第6章齒輪傳動(dòng)10課件

第6章齒輪傳動(dòng)第6章齒輪傳動(dòng)6.1齒輪傳動(dòng)的特點(diǎn)6.2齒輪傳動(dòng)的精度選擇6.3齒輪傳動(dòng)的失效形式和設(shè)計(jì)準(zhǔn)則6.4齒輪材料6.5圓柱齒輪的計(jì)算載荷6.6齒輪輪齒受力6.7齒輪的強(qiáng)度計(jì)算.0接觸強(qiáng)度.1直齒圓柱齒輪的強(qiáng)度計(jì)算.2斜齒圓柱齒輪的強(qiáng)度計(jì)算.3錐齒圓柱齒輪的計(jì)算6.1齒輪傳動(dòng)的特點(diǎn)6.1.1齒輪傳動(dòng)的特點(diǎn)嚙合傳動(dòng)，效率高;結(jié)構(gòu)緊湊;效率高：?jiǎn)渭?jí)最高可達(dá)99%;傳遞功率大，可達(dá)幾十千瓦。結(jié)構(gòu)緊湊。傳動(dòng)比穩(wěn)定、準(zhǔn)確；工作可靠，壽命長(zhǎng)。傳動(dòng)比穩(wěn)定，單級(jí)最大傳動(dòng)比為8。加工精度較高，安裝也較復(fù)雜，造價(jià)較高。僅適用于近距離傳動(dòng)。6.1.2齒輪傳動(dòng)的分類：按照潤(rùn)滑方式分：開式傳動(dòng)：無防塵罩或機(jī)殼，齒輪完全暴露在外，適用于低速傳動(dòng)閉式傳動(dòng)：安裝在箱體內(nèi)，潤(rùn)滑條件好，適用于重要的傳動(dòng)場(chǎng)合。半開式：有簡(jiǎn)單的防護(hù)裝置，有時(shí)大齒輪浸油潤(rùn)滑按照齒輪齒面硬度分：軟齒面：HBS≤350,調(diào)質(zhì)或正火硬齒面：

HBS＞350，淬火等6.1齒輪傳動(dòng)的特點(diǎn)6.2齒輪傳動(dòng)的精度選擇齒輪的精度等級(jí)：0~12級(jí)，精度由高到低精度包括兩項(xiàng)公差：齒側(cè)偏差徑向綜合偏差及徑向跳動(dòng)兩項(xiàng)常用精度7級(jí)6.3齒輪傳動(dòng)的失效形式和設(shè)計(jì)準(zhǔn)則6.3.1齒輪工作情況6.3.2輪齒的失效形式6.3.3設(shè)計(jì)準(zhǔn)則6.3.1齒輪工作情況按齒輪的潤(rùn)滑、密封形式齒輪的工作情況按齒輪的潤(rùn)滑、密封形式6.3齒輪傳動(dòng)的失效形式和設(shè)計(jì)準(zhǔn)則6.3.2輪齒的失效形式主要是輪齒的失效，其它部分（輪轂、輪輻）很少失效。1、輪齒折斷2、齒面點(diǎn)蝕3、齒面磨損4、齒面膠合5、齒面塑性變形小結(jié)6.3齒輪傳動(dòng)的失效形式和設(shè)計(jì)準(zhǔn)則1.輪齒折斷采取措施材料及熱處理增大模數(shù)增大齒根圓角半徑消除刀痕：噴丸、滾壓處理；增大軸及支承剛度。原因齒根彎曲應(yīng)力大；齒根應(yīng)力集中Fn折斷發(fā)生在齒根處6.3.2輪齒的失效形式.輪齒折斷2、齒面點(diǎn)蝕采取措施：提高材料的硬度；加強(qiáng)潤(rùn)滑，提高油的粘度形成原因輪齒在節(jié)圓附近一對(duì)齒受力，載荷大；滑動(dòng)速度低形成油膜條件差；接觸疲勞產(chǎn)生麻點(diǎn)。6.3.2輪齒的失效形式齒面點(diǎn)蝕相對(duì)滑動(dòng)速度6.3.2輪齒的失效形式6.3.2輪齒的失效形式3、齒面磨損原因：相對(duì)滑動(dòng)措施：加強(qiáng)潤(rùn)滑；開式改閉式傳動(dòng)6.3.2輪齒的失效形式齒面磨損4.齒面膠合原因：高速重載；散熱不良；滑動(dòng)速度大；齒面粘連后撕脫采取措施：減小模數(shù)，降低齒高；抗膠合能力強(qiáng)的潤(rùn)滑油；材料的硬度及配對(duì)6.3.2輪齒的失效形式齒面膠合5.齒面塑性變形原因：重載，齒面軟措施：提高材料的硬度，減小接觸應(yīng)力，改善潤(rùn)滑6.3.2輪齒的失效形式塑性變形6.3.2輪齒的失效形式齒面點(diǎn)蝕6.3.2輪齒的失效形式齒面塑性變形彎曲折斷點(diǎn)蝕膠合磨損塑性變形6.3.2輪齒的失效形式現(xiàn)象與原因？改進(jìn)措施？。。。。。。。。。。6.3.2輪齒的失效形式引起傳動(dòng)失效的影響因素工作情況：速度、載荷的大小等防護(hù)情況：開式、半開式、閉式材料及熱處理：失效形式輪齒的失效—輪齒的折斷靜載荷折斷——尖峰或沖擊載荷疲勞折斷——變化的載荷齒面的失效接觸疲勞點(diǎn)蝕（收斂性、擴(kuò)展性）齒面磨損—磨粒磨損為主齒面膠合—重載高速，由于瞬時(shí)溫升引起的齒面塑性流動(dòng)—低速重載、頻繁起動(dòng)或過載傳動(dòng)6.2.3設(shè)計(jì)準(zhǔn)則閉式傳動(dòng)：按保證齒根彎曲疲勞強(qiáng)度和齒面接觸疲勞強(qiáng)度進(jìn)行計(jì)算。開式傳動(dòng)：按保證齒根彎曲疲勞強(qiáng)度進(jìn)行計(jì)算，考慮磨損的影響適當(dāng)增大模數(shù)。（10～15%）必要時(shí)進(jìn)行：抗膠合能力計(jì)算

