齿轮传动优秀 (4)优秀课件.ppt

第1页，本讲稿共88页第九节第九节 齿轮传动的润滑齿轮传动的润滑第一节第一节 齿轮传动的失效形式和计算准则齿轮传动的失效形式和计算准则第八节第八节 变位齿轮传动的强度计算变位齿轮传动的强度计算第七节第七节 标准直齿锥齿轮传动的强度计算标准直齿锥齿轮传动的强度计算 第六节第六节 标准斜齿圆柱齿轮传动的强度计算标准斜齿圆柱齿轮传动的强度计算第五节第五节 齿轮精度、设计参数选择及许用应力齿轮精度、设计参数选择及许用应力第四节第四节 标准直齿圆柱齿轮传动的强度计算标准直齿圆柱齿轮传动的强度计算第三节第三节 齿轮传动的载荷计算齿轮传动的载荷计算第二节第二节 齿轮的材料齿轮的材料下一页下一页退出退出总目录总目录目目 录录第2页，本讲稿共88页一、齿轮的失效形式的失效形式1.轮齿折断轮齿折断2.齿面点蚀齿面点蚀3.齿面胶合齿面胶合4.齿面磨损齿面磨损5.齿体塑性变形齿体塑性变形6.齿面塑性变形齿面塑性变形第一节 齿轮传动的失效形式和计算准则齿轮传动的失效形式和计算准则第3页，本讲稿共88页1.1.轮齿折断折断折断面折断面折断面折断面第一节 齿轮传动的失效形式和计算准则齿轮传动的失效形式和计算准则第4页，本讲稿共88页轮齿折折断断实例例第一节 齿轮传动的失效形式和计算准则齿轮传动的失效形式和计算准则第5页，本讲稿共88页轮齿折折断断机机理理第一节 齿轮传动的失效形式和计算准则齿轮传动的失效形式和计算准则第6页，本讲稿共88页2.齿面点面点蚀点蚀点蚀第一节 齿轮传动的失效形式和计算准则齿轮传动的失效形式和计算准则第7页，本讲稿共88页齿面面点点蚀机理机理第一节 齿轮传动的失效形式和计算准则齿轮传动的失效形式和计算准则第8页，本讲稿共88页3.齿面胶合面胶合齿面出现沟痕齿面出现沟痕第一节 齿轮传动的失效形式和计算准则齿轮传动的失效形式和计算准则第9页，本讲稿共88页4.齿面磨面磨损磨损部分磨损部分第一节 齿轮传动的失效形式和计算准则齿轮传动的失效形式和计算准则第10页，本讲稿共88页5.齿面塑性面塑性变形形第一节 齿轮传动的失效形式和计算准则齿轮传动的失效形式和计算准则第11页，本讲稿共88页举例例从动轮从动轮主动轮主动轮第一节 齿轮传动的失效形式和计算准则齿轮传动的失效形式和计算准则第12页，本讲稿共88页齿面面塑性塑性变形形机理机理第一节 齿轮传动的失效形式和计算准则齿轮传动的失效形式和计算准则第13页，本讲稿共88页第一节 齿轮传动的失效形式和计算准则齿轮传动的失效形式和计算准则6.齿体塑性体塑性变形形第14页，本讲稿共88页第一节 齿轮传动的失效形式和计算准则齿轮传动的失效形式和计算准则齿轮失效形式与极限转矩的关系磨损界限胶合界限点蚀界限断齿界限速度极限转矩安全区安全区调质齿轮第15页，本讲稿共88页磨损界限胶合界限点蚀界限断齿界限速度极限转矩安全区安全区齿面硬化齿轮第一节 齿轮传动的失效形式和计算准则齿轮传动的失效形式和计算准则 同一齿轮传动抵抗不同失效形式的能力不同齿轮失效形式与极限转矩的关系第16页，本讲稿共88页 闭式齿轮传动中，通常以保证齿面接触疲劳强度闭式齿轮传动中，通常以保证齿面接触疲劳强度为主。进行齿面接触疲劳强度和齿根弯曲疲劳强度计为主。进行齿面接触疲劳强度和齿根弯曲疲劳强度计算。算。开式齿轮传动中，通常以保证齿根弯曲强度为开式齿轮传动中，通常以保证齿根弯曲强度为主，兼顾磨损。进行齿根弯曲疲劳强度设计。主，兼顾磨损。进行齿根弯曲疲劳强度设计。