齿轮传动课件

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,齿轮传动,主要内容：,了解齿轮传动的特点，它的适用场合，了解直齿圆柱齿轮各部分的意义，如基圆、分度圆、齿根圆、齿厚、齿槽宽、周节等。基本参数如模数、压力角、齿顶高系数及顶隙系数等。,齿轮常用什么材料制造，失效形式有哪些，怎样延长齿轮寿命。,第一节 概述,齿轮传动是应用最广泛的传动机构之一。,齿轮传动的主要,优点,是：适用的圆周速度和功率范围广；效率较高，一般=0.940.99；传动比准确；寿命较长；工作可靠性较高；可实现平行轴、任意角相交轴和任意角交错轴之间的传动。,齿轮转动的主要,缺点,是：要求较高的制造和安装精度，成本较高；不适宜远距离两轴之间的传动。,齿轮传动的类型,最常见的是：,圆柱齿轮传动:两轴线相互平行，,圆锥齿轮传动:两轴线相交，,螺旋齿轮传动:两轴线交错在空间既不平,行也不相交。,外啮合齿轮传动、内啮合齿轮传动和齿轮齿条传动（图327 a.b.c）。,圆柱齿轮传动又可分为:,直齿圆柱齿轮传动,斜齿圆柱齿轮传动,人字齿圆柱齿传动,第四节 渐开线标准直齿圆柱齿 轮部分名称和基本尺寸,（一）直齿圆柱齿轮各部分的名称及符号,齿槽宽：,在任意圆周上相邻两,齿空间部分的弧长，用 e,r,表示。,齿顶圆：,过齿轮各轮齿顶端的圆，其直径用,d,a,表示。,齿根圆：,过齿轮各齿槽底部的圆，其直径用,d,f,表示。,齿宽：,沿齿轮轴线量得齿轮的宽度用 b 表示。,齿厚：,在任意圆周上轮齿两侧间的弧长，用 s,r,表示。,分度圆：,对标准齿轮来说，齿厚与齿槽宽相等的那个圆称为分度圆，直径用,d,表示。,分度圆上的齿厚和齿槽宽分别用,s,和,e,表示，即,s,e,。,周节或齿距：,相邻两齿在分度圆上对应点间的弧长，用,p,表示，,p,s,e,。,（二）直齿圆柱齿轮的基本参数,决定齿轮尺寸和齿形的基本参数有5个：,齿轮的模数,m,、,压力角,a,、,齿数,z,、,齿顶高系数,ha,*,顶隙系数,c,*,。,以上5个参数，除齿数,z,外均已标准化了。,1.模数,m,分度圆上的周节,p,对,p,的比值称为模数，用,m,（,mm,）表示，即：,m,=,p,/,p,（337）,模数是齿轮几何尺寸计算的基础。显然，,m,越大，则,p,越大，轮齿就越大，轮齿的抗弯曲能力也越高。,我国已规定了标准模数系列。,第一系列,1 1.25 1.5 2 2.5 3 4 5 6 8 10 12 16 20 25 32 40 50,第二系列,1.75 2.25 2.75(3.25)3.5(3.75)4.5 5.5(6.5)7 9(11)14 18 22 28(30)36 45,2压力角,a,我国标准规定分度圆上齿廊的压力角,a,20。以后凡是不加指明，压力角都是指分度圆上的标准压力角,a,。,当一根直线BK,在一圆周上作纯滚动时（,图329,），此直线上任意一点K,的轨迹,AK,称为该圆的渐开线。,渐开线上某点的法线（压力方向线）与该点速度方向所夹的锐角,a,K,称为该点的压力角。,3齿顶高系数,h,a,*,和顶隙系数,c,*,全齿高：,为齿顶高与齿根高之和，即,h,=,ha,+,h,f,。,顶隙：,当齿轮啮合时，一个齿轮的齿顶圆与配对齿轮的齿根圆的径向距离，用,c,表示，,c,=,hf,-,ha,。,c的存在可避免一个轮的齿顶与另一轮的齿底相碰并可储存润滑油。如果用模数来表示，则齿顶高和齿根高可分别写为：,ha,=,ha,*,m,（338）,hf,=(,ha,*,+,c,*,),m,式中：,ha,*,、,c,*,-分别称为齿顶高系数和顶隙系数，对于圆柱齿轮，其标准值如表319所示。,（三）标准直齿圆柱齿轮的几何尺寸关系,模数、压力角、齿顶高系数及顶隙系数均取标准值，分度圆上齿厚与齿槽宽相等的齿轮称为标准齿轮。因此，对于标准齿轮有：,s,e,p,/2=,m,p,/2（339）,分度圆直径,d,、齿顶圆直径,d,a,和齿根圆直径,d,f,的计算式为：,d,=,zm,(340),d,a,=,d+2h,a,=2,h,a,*,+,z,(341),d,f,=,d,-2,h,f,=(,z-2h,a,*,-2,c,*,),m,(342),第七节 齿轮轮齿的失效形式,齿轮最重要的部分为轮齿。它的失效形式主要有四种：,轮齿折断,齿面磨损,齿面点蚀,齿面胶合,1轮齿折断,由于轮齿受力时齿根弯曲应力最大，而且有应力集中，因此，轮齿折断一般发生在齿根部分。,若轮齿单侧工作时，根部弯曲应力一侧为拉伸，另一侧为压缩，轮齿脱离啮合后，弯曲应力为零。