6.3齒輪的材料及其選擇原則基本要求：齒面要硬，齒芯要韌。1.功能要求：功率、可靠度、質(zhì)量、環(huán)境2.工藝要求：毛坯選擇；熱處理方式3.硬度選擇：*軟齒面硬度350HBS；

*軟齒面齒輪HBS1-HBS230～50

*

組合舉例：表6－5P182

常用齒輪材料6.3齒輪的材料及其選擇原則

調(diào)質(zhì)鋼45、鍛鋼合金鋼40Cr

鋼滲碳鋼20CrMnTi

金屬鑄鋼ZG310-570

鑄鐵HT250、QT500-5

非金屬夾布塑膠,尼龍:適用于載荷小、高速及精度要求不高的場(chǎng)合，但一般考慮散熱條件，不成對(duì)使用。da≤400~500mm的齒輪da≥400~500mmP184表6-6齒輪常用金屬材料材料6.3齒輪的材料及其選擇原則齒輪材料的熱處理整體淬火：40Cr表面淬火：45、40Cr、40CrNi滲碳淬火：20、20Cr、20CrMnTi滲氮碳氮共滲6.4齒輪傳動(dòng)的受力分析齒輪傳動(dòng)受力分析的目的6.4.1直齒輪的受力分析6.4.2斜齒輪的受力分析6.4.3錐齒輪的受力分析6.4.4計(jì)算載荷6.4齒輪傳動(dòng)的受力分析齒輪傳動(dòng)受力分析的目的計(jì)算齒輪的強(qiáng)度；設(shè)計(jì)軸及選擇軸承的依據(jù)齒輪傳動(dòng)中輪齒受力的類型工作力：法向力Fn附加動(dòng)載荷外部動(dòng)載荷：由原動(dòng)機(jī)及工作機(jī)引起的內(nèi)部動(dòng)載荷：齒輪的制造、安裝誤差及工作變形等摩擦力：傳動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的輪齒間的相對(duì)滑動(dòng)引起摩擦，一般較小且有潤(rùn)滑，一般可忽略不計(jì)。6.4齒輪傳動(dòng)的受力分析受力分析的幾點(diǎn)假設(shè)齒輪傳遞的扭矩恒定，沒有沖擊和振動(dòng)。全部載荷由一對(duì)輪齒承擔(dān)，把沿齒寬方向的分布載荷簡(jiǎn)化為齒寬中點(diǎn)上的集中應(yīng)力。工作時(shí)，主動(dòng)輪的齒根撥動(dòng)從動(dòng)輪齒頂開始，到主動(dòng)輪齒頂離開從動(dòng)輪的齒根結(jié)束。6.4.1直齒輪的受力分析受力大小力的方向其中：T1—小齒輪的扭矩，N?mm;d1—小齒輪的節(jié)圓直徑，mm；—壓力角，對(duì)標(biāo)準(zhǔn)齒輪，=20°。FtFr6.4.2斜齒圓柱齒輪受力分析F’受力大小6.4.2斜齒圓柱齒輪的受力分析圓周力：主動(dòng)輪與轉(zhuǎn)向相反；從動(dòng)輪與轉(zhuǎn)向相同徑向力：指向圓心軸向力：可用左、右手判斷。Fa1Fa2力的方向nn6.4.2斜齒圓柱齒輪的受力分析6.4.2斜齒圓柱齒輪的受力分析哪個(gè)方案中間軸的受力小？6.4.3錐齒輪的受力分析受力大小n16.4.3錐齒輪的受力分析力的方向徑向力：指向圓心軸向力：小端指向大端圓周力：主動(dòng)輪與轉(zhuǎn)向相反；從動(dòng)輪與轉(zhuǎn)向相同6.4.3圓錐齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)參數(shù)6.4.4齒輪傳動(dòng)的計(jì)算載荷使用系數(shù)P186,表6－7動(dòng)載系數(shù)，P187,圖6－6齒間載荷分布系數(shù)齒向載荷分布系數(shù)名義載荷：轉(zhuǎn)距切向力使用系數(shù)KA：P186表6－7與工作機(jī)、原動(dòng)機(jī)有關(guān)載荷狀況工作機(jī)器原動(dòng)機(jī)…………均勻平穩(wěn)發(fā)動(dòng)機(jī)等1.01.11.251.5輕微沖擊機(jī)床主傳動(dòng)1.251.351.51.75中等沖擊木工機(jī)械等1.51.61.752.0嚴(yán)重沖擊破等碎機(jī)1.751.852.02.256.4.4齒輪傳動(dòng)的計(jì)算載荷動(dòng)載荷系數(shù)Kv，P187,圖6－6制造和安裝誤差，法節(jié)不相