二、齿轮传动的的计算准算准则计算准则计算准则 保证齿面接触疲劳强度；保证齿面接触疲劳强度；保证齿根弯曲疲劳强度。保证齿根弯曲疲劳强度。第一节 齿轮传动的失效形式和计算准则齿轮传动的失效形式和计算准则第17页，本讲稿共88页第二节 齿轮材料材料性能的基本要求：材料性能的基本要求：具有足够的弯曲强度；具有足够的弯曲强度；轮齿表层有足够的硬度和耐磨性；轮齿表层有足够的硬度和耐磨性；可以进行各种加工和热处理；可以进行各种加工和热处理；齿面硬，齿芯韧。齿面硬，齿芯韧。第18页，本讲稿共88页一、钢一、钢 锻钢的质量比铸钢好，一般齿轮均用锻钢，锻钢的质量比铸钢好，一般齿轮均用锻钢，铸钢铸钢(大尺寸、形状复杂）。大尺寸、形状复杂）。1.1.软齿面（齿面硬度软齿面（齿面硬度350HBS）不能承受大的冲击载荷，两齿轮齿面硬度差应不能承受大的冲击载荷，两齿轮齿面硬度差应 为为3050HBS2.2.硬齿面硬齿面（齿面硬度（齿面硬度350HBS）齿轮表面硬化方法有渗碳、氮化和表面淬火齿轮表面硬化方法有渗碳、氮化和表面淬火第二节 齿轮材料第19页，本讲稿共88页二、铸铁二、铸铁 低速、不重要的开式齿轮（球墨铸铁）低速、不重要的开式齿轮（球墨铸铁）合金钢：合金钢：常用于制作高速、重载并在冲击载荷下工作的齿常用于制作高速、重载并在冲击载荷下工作的齿轮。航空齿轮采用表面硬化高强合金钢。轮。航空齿轮采用表面硬化高强合金钢。三、非金属材料三、非金属材料 高速、小功率、精度不高以传递高速、小功率、精度不高以传递运动运动为主的齿轮传为主的齿轮传动（塑料、尼龙、胶木等）动（塑料、尼龙、胶木等）第二节 齿轮材料第20页，本讲稿共88页一、工作载荷一、工作载荷第三节 齿轮传动的载荷计算小齿轮名义功率小齿轮分度圆直径小齿轮名义转矩小齿轮转速第21页，本讲稿共88页二、计算载荷二、计算载荷使用系数动载系数齿向载荷分布系数齿间载荷分布系数第三节 齿轮传动的载荷计算第22页，本讲稿共88页1 使用系数表5-3原动机工作特性及其示例从动机工作特性及其示例均匀平稳轻微冲击中等冲击严重冲击发电机机床主传动提升机构挖掘机均匀平稳1.01.251.51.75轻微冲击1.101.351.601.85中等冲击1.251.501.752.00或更大严重冲击1.501.752.002.25或更大第三节 齿轮传动的载荷计算第23页，本讲稿共88页2 动载系数齿轮传动的啮合过程齿轮传动的啮合过程齿轮制造误差,pb不同突变冲击图5-3第三节 齿轮传动的载荷计算措施：齿顶修缘第24页，本讲稿共88页直齿圆柱齿轮第三节 齿轮传动的载荷计算第25页，本讲稿共88页斜齿圆柱齿轮第三节 齿轮传动的载荷计算第26页，本讲稿共88页轴弯曲变形的影响齿向载荷分布系数第三节 齿轮传动的载荷计算轴扭转变形的影响第27页，本讲稿共88页0.20.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 2.0 1.8 1.00 1.05 1.10 1.15 1.20 1.25 1.30 1.35 1234b/d1两轮均为软齿面或其中之一为软齿面两轮均为软齿面或其中之一为软齿面图5-7 齿向载荷分布系数第三节 齿轮传动的载荷计算第28页，本讲稿共88页改改善善载载荷荷分分布布方方法法鼓形齿鼓形齿第三节 齿轮传动的载荷计算齿向载荷分布系数第29页，本讲稿共88页4 齿间载荷分布系数表5-4 一对轮齿在啮合一对轮齿在啮合区内有时为双齿区内有时为双齿啮合，载荷则应啮合，载荷则应分配在这两对齿分配在这两对齿上。