齒輪傳動(dòng)的失效形式及設(shè)計(jì)準(zhǔn)則

第23講11-9齒輪傳動(dòng)的失效形式及設(shè)計(jì)準(zhǔn)那么11-10齒輪的常用材料及許用應(yīng)力§11.9齒輪傳動(dòng)失效形式及設(shè)計(jì)準(zhǔn)那么一、失效形式及設(shè)計(jì)準(zhǔn)那么齒輪傳動(dòng)的失效主要是指齒輪輪齒的破壞。至于齒輪的其它局部，通常都是按經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行設(shè)計(jì)，所以確定尺寸對(duì)強(qiáng)度來說都是很富裕的，在實(shí)際工程中也極少破壞。針對(duì)輪齒失效形式不同，決定輪齒強(qiáng)度的設(shè)計(jì)準(zhǔn)那么和計(jì)算方法也不同。所以，首先我們要了解輪齒的主要失效形式。工程上主要有二大類〔5小類〕失效形式。1〕輪齒折斷〔打牙〕輪齒就好象一個(gè)懸臂梁，在受外載作用時(shí)，在其輪齒根部產(chǎn)生的彎曲應(yīng)力最大。同時(shí)，在齒根部位過渡尺寸發(fā)生急劇變化，以及加工時(shí)沿齒寬方向留下加工刀痕而造成應(yīng)力集中的作用，當(dāng)輪齒重復(fù)受載，在脈動(dòng)循環(huán)或?qū)ΨQ循環(huán)應(yīng)力作用下，在根部會(huì)造成疲勞斷裂。不良或由于軸的剛度缺乏而產(chǎn)生過大的彎曲變形，也會(huì)出現(xiàn)輪齒局部過載，造成局部折斷。輪齒受到突然過載，齒根應(yīng)力如果超過材料強(qiáng)度極限，也會(huì)發(fā)生脆斷現(xiàn)象。在斜齒輪傳動(dòng)中，輪齒的接觸線為一斜線，輪齒受載后會(huì)發(fā)生局部折斷；直齒圓柱齒輪，假設(shè)制造及安裝輪齒折斷都是其彎曲應(yīng)力超過了材料相應(yīng)的極限應(yīng)力，是最危險(xiǎn)的一種失效形式。一旦發(fā)生斷齒，傳動(dòng)立即失效。根據(jù)這種失效形式確定的設(shè)計(jì)準(zhǔn)那么及計(jì)算方法即為輪齒彎曲強(qiáng)度計(jì)算。由于疲勞破壞是斷齒的主要原因，故齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算是后面所要討論的主要問題之一。2〕輪齒工作外表的破壞輪齒的破壞，除斷齒外，還有輪齒外表的破壞而造成傳動(dòng)的失效。輪齒外表的破壞主要有四類：點(diǎn)蝕、膠合、塑性變形和磨損?！?〕齒面點(diǎn)蝕在潤(rùn)滑良好的閉式齒輪傳動(dòng)中，由于齒面材料在交變接觸應(yīng)力作用下，因?yàn)榻佑|疲勞產(chǎn)生貝殼形狀凹坑的破壞形式稱為點(diǎn)蝕，也是常見的一種齒面破壞形式。齒面點(diǎn)蝕：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)生的麻點(diǎn)狀剝蝕損傷的現(xiàn)象。點(diǎn)蝕是閉式傳動(dòng)常見的失效形式。開始齒輪由于磨損很少出現(xiàn)點(diǎn)蝕。點(diǎn)蝕首先出現(xiàn)在節(jié)線附近。

齒面上最初出現(xiàn)的點(diǎn)蝕隨材料不同而不同，一般出現(xiàn)在靠近節(jié)線的齒根面上，最初為細(xì)小的尖狀麻點(diǎn)。

當(dāng)齒面硬度較低、材料塑性良好，齒面經(jīng)跑合后，接觸應(yīng)力趨于均勻，麻點(diǎn)不再繼續(xù)擴(kuò)展，這是一種收斂性點(diǎn)蝕，不會(huì)導(dǎo)致傳動(dòng)失效。但當(dāng)齒面硬度較高、材料塑性較差時(shí)，點(diǎn)蝕就會(huì)不斷擴(kuò)大，這是一種破壞性點(diǎn)蝕，是一種危險(xiǎn)的失效形式。

