學(xué)習(xí)情景三汽車傳動(dòng)裝置

1、汽車機(jī)械基礎(chǔ)技術(shù)應(yīng)用汽車機(jī)械基礎(chǔ)技術(shù)應(yīng)用 學(xué)習(xí)情景三學(xué)習(xí)情景三:汽車傳動(dòng)裝置汽車傳動(dòng)裝置 汽車機(jī)械基礎(chǔ)技術(shù)應(yīng)用汽車機(jī)械基礎(chǔ)技術(shù)應(yīng)用 課題課題: 汽車齒輪材料及失效汽車齒輪材料及失效 汽車機(jī)械基礎(chǔ)技術(shù)應(yīng)用汽車機(jī)械基礎(chǔ)技術(shù)應(yīng)用 能夠根據(jù)變速器和差速器的機(jī)構(gòu)和工作原理能夠根據(jù)變速器和差速器的機(jī)構(gòu)和工作原理,進(jìn)進(jìn)行變速器和差速器拆裝與調(diào)試行變速器和差速器拆裝與調(diào)試;能夠根據(jù)變速器和差速器的結(jié)構(gòu)、設(shè)計(jì)準(zhǔn)則、工能夠根據(jù)變速器和差速器的結(jié)構(gòu)、設(shè)計(jì)準(zhǔn)則、工作環(huán)境和材料特點(diǎn)作環(huán)境和材料特點(diǎn),進(jìn)行齒輪的失效分析和材料選進(jìn)行齒輪的失效分析和材料選用用;教學(xué)目標(biāo)：教學(xué)目標(biāo)：汽車機(jī)械基礎(chǔ)技術(shù)應(yīng)用汽車機(jī)械基礎(chǔ)技術(shù)應(yīng)用 教

2、學(xué)內(nèi)容教學(xué)內(nèi)容n齒輪常見的失效形式齒輪常見的失效形式n齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則n齒輪的常用材料及選用齒輪的常用材料及選用課題課題: 汽車齒輪材料及失效汽車齒輪材料及失效汽車機(jī)械基礎(chǔ)技術(shù)應(yīng)用汽車機(jī)械基礎(chǔ)技術(shù)應(yīng)用 課題課題: 汽車齒輪材料及失效汽車齒輪材料及失效n問題的引出：?jiǎn)栴}的引出：n請(qǐng)同學(xué)們思考：汽車顫動(dòng)與燥音是否與變請(qǐng)同學(xué)們思考：汽車顫動(dòng)與燥音是否與變速器？速器？汽車機(jī)械基礎(chǔ)技術(shù)應(yīng)用汽車機(jī)械基礎(chǔ)技術(shù)應(yīng)用 n活動(dòng)三、齒輪材料、失效、結(jié)活動(dòng)三、齒輪材料、失效、結(jié)構(gòu)與參數(shù)構(gòu)與參數(shù)課題課題: 汽車齒輪材料及失效汽車齒輪材料及失效汽車機(jī)械基礎(chǔ)技術(shù)應(yīng)用汽車機(jī)械基礎(chǔ)技術(shù)應(yīng)用 （一）（一）齒輪

3、齒輪常見的失效形式常見的失效形式齒輪傳動(dòng)的失效主要是齒輪傳動(dòng)的失效主要是輪齒輪齒的的失效。其主要失效形式有：失效。其主要失效形式有：n輪齒折斷輪齒折斷 ： 疲勞拆斷；疲勞拆斷； 突然過載拆斷突然過載拆斷 ； 嚴(yán)重磨損及安裝制造誤差嚴(yán)重磨損及安裝制造誤差等造成輪齒折斷；等造成輪齒折斷；汽車機(jī)械基礎(chǔ)技術(shù)應(yīng)用汽車機(jī)械基礎(chǔ)技術(shù)應(yīng)用 齒輪傳動(dòng)的失效形式：齒輪傳動(dòng)的失效形式：n提高齒輪的抗折斷能力措施：提高齒輪的抗折斷能力措施：n1）用增加齒根過渡圓角半徑及消除加）用增加齒根過渡圓角半徑及消除加工刀痕的方法來減小齒根應(yīng)力集中；工刀痕的方法來減小齒根應(yīng)力集中；n2）增大軸及支承的剛性，使輪齒接觸）增大軸及支

