齒輪傳動(dòng)汽車機(jī)械基礎(chǔ)PPT課件

1、一、齒輪傳動(dòng)的特點(diǎn)一、齒輪傳動(dòng)的特點(diǎn) 1 1）制造、安裝精度要求較高）制造、安裝精度要求較高 2 2）不適于中心距）不適于中心距a a較大兩軸間傳動(dòng)較大兩軸間傳動(dòng) 3 3）使用維護(hù)費(fèi)用較高，精度低時(shí)、噪音、振動(dòng)較大）使用維護(hù)費(fèi)用較高，精度低時(shí)、噪音、振動(dòng)較大 4 4）只能實(shí)現(xiàn)有級(jí)變速。）只能實(shí)現(xiàn)有級(jí)變速。 優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：1 1）傳動(dòng)功率大，傳動(dòng)效率高；）傳動(dòng)功率大，傳動(dòng)效率高； 2 2）瞬時(shí)傳動(dòng)比精確；）瞬時(shí)傳動(dòng)比精確； 3 3）可實(shí)現(xiàn)平行、相交、交錯(cuò)等軸之間的傳動(dòng)；）可實(shí)現(xiàn)平行、相交、交錯(cuò)等軸之間的傳動(dòng)； 4 4）工作平穩(wěn)可靠、壽命長。）工作平穩(wěn)可靠、壽命長。 缺點(diǎn)：缺點(diǎn)： 齒輪機(jī)構(gòu)是現(xiàn)代機(jī)械

2、中應(yīng)用最廣泛的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，用于傳遞空間任意兩齒輪機(jī)構(gòu)是現(xiàn)代機(jī)械中應(yīng)用最廣泛的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，用于傳遞空間任意兩 軸或多軸之間的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力。軸或多軸之間的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力。它是依靠主動(dòng)輪和從動(dòng)輪的嚙合來傳遞運(yùn)動(dòng)它是依靠主動(dòng)輪和從動(dòng)輪的嚙合來傳遞運(yùn)動(dòng) 和動(dòng)力的。和動(dòng)力的。 交錯(cuò)軸齒輪傳動(dòng)交錯(cuò)軸齒輪傳動(dòng) 1、按傳動(dòng)軸相對(duì)位置、按傳動(dòng)軸相對(duì)位置 二、齒輪傳動(dòng)的主要類型二、齒輪傳動(dòng)的主要類型 平行軸齒輪傳動(dòng)平行軸齒輪傳動(dòng)相交軸齒輪傳動(dòng)相交軸齒輪傳動(dòng) 平行軸齒輪傳動(dòng)又稱為平行軸齒輪傳動(dòng)又稱為 平面齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)平面齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu) 相交軸齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和交錯(cuò)軸齒輪傳動(dòng)相交軸齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和交錯(cuò)軸齒輪傳動(dòng) 機(jī)構(gòu)統(tǒng)稱為空間齒輪傳動(dòng)機(jī)

3、構(gòu)機(jī)構(gòu)統(tǒng)稱為空間齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu) 外嚙合直齒輪外嚙合直齒輪內(nèi)嚙合直齒輪內(nèi)嚙合直齒輪 兩軸線平行的圓柱齒輪傳動(dòng)兩軸線平行的圓柱齒輪傳動(dòng) 斜齒圓柱齒輪斜齒圓柱齒輪人字齒圓柱齒輪人字齒圓柱齒輪 齒輪齒條傳動(dòng)齒輪齒條傳動(dòng) 齒輪齒條應(yīng)用 直齒圓錐齒輪傳動(dòng)直齒圓錐齒輪傳動(dòng) 相交軸齒輪傳動(dòng)相交軸齒輪傳動(dòng) 曲齒錐齒輪傳動(dòng)曲齒錐齒輪傳動(dòng) 兩軸相交錯(cuò)的齒輪機(jī)構(gòu)兩軸相交錯(cuò)的齒輪機(jī)構(gòu) 交錯(cuò)軸斜齒輪傳動(dòng)交錯(cuò)軸斜齒輪傳動(dòng) 蝸輪蝸輪 蝸桿蝸桿 傳動(dòng)傳動(dòng) 錐蝸桿傳動(dòng)錐蝸桿傳動(dòng) 8avi 閉式閉式潤滑、密封良好， 汽車、機(jī)床及航空發(fā)動(dòng)機(jī)等的齒輪 傳動(dòng)中。 2、按工作條件、按工作條件 開式開式適于低速及不重要的場(chǎng)合 半開式半開式農(nóng)業(yè)