為什么最初點(diǎn)蝕會(huì)發(fā)生在靠近節(jié)線的齒根面上呢？因?yàn)樵谳嘄X的嚙合過程中，齒面間的相對(duì)滑動(dòng)起著形成潤(rùn)滑油膜的作用，而且相對(duì)速度越高，形成油膜的作用越顯著，潤(rùn)滑也就越好。當(dāng)輪齒在靠近節(jié)線處嚙合時(shí)，相對(duì)滑動(dòng)速度低，帶油效果差，所以在這里首先出現(xiàn)點(diǎn)蝕破壞。也就是說：在靠近節(jié)線處的齒根面抵抗點(diǎn)蝕破壞的能力最差。

由于油膜的存在，增大了齒面上實(shí)際承受壓力的面積，可以減緩點(diǎn)蝕破壞。在合理的限度內(nèi)，油的粘度越高，效果越好。低速時(shí)可用高粘度油；當(dāng)高速〔如〕時(shí)，那么要選用粘度較低的油，采用噴油潤(rùn)滑，同時(shí)起到散熱的作用。針對(duì)點(diǎn)蝕破壞而擬訂的設(shè)計(jì)準(zhǔn)那么和計(jì)算方法即為齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算?！?〕齒面膠合對(duì)于某些高速重載的齒輪傳動(dòng)〔如航空發(fā)動(dòng)機(jī)的主傳動(dòng)齒輪〕，齒面間的壓力大，瞬時(shí)溫度高，油變稀而降低了潤(rùn)滑效果，導(dǎo)致摩擦增大，發(fā)熱增多，將會(huì)使某些齒面上接觸的點(diǎn)熔合焊在一起，在兩齒面間相對(duì)滑動(dòng)時(shí)，焊在一起的地方又被撕開。于是，在齒面上沿相對(duì)滑動(dòng)的方向形成傷痕，這種現(xiàn)象稱作膠合。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。缺少供油，也會(huì)導(dǎo)致膠合。針對(duì)膠合失效而擬訂的設(shè)計(jì)準(zhǔn)那么及計(jì)算方法即為傳動(dòng)的膠合承載能力計(jì)算。

由于這種方法目前還不統(tǒng)一，而且計(jì)算過程復(fù)雜，我們就不作介紹?！?〕齒面磨損在開式傳動(dòng)中，這是一種主要的破壞形式，現(xiàn)在還沒有簡(jiǎn)明的計(jì)算方法。齒面磨損：灰塵、砂粒、金屬微粒等落入輪齒間，會(huì)使齒面間產(chǎn)生摩擦磨損。嚴(yán)重時(shí)會(huì)因齒面減薄過多而折斷。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；降低齒面粗糙度；采用清潔的潤(rùn)滑油。〔4〕齒面塑性變形假設(shè)輪齒的材料較軟，載荷及摩擦力又都很大時(shí)，齒面材料就會(huì)沿著摩擦力的方向產(chǎn)生塑性變形，這種情況一般發(fā)生在硬度較低的齒面上。以上所列舉的是齒輪失效的幾種主要形式，都有可能在傳動(dòng)中發(fā)生。但在一定條件下，總有一種形式是主要的。隨著強(qiáng)度計(jì)算理論的開展和計(jì)算方法的完善，各國(guó)都制訂有針對(duì)輪齒折斷和點(diǎn)蝕的兩種計(jì)算方法和標(biāo)準(zhǔn)，也是比較成熟和完善的兩種。針對(duì)不同的齒輪傳動(dòng)失效形式、設(shè)計(jì)準(zhǔn)那么也有所不同，具體設(shè)計(jì)準(zhǔn)那么如下：1、當(dāng)輪齒外表硬度≤350HBS〔HRC<38〕時(shí)，稱軟齒面；當(dāng)輪齒外表硬度>350HBS(HRC>38)時(shí)，稱硬齒面。2、閉式軟齒面齒輪傳動(dòng)：按接觸強(qiáng)度確定傳動(dòng)的尺寸，而后驗(yàn)算齒根彎曲疲勞強(qiáng)度；3、閉式硬齒面齒輪傳動(dòng)：按彎曲疲勞強(qiáng)度確定，驗(yàn)算接觸強(qiáng)度；4、開式傳動(dòng)：由于開式傳動(dòng)的失效形式主要是造成輪齒變薄，產(chǎn)生斷齒，故按彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算進(jìn)行設(shè)計(jì)?！?1-10材料選擇及熱處理根據(jù)輪齒失效形式的分析可以知道，齒輪材料應(yīng)具備如下性能：1〕齒面具有足夠的硬度，以獲得較高的抗點(diǎn)蝕、抗磨損、抗膠合的能力；2〕齒芯部有足夠的韌性，以獲得較高的抗彎曲和抗沖擊載荷的能力；3〕具有良好的加工工藝性和熱處理工藝性能；4〕經(jīng)濟(jì)。總的要求就是：齒面硬度高、齒芯韌性要好。所以，主要用各種鋼材，由于鋼材經(jīng)過適當(dāng)?shù)臒崽幚砭途哂羞@種綜合性能。在特殊場(chǎng)合也有使用其它材料的，如鑄鐵、工程塑料等。齒輪的常用材料

