【正文】 潘存云教授研制 F’ F′ β β F′ β ω 1 T1 Ft Ft 長方體底面 長方體對角面即輪齒法面 F′ =Ft /cosβ 潘存云教授研制 αn Fa Fa αn Fn c 潘存云教授研制 d1 2 Fr Fn F′ 167。 圓柱齒輪材傳動的幾何計(jì)算 漸開線外嚙合 圓柱齒輪傳動 的主要 幾何計(jì)算公式 見表 p212。 (4) 合金鋼常用于制作高速、重載并在沖擊載荷下工作的齒輪； (5) 航空齒輪要求尺寸盡可能小，應(yīng)采用表面硬化處理的高強(qiáng) 度合金鋼； 167。 167。其承載能力高，但一般需要磨齒。 齒輪材料及其熱處理 特點(diǎn)及應(yīng)用： 調(diào)質(zhì)、正火處理后的硬度低， HBS ≤ 350， 屬軟齒面，工藝簡單、用于一般傳動。氮化處理溫度低，輪齒變形小，適用于難以磨齒的場合，如內(nèi)齒輪，但其硬化層很薄。 滲氮是一種化學(xué)處理。機(jī)械強(qiáng)度要求不高的齒輪可用中碳鋼正火處理。因?yàn)橛捕炔桓?，故可在熱處理后精切齒形，且在使用中易于跑合。 齒輪材料及其熱處理 調(diào)質(zhì)一般用于中碳鋼和中碳合金鋼，如 4 40Cr、35SiMn等。通常滲碳淬火后要磨齒。齒面硬度達(dá) 56~62HRC，齒面接觸強(qiáng)度高，耐磨性好，齒芯韌性高。表面淬火后輪齒變形小，可不磨齒，硬度可達(dá) 52~56HRC，面硬芯軟，能承受一定沖擊載荷。一般用齒輪用碳素鋼，重要齒輪用合金鋼。 耐磨性及強(qiáng)度較好，常用于大尺寸齒輪。 齒輪材料及其熱處理 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。 齒輪傳動的失效形式 1 對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。 ? 閉式硬齒面或開式齒輪傳動，以保證齒根彎曲疲勞強(qiáng)度為主。 輪傳動的失效形式 潘存云教授研制 潘存云教授研制 齒面膠合 齒面磨粒磨損 齒面點(diǎn)蝕 輪齒折斷 失效形式 齒面塑性變形 潘存云教授研制 表面凸出 表面凹陷 167。 措施： 低速 高速 輪齒折斷 失效形式 (5種 ) 167。 潘存云教授研制 齒面點(diǎn)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。 齒輪傳動的失效形式 保證齒輪不發(fā)生齒面點(diǎn)蝕的方法： 根本的措施是： 用 接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算 確定相關(guān)的齒輪參數(shù)，保證齒輪的接觸強(qiáng)度足夠。 齒面受交變的應(yīng)力持續(xù)作用 ,微裂紋在油液的輔助下向下、再向上擴(kuò)展 ,最終形成粒狀脫落，使齒面出現(xiàn)點(diǎn)蝕坑。 齒面點(diǎn)蝕 輪齒折斷 失效形式 (5種 ) 167。點(diǎn)蝕首先出現(xiàn)在節(jié)線處，齒面越硬，抗點(diǎn)蝕能力越強(qiáng)。 167。 1 輪齒的失效形式 失效形式 (5種 ) 潘存云教授研制 疲勞折斷 過載折斷 因受交變應(yīng)力的持續(xù)作用 ,斷裂均始于齒根受拉側(cè) , 保證輪齒不發(fā)生折斷的方法： 根本的措施是： 用 彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算 確定相關(guān)的齒輪參數(shù)，保證其齒根的 彎曲強(qiáng)度足夠。 167。 按照誤差的特性及它們對傳動性能的主要影響，將齒輪的各項(xiàng)公差分成三組，分別反映傳遞運(yùn)動的 準(zhǔn)確性 ，傳動的 平穩(wěn)性 和載荷分布的 均勻性 。 傳動比 i 齒數(shù)比 u 21nni ＝從動輪轉(zhuǎn)速主動輪轉(zhuǎn)速? 112 ??zzu ＝小齒輪齒數(shù)大齒輪齒數(shù)2 精度等級的選擇 詳見表 p207 國標(biāo) GB1009588規(guī)定了齒輪精度的 12個等級。 167。 2 分類 (表 p204，圖 p205) 167。 按類型分 按裝置型式分 按使用情況分 硬齒面齒輪 （ 齒面硬度 350HBS） 直齒圓柱齒輪傳動 斜齒圓柱齒輪傳動 錐齒輪傳動 人字齒輪傳動 動力齒輪 傳動齒輪 按齒面硬度分 軟齒面齒輪 （齒面硬度 350HBS） 以動力傳輸為主，常為高速重載或低速重載傳動。 