第6章齒輪傳動10課件

第6章齒輪傳動第6章齒輪傳動1第6章齒輪傳動6.1齒輪傳動的特點6.2齒輪傳動的精度選擇6.3齒輪傳動的失效形式和設(shè)計準(zhǔn)則6.4齒輪材料6.5圓柱齒輪的計算載荷6.6齒輪輪齒受力6.7齒輪的強度計算.0接觸強度.1直齒圓柱齒輪的強度計算.2斜齒圓柱齒輪的強度計算.3錐齒圓柱齒輪的計算第6章齒輪傳動6.1齒輪傳動的特點26.1齒輪傳動的特點6.1.1齒輪傳動的特點嚙合傳動，效率高;結(jié)構(gòu)緊湊;效率高：單級最高可達(dá)99%;傳遞功率大，可達(dá)幾十千瓦。結(jié)構(gòu)緊湊。傳動比穩(wěn)定、準(zhǔn)確；工作可靠，壽命長。傳動比穩(wěn)定，單級最大傳動比為8。加工精度較高，安裝也較復(fù)雜，造價較高。僅適用于近距離傳動。6.1齒輪傳動的特點36.1.2齒輪傳動的分類：按照潤滑方式分：開式傳動：無防塵罩或機殼，齒輪完全暴露在外，適用于低速傳動閉式傳動：安裝在箱體內(nèi)，潤滑條件好，適用于重要的傳動場合。半開式：有簡單的防護(hù)裝置，有時大齒輪浸油潤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齒輪傳動的特點6.1.2齒輪傳動的分類：6.1齒輪傳動的特點46.2齒輪傳動的精度選擇齒輪的精度等級：0~12級，精度由高到低精度包括兩項公差：齒側(cè)偏差徑向綜合偏差及徑向跳動兩項常用精度7級6.2齒輪傳動的精度選擇齒輪的精度等級：0~12級，精度由高56.3齒輪傳動的失效形式和設(shè)計準(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)計準(zhǔn)則6.3齒輪傳動的失效形式和設(shè)計準(zhǔn)則66.3.1齒輪工作情況按齒輪的潤滑、密封形式齒輪的工作情況按齒輪的潤滑、密封形式6.3齒輪傳動的失效形式和設(shè)計準(zhǔn)則6.3.1齒輪工作情況按齒輪的潤滑、密封形式6.3齒輪傳動76.3.2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齒輪傳動的失效形式和設(shè)計準(zhǔn)則6.3.2輪齒的失效形式6.3齒輪傳動的失效形式和設(shè)計準(zhǔn)則81.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1.輪齒折斷采取措施原因齒根彎曲應(yīng)力大；Fn折斷發(fā)生在齒根處9.輪齒折斷.輪齒折斷102、齒面點蝕采取措施：提高材料的硬度；加強潤滑，提高油的粘度形成原因輪齒在節(jié)圓附近一對齒受力，載荷大；滑動速度低形成油膜條件差；接觸疲勞產(chǎn)生麻點。6.3.2輪齒的失效形式2、齒面點蝕采取措施：11齒面點蝕齒面點蝕12相對滑動速度6.3.2輪齒的失效形式相對滑動速度6.3.2輪齒的失效形式136.3.2輪齒的失效形式6.3.2輪齒的失效形式143、齒面磨損原因：相對滑動措施：加強潤滑；開式改閉式傳動6.3.2輪齒的失效形式3、齒面磨損6.3.2輪齒的失效形式15齒面磨損齒面磨損164.齒面膠合原因：高速重載；散熱不良；滑動速度大；齒面粘連后撕脫采取措施：減小模數(shù)，降低齒高；抗膠合能力強的潤滑油；材料的硬度及配對6.3.2輪齒的失效形式4.齒面膠合6.3.2輪齒的失效形式17齒面膠合齒面膠合185.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，改善潤滑6.3.2輪齒的失效形式5.齒面塑性變形6.3.2輪齒的失效形式19塑性變形塑性變形206.3.2輪齒的失效形式齒面點蝕6.3.2輪齒的失效形式齒面點蝕216.3.2輪齒的失效形式齒面塑性變形6.3.2輪齒的失效形式齒面塑性變形22彎曲折斷點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？。。。。。。。。。。彎曲折斷點蝕膠合磨損塑性變形6.3.2輪齒的失效形式現(xiàn)象與236.3.2輪齒的失效形式引起傳動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蝕（收斂性、擴展性）齒面磨損—磨粒磨損為主齒面膠合—重載高速，由于瞬時溫升引起的齒面塑性流動—低速重載、頻繁起動或過載傳動6.3.2輪齒的失效形式引起傳動失效的影響因素工作情況：速246.2.3設(shè)計準(zhǔn)則閉式傳動：按保證齒根彎曲疲勞強度和齒面接觸疲勞強度進(jìn)行計算。開式傳動：按保證齒根彎曲疲勞強度進(jìn)行計算，考慮磨損的影響適當(dāng)增大模數(shù)。（10～15%）必要時進(jìn)行：抗膠合能力計算

