(luò)線的原理加工齒輪 ?常用的刀具 齒輪插刀 齒條插刀 齒輪滾刀 ?展成法加工的基本要求 用展成法加工齒輪時(shí)，只要刀具與被加工齒輪的模數(shù)和壓力角相同，不管被加工齒輪的齒數(shù)是多少，都可以用同一把刀具來(lái)加工。 （ 動(dòng)畫(huà)演示工作原理 ） 資 訊 5. 根切現(xiàn)象與最少齒數(shù) 根切現(xiàn)象 用展成法加工齒輪時(shí)，若刀具的齒頂線（或齒頂圓）超過(guò)理論嚙合線極限點(diǎn) N時(shí)，被加工齒輪齒根附近的漸開(kāi)線齒廓將被切去一部分，這種現(xiàn)象稱為根切。 輪齒的根切大大削弱了輪齒的彎曲強(qiáng)度，降低齒輪傳動(dòng)的平穩(wěn)性和重合度，因此應(yīng)力求避免 資 訊 標(biāo)準(zhǔn)外齒輪的最少齒數(shù) 要使被切齒輪不產(chǎn)生根切，刀具的齒項(xiàng)線不得超過(guò) N點(diǎn)，即 mhNM a*?由圖中可看出 ??? 22 s i n2s i ns i n mzOPPNNM ???帶入上式得 ??? 22 s i n2s i ns i n mzOPPNNE ???整理后得 ?2*sin2 ahz ??2*m i n s in2 ahz ?即 120 * ??? ah、?當(dāng) 17min ?z時(shí) 資 訊 任務(wù) 2 設(shè)計(jì)單極齒輪減速器的齒輪傳動(dòng) 任務(wù)描述 ? 設(shè)計(jì)一對(duì)漸開(kāi)線齒輪，正確嚙合條件、連續(xù)傳動(dòng)條件和正確安裝條件及齒輪的結(jié)構(gòu)合理。 要求：中心距是 300mm，傳動(dòng)比是 3，壓力角 200 齒輪常見(jiàn)的失效形式與設(shè)計(jì)準(zhǔn)則 計(jì)劃決策 ? 。 ? 。 ? 。 ? 。 ? 。 ? 。 對(duì)一般工況下的齒輪傳動(dòng)，其設(shè)計(jì)準(zhǔn)則是： 保證足夠的齒根彎曲疲勞強(qiáng)度，以免發(fā)生齒根折斷。 保證足夠的齒面接觸疲勞強(qiáng)度，以免發(fā)生齒面點(diǎn)蝕。 對(duì)高速重載齒輪傳動(dòng)，除以上兩設(shè)計(jì)準(zhǔn)則外，還應(yīng)按齒面抗膠合能力的準(zhǔn)則進(jìn)行設(shè)計(jì)。 由實(shí)踐得知：閉式軟齒面齒輪傳動(dòng)，以保證齒面接觸疲勞強(qiáng)度為主。 閉式硬齒面或開(kāi)式齒輪傳動(dòng)，以保證齒根彎曲疲勞強(qiáng)度為主。 設(shè)計(jì)準(zhǔn)則 任務(wù)實(shí)施 齒輪的材料及其選擇原則 對(duì)齒輪材料性能的要求 齒輪的齒體應(yīng)有較高的抗折斷能力，齒面應(yīng)有較強(qiáng)的抗點(diǎn)蝕、抗磨損和較高的抗膠合能力，即要求：齒面硬、芯部韌、加工工藝性能及熱處理性能良好。 齒輪材料選用的基本原則 齒輪材料必須滿足工作條件的要求，如強(qiáng)度、壽命、可靠性、經(jīng)濟(jì)性等； 應(yīng)考慮齒輪尺寸大小，毛坯成型方法及熱處理和制造工藝； 鋼制軟齒面齒輪，其配對(duì)兩輪齒面的硬度差應(yīng)保持在 30~50HBS或更多。 鋼：許多鋼材經(jīng)適當(dāng)?shù)臒崽幚砘虮砻嫣幚?，可以成為常用的齒輪材料； 鑄鐵：常作為低速、輕載、不太重要的場(chǎng)合的齒輪材料； 非金屬材料：適用于高速、輕載、且要求降低噪聲的場(chǎng)合。 