分類 開式傳動 有簡單防護(hù)罩，大齒輪浸入油池，潤滑得到改善、適于非重要應(yīng)用； 裸露、灰塵、易磨損，適于低速傳動。 與帶傳動、鏈傳動相比 適用范圍： 傳遞功率可達(dá)數(shù)萬千瓦；圓周速度可達(dá) 150米 /秒；直徑可達(dá) 10米以上； 單級傳動比可達(dá) 8以上 。 無論是平均值還是瞬時值。 概述 1 特點(diǎn) ? 傳動效率高 ,η可達(dá) 99％； 在常用的機(jī)械傳動中，齒輪傳動的效率為最高； ? 結(jié)構(gòu)緊湊 。 直齒圓柱齒輪傳動的強(qiáng)度計(jì)算 167。 齒輪傳動的效率和潤滑 167。 斜齒 圓柱齒輪傳動的強(qiáng)度計(jì)算 167。 齒輪材料及其熱處理 167。 齒輪傳動的失效形式 167。第 12章 齒輪傳動 167。 齒輪傳動的主要參數(shù) 167。 圓柱齒輪傳動的載荷計(jì)算 167。 圓柱齒輪傳動的幾何計(jì)算 167。 直齒錐齒輪傳動 167。 概述 167。 齒輪結(jié)構(gòu) 167。與帶傳動、鏈傳動相比，在同樣的使用條件下，齒輪傳動所需的空間一般較?。? ? 工作可靠，壽命長； 與各類傳動相比 ? 傳動比穩(wěn)定 。這也是齒輪傳動獲得廣泛應(yīng)用的原因之一； ? 制造及安裝精度要求高，價(jià)格較貴。 作用： 用來傳遞兩軸之間的運(yùn)動和動力。 半開式傳動 閉式傳動 全封閉、潤滑良好、適于重要應(yīng)用。 以運(yùn)動準(zhǔn)確為主，一般為輕載高精度傳動。 概述 3 基本要求 ? 傳動平穩(wěn)； ?承載能力高。 齒輪傳動的主要參數(shù) 1 主要參數(shù) 基本齒廓；模數(shù)；中心距；傳動比；齒數(shù)比 。其中 1級最高， 12級最低， 常用的為 6~9級精度 。 精度選擇是以傳動的 用途、使用條件、傳遞功率、圓周速度 等為依據(jù)來確定。 齒輪傳動的失效形式 輪齒折斷 一般發(fā)生在齒根處，嚴(yán)重過載突然斷裂、疲勞折斷。 輔助措施有：（ 1） 增大齒根過渡圓角半徑，消除加工刀痕，減小齒根應(yīng)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） 采用適當(dāng)?shù)臒崽幚?，使輪齒芯部材料具有足夠的韌性； （ 4） 減輕滾切拉傷、磨削燒傷等加工損傷； （ 5） 采用噴丸、滾壓等工藝，對齒根表層進(jìn)行強(qiáng)化處理；等。 齒輪傳動的失效形式 潘存云教授研制 潘存云教授研制 齒面接觸疲勞磨損 齒面接觸應(yīng)力按脈動循環(huán)變化當(dāng)超過疲勞極限時，表面產(chǎn)生微裂紋、高壓油擠壓使裂紋擴(kuò)展、微粒剝落。軟齒面閉式齒輪傳動常因點(diǎn)蝕而失效。 齒輪傳動的失效形式 往往在閉式軟齒面齒輪傳動中會發(fā)生擴(kuò)展性點(diǎn)蝕。 167。 輔助措施有：（ 1） 提高齒面硬度； （ 2） 降低齒面粗糙度； （ 3） 采用較大的變位系數(shù)； （ 4） 采用粘度較高的潤滑油； （ 5） 減少動載荷；等。當(dāng)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。 齒輪傳動的失效形式 潘存云教授研制 齒面膠合 齒面磨粒磨損 措施： ，清潔環(huán)境 齒面點(diǎn)蝕 輪齒折斷 失效形式 167。 齒輪傳動的失效形式 2 齒輪的 設(shè)計(jì)準(zhǔn)則 ? 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； 由工程實(shí)踐得知： ? 閉式軟齒面齒輪傳動，以保證齒面接觸疲勞強(qiáng)度為主； ? 對高速重載齒輪傳動，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)。 167。 167。 非金屬材料 2 常用齒輪材料 鋼材的韌性好，耐沖擊，通過熱處理和化學(xué)處理可改善材料的機(jī)械性能，最適于用來制造齒輪。 含碳量為 % ~%的碳素鋼或合金。 表 齒輪常用材料及其力學(xué)性能 材料牌號 熱處理方法 強(qiáng)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 齒輪常用材料及其力學(xué)性能 材料牌號 熱處理方法 強(qiáng)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