因此，在载荷的多次重复作用下，弯曲应力超过弯曲持久极限时，齿根部分将产生疲劳裂纹。裂纹的逐渐扩展，最终将引起断齿，这种折断称为疲劳折断。,轮齿因短时过载或冲击过载而引起的突然折断，称为过载折断。用淬火钢或铸铁等脆性材料制成的齿轮，容易发生这种断齿。,2齿面磨损,齿面磨损主要是由于灰砂、硬屑粒等进入齿面间而引起的磨粒性磨损；其次是因齿面互相摩擦而产生的跑合性磨损。磨损后齿廓失去正确形状（图342），使运转中产生冲击和噪声。,3齿面点蚀,轮齿工作时，其工作表面产生的接触压应力由零增加到一最大值，即齿面接触应力是按脉动循环变化的。在过高的接触应力的多次重复作用下，齿面表层就会产生细微的疲劳裂纹，裂纹的蔓延扩展使齿面的金属微粒剥落下来而形成凹坑，即,疲劳点蚀,，继续发展以致轮齿啮合情况恶化而报废。,实践表明，疲劳点蚀首先出现在齿根表面靠近节线处（图343）。齿面抗点蚀能力主要与齿面硬度有关，齿面硬度越高，抗点蚀能力也越强。,4齿面胶合,在高速重载传动中，常因啮合温度升高而引起润滑失效，致使两齿面金属直接接触并相互粘联。,当两齿面相对运动时，较软的齿面沿滑动方向被撕裂出现沟纹（图344），这种现象称为胶合。在低速重载传动中，由于齿面间不易形成润滑油膜也可能产生胶合破坏。,提高齿面硬度和光洁度能增强抗胶合能力。低速传动采用粘度较大的润滑油；高速传动采用含抗胶合添加剂的润滑油，对于抗胶合也很有效。,思考题,1齿轮传动有什么特点？,2简述齿轮传动的主要类型。,3.熟悉直齿圆柱齿轮各部分的名称及符号。,4.齿轮轮齿的失效形式有哪几种？,高速电主轴在卧式镗铣床上的应用越来越多，除了主轴速度和精度大幅提高外，还简化了主轴箱内部结构，缩短了制造周期，尤其是能进行高速切削，电主轴转速最高可大10000r/min以上。不足之处在于功率受到限制，其制造成本较高，尤其是不能进行深孔加工。而镗杆伸缩式结构其速度有限，精度虽不如电主轴结构，但可进行深孔加工，且功率大，可进行满负荷加工，效率高，是电主轴无法比拟的。因此，两种结构并存，工艺性能各异，却给用户提供了更多的选择。现在，又开发了一种可更换式主轴系统，具有一机两用的功效，用户根据不同的加工对象选择使用，即电主轴和镗杆可相互更换使用。这种结构兼顾了两种结构的不足，还大大降低了成本。是当今卧式镗铣床的一大创举。电主轴的优点在于高速切削和快速进给，大大提高了机床的精度和效率。卧式镗铣床运行速度越来越高，快速移动速度达到2530m/min，镗杆最高转速6000r/min。而卧式加工中心的速度更高，快速移动高达50m/min，加速度5m/s2，位置精度0.0080.01mm，重复定位精度0.0040.005mm。落地式铣镗床铣刀 由于落地式铣镗床以加工大型零件为主，铣削工艺范围广，尤其是大功率、强力切削是落地铣镗床的一大加工优势，这也是落地铣镗床的传统工艺概念。而当代落地铣镗床的技术发展，正在改变传统的工艺概念与加工方法，高速加工的工艺概念正在替代传统的重切削概念，以高速、高精、高效带来加工工艺方法的改变，从而也促进了落地式铣镗床结构性改变和技术水平的提高。当今，落地式铣镗床发展的最大特点是向高速铣削发展，均为滑枕式(无镗轴)结构，并配备各种不同工艺性能的铣头附件。该结构的优点是滑枕的截面大，刚性好，行程长，移动速度快，便于安装各种功能附件，主要是高速镗、铣头、两坐标双摆角铣头等，将落地铣镗床的工艺性能及加工范围达到极致，大大提高了加工速度与效率。传统的铣削是通过镗杆进行加工，而现代铣削加工，多由各种功能附件通过滑枕完成，已有替代传统加工的趋势，其优点不仅是铣削的速度、效率高，更主要是可进行多面体和曲面的加工，这是传统加工方法无法完成的。因此，现在，很多厂家都竞相开发生产滑枕式(无镗轴)高速加工中心，在于它的经济性，技术优势很明显，还能大大提高机床的工艺水平和工艺范围。同时，又提高了加工精度和加工效率。当然，需要各种不同型式的高精密铣头附件作技术保障，对其要求也很高。高速铣削给落地式铣镗床带来了结构上的变化，主轴箱居中的结构较为普遍，其刚性高，适合高速运行。滑枕驱动结构采用线性导轨，直线电机驱动，这种结构是高速切削所必需的，国外厂家在落地式铣镗床上都已采用，国内同类产品还不多见，仅在中小规格机床上采用线性导轨。高速加工还对环境、安全提出了更高的要求，这又产生了宜人化生产的概念，各厂家都非常重视机床高速运行状态下，对人的安全保护与可操作性，将操作台、立柱实行全封闭式结构，既安全又美观。,工艺特点,精品课件文档，欢迎下载，下载后可以复制编辑。,更多精品文档，欢迎浏览。,