上。第三节 齿轮传动的载荷计算第30页，本讲稿共88页 由于齿由于齿距误差等距误差等原因，载原因，载荷在各齿荷在各齿间分配不间分配不是均匀的是均匀的轮齿误差的影响第三节 齿轮传动的载荷计算第31页，本讲稿共88页精度等级(组)56789 经表面硬化的直齿轮1.01.11.2接触弯曲经表面硬化的斜齿轮1.01.11.21.4未经表面硬化的直齿轮1.01.11.2未经表面硬化的斜齿轮1.01.11.21.4表5-4 齿间载荷分布系数第三节 齿轮传动的载荷计算第32页，本讲稿共88页一、轮齿受力分析一、轮齿受力分析第四节 标准直齿圆柱齿轮传动的强度计算主、从动轮上各力大小相主、从动轮上各力大小相等，方向相反等，方向相反圆周力圆周力Ft产生的转矩方向产生的转矩方向与外加转矩方向相反与外加转矩方向相反径向力径向力Fr指向各轮的轮心指向各轮的轮心圆周力径向力法向力第33页，本讲稿共88页二 齿面接触疲劳强度计算圆柱体的接触应力LFn第四节 标准直齿圆柱齿轮传动的强度计算第34页，本讲稿共88页综合曲率对接触应力的影响综合曲率对接触应力的影响第四节 标准直齿圆柱齿轮传动的强度计算第35页，本讲稿共88页齿廓接触点的曲率半径齿廓接触点的曲率半径第四节 标准直齿圆柱齿轮传动的强度计算第36页，本讲稿共88页第四节 标准直齿圆柱齿轮传动的强度计算第37页，本讲稿共88页第四节 标准直齿圆柱齿轮传动的强度计算第38页，本讲稿共88页第四节 标准直齿圆柱齿轮传动的强度计算第39页，本讲稿共88页第四节 标准直齿圆柱齿轮传动的强度计算第40页，本讲稿共88页三、齿根弯曲疲劳强度齿根危险截面位置、尺寸：齿根危险截面位置、尺寸：力学模型：轮齿悬臂梁，力学模型：轮齿悬臂梁，Fn作用于齿顶作用于齿顶基圆基圆30切线法：切线法：过渡曲线过渡曲线第四节 标准直齿圆柱齿轮传动的强度计算演示第41页，本讲稿共88页第四节 标准直齿圆柱齿轮传动的强度计算第42页，本讲稿共88页大小齿轮分别计算齿根弯曲疲劳强度大小齿轮分别计算齿根弯曲疲劳强度第四节 标准直齿圆柱齿轮传动的强度计算第43页，本讲稿共88页第四节 标准直齿圆柱齿轮传动的强度计算按齿根弯曲疲劳强度设计第44页，本讲稿共88页第四节 标准直齿圆柱齿轮传动的强度计算第45页，本讲稿共88页注意：注意：1、相互啮合的一对齿轮其齿根弯曲应力通常不相等。、相互啮合的一对齿轮其齿根弯曲应力通常不相等。模数模数起主起主要作用。要作用。2、相互啮合的一对齿轮其齿面接触应力是相同的。但、相互啮合的一对齿轮其齿面接触应力是相同的。但H 1与与H 2中不同，强度也不同。径向尺寸（中不同，强度也不同。径向尺寸（a,d）起主要作用。）起主要作用。3、应用设计公式初步计算齿轮尺寸时，可先应用初算公式、应用设计公式初步计算齿轮尺寸时，可先应用初算公式,待求得齿轮待求得齿轮尺寸参数后，精确计算载荷系数尺寸参数后，精确计算载荷系数K、重合度系数及寿命系数和许用应、重合度系数及寿命系数和许用应力，代入相应校核公式进行验算，若强度条件合适则齿轮尺寸无需力，代入相应校核公式进行验算，若强度条件合适则齿轮尺寸无需调整，否则，调整尺寸重新计算。调整，否则，调整尺寸重新计算。