4、機(jī)械、建筑機(jī)械及簡(jiǎn) 單機(jī)械設(shè)備（只有簡(jiǎn)單防護(hù)罩） 2 2 漸開線齒輪嚙合特性漸開線齒輪嚙合特性 一、齒輪傳動(dòng)應(yīng)滿足的基本要求一、齒輪傳動(dòng)應(yīng)滿足的基本要求 一個(gè)最基本要求：傳動(dòng)平穩(wěn)。一個(gè)最基本要求：傳動(dòng)平穩(wěn)。 要求其瞬時(shí)傳動(dòng)比要求其瞬時(shí)傳動(dòng)比I恒定不變，以避免沖擊、振動(dòng)恒定不變，以避免沖擊、振動(dòng) 和噪聲和噪聲 傳動(dòng)比：傳動(dòng)比： 2 1 12 i 為了保證傳動(dòng)比恒定，需要采用適當(dāng)?shù)凝X廓曲線，最常用為了保證傳動(dòng)比恒定，需要采用適當(dāng)?shù)凝X廓曲線，最常用 的是漸開線齒廓。的是漸開線齒廓。 二、漸開線的形成二、漸開線的形成 當(dāng)一直線當(dāng)一直線BKBK沿一個(gè)圓的圓周作純滾動(dòng)時(shí)，沿一個(gè)圓的圓周作純滾動(dòng)時(shí)， 直線上

5、任一點(diǎn)直線上任一點(diǎn)K K的軌跡的軌跡 AK AK 漸開線漸開線 BK BK 發(fā)生線發(fā)生線 r rb b 基圓半徑 基圓半徑 K K 漸開線 漸開線AKAK段的展角段的展角 K 當(dāng)直線沿一圓周作相切純滾動(dòng)時(shí)，直線上任一點(diǎn)在與該圓固聯(lián)的平面上的當(dāng)直線沿一圓周作相切純滾動(dòng)時(shí)，直線上任一點(diǎn)在與該圓固聯(lián)的平面上的 軌跡軌跡k k0 0k k，稱為該圓的漸開線。，稱為該圓的漸開線。 K0 K 漸開線漸開線 N 發(fā)生線發(fā)生線 漸開線漸開線k0k 的的展角展角 k O 基圓基圓 rb 漸開線的形成漸開線的形成 N 發(fā)生線發(fā)生線 漸開線漸開線k k0 0k k 的展角的展角 K0 K O 基圓基圓 漸開線漸開線

6、 k (2) (2) 漸開線上任意一點(diǎn)的法線必漸開線上任意一點(diǎn)的法線必 切于基圓切于基圓，切于基圓的直線，切于基圓的直線 必為漸開線上某點(diǎn)的法線。必為漸開線上某點(diǎn)的法線。 發(fā)生線發(fā)生線NKNK是漸開線在是漸開線在K K點(diǎn)的法線點(diǎn)的法線 Pk Vk k k (1)(1)NK = N K0 ） rb 漸開線上點(diǎn)的壓力角漸開線上點(diǎn)的壓力角( (齒形角齒形角) ) 壓力角壓力角是指漸開線齒廓上任意是指漸開線齒廓上任意 一點(diǎn)所受到的正壓力方向與受力一點(diǎn)所受到的正壓力方向與受力 點(diǎn)速度方向（運(yùn)動(dòng)方向線）之間所點(diǎn)速度方向（運(yùn)動(dòng)方向線）之間所 夾的銳角，稱為齒輪齒廓在該點(diǎn)的夾的銳角，稱為齒輪齒廓在該點(diǎn)的 壓力