4、承的剛性，使輪齒接觸線上受載較為均勻；線上受載較為均勻；n3）采用合適的熱處理方法使齒芯材料）采用合適的熱處理方法使齒芯材料具有足夠的韌性；具有足夠的韌性；n4）采用噴丸、滾壓等工藝措施對(duì)齒根）采用噴丸、滾壓等工藝措施對(duì)齒根表層進(jìn)行強(qiáng)化處理。表層進(jìn)行強(qiáng)化處理。 汽車機(jī)械基礎(chǔ)技術(shù)應(yīng)用汽車機(jī)械基礎(chǔ)技術(shù)應(yīng)用 齒輪傳動(dòng)的失效形式：齒輪傳動(dòng)的失效形式：n齒面磨損：磨損是開式傳動(dòng)的主要失效形式。齒面磨損：磨損是開式傳動(dòng)的主要失效形式。主要措施：采用閉式傳動(dòng)；提高齒面硬度；降主要措施：采用閉式傳動(dòng)；提高齒面硬度；降低齒面粗糙度；采用清潔的潤(rùn)滑油。低齒面粗糙度；采用清潔的潤(rùn)滑油。汽車機(jī)械基礎(chǔ)技術(shù)應(yīng)用汽車機(jī)械基

5、礎(chǔ)技術(shù)應(yīng)用 齒輪傳動(dòng)的失效形式：齒輪傳動(dòng)的失效形式：n齒面點(diǎn)蝕：齒面點(diǎn)蝕：n主要措施：提高齒面硬度；主要措施：提高齒面硬度；降低齒面粗糙度；增大潤(rùn)滑降低齒面粗糙度；增大潤(rùn)滑油粘度；采用合理變位油粘度；采用合理變位。汽車機(jī)械基礎(chǔ)技術(shù)應(yīng)用汽車機(jī)械基礎(chǔ)技術(shù)應(yīng)用 齒輪傳動(dòng)的失效形式：齒輪傳動(dòng)的失效形式：n齒面點(diǎn)蝕齒面點(diǎn)蝕輪齒工作面某一固定點(diǎn)受到近輪齒工作面某一固定點(diǎn)受到近似脈動(dòng)的變應(yīng)力作用，由于疲勞而產(chǎn)生的麻似脈動(dòng)的變應(yīng)力作用，由于疲勞而產(chǎn)生的麻點(diǎn)狀剝蝕損傷的現(xiàn)象。點(diǎn)狀剝蝕損傷的現(xiàn)象。n點(diǎn)蝕是閉式傳動(dòng)常見的失效形式。點(diǎn)蝕是閉式傳動(dòng)常見的失效形式。n開始時(shí)由于磨損很少出現(xiàn)點(diǎn)蝕。開始時(shí)由于磨損很少出現(xiàn)點(diǎn)蝕

6、。n點(diǎn)蝕首先出現(xiàn)在點(diǎn)蝕首先出現(xiàn)在節(jié)線靠近齒根處節(jié)線靠近齒根處。汽車機(jī)械基礎(chǔ)技術(shù)應(yīng)用汽車機(jī)械基礎(chǔ)技術(shù)應(yīng)用 防止膠合的措施：防止膠合的措施：提高齒面硬度；降低齒面粗糙度；增大潤(rùn)滑油粘度；限制油溫。齒輪傳動(dòng)的失效形式：齒輪傳動(dòng)的失效形式：n齒面膠合：齒面膠合：高速重載傳動(dòng)中，齒面間壓力大，瞬時(shí)高速重載傳動(dòng)中，齒面間壓力大，瞬時(shí)溫度高，潤(rùn)滑油膜被破壞，齒面間會(huì)發(fā)生粘接在一溫度高，潤(rùn)滑油膜被破壞，齒面間會(huì)發(fā)生粘接在一起的現(xiàn)象，在輪齒表面沿滑動(dòng)方向出現(xiàn)條狀傷痕，起的現(xiàn)象，在輪齒表面沿滑動(dòng)方向出現(xiàn)條狀傷痕，稱為膠合。稱為膠合。汽車機(jī)械基礎(chǔ)技術(shù)應(yīng)用汽車機(jī)械基礎(chǔ)技術(shù)應(yīng)用 齒輪傳動(dòng)的失效形式：齒輪傳動(dòng)的失效形式：

7、n塑性變形：塑性變形：重載且摩擦力很大時(shí)，齒面較軟重載且摩擦力很大時(shí)，齒面較軟的輪齒表面就會(huì)沿摩擦力方向產(chǎn)生塑性變形。的輪齒表面就會(huì)沿摩擦力方向產(chǎn)生塑性變形。n措施：提高齒面硬度；增大潤(rùn)滑油粘度。措施：提高齒面硬度；增大潤(rùn)滑油粘度。汽車機(jī)械基礎(chǔ)技術(shù)應(yīng)用汽車機(jī)械基礎(chǔ)技術(shù)應(yīng)用 齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則準(zhǔn)則n 閉式齒輪傳動(dòng)閉式齒輪傳動(dòng)：l1 1）軟齒面（）軟齒面（350HBS350HBS主要失效形式主要失效形式: :齒面點(diǎn)蝕齒面點(diǎn)蝕，按齒，按齒面接觸疲勞強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算，按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度面接觸疲勞強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算，按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核。校核。l2 2）硬齒面（）硬齒面（350HBS350

