齿轮传动设计(一)课件.ppt
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1、第三章 齿轮传动设计(一),主 讲 吴 昌 林,公元前二世纪西汉初年的金属铸造齿轮,第三章 齿轮传动设计,一、齿轮设计的基本问题,(1) 传动要平稳,一对齿啮合:,齿廓曲线的问题,正确啮合条件:,连续传动条件:,且旋向相反,保证传动平稳,正确的几何尺寸计算,加工制造精度,(2) 强度要足够,传递一定的功率,或,二、齿轮传动的失效形式及设计准则,(一) 失效形式,(1) 疲劳折断,现象:,齿根处产生裂纹,扩展,材料较脆,断齿,原因:,根部应力集中,1. 轮齿折断,(2) 过载折断 (静强度问题),原因:,脆性材料,突然过载或冲击,第三章 齿轮传动设计,2. 齿面点蚀,现象:,齿面产生裂纹,油的挤
2、压,金属剥落,靠近节线的齿根面上出现麻点,原因:,有润滑油存在的闭式传动,齿面较软、硬度 350HBS,3. 齿面胶合,现象:,齿面上沿相对滑动方向形成伤痕,原因:,(热胶合),高速重载,高温失油,(冷胶合),低速重载,不易形成油膜,两齿面金属直接接触并粘接,齿面间相对滑动,较软齿面沿滑动方向被撕下一条条伤痕,第三章 齿轮传动设计,4. 齿面磨料磨损,现象:,齿面磨损、齿形变瘦,原因:,两齿面间有相对滑动,铁屑、灰尘进入,常发生于润滑不良的开式齿轮传动,5. 齿面塑性变形,现象:,齿面失去正常齿形,原因:,齿面较软,重载,齿面形成凹沟、凸棱,主动轮上摩擦力分别朝向齿顶和齿根 形成凹沟,从动轮上
3、摩擦力由齿顶和齿根朝向中间 形成凸棱,第三章 齿轮传动设计,(二) 设计准则,齿面间的接触疲劳点蚀,轮齿的弯曲疲劳折断,齿面接触疲劳强度条件,轮齿弯曲疲劳强度条件,闭式传动,软齿面 (硬度 350HBS),按齿面接触疲劳强度条件设计,按轮齿弯曲疲劳强度条件校核,硬齿面(硬度 350HBS),按轮齿弯曲疲劳强度条件设计,按齿面接触疲劳强度条件校核,开式传动,按轮齿弯曲疲劳强度条件设计,第三章 齿轮传动设计,三、齿轮材料及许用应力,1. 齿轮材料及热处理,(1) 锻钢,优质碳素钢: 45、,合金钢: 35SiMn、40Cr、20CrMnTi、,热处理,正火,调质,软齿面 (硬度 350HBS),小
4、轮齿面硬度比大轮高 3050 HBS,表面淬火,渗碳淬火,氮化,硬齿面 (硬度 350HBS ),常用于高速、重载、精密传动,第三章 齿轮传动设计,(2) 铸钢,(3) 铸铁,常用于不太重要、不受尺寸限制的场合,(4) 非金属,夹布胶木、尼龙、,常用于小功率、精度不高、噪声低的场合,选择原则:,结构紧凑,硬齿面,工艺复杂,一般传动,软齿面,工艺简单,第三章 齿轮传动设计,2. 许用应力,(1) 许用接触疲劳应力,试验齿轮的接触疲劳极限,接触强度计算的寿命系数,接触强度计算的最小安全系数,ML:齿轮材料和热处理质量要求低时 的取线,MQ:齿轮材料和热处理质量中等要求 时的取线,ME:齿轮材料和热
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