7、角。用壓力角。用k k表示。表示。 r rk k 二、漸開線的性質(zhì)二、漸開線的性質(zhì) ( () )漸開線齒廓各點(diǎn)具有不同的壓力角，點(diǎn)離基圓中心漸開線齒廓各點(diǎn)具有不同的壓力角，點(diǎn)離基圓中心 愈遠(yuǎn)，壓力角愈大。愈遠(yuǎn)，壓力角愈大。 發(fā)生線的長度和發(fā)生線所滾過的軌跡相等。 (4)(4)漸開線的形狀取決于基漸開線的形狀取決于基 圓的大小圓的大小，基圓越大，漸開，基圓越大，漸開 線越平直，當(dāng)基圓半徑趨于線越平直，當(dāng)基圓半徑趨于 無窮大時(shí)，漸開線成為斜直無窮大時(shí)，漸開線成為斜直 線。線。 （5 5）基圓內(nèi)無漸開線。）基圓內(nèi)無漸開線。 KO1 1 rb2 o2 2 1 r b1 o1 3 K N1 N2KO2

8、2 齒數(shù)齒數(shù)Z Z，齒槽，齒槽 1 1、齒頂圓、齒頂圓r ra a 2 2、齒根圓、齒根圓r rf f 3 3、在任意圓上、在任意圓上r rk k (1)(1)齒槽寬齒槽寬e e (2)(2)齒厚齒厚s s (3)(3)齒距齒距P P= =e e+ +s s 一、齒輪各部分名稱及代號(hào)一、齒輪各部分名稱及代號(hào) 3 3 漸開線直齒圓柱齒輪的漸開線直齒圓柱齒輪的 基本參數(shù)和幾何尺寸基本參數(shù)和幾何尺寸 4 4、分度圓：人為取定一個(gè)圓，使、分度圓：人為取定一個(gè)圓，使 該圓上的齒厚和齒槽寬相等，模數(shù)該圓上的齒厚和齒槽寬相等，模數(shù) 和壓力角取標(biāo)準(zhǔn)值，這個(gè)圓稱為分和壓力角取標(biāo)準(zhǔn)值，這個(gè)圓稱為分 度圓。分度圓上

9、所有參數(shù)不帶下標(biāo)。度圓。分度圓上所有參數(shù)不帶下標(biāo)。 分度圓：分度圓：r，d，s，e，p O h p e s r ra rf hfha 齒頂圓 分度圓 齒根圓 端面 齒輪軸線 對(duì)標(biāo)準(zhǔn)齒輪對(duì)標(biāo)準(zhǔn)齒輪s s= =e e= =P/2P/2的圓的圓 5 5、齒頂高、齒頂高h(yuǎn) ha a：d d與與d da a之間之間 齒全高齒全高h(yuǎn) h：h=hh=ha a+h+hf f 齒根高齒根高h(yuǎn) hf f：d d與與d df f之間之間 齒輪圓周上輪齒的數(shù) 目稱為齒數(shù),用z表示。 kk zpd z p d k k p m 定義模數(shù)：定義模數(shù)： 或：或： mp 則：則：d = mz 1 1、模數(shù)、模數(shù)m m 二、標(biāo)準(zhǔn)

