齿轮传动机构简介概要

第六章第六章 齿轮传动齿轮传动 第一节第一节第一节第一节 齿轮传动的失效形式与设计准则齿轮传动的失效形式与设计准则齿轮传动的失效形式与设计准则齿轮传动的失效形式与设计准则 一、齿轮传动的失效形式齿轮传动是靠齿与齿的啮合进行工作的，轮齿是齿轮直接参与工作的部分，所以齿轮的失效主要发生在轮齿上。主要的失效形式有轮齿折断、齿面点蚀、齿面磨损、齿面胶合以及塑性变形等。1、轮齿折断 2、齿面疲劳点蚀 3、齿面磨损 4、齿面胶合 5、齿面塑性变形二、设计准则按传动工作条件分：闭式齿轮传动开式齿轮传动按齿面硬度分：软齿面（硬度350HBS）硬齿面（硬度350HBS）对闭式齿轮传动：软齿面时，主要的失效形式为齿面点蚀，通常按齿面接触疲劳强度设计，再按齿根弯曲疲劳强度校核。第二节 齿轮常用材料及热处理 一、常用的齿轮材料 材 料牌号热处理方法硬 度应用举例齿 芯 HBS齿面HRC优质碳素钢35正火150180低速轻载的齿轮或中速中载的大齿轮451692175018022045调质21725540Cr241286452172554050合 金 钢40Cr241286485520Cr渗碳淬火5662高速中载、承受冲击载荷的齿轮。如汽车、拖拉机中的重要齿轮ZG55179207齿轮材料的选择原则：钢制软齿面齿轮要求小齿轮硬度大于大齿轮30-50HBS原因：1）小齿轮齿根强度较弱 2）小齿轮的应力循环次数较多 第三节第三节 齿轮传动精度简介齿轮传动精度简介一、精度等级一、精度等级一、精度等级一、精度等级 渐开线圆柱齿轮有渐开线圆柱齿轮有渐开线圆柱齿轮有渐开线圆柱齿轮有12121212个精度等级，第个精度等级，第个精度等级，第个精度等级，第1 1 1 1级最高，级最高，级最高，级最高，12121212级最低级最低级最低级最低 一般常用一般常用一般常用一般常用7 7 7 78 8 8 8级。高速、分度要求高时选用级。高速、分度要求高时选用级。高速、分度要求高时选用级。高速、分度要求高时选用6 6 6 6级，低速要求不级，低速要求不级，低速要求不级，低速要求不高的可用高的可用高的可用高的可用9 9 9 9级。级。级。级。齿轮每个精度等级划分为三个公差组。第齿轮每个精度等级划分为三个公差组。第齿轮每个精度等级划分为三个公差组。第齿轮每个精度等级划分为三个公差组。第公差组影响运动准公差组影响运动准公差组影响运动准公差组影响运动准确性、第确性、第确性、第确性、第组公差组影响传动平稳性，第组公差组影响传动平稳性，第组公差组影响传动平稳性，第组公差组影响传动平稳性，第组公差组影响载荷分组公差组影响载荷分组公差组影响载荷分组公差组影响载荷分布均匀性。布均匀性。布均匀性。布均匀性。二、齿侧间隙二、齿侧间隙二、齿侧间隙二、齿侧间隙 标准中规定渐开线齿轮齿侧偏差有标准中规定渐开线齿轮齿侧偏差有标准中规定渐开线齿轮齿侧偏差有标准中规定渐开线齿轮齿侧偏差有14141414种。每一种都相应的公差种。每一种都相应的公差种。每一种都相应的公差种。每一种都相应的公差可查有关手册。齿侧主要考虑轮齿的变形和膨胀，同时为了便于可查有关手册。齿侧主要考虑轮齿的变形和膨胀，同时为了便于可查有关手册。齿侧主要考虑轮齿的变形和膨胀，同时为了便于可查有关手册。齿侧主要考虑轮齿的变形和膨胀，同时为了便于润滑。润滑。润滑。润滑。第四节 标准直圆柱齿轮传动的强度计算 一、轮齿的受力分析 图6-6所示为齿轮啮合传动时主动齿轮的受力情况，不考虑摩擦力时，轮齿所受总作用力Fn将沿着啮合线方向，Fn称为法向力。Fn在分度圆上可分解为切于分度圆的切向力Ft和沿半径方向并指向轮心的径向力Fr。根据作用力与反作用力原理，Ft1=-Ft2，Ft1是主动轮上的工作阻力，故其方向与主动轮的转向相反，Ft2是从动轮上的驱动力，其方向与从动轮的转向相同。径向力Fr指向各自的轮心 二、载荷与载荷系数二、载荷与载荷系数原动机工作机的载荷特性均匀、轻微冲击中等冲击大冲击电动机多缸内燃机单缸内燃机11.21.21.61.61.81.21.61.61.81.82.01.61.81.92.12.22.4三、根弯曲疲劳强度计算 齿根处的弯曲强度最弱。计算时设全部载荷由一对齿承担，且载荷作用于齿顶，将轮齿看作悬臂梁，其危险截面可用30o切线法确定，即作与轮齿对称中心线成30o夹角并与齿根过渡曲线相切的两条直线，连接两切点的截面即为齿根的危险截面。接触疲劳强度的校核公式 接触疲劳强度的设计公式 四、齿面接触疲劳强度计算 五、设计参数的选择及许用应力第五节 标准斜齿圆柱齿轮传动的强度计算 一、轮齿的受力分析圆周力Ft主反从同 径向力Fr指向各自的轮心 轴向力Fa主动轮的左右手螺旋定则 根据主动轮轮齿的齿向（左旋或右旋）伸左手或右手，四指沿着主动轮的转向握住轴线，大拇指所指即为主动轮所受的Fa1的方向，Fa2与Fa1方向相反。力的大小：圆周力轴向力 径向力 三、齿根弯曲疲劳强度 二、齿面接触疲劳强度计算=H=d1 一、轮齿的受力分析 力的方向：Ft主反从同 Fr指向各自的轴线 Fa指向大端 力的大小：第六节 标准圆锥齿轮传动的强度计算 二、齿面接触疲劳强度计算 按平均当量齿轮来计算 d1 三、齿根弯曲疲劳强度计算 按齿宽中点背锥展开的当量直齿圆柱齿轮进行弯曲强度计算 m 第七节 齿轮的结构设计 1、齿轮轴和盘式齿轮 e2mt（2m，da160mm 二、腹板式和轮辐式齿轮 轮辐式齿轮 400mmda1000mm 三、组合式的齿轮结构 轮毂与齿圈采用不同材料 第八节 齿轮传动的润滑 一、润滑方式 1、V12m/s喷油润滑 齿轮啮合传动时，相啮合的齿面间既有相对滑动，又承受较高的压力，会产生摩擦和磨损，造成发热、影响齿轮的使用寿命。因此，必须考虑齿轮的润滑，特别是高速齿轮的润滑更应给予足够的重视。良好的润滑可提高效率，减少磨损，还可以起散热及防锈蚀等作用。二、润滑油的选择