6.2.3設(shè)計準(zhǔn)則閉式傳動：

256.3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

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。26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合，但一般考慮散熱條件，不成對使用。da≤400~500mm的齒輪da≥400~500mmP184表6-6齒輪常用金屬材料材料常用齒輪材料6.3齒輪的材料及其選擇原則276.3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6.3齒輪的材料及其選擇原則齒輪材料的熱處理286.4齒輪傳動的受力分析齒輪傳動受力分析的目的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計算載荷6.4齒輪傳動的受力分析齒輪傳動受力分析的目的296.4齒輪傳動的受力分析齒輪傳動受力分析的目的計算齒輪的強度；設(shè)計軸及選擇軸承的依據(jù)齒輪傳動中輪齒受力的類型工作力：法向力Fn附加動載荷外部動載荷：由原動機及工作機引起的內(nèi)部動載荷：齒輪的制造、安裝誤差及工作變形等摩擦力：傳動時產(chǎn)生的輪齒間的相對滑動引起摩擦，一般較小且有潤滑，一般可忽略不計。6.4齒輪傳動的受力分析齒輪傳動受力分析的目的306.4齒輪傳動的受力分析受力分析的幾點假設(shè)齒輪傳遞的扭矩恒定，沒有沖擊和振動。全部載荷由一對輪齒承擔(dān)，把沿齒寬方向的分布載荷簡化為齒寬中點上的集中應(yīng)力。工作時，主動輪的齒根撥動從動輪齒頂開始，到主動輪齒頂離開從動輪的齒根結(jié)束。6.4齒輪傳動的受力分析受力分析的幾點假設(shè)316.4.1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，對標(biāo)準(zhǔn)齒輪，=20°。FtFr6.4.1直齒輪的受力分析受力大小其中：T1—小齒輪的扭矩，326.4.2斜齒圓柱齒輪受力分析F’受力大小6.4.2斜齒圓柱齒輪受力分析F’受力大小336.4.2斜齒圓柱齒輪的受力分析圓周力：主動輪與轉(zhuǎn)向相反；從動輪與轉(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6.4.2斜齒圓柱齒輪的受力分析圓周力：主動輪與轉(zhuǎn)向相反；從34nn6.4.2斜齒圓柱齒輪的受力分析nn6.4.2斜齒圓柱齒輪的受力分析356.4.2斜齒圓柱齒輪的受力分析哪個方案中間軸的受力小？6.4.2斜齒圓柱齒輪的受力分析哪個方案中間軸的受力?。?66.4.3錐齒輪的受力分析受力大小6.4.3錐齒輪的受力分析受力大小37n16.4.3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：主動輪與轉(zhuǎn)向相反；從動輪與轉(zhuǎn)向相同n16.4.3錐齒輪的受力分析力的方向386.4.3圓錐齒輪傳動設(shè)計參數(shù)6.4.3圓錐齒輪傳動設(shè)計參數(shù)396.4.4齒輪傳動的計算載荷使用系數(shù)P186,表6－7動載系數(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6.4.4齒輪傳動的計算載荷使用系數(shù)動載系數(shù)，P187,圖640使用系數(shù)KA：P186表6－7與工作機、原動機有關(guān)載荷狀況工作機器原動機…………均勻平穩(wěn)發(fā)動機等1.01.11.251.5輕微沖擊機床主傳動1.251.351.51.75中等沖擊木工機械等1.51.61.752.0嚴(yán)重沖擊破等碎機1.751.852.02.256.4.4齒輪傳動的計算載荷使用系數(shù)KA：P186表6－7與工作機、原動機有關(guān)載荷狀況工41動載荷系數(shù)Kv，P187,圖6－6制造和安裝誤差，法節(jié)不相等，瞬時傳動比不準(zhǔn)確，產(chǎn)生角加速度減小動載荷的方法：齒輪修緣6.4.4齒輪傳動的計算載荷