第四节 标准直齿圆柱齿轮传动的强度计算第46页，本讲稿共88页一、齿轮精度选择一、齿轮精度选择第五节 齿轮精度、设计参数选择及许用应力1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12低高 未规定公差未规定公差一般按齿轮的圆周速度圆周速度选精度表5-6第47页，本讲稿共88页齿轮种类传动种类齿面硬度HBS齿轮精度等级3,4,56789直 齿圆柱齿轮3501218126435010151053锥齿轮35071074335069632.5斜齿及曲齿圆柱齿轮35025362512835020302096锥齿轮3501624169635013191575表表5-6 各种精度等级齿轮传动的最大圆周速度各种精度等级齿轮传动的最大圆周速度第五节 齿轮精度、设计参数选择及许用应力第48页，本讲稿共88页机器名称机器名称精度等级精度等级机器名称机器名称精度等级精度等级汽汽轮机机36拖拉机拖拉机68金属切削机床金属切削机床38通用减速器通用减速器68航空航空发动机机48锻压机床机床69轻型汽型汽车58起重机起重机710载重汽重汽车79农业机械机械811各类机器所用齿轮传动的精度等级范围第五节 齿轮精度、设计参数选择及许用应力第49页，本讲稿共88页二、设计参数选择二、设计参数选择第五节 齿轮精度、设计参数选择及许用应力第50页，本讲稿共88页在中心距一定时，在满足弯曲强度的条件下，可取在中心距一定时，在满足弯曲强度的条件下，可取较较多的齿数多的齿数和和较小的模数。较小的模数。对闭式齿轮传动：一般按齿面接触强度确定中心距，模对闭式齿轮传动：一般按齿面接触强度确定中心距，模数数:第五节 齿轮精度、设计参数选择及许用应力取标准值(表5-7)第51页，本讲稿共88页第五节 齿轮精度、设计参数选择及许用应力第52页，本讲稿共88页1.疲劳试验疲劳试验试验条件：试验条件：m=35mm、=20、v=10m/s，a=100 mm，b=1050mm，齿面粗糙度为齿面粗糙度为0.8的直的直齿圆柱齿轮副试件，按失效概率为齿圆柱齿轮副试件，按失效概率为1%，经持，经持久疲劳试验确定的试验齿轮的接触疲劳极限和久疲劳试验确定的试验齿轮的接触疲劳极限和弯曲疲劳极限。弯曲疲劳极限。三、许用应力三、许用应力设计的齿轮与试验齿轮不同，使用时应进行修正。设计的齿轮与试验齿轮不同，使用时应进行修正。第五节 齿轮精度、设计参数选择及许用应力第53页，本讲稿共88页 2.齿轮的许用接触应力齿轮的许用接触应力 H第五节 齿轮精度、设计参数选择及许用应力第54页，本讲稿共88页第五节 齿轮精度、设计参数选择及许用应力第55页，本讲稿共88页第五节 齿轮精度、设计参数选择及许用应力第56页，本讲稿共88页第五节 齿轮精度、设计参数选择及许用应力第57页，本讲稿共88页 3.齿轮的许用弯曲应力齿轮的许用弯曲应力 F第五节 齿轮精度、设计参数选择及许用应力第58页，本讲稿共88页第五节 齿轮精度、设计参数选择及许用应力第59页，本讲稿共88页第五节 齿轮精度、设计参数选择及许用应力第60页，本讲稿共88页一、选择齿轮类型、精度、材料一、选择齿轮类型、精度、材料二、齿轮承载能力计算二、齿轮承载能力计算三、齿轮几何尺寸计算三、齿轮几何尺寸计算四、齿轮结构设计及工作图绘制四、齿轮结构设计及工作图绘制第五节 齿轮精度、设计参数选择及许用应力第61页，本讲稿共88页一、轮齿受力分析一、轮齿受力分析第六节 标准斜齿圆柱齿轮传动的强度计算圆周力径向力轴向力法向力轴向力轴向力Fa的方向用左右手的方向用左右手守则来判定。左旋用左手；守则来判定。左旋用左手；右旋用右手判断。右旋用右手判断。