齒輪傳動的失效形式和設(shè)計(jì)準(zhǔn)則講解

機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)齒輪傳動的失效形式和設(shè)計(jì)準(zhǔn)則課程導(dǎo)入課程導(dǎo)入任務(wù)引入齒輪傳動過程中，若齒輪發(fā)生折斷、齒面損壞原因是什么？如何避免齒輪傳動過程中的失效？一、漸開線齒輪的失效形式齒輪的失效形式

齒輪傳動過程中，若齒輪發(fā)生折斷、齒面損壞等現(xiàn)象，使齒輪失去了正常的工作能力，稱為輪齒失效。相關(guān)知識輪齒折斷齒面磨損齒面點(diǎn)蝕齒面膠合塑性變形折斷的原因：疲勞折斷：屬靜強(qiáng)度破壞過載折斷：輪齒受沖擊載荷或短時(shí)間過載，突然折斷。多見于脆性材料齒輪（一）輪齒折斷發(fā)生部位：局部折斷：齒寬較大的直齒輪或斜齒輪整體折斷：齒寬較小的直齒輪相關(guān)知識輪齒折斷的后果：輪齒折斷常常是突然發(fā)生，后果是傳動失效。不但會使齒輪傳動和機(jī)器不能工作，甚至?xí)斐芍卮笫鹿?，所以要特別注意。改善的措施：1、采用正變位齒輪，增大齒輪的強(qiáng)度;2、使齒輪過渡曲線變化更為平緩及消除加工刀痕，減少齒根應(yīng)力集中；3、增大軸及軸承的剛度，使齒輪接觸線上的受載較為均勻；4、采用合適的熱處理方法使齒芯材料具有足夠的韌性；5、采用噴丸、滾壓等工藝措施對齒根表層進(jìn)行強(qiáng)化處理。相關(guān)知識磨損的原因：由于硬的顆粒進(jìn)入齒面引起的——磨粒磨損由于兩齒面存在相互相對滑動摩擦引起的———研磨磨損（二）齒面磨損相關(guān)知識齒面磨損的后果：1、采用閉式齒輪傳動；2、提高齒面硬度，降低表面粗糙度；3、注意潤滑油的清潔，定期更換。改善的措施：1、采用閉式齒輪傳動；2、提高齒面硬度，降低表面粗糙度；3、注意潤滑油的清潔，定期更換。相關(guān)知識產(chǎn)生的原因：多次交變應(yīng)力作用細(xì)微裂紋裂紋擴(kuò)展脫落（三）齒面點(diǎn)蝕相關(guān)知識改善措施：1、提高齒面硬度2、提高潤滑油粘度3、減小齒面粗糙度齒面點(diǎn)蝕的后果：振動、噪音增大，傳動不平穩(wěn)，承載能力下降。發(fā)生的部位：靠近節(jié)線的齒根部位潤滑油滲入循環(huán)次數(shù)增大形成的原因：齒面間壓力大，瞬時(shí)速度大，潤滑效果差，在高溫高壓下，相嚙合兩接觸的齒面粘合在一起，齒輪繼續(xù)運(yùn)動時(shí)粘著點(diǎn)被撕破，齒面出現(xiàn)撕裂溝痕。（四）齒面膠合發(fā)生部位：

靠近齒頂或齒根部相關(guān)知識齒面膠合的后果：引起強(qiáng)烈的磨損和發(fā)熱，傳動不平穩(wěn)，導(dǎo)致齒輪報(bào)廢改善的措施：1、采用正變位齒輪，減少模數(shù)，降低齒高以減少滑動速度；2、提高齒面硬度，降低表面粗糙度；3、采用抗膠合能力強(qiáng)的齒輪材料，在潤滑油中加入抗膠合能力強(qiáng)的極壓添加劑。相關(guān)知識形成的場合：該失效形式主要出現(xiàn)在低速重載、頻繁啟動和過載場合。主動輪塑變后，齒面節(jié)線處產(chǎn)生凹槽；從動輪塑變后，在齒面節(jié)線處形成凸脊。（五）塑性變形形成的原因：

在過大的應(yīng)力作用下，輪齒表面材料處于屈服狀態(tài)，在齒面切向力作用下產(chǎn)生材料塑性流動，即塑性變形。相關(guān)知識塑性變形的后果：齒形被破壞，傳動不平穩(wěn)，齒奪取減薄，抗彎能力下降，輪齒易折斷改善的措施：1、提高齒面的硬度；2、采用高粘度的或加有極壓添加劑的潤滑油均有助于減緩或防止齒輪產(chǎn)生塑性變性。相關(guān)知識防齒面點(diǎn)蝕

齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算

求尺寸d或a

限制接觸應(yīng)力防輪齒折斷

齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算

求模數(shù)ｍ限制彎曲應(yīng)力閉式軟齒面——以保證接觸疲勞強(qiáng)度為主閉式硬齒面

——以保證彎曲疲勞強(qiáng)度為主開式傳動