8、HBS）或鑄鐵齒輪）或鑄鐵齒輪輪齒折斷輪齒折斷的可能性的可能性較大，按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算，按齒面接較大，按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算，按齒面接觸疲勞強(qiáng)度校核。觸疲勞強(qiáng)度校核。n開式齒輪傳動(dòng)開式齒輪傳動(dòng): :主要失效形式為主要失效形式為齒面磨損齒面磨損，通常按照，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)，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)，考慮磨損因素，再將模數(shù)增大考慮磨損因素，再將模數(shù)增大10%10%20%20%，而無需校核，而無需校核接觸強(qiáng)度。接觸強(qiáng)度。汽車機(jī)械基礎(chǔ)技術(shù)應(yīng)用汽車機(jī)械基礎(chǔ)技術(shù)應(yīng)用 齒輪的常用材料齒輪的常用材料 n齒輪材料基本要求齒輪材料基本要求

9、 ：齒面硬、齒芯韌即：齒面硬、齒芯韌即：(1)(1)齒面應(yīng)有足夠的硬度，以抵抗齒面磨損、點(diǎn)蝕、齒面應(yīng)有足夠的硬度，以抵抗齒面磨損、點(diǎn)蝕、膠合以及塑性變形等；膠合以及塑性變形等；(2)(2)齒芯應(yīng)有足夠的強(qiáng)度和較好的韌性，以抵抗齒根齒芯應(yīng)有足夠的強(qiáng)度和較好的韌性，以抵抗齒根折斷和沖擊載荷：折斷和沖擊載荷：(3)(3)應(yīng)有良好的加工工藝性能及熱處理性能使之便應(yīng)有良好的加工工藝性能及熱處理性能使之便于加工且便于提高其力學(xué)性能。于加工且便于提高其力學(xué)性能。n最常用的齒輪材料是鋼，此外還有鑄鐵及一些非最常用的齒輪材料是鋼，此外還有鑄鐵及一些非金屬材料等。金屬材料等。汽車機(jī)械基礎(chǔ)技術(shù)應(yīng)用汽車機(jī)械基礎(chǔ)技術(shù)應(yīng)

10、用 n鍛鋼：鍛鋼：強(qiáng)度高、韌性好、便于制造、便于熱強(qiáng)度高、韌性好、便于制造、便于熱處理等，大多數(shù)齒輪都用鍛鋼制造。處理等，大多數(shù)齒輪都用鍛鋼制造。齒輪的常用材料齒輪的常用材料 l軟齒面齒輪：軟齒面齒輪：齒面硬度齒面硬度350HBS350HBS，常用中，常用中碳鋼和中碳合金鋼，如碳鋼和中碳合金鋼，如4545鋼鋼40Cr40Cr，35SiMn35SiMn等材料，進(jìn)行調(diào)質(zhì)或正火處理。等材料，進(jìn)行調(diào)質(zhì)或正火處理。l硬齒面齒輪硬齒面齒輪齒面硬度齒面硬度350HBS350HBS，常用的材料為中碳鋼或，常用的材料為中碳鋼或中碳合金鋼經(jīng)表面淬火處理。中碳合金鋼經(jīng)表面淬火處理。汽車機(jī)械基礎(chǔ)技術(shù)應(yīng)用汽車機(jī)械基礎(chǔ)技

11、術(shù)應(yīng)用 選擇齒輪材料的注意事項(xiàng)：選擇齒輪材料的注意事項(xiàng)：n在確定大、小齒輪硬度時(shí)應(yīng)注意：在確定大、小齒輪硬度時(shí)應(yīng)注意： 小齒輪的齒面硬度小齒輪的齒面硬度大齒輪的齒面硬度大齒輪的齒面硬度= 3050HBS；n原因：小齒輪受載荷次數(shù)比大齒輪多，原因：小齒輪受載荷次數(shù)比大齒輪多，且小齒輪齒根較薄為使兩齒輪的輪齒且小齒輪齒根較薄為使兩齒輪的輪齒接近等強(qiáng)度，小齒輪的齒面要比大齒輪接近等強(qiáng)度，小齒輪的齒面要比大齒輪的齒面硬一些。的齒面硬一些。汽車機(jī)械基礎(chǔ)技術(shù)應(yīng)用汽車機(jī)械基礎(chǔ)技術(shù)應(yīng)用 n 鑄鋼鑄鋼 當(dāng)尺寸在當(dāng)尺寸在400400一一600mm600mm不便于鍛造時(shí)，用鑄造方法制不便于鍛造時(shí)，用鑄造方法制成鑄鋼齒坯，再正火處理細(xì)化晶粒。成鑄鋼齒坯，再正火處理細(xì)化晶粒。n鑄鐵鑄鐵 當(dāng)尺寸當(dāng)尺寸500mm500mm、低速、輕載的齒輪可以制成鑄鐵、低速、輕載的齒輪可以制成鑄鐵齒坯、大齒圈或輪輻式齒輪。齒坯、大齒圈或輪輻式齒輪。n非金屬材料非金屬材料 高速輕載及精度不高的齒輪