材料的選擇是一個(gè)比較費(fèi)事的工作。針對(duì)各行業(yè)的不同，一般采用的方法是類比選擇。但是，作為一個(gè)機(jī)械設(shè)計(jì)工程技術(shù)人員應(yīng)對(duì)材料的選擇方法原那么有一個(gè)大概的了解。1．材料的選擇必須滿足一般工作要求和特殊工作要求，即機(jī)器的工作要求、可靠性等要求2．要考慮齒輪尺寸的大小、毛坯成型方法、熱處理及加工等因素；3．要考慮齒輪載荷的大小、工況條件等因素的影響；4．齒輪的重要程度；5．傳動(dòng)比及配對(duì)情況。選擇材料時(shí)具體可參考下述方法：1〕軟齒面齒輪：工藝簡(jiǎn)單、生產(chǎn)率高，故比較經(jīng)濟(jì)。但因?yàn)辇X面硬度不高，限制了承載能力，故適用于載荷、速度、精度要求均不很高的場(chǎng)合。硬齒面齒輪承載能力高，但本錢也高，故適用于載荷、速度、精度要求高的重要齒輪。2〕相嚙合的一對(duì)齒輪，小齒輪齒面硬度要比大齒輪齒面硬度高20～50HBS。3〕由于鍛鋼的力學(xué)性能優(yōu)于同類鑄鋼，所以齒輪材料應(yīng)優(yōu)先選用鍛鋼。對(duì)于結(jié)構(gòu)復(fù)雜的大型齒輪，手鍛造工藝和設(shè)備的限制，可采用鑄鋼制造。如低速重載的軋鋼設(shè)備、礦山機(jī)械的大型齒輪等。4〕在小功率和精度要求不高的高速齒輪傳動(dòng)中，為了減少噪聲，其小齒輪常用尼龍、夾布膠木、聚甲醛等非金屬材料制造，但配對(duì)的大齒輪仍用鋼或鑄鐵制造。提高齒面硬度，既可以提高接觸強(qiáng)度，又可以提高抗磨粒磨損及抗塑性變形的能力。硬齒面齒輪與軟齒面齒輪比較，其綜合承載能力可提高2～3倍以上。在相同承載能力的條件下，硬齒面齒輪尺寸比軟齒面齒輪尺寸小的多。所以除非生產(chǎn)條件受到限制，一般硬采用硬齒面齒輪傳動(dòng)。經(jīng)過外表硬化的齒輪齒面硬度一般不低于HRC45〔相當(dāng)于424HBS〕。對(duì)金屬制的直齒輪，配對(duì)的兩齒輪齒面的硬度差應(yīng)保持在30～50或更多〔即HBS1～HBS2〕，是普遍要求。因?yàn)楫?dāng)小齒輪與大齒輪的齒面具有較大的硬度差時(shí)〔如小齒輪淬火磨制，大齒輪為常化或調(diào)質(zhì)〕，在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中較硬的小齒輪齒面對(duì)較軟的大齒輪齒面，會(huì)有顯著的冷作硬化效應(yīng)，提高大齒面的疲勞極限，其接觸疲勞強(qiáng)度約可以提高20%。選取齒輪材料及熱處理方法時(shí)，要根據(jù)需要及可能而定。鋼制齒輪總要進(jìn)行適當(dāng)?shù)臒崽幚硪愿纳撇牧闲阅?，常用方法有：?；?、調(diào)質(zhì)、淬火、滲碳淬火、氮化等1〕調(diào)質(zhì)對(duì)于45、40Cr、35SiMn等中碳合金鋼，經(jīng)過調(diào)質(zhì)處理后，其機(jī)械強(qiáng)度、韌性等綜合性能較好，齒面硬度一般為220～260HBS。因?yàn)橛捕炔桓?，故可以在熱處理之后精切齒面，以消除熱處理的變形。2〕正火正火處理后可以使材料晶粒細(xì)化，增大機(jī)械強(qiáng)度和韌性，消除內(nèi)應(yīng)力，改善切削性能。一般用于機(jī)械強(qiáng)度要求不高的中碳鋼齒輪。對(duì)于大直徑的齒輪可采用鑄鋼正火處理。3〕外表淬火對(duì)于45、40Cr等中碳鋼和中碳合金鋼齒輪，也可以進(jìn)行外表淬火，齒面硬度到達(dá)50HRC以上，齒芯部仍有較高的韌性，故接觸強(qiáng)度高。耐磨性好，也可承受一定的沖擊載荷，適用于無劇烈沖擊的齒輪傳動(dòng)。4〕滲碳淬火對(duì)于含碳量0.15％～0.25％的低碳鋼和低碳合金鋼，例如20、20Cr等材料，為了獲得較好的力學(xué)性能，可進(jìn)行滲碳淬火處理，齒面硬度到達(dá)56～62HRC，而芯部仍能保持較高的韌性。這種齒輪的齒面接觸強(qiáng)度高、耐磨性好，常用于承受沖擊載荷的重要齒輪。但由于滲碳淬火后變形比較大，滲碳淬火后都必須磨齒或用硬質(zhì)合金滾刀滾刮加工。5〕外表滲氮外表滲氮是一種化學(xué)熱處理方法，滲氮后不再進(jìn)行其它熱處理。滲氮齒輪輪齒變形小，齒面硬度比滲碳齒輪高，故適用于尺寸較大的外齒輪或難于磨齒的內(nèi)齒輪。在精度等級(jí)低于7級(jí)時(shí)，一般不需要磨齒。由于硬化層深度很小〔只有0.1～0.6mm〕，故其承載能力稍低于滲碳齒輪，且不適宜于有沖擊過載或有磨粒磨損的場(chǎng)合。用于滲氮的材料一般含有Mo、Al。作業(yè)布置復(fù)習(xí),預(yù)習(xí)下講內(nèi)容11-11直齒圓柱齒輪傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算教你寫字