10、齒輪的基本參數(shù)二、標(biāo)準(zhǔn)齒輪的基本參數(shù) 任一直徑為任一直徑為dK 的圓周上：的圓周上： 人為的將齒輪上某一特定圓上人為的將齒輪上某一特定圓上 的的p/p/定為標(biāo)準(zhǔn)值（有理數(shù)）定為標(biāo)準(zhǔn)值（有理數(shù)） 決定齒輪尺寸和齒形的基本參數(shù)有決定齒輪尺寸和齒形的基本參數(shù)有5 5個(gè)：齒輪的模數(shù)個(gè)：齒輪的模數(shù) m m、壓力角、壓力角a a 、齒數(shù)、齒數(shù) z z、齒頂高系數(shù)、齒頂高系數(shù)h ha a* *及頂隙系數(shù)及頂隙系數(shù)c c* *。以上。以上5 5個(gè)參數(shù)，除齒數(shù)個(gè)參數(shù)，除齒數(shù) z z 外均已標(biāo)準(zhǔn)外均已標(biāo)準(zhǔn) 分度圓上的齒距分度圓上的齒距p p 對(duì)對(duì) 的比值稱為的比值稱為模數(shù)，模數(shù)，單位：mm 模數(shù)越大，輪齒越大，輪

11、齒的承載能力就越強(qiáng)，當(dāng)分度圓直徑相同時(shí)，模數(shù)越大，輪齒越大，輪齒的承載能力就越強(qiáng)，當(dāng)分度圓直徑相同時(shí)， 模數(shù)小的輪齒小，其齒數(shù)多。模數(shù)小的輪齒小，其齒數(shù)多。 2 2、壓力角、壓力角 （是決定漸開線齒廓形狀的一個(gè)基本參數(shù)）是決定漸開線齒廓形狀的一個(gè)基本參數(shù)） GB1356-88GB1356-88規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)壓力角：規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)壓力角：=20=20 某些場(chǎng)合：某些場(chǎng)合：=14.5=14.5、1515、22.522.5、2525。 漸開線各處的壓力角不相等，分度圓上的壓力角簡(jiǎn)漸開線各處的壓力角不相等，分度圓上的壓力角簡(jiǎn) 稱為壓力角稱為壓力角 分度圓就是齒輪上具有標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)和標(biāo)準(zhǔn)壓力角的圓。在齒輪傳分度圓就是齒

12、輪上具有標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)和標(biāo)準(zhǔn)壓力角的圓。在齒輪傳 動(dòng)中，齒廓曲線和分度圓交點(diǎn)處的速度方向與該點(diǎn)的法線方向（即動(dòng)中，齒廓曲線和分度圓交點(diǎn)處的速度方向與該點(diǎn)的法線方向（即 力的作用線方向）之間所夾的銳角稱為分度圓壓力角。力的作用線方向）之間所夾的銳角稱為分度圓壓力角。 以后凡是不加指明，壓力角都是指分度圓上的標(biāo)準(zhǔn)壓力角以后凡是不加指明，壓力角都是指分度圓上的標(biāo)準(zhǔn)壓力角a a。 3 3、齒數(shù)、齒數(shù)z z：一個(gè)齒輪的輪齒總數(shù)。：一個(gè)齒輪的輪齒總數(shù)。 cos 2 mz r mzd b 表明：齒輪的大小和漸開線齒輪表明：齒輪的大小和漸開線齒輪 形狀都與齒數(shù)有關(guān)形狀都與齒數(shù)有關(guān) 當(dāng)齒輪模數(shù)一定時(shí)，齒數(shù)越多，齒輪幾

13、何尺當(dāng)齒輪模數(shù)一定時(shí)，齒數(shù)越多，齒輪幾何尺 寸越大，齒廓曲線越平直。寸越大，齒廓曲線越平直。 4、齒頂高系數(shù) 和頂隙系數(shù) * a h * c mhh aa * * a h 稱為齒頂高系數(shù)，我國標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定 正常齒為1.齒頂高齒根高與模數(shù) 成正比。 頂隙頂隙 ： 一對(duì)相互嚙合的齒輪中，一對(duì)相互嚙合的齒輪中， 一個(gè)齒輪的齒根圓與另一個(gè)齒輪的齒一個(gè)齒輪的齒根圓與另一個(gè)齒輪的齒 頂圓之間在連心線上度量的距離，用頂圓之間在連心線上度量的距離，用C C 表示。頂隙系數(shù)用表示。頂隙系數(shù)用c c* *表示。在標(biāo)準(zhǔn)直表示。在標(biāo)準(zhǔn)直 齒圓柱齒輪中頂系系數(shù)為齒圓柱齒輪中頂系系數(shù)為0.25.0.25. r2 r1 c a