第62页，本讲稿共88页二、齿面接触疲劳强度计算式二、齿面接触疲劳强度计算式第六节 标准斜齿圆柱齿轮传动的强度计算第63页，本讲稿共88页第六节 标准斜齿圆柱齿轮传动的强度计算第64页，本讲稿共88页第六节 标准斜齿圆柱齿轮传动的强度计算第65页，本讲稿共88页第六节 标准斜齿圆柱齿轮传动的强度计算第66页，本讲稿共88页第六节 标准斜齿圆柱齿轮传动的强度计算第67页，本讲稿共88页第六节 标准斜齿圆柱齿轮传动的强度计算第68页，本讲稿共88页第六节 标准斜齿圆柱齿轮传动的强度计算第69页，本讲稿共88页三、齿根弯曲疲劳强度计算第六节 标准斜齿圆柱齿轮传动的强度计算斜齿轮因重合度增大，故接触线长度增大；斜齿轮因轮齿倾斜，故影响其弯曲强度。强度条件：第70页，本讲稿共88页第六节 标准斜齿圆柱齿轮传动的强度计算设计式：第71页，本讲稿共88页第七节 标准直齿锥齿轮传动的强度计算一、主要设计参数第72页，本讲稿共88页第七节 标准直齿锥齿轮传动的强度计算第73页，本讲稿共88页第七节 标准直齿锥齿轮传动的强度计算齿宽系数齿宽中点分度圆直径dm和模数mm 第74页，本讲稿共88页二、轮齿受力分析圆周力径向力轴向力法向力第七节 标准直齿锥齿轮传动的强度计算第75页，本讲稿共88页二、强度计算0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 2.0 1.8 1.00 1.05 1.10 1.15 1.20 1.25 1.30 1.35 1234b/d1第七节 标准直齿锥齿轮传动的强度计算第76页，本讲稿共88页直齿锥齿轮齿面接触疲劳强度条件设计式设计式第七节 标准直齿锥齿轮传动的强度计算第77页，本讲稿共88页直齿锥齿轮齿根弯曲疲劳强度条件设计式设计式第七节 标准直齿锥齿轮传动的强度计算校核式校核式第78页，本讲稿共88页第八节 变位齿轮传动的强度计算 变位齿轮传动的受力分析和强度计算原理与标准齿轮的相同，其计算公式也与标准齿轮相同 齿轮啮合节点位置发生变化，ZH有变化直齿轮斜齿轮第79页，本讲稿共88页第八节 变位齿轮传动的强度计算高变位传动，即x=x1+x2=0，ZH不变化，接触强度基本不变。或角变位传动即x=x1+x20，当x0（正传动）时，ZH减小，降低，Z增大，ZH增大，增大，Z减小，或齿面接触强度提高。当x0（负传动）时，或齿面接触强度降低。第80页，本讲稿共88页第八节 变位齿轮传动的强度计算齿根弯曲强度：变位使齿形变化，齿根厚度和齿根圆角半径变化，引起计算系数YFa和Ysa的变化，影响齿根弯曲强度。正变位齿轮的齿厚增大，YFa减小，齿根圆角半径减小，Ysa增大。正变位齿轮的齿根弯曲强度可有提高。负变位使齿根弯曲强度降低。变位使端面重合度系数a变化，Y也发生变化。第81页，本讲稿共88页第九节第九节 齿轮传动的润滑齿轮传动的润滑开式或半开式传动定期人工加油润滑定期人工加油润滑v 12 m/s的闭式传动 喷油润滑喷油润滑闭式闭式齿轮齿轮传动传动第82页，本讲稿共88页浸油润滑浸油润滑第九节第九节 齿轮传动的润滑齿轮传动的润滑第83页，本讲稿共88页喷喷油油润润滑滑第九节第九节 齿轮传动的润滑齿轮传动的润滑第84页，本讲稿共88页齿轮直径小时，无法齿轮直径小时，无法分体制造。齿根与键分体制造。齿根与键槽的距离槽的距离2m齿轮的结构设计齿轮轴齿轮轴第85页，本讲稿共88页齿轮的结构设计齿轮的结构设计实心式孔板式齿轮的结构设计第86页，本讲稿共88页腹板式轮辐式齿轮的结构设计齿轮的结构设计齿轮的结构设计第87页，本讲稿共88页上一页上一页分目录分目录第88页，本讲稿共88页