齒輪的常用材料及許用應(yīng)力 常用的齒輪材料 許用應(yīng)力 齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要包括： 選擇合理適用的結(jié)構(gòu)型式 依據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式確定齒輪的輪轂、輪輻、輪緣等各部分的尺寸 繪制齒輪的零件加工圖等 齒輪傳動(dòng)的潤(rùn)滑 任務(wù)實(shí)施 任務(wù)實(shí)施 檢查評(píng)價(jià) 評(píng)定形式 比例 評(píng)定內(nèi)容 評(píng)定標(biāo)準(zhǔn) 得分 自我評(píng)定 20% 5分 5分 5分 5分 積極 【 5】 ；一般 【 3】 ；不積極 【 0】 全部 【 5】 ；一半 【 3】 ；沒(méi)有 【 1】 全勤 【 5】 ；缺兩次 【 3】 ； 30%【 0】 強(qiáng) 【 5】 ；一般 【 3】 ；不強(qiáng) 【 1】 小組評(píng)定 30% 5分 、調(diào)研能力 5分 、交流、溝通能力 10分 10分 強(qiáng) 【 5】 ；一般 【 3】 ；不強(qiáng) 【 0】 強(qiáng) 【 5】 ；一般 【 3】 ；不強(qiáng) 【 1】 強(qiáng) 【 10】 ；一般 【 6】 ；不強(qiáng) 【 2】 強(qiáng) 【 10】 ；一般 【 6】 ；不強(qiáng) 【 2】 教師評(píng)定 50% 10分 、執(zhí)行情況 10分 15分 、實(shí)訓(xùn)報(bào)告 15分 積極 【 10】 ；一般 【 6】 ；較差 【 2】 好 【 10】 ；一般 【 6】 ；較差 【 2】 好 【 15】 ；一般 【 10】 ；較差 【 5】 【 0】 【 15】 任務(wù)執(zhí)行人評(píng)價(jià)表： 檢查評(píng)價(jià) 任務(wù)執(zhí)行人評(píng)價(jià)匯總表： 任務(wù)評(píng)價(jià) 姓名 自我評(píng)分 分值 10% 班組評(píng)分 分值 30％ 教師評(píng)分 分值 60% 綜合得分 任務(wù) 2 設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)齒輪傳動(dòng) 任務(wù)描述 ? 設(shè)計(jì)一對(duì)漸開(kāi)線齒輪，正確嚙合條件、連續(xù)傳動(dòng)條件和正確安裝條件及齒輪的結(jié)構(gòu)合理。 要求：中心距是 300mm，傳動(dòng)比是 3，壓力角 200 要了解齒輪的失效，首先必須了解齒輪的傳動(dòng)形式，因?yàn)? 不同的傳動(dòng)形式的齒輪，失效形式是不同的。 一、齒輪的傳動(dòng)形式 按工作條件不同分類 開(kāi)式 工作條件 :齒輪裸露 (硬質(zhì)顆粒進(jìn)入，潤(rùn)滑不良，易磨損） 應(yīng)用：適于低速或簡(jiǎn)單機(jī)械的場(chǎng)合 閉式 工作條件：齒輪密封在潤(rùn)滑良好的箱體內(nèi) (潤(rùn)滑良好，不易磨損。） 應(yīng)用：汽車、機(jī)床及航空發(fā)動(dòng)機(jī)等重要的齒輪傳動(dòng)中 按照兩嚙合齒輪的齒面硬度不同分類 軟齒面齒輪（齒面硬度 ≤ 350HBS）（常見(jiàn)失效齒面點(diǎn)蝕） 硬齒面齒輪（齒面硬度＞ 350HBS） （常見(jiàn)失效輪齒折斷） 輪齒折斷： 從形態(tài)看 , 輪齒折斷有整體折斷和局部折斷兩種形式。 整體折斷一般發(fā)生在齒根 , 這是因?yàn)檩嘄X相當(dāng)于一個(gè)懸臂梁 , 受載后輪齒根部產(chǎn)生的彎曲應(yīng)力最大 , 而且是交變應(yīng)力。 