14、 o1 o2 頂隙（也稱徑向間隙）頂隙（也稱徑向間隙） mcc 標(biāo)準(zhǔn)齒輪：標(biāo)準(zhǔn)齒輪：標(biāo)準(zhǔn)齒輪是指標(biāo)準(zhǔn)齒輪是指m m、h ha a* *、c c* * 均取標(biāo)準(zhǔn)值，具有標(biāo)準(zhǔn)的齒頂高和齒根均取標(biāo)準(zhǔn)值，具有標(biāo)準(zhǔn)的齒頂高和齒根 高，且分度圓齒厚等于齒槽寬的齒輪。高，且分度圓齒厚等于齒槽寬的齒輪。 一個(gè)齒輪：一個(gè)齒輪： d=mz da=d+2ha=(z+2 ha*)m df=d-2hf=(z-2 ha*-2 c*)m ha= ha*m hf=( ha*+ c*)m h=ha+hf=(2 ha*+ c*)m p=m meS 2 1 一對(duì)標(biāo)準(zhǔn)齒輪：一對(duì)標(biāo)準(zhǔn)齒輪： )( 2 1 )( 2 1 1212 zzm

15、dda m m、z z決定了分度圓的大小，而齒輪的大小主要取決于分度圓，決定了分度圓的大小，而齒輪的大小主要取決于分度圓， 因此因此m m、z z是決定齒輪大小的主要參數(shù)是決定齒輪大小的主要參數(shù) 輪齒的尺寸與輪齒的尺寸與m m， h ha a* * ， c c* * 有關(guān)與有關(guān)與z z無關(guān)無關(guān) 至于齒形，與至于齒形，與m m，z z，有關(guān)有關(guān) 三、標(biāo)準(zhǔn)直齒輪的幾何尺寸三、標(biāo)準(zhǔn)直齒輪的幾何尺寸 四、標(biāo)準(zhǔn)齒條四、標(biāo)準(zhǔn)齒條 Z 2 2、齒廓在不同高度上的齒距均相等，但齒厚和槽寬各不相同、齒廓在不同高度上的齒距均相等，但齒厚和槽寬各不相同 p p= =mm， 分度線（齒條中線）：分度線（齒條中線）：s

16、=es=e 3 3、尺寸計(jì)算：同標(biāo)準(zhǔn)齒輪一樣、尺寸計(jì)算：同標(biāo)準(zhǔn)齒輪一樣 1 1、齒廓不同高度上的壓力角均相、齒廓不同高度上的壓力角均相 等，且等等，且等 于齒廓的傾斜角，此于齒廓的傾斜角，此 角稱為齒形角，標(biāo)準(zhǔn)值角稱為齒形角，標(biāo)準(zhǔn)值 為為2020 =齒形角（齒形角（2020） 4 4 漸開線直齒圓柱齒輪的傳動(dòng)漸開線直齒圓柱齒輪的傳動(dòng) 一、嚙合方式：一對(duì)平行軸齒輪的轉(zhuǎn)向 機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn) 圖 機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn) 圖 漸開線齒廓的嚙合過程 兩齒輪的相鄰兩對(duì)輪齒分別在兩齒輪的相鄰兩對(duì)輪齒分別在K和和KK同時(shí)接觸，才能使兩個(gè)漸開同時(shí)接觸，才能使兩個(gè)漸開 線齒輪搭配起來并正確的傳動(dòng)線齒輪搭配起來并正確的傳動(dòng) k N2