下面是贈(zèng)送的PPT模板不需要朋友可以下載后編輯刪除??！謝謝??！感恩父母天冷時(shí)，是他們給你送來溫暖有時(shí)，他們會(huì)對(duì)我們發(fā)火感恩父母感謝你們把我?guī)У搅诉@個(gè)世界感謝你們給了我自由的空氣感謝你們諄諄的教導(dǎo)殷殷的囑托我長(zhǎng)大了而你們卻老了誰言寸草心報(bào)得三春暉我會(huì)向你們獻(xiàn)上一片誠摯的孝心祝你們永遠(yuǎn)健康愿天下所有的父母永遠(yuǎn)健康快樂！對(duì)部門及崗位職責(zé)的理解

系統(tǒng)集成（SI，SystemIntegration）：就是通過結(jié)構(gòu)化的綜合布線系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，將各個(gè)分離的設(shè)備(如個(gè)人電腦)、功能和信息等集成到相互關(guān)聯(lián)的、統(tǒng)一和協(xié)調(diào)的系統(tǒng)之中，使資源達(dá)到充分共享，實(shí)現(xiàn)集中、高效、便利的管理。系統(tǒng)集成負(fù)責(zé)集成工程軟、硬件產(chǎn)品與網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的安裝、調(diào)試及使用培訓(xùn)、售前技術(shù)支持。負(fù)責(zé)工程及相關(guān)技術(shù)問題的跟蹤和解決，售后設(shè)備維護(hù)工作。崗位職責(zé)三、工作總結(jié)工程運(yùn)維工程實(shí)施銀青高速無線網(wǎng)橋視頻監(jiān)控東毛隧道語音人員定位基站隧道監(jiān)控停車場(chǎng)工程全面實(shí)施〔IP設(shè)置〕銀青路基五標(biāo)貴州獨(dú)平高速工程全面實(shí)施〔監(jiān)控室機(jī)柜布線〕四、心得體會(huì)在這段時(shí)間的學(xué)習(xí)過程中，我對(duì)部門很多產(chǎn)品從零學(xué)起，剛到公司的時(shí)候感覺壓力很大，經(jīng)過這些時(shí)間的認(rèn)真學(xué)習(xí)和實(shí)際操作，調(diào)整心態(tài)，現(xiàn)已完全能融入公司的各項(xiàng)崗位職責(zé)和管理制度中。這些時(shí)間，感覺不僅僅是工作技能的提