二、 齒輪常見(jiàn)失效形式（齒輪傳動(dòng)的失效主要是輪齒的失效，輪齒的失效形式又有多種。 ) 2. 齒面點(diǎn)蝕： 輪齒工作時(shí) , 齒面接觸處產(chǎn)生很大的接觸應(yīng)力 , 脫離嚙合后接觸應(yīng)力消失 , 對(duì)齒面某一固定點(diǎn)來(lái)說(shuō)它受到的接觸應(yīng)力是周期變化的脈動(dòng)循環(huán)應(yīng)力。當(dāng)這種接觸應(yīng)力超過(guò)了輪齒材料的接觸疲勞極限時(shí) , 齒面產(chǎn)生裂紋 , 裂紋擴(kuò)展致使表層金屬微粒脫落 ,形成一些淺坑 (小麻點(diǎn) ), 這種現(xiàn)象稱為齒面點(diǎn)蝕。 齒面點(diǎn)蝕通常出現(xiàn)在潤(rùn)滑良好的閉式齒輪傳動(dòng)中。 實(shí)踐表明 , 點(diǎn)蝕的部位發(fā)生在 輪齒齒面節(jié)線附近靠齒根的一側(cè) , 這是由于該處通常只有一對(duì)輪齒嚙合 , 接觸應(yīng)力較高 , 輪齒間相對(duì)滑動(dòng)速度小 , 潤(rùn)滑油膜不易形成的緣故。（相對(duì)滑動(dòng)速度越高，越易于形成油膜） 為防止齒面過(guò)早點(diǎn)蝕 , 可采用提高齒面硬度 , 降低齒面粗糙度 , 使用粘度較高的潤(rùn)滑油等措施。 一般在 閉式軟齒面齒輪設(shè)計(jì)時(shí) , 應(yīng)按齒面接觸疲勞強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算。 3. 齒面磨損： 輪齒在嚙合過(guò)程中存在相對(duì)滑動(dòng) , 致使齒面間產(chǎn)生摩擦、 磨損。 當(dāng)金屬微粒、 砂粒、 灰塵等硬質(zhì)磨粒進(jìn)入輪齒間時(shí)引起磨粒磨損 , 如圖所示。 齒面磨損使?jié)u開(kāi)線齒廓破壞 , 齒厚減薄 , 致使側(cè)隙增大而引起沖擊和振動(dòng)。 而且還會(huì)因齒厚減薄使強(qiáng)度降低而導(dǎo)致輪齒折斷。 閉式齒輪傳動(dòng)中 , 只要經(jīng)常注意潤(rùn)滑油的更換和清潔 , 一般不會(huì)發(fā)生磨粒磨損。 而開(kāi)式齒輪傳動(dòng)中 , 由于磨損速度較快 , 通常齒面還來(lái)不及達(dá)到點(diǎn)蝕的程度 , 其表層材料就已被磨粒 , 引起 磨粒磨損 , 因此點(diǎn)蝕現(xiàn)象一般 不會(huì)發(fā)生。 4. 齒面膠合： 在高速重載齒輪傳動(dòng)中 , 由于輪齒齒面受到很大的壓力 , 潤(rùn)滑油膜容易破裂； 而在低速重載齒輪傳動(dòng)中 , 齒面潤(rùn)滑油膜不易形成 ,這些都會(huì)造成輪齒嚙合區(qū)局部相互接觸的齒面發(fā)生高溫粘連或是壓力粘連。 同時(shí)齒廓間存在相對(duì)滑動(dòng) , 致使齒面金屬被撕落下來(lái) , 在齒面沿滑動(dòng)方向出現(xiàn)條狀傷痕 , 這稱為膠合。 5. 齒面塑性變形： 重載時(shí) , 在摩擦力作用下 , 輪齒表層材料將沿著摩擦力方向發(fā)生塑性流動(dòng) , 導(dǎo)致主動(dòng)齒輪齒面節(jié)線處出現(xiàn)凹坑 , 從動(dòng)齒輪齒面節(jié)線處出現(xiàn)凸脊 , 此稱為齒面塑性變形 , 齒面塑性變形使齒形被破壞 , 直接影響齒輪的正常嚙合。 為防止齒面的塑性變形 , 可采用提高齒面硬度 , 選用粘度較高的潤(rùn)滑油等措施。 ☆ 總結(jié)主要失效形式： ※ 開(kāi)式齒輪傳動(dòng)：齒面磨損 (輪齒折斷 ) ※ 閉式軟齒面齒輪傳動(dòng) :齒面點(diǎn)蝕 （輪齒折斷 ) ※ 閉式硬齒面齒輪傳動(dòng) :輪齒折斷（齒面點(diǎn)蝕 ） （針對(duì)失效原因建立起來(lái)的工作能力判定條件稱為設(shè)計(jì)準(zhǔn)則。） ☆總結(jié)設(shè)計(jì)準(zhǔn)則 ※ 開(kāi)式齒輪傳動(dòng) ：（由于磨損無(wú)實(shí)用的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，故考慮折斷） 按照齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)，確定齒輪的模數(shù)，然后考慮磨損因素，將模數(shù)增大 1020％ . (注：無(wú)需校核接觸疲勞強(qiáng)度。 ) ※ 閉式軟齒面齒輪傳動(dòng) :按照齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)，確定齒輪的主要參數(shù)和尺寸，然后校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度。 ※ 閉式硬齒面齒輪傳動(dòng) :按照齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)，確定齒輪的主要參數(shù)和尺寸，然后校核齒面接觸疲勞強(qiáng)度。 三、設(shè)計(jì)準(zhǔn)則 (總結(jié)） 閉式傳動(dòng)的主要失效形式為齒面點(diǎn)蝕和輪齒的彎曲疲勞折斷。 當(dāng)采用軟齒面 (硬度 ≤ 350 HBS)時(shí) , 其齒面接觸疲勞強(qiáng)度相對(duì)較低 , 因此設(shè)計(jì)時(shí)首先按齒面接觸疲勞強(qiáng)度條件進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算 , 并確定齒輪的主要參數(shù)和尺寸， 然后再按輪齒的彎曲疲勞強(qiáng)度進(jìn)行校核。 當(dāng)采用硬齒面 (硬度＞ 350 HBS)時(shí) , 一般首先按輪齒的彎曲疲勞強(qiáng)度條件進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算 , 確定齒輪的模數(shù)及其主要幾何尺寸 , 然后再校核其齒面接觸疲勞強(qiáng)度。 2. 開(kāi)式傳動(dòng) 開(kāi)式傳動(dòng)的主要失效形式為磨粒磨損。 通常按照齒根彎曲疲勞強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算 , 確定齒輪的模數(shù)及其他參數(shù) , 但考慮磨粒磨損的影響再將模數(shù)增大 10%~20%, 無(wú)須校核接觸強(qiáng)度。 五、齒輪的材料和熱處理 齒輪材料的基本要求 為了使齒輪能正常工作 , 齒輪材料應(yīng)保證輪齒表面有足夠的硬度 , 以增強(qiáng)它的抗點(diǎn)蝕、 抗磨損、 抗膠合和抗塑性變形的能力； 輪芯部應(yīng)有足夠的強(qiáng)度和韌性 , 以抵抗齒根折斷和沖擊載荷； 同時(shí)材料應(yīng)具有良好的加工性和熱處理性能 , 使之便于加工 , 利于提高其力學(xué)性能。 鋼：許多鋼材經(jīng)適當(dāng)?shù)臒崽幚砘虮砻嫣幚?，可成為常用的齒輪材料；（鑄鋼 鍛鋼 da≧ 500mm) 鑄鐵：常作為低速、輕載、不太重要的場(chǎng)合的齒輪材料； 非金屬材料：適用于高速、輕載、且要求降低噪聲的場(chǎng)合。 表 56 常用齒輪材料 齒輪材料選用的基本原則 (1)軟齒面齒輪的齒面硬度