17、 N1 k2 o1 o2 (b) k1 k N2 N1 k o1 o2 (a) 欲使兩齒輪正確嚙合，欲使兩齒輪正確嚙合，兩輪兩輪的基圓齒距必須相等。的基圓齒距必須相等。 二、正確嚙合條件二、正確嚙合條件 齒輪副的正確嚙合條件：齒輪副的正確嚙合條件： bbb ppp 21 21nn pp 即即 一對(duì)漸開線直齒圓柱齒輪的正確嚙合條件是：一對(duì)漸開線直齒圓柱齒輪的正確嚙合條件是： 兩輪的模數(shù)相等，兩輪的壓力角相等。兩輪的模數(shù)相等，兩輪的壓力角相等。 21 21 mmm )( nb pp O 1 1 2 O 2 c c P K N 1 2 N ha hf b1 r b2 r 2 r =r2 r =r1

18、1 三、連續(xù)運(yùn)動(dòng)條件三、連續(xù)運(yùn)動(dòng)條件 為保證一對(duì)漸開線齒輪能夠?yàn)楸ＷC一對(duì)漸開線齒輪能夠 連續(xù)傳動(dòng)，必須做到前一對(duì)嚙合連續(xù)傳動(dòng)，必須做到前一對(duì)嚙合 輪齒尚未脫離嚙合，而后一對(duì)輪輪齒尚未脫離嚙合，而后一對(duì)輪 齒應(yīng)進(jìn)入嚙合，否則傳動(dòng)就會(huì)間齒應(yīng)進(jìn)入嚙合，否則傳動(dòng)就會(huì)間 斷。斷。 因此一對(duì)齒輪在任何嚙合瞬因此一對(duì)齒輪在任何嚙合瞬 間必須有一對(duì)或一對(duì)以上的齒處間必須有一對(duì)或一對(duì)以上的齒處 于嚙合狀態(tài)。于嚙合狀態(tài)。 斜齒輪傳動(dòng)的嚙合性能： 兩齒輪由一端面進(jìn)入嚙合，接觸線先由短變長，再由長變短， 到另一端面脫離嚙合，重合較大，承載能力高，可用于大功率 傳動(dòng)。 輪齒上的載荷逐漸增加，逐漸卸掉，承載和卸載平穩(wěn)、沖

19、擊、 振動(dòng)和噪聲小。 由于輪齒傾斜，傳動(dòng)中會(huì)產(chǎn)生一個(gè)軸向力。 斜齒輪在高速、大功率傳動(dòng)中應(yīng)用十分廣泛。 1、法面：垂直于分度圓柱面螺旋線的切線的平面 2、端面：垂直于軸線的面 斜齒圓柱齒輪的基本參數(shù)和尺寸計(jì)算 A n pB ED t F d p b z p C 3、螺旋角：螺旋線與軸線的夾角。斜 齒圓柱齒輪各個(gè)圓柱面的螺旋角不同，平 時(shí)所說的螺旋角均指分度圓上的螺旋角， 有表示。 越大，輪齒傾斜程度越大，因而傳動(dòng)平穩(wěn)性越好，但 軸向力也越大，所以一般取=8。30。，常用=8。 15。. （斜齒輪在端面內(nèi)的嚙合相當(dāng)于直齒輪的嚙合） 21tt mm 21tt 21bb 21nn mm 21nn 2

20、121 4、正確嚙合條件 兩齒輪螺旋角相等、 旋向相同或相反 斜齒輪螺旋方向判定： 將齒輪軸線垂直放置，輪齒自左至右上升者為右旋，反之為左旋。 右旋 左旋 三、齒輪齒條傳動(dòng) 齒條分為直齒條和斜齒條。 齒條的主要特點(diǎn)： 由于齒條的齒廓是直線，所以齒廓上各點(diǎn)的法線相互平行。傳動(dòng)時(shí)，齒 條作直線運(yùn)動(dòng)，且速度大小和方向一致。齒條齒廓上各點(diǎn)的齒形角均相等， 且等于齒廓直線的傾斜角，其標(biāo)準(zhǔn)值為20。 由于齒條上各齒的同側(cè)齒廓互相平行，所以無論是分度線（即基本齒廓 的基準(zhǔn)線）上、齒頂線上，還是在與分度線平行的其他直線上，齒距均相 等，模數(shù)為同一標(biāo)準(zhǔn)值。齒條分度線上齒厚和槽寬相等，是確定齒條各部 分尺寸的基準(zhǔn)

21、線。 齒輪齒條移動(dòng)的主要目的： 將齒輪的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變?yōu)辇X條的往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)，或 將齒條的直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)變?yōu)辇X輪的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。 齒條的移動(dòng)速度： v=n1d1=n1mz1 V:齒條的移動(dòng)速度，mm/min; n1：齒輪的轉(zhuǎn)速，r/min; d1:齒輪分度圓直徑，mm; m:齒輪的模數(shù); z1:齒輪的齒數(shù)。 齒輪每回轉(zhuǎn)一周，齒條移動(dòng)的距離為： L=d1=mz1, L:齒條的移動(dòng)距離，mm. 一、失效形式一、失效形式 輪齒折斷輪齒折斷: : 疲勞折斷；過載折斷。折疲勞折斷；過載折斷。折 斷均起始于輪齒受拉應(yīng)力斷均起始于輪齒受拉應(yīng)力 一側(cè)。一側(cè)。 齒面點(diǎn)蝕齒面點(diǎn)蝕: : 點(diǎn)蝕總是密集于靠近節(jié)線的點(diǎn)蝕總是密集于

22、靠近節(jié)線的 齒根部位。齒根部位。 齒面膠合：齒面膠合： 閉式重載齒輪產(chǎn)生熱膠合；閉式重載齒輪產(chǎn)生熱膠合； 低速重載產(chǎn)生冷膠合。低速重載產(chǎn)生冷膠合。 齒面磨損：齒面磨損： 開式傳動(dòng)齒輪的主要失效形式。開式傳動(dòng)齒輪的主要失效形式。 齒面塑性變形齒面塑性變形 失效：齒輪傳動(dòng)過程中，如齒輪發(fā)生折斷、齒面損壞等現(xiàn)象，則齒輪失去了正 常的工作能力，稱為失效。 一、齒面點(diǎn)蝕 齒輪傳動(dòng)時(shí)，兩齒輪在理論上是線接觸，而由于彈性變形的原因，實(shí)際上是很小的面接觸，表面卻產(chǎn)生很 大的接觸應(yīng)力。接觸應(yīng)力按一定規(guī)律變化，當(dāng)循環(huán)次數(shù)超過某一限度時(shí)，輪齒表面會(huì)產(chǎn)生細(xì)微的疲勞裂紋， 裂紋逐漸擴(kuò)展，使表層上的小塊金屬剝落，形成麻點(diǎn)

23、和斑坑，這種現(xiàn)象稱為齒面的疲勞點(diǎn)蝕。 防止點(diǎn)蝕的辦法： 設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)合理選用齒輪參數(shù)， 選擇合適的材料及提高齒面硬度，減小表面粗 糙度值； 選用黏度高的潤滑油并采用適當(dāng)?shù)奶砑觿?，?提高輪齒抗點(diǎn)蝕的能力。 注意：齒面點(diǎn)蝕是在潤滑良好的閉式齒輪傳動(dòng)中 輪齒失效的主要形式之一。 二、齒面磨損 齒輪在傳動(dòng)過程中，接觸的兩齒面產(chǎn)生一定的相對(duì)滑動(dòng)，也即 產(chǎn)生滑動(dòng)摩擦，使齒面發(fā)生磨損。 磨損速度符合規(guī)定的設(shè)計(jì)期限，磨損量在界限內(nèi)視為正常磨損。 當(dāng)齒面磨損嚴(yán)重時(shí)，輪齒就失去了準(zhǔn)確的漸開線齒廓形狀，引 起傳動(dòng)的不平穩(wěn)和沖擊。 此外，輪齒磨損后厚度變薄也可能導(dǎo)致輪齒折斷。 減少齒面磨損的主要措施： 提高齒面硬度，減

24、少表面粗糙度值； 采用合適的材料組合； 改善潤滑條件和工作條件（如采用閉式傳動(dòng)）等。 注意：對(duì)于開式齒輪傳動(dòng)，潤滑條件不好，又有硬質(zhì)顆粒等雜物落入輪齒的工作表面，會(huì)加劇齒面磨損， 所以齒面磨損是開式齒輪傳動(dòng)的主要失效形式。 三、齒面膠合 齒輪輪齒在很大壓力下，齒面上的潤滑油被擠走，兩齒面金屬直接接觸，局部產(chǎn)生瞬時(shí)高溫，致使兩齒面 發(fā)生粘連。隨著齒面的相對(duì)滑動(dòng)，較軟輪齒的表面金屬會(huì)被熔焊在另一輪齒的齒面上形成溝痕，這種現(xiàn)象 稱為齒面膠合。 注意：對(duì)于高速和低速重載的齒輪傳動(dòng)，容易發(fā)生齒面膠合。 防止齒面膠合的方法： 選用特殊的高黏度潤滑油或者在油中加入抗膠合的添加劑； 選用不同材料使兩輪不易粘連

25、； 提高齒面硬度； 降低表面粗糙度； 改進(jìn)冷卻條件。 四、齒面塑變 當(dāng)齒輪的齒面較軟時(shí)，在重載情況下，可能使表層金屬沿著摩擦力方向發(fā)生局部塑性流動(dòng)，出現(xiàn)塑性變形。 發(fā)生塑性變形后，主動(dòng)齒輪沿著節(jié)線形成凹溝，而從動(dòng)齒輪沿著節(jié)線形成凸棱。若整個(gè)輪齒發(fā)生永久性變 形，則齒輪傳動(dòng)喪失工作能力。 防止塑性變形的主要措施： 提高齒面硬度； 采用黏度大的潤滑油； 盡量避免頻繁啟動(dòng)和過載。 五、輪齒折斷 輪齒在傳遞動(dòng)力時(shí)，相當(dāng)于一個(gè)懸臂梁，齒根處受力最大，在齒根部分容易發(fā)生輪齒折斷。 輪齒折斷的原因有兩種： 受到嚴(yán)重沖擊、短期過載而突然折斷； 輪齒長期工作后經(jīng)過多次反復(fù)的彎曲，使齒根發(fā)生疲勞折斷。 輪齒折斷常

26、常是突然發(fā)生，不但會(huì)使齒輪傳動(dòng)和機(jī)器不能工作，甚至?xí)斐芍卮笫鹿?，所以?yīng)特別注意。 輪齒折斷是開式傳動(dòng)和硬齒面閉式傳動(dòng)的主要失效形式之一。 防止輪齒折斷的主要措施： 選擇適當(dāng)?shù)哪?shù)和齒寬； 采用合適的材料及熱處理方法； 減少齒根應(yīng)力集中； 齒根圓角不易過小，應(yīng)有一定要求的表面粗糙度，使齒根危險(xiǎn)截面處的彎曲應(yīng)力最大值不超過許用應(yīng)力 值。 直齒圓錐齒輪傳動(dòng)直齒圓錐齒輪傳動(dòng) 相交軸齒輪傳動(dòng)相交軸齒輪傳動(dòng) 二、漸開線的形成二、漸開線的形成 當(dāng)一直線當(dāng)一直線BKBK沿一個(gè)圓的圓周作純滾動(dòng)時(shí)，沿一個(gè)圓的圓周作純滾動(dòng)時(shí)， 直線上任一點(diǎn)直線上任一點(diǎn)K K的軌跡的軌跡 AK AK 漸開線漸開線 BK BK 發(fā)生線發(fā)生線 r rb b 基圓半徑 基圓半徑 K K 漸開線 漸開線AKAK段的展角段的展角 K 齒數(shù)齒數(shù)Z Z，齒槽，齒槽 1 1、齒頂圓、齒