齿轮传动失效形式学习教案

1、会计学1齿轮传动失效齿轮传动失效(sh xio)形式形式第一页，共28页。第1页/共28页第二页，共28页。第2页/共28页第三页，共28页。(shxin)动。 2、缺点：（1）要求较高的制造和安装精度，成本高；（2）不适宜于远距离两轴之间的传动。第一节第一节 概述概述(i sh)(i sh)1、优点、优点(yudin)：第3页/共28页第四页，共28页。二、齿轮传动二、齿轮传动(chundng)(chundng)的分类的分类按齿轮按齿轮(chln)(chln)类型分：直齿圆柱齿轮类型分：直齿圆柱齿轮(chln)(chln)传动斜齿圆柱齿传动斜齿圆柱齿轮轮(chln)(chln)传动传动锥齿轮

2、锥齿轮(chln)(chln)传动传动按装置按装置(zhungzh)(zhungzh)形式分：开式传动、半开式传动、闭式传动。形式分：开式传动、半开式传动、闭式传动。按使用情况分：动力齿轮按使用情况分：动力齿轮以动力传输为主，常为高速重载以动力传输为主，常为高速重载 或低速重载传动。或低速重载传动。传动齿轮传动齿轮以运动准确为主，一般为轻载高精度传动。以运动准确为主，一般为轻载高精度传动。按齿面硬度分：软齿面齿轮（齿面硬度按齿面硬度分：软齿面齿轮（齿面硬度350HBS350HBS或或38HRS38HRS）硬齿面齿轮（齿面硬度硬齿面齿轮（齿面硬度350HBS350HBS或或38HRS38HRS）

3、第4页/共28页第五页，共28页。1.1.轮齿轮齿(ln ch)(ln ch)折断折断第二节第二节 齿轮传动齿轮传动(chundng)(chundng)的失效形式及设的失效形式及设计准则计准则一、齿轮一、齿轮(chln)(chln)的失的失效形式效形式1.轮齿折断：折断发生在齿根处1）过载折断（淬火钢和铸铁齿轮常见的失效形式）；2）疲劳折断。采取措施：1）材料及热处理；2）增大模数；3）增大齿根圆角半径消除刀痕；4）喷丸、滚压处理；5）增大轴及支承刚度。第5页/共28页第六页，共28页。主要措施：提高齿面硬度；降低主要措施：提高齿面硬度；降低(jingd)齿面粗糙度；增大润滑油粘度；采用合理变

4、位。齿面粗糙度；增大润滑油粘度；采用合理变位。形成原因形成原因(yunyn)(yunyn)： 轮齿在节圆附近一对齿受力，载荷大；滑动速度低形成油膜条件差；接触疲劳产生麻点轮齿在节圆附近一对齿受力，载荷大；滑动速度低形成油膜条件差；接触疲劳产生麻点 。第6页/共28页第七页，共28页。 主要措施：采用闭式传动；提高齿面硬度主要措施：采用闭式传动；提高齿面硬度(yngd)；降低齿面粗糙度；采用清洁的润滑油。；降低齿面粗糙度；采用清洁的润滑油。原因：相对原因：相对(xingdu)(xingdu)滑动；润滑不良；存在杂质。滑动；润滑不良；存在杂质。第7页/共28页第八页，共28页。防止胶合的措施：提高

5、齿面硬度防止胶合的措施：提高齿面硬度(yngd)；降低齿面粗；降低齿面粗糙度；增大润滑油粘度；限制油温。糙度；增大润滑油粘度；限制油温。原因：高速重载；滑动速度大；散热不良；齿面金属熔化粘原因：高速重载；滑动速度大；散热不良；齿面金属熔化粘连后撕脱连后撕脱热胶合热胶合低速重载，由于齿面间油膜破坏低速重载，由于齿面间油膜破坏(phui)(phui)，也会出现胶合，也会出现胶合冷胶合冷胶合第8页/共28页第九页，共28页。措施措施(cush)：提高齿面硬度；增大润滑：提高齿面硬度；增大润滑油粘度。油粘度。原因原因(yunyn)(yunyn)：重载，齿面软：重载，齿面软 第9页/共28页第十页，共2

6、8页。二二. .齿轮传动齿轮传动(chundng)(chundng)设计准则设计准则 1、对于(duy)闭式齿轮传动：对高速重载齿轮传动，除以上两设计(shj)准则外，还应按齿面抗胶合能力的准则进行设计(shj)。 1）软齿面（）软齿面（350HBS）齿轮主要失效形式是）齿轮主要失效形式是齿面点蚀齿面点蚀，故可，故可按齿面接触疲劳强度设计按齿面接触疲劳强度设计计算，计算，按齿根弯曲疲劳强度校核按齿根弯曲疲劳强度校核. 2）硬齿面（）硬齿面（350HBS）或铸铁齿轮，由于抗点蚀能力较高，）或铸铁齿轮，由于抗点蚀能力较高，轮齿折断轮齿折断的可能性较大，故可的可能性较大，故可按齿根弯曲疲劳强度设计按

7、齿根弯曲疲劳强度设计计算，计算，按齿面接触疲劳强度校核按齿面接触疲劳强度校核。 2、对于、对于开式齿轮传动开式齿轮传动，齿面磨损齿面磨损为其主要失效形式，故通常按照齿根弯曲疲劳强度进行设计计算，确定齿轮的模数，考虑磨损因素，再将模数增大为其主要失效形式，故通常按照齿根弯曲疲劳强度进行设计计算，确定齿轮的模数，考虑磨损因素，再将模数增大10%20%。第10页/共28页第十一页，共28页。 齿面要硬、齿芯要韧，即齿面要硬、齿芯要韧，即: :(1)(1)齿面应有足够的硬度，以抵抗齿面应有足够的硬度，以抵抗(dkng)(dkng)齿面磨损、齿面磨损、点蚀、胶合以及塑性变形等；点蚀、胶合以及塑性变形等；

8、(2)(2)齿芯应有足够的强度和较好的韧性，以抵抗齿芯应有足够的强度和较好的韧性，以抵抗(dkng)(dkng)齿根折断和冲击载荷；齿根折断和冲击载荷；(3)(3)应有良好的加工工艺性能及热处理性能，使之便于应有良好的加工工艺性能及热处理性能，使之便于加工且便于提高其力学性能。加工且便于提高其力学性能。一、齿轮材料的基本一、齿轮材料的基本(jbn)(jbn)要要求求第三节第三节 齿轮齿轮(chln)(chln)的材料及其选用原的材料及其选用原则则第11页/共28页第十二页，共28页。1 1锻钢锻钢 锻钢因具有锻钢因具有(jyu)(jyu)强度高、韧性好、便于制造、便于热处理等优点，大多数齿轮都

9、用锻钢制造。强度高、韧性好、便于制造、便于热处理等优点，大多数齿轮都用锻钢制造。(1)软齿面齿轮：齿面硬度2%含碳量含碳量 2%铁碳合金铁碳合金非金属材料非金属材料橡胶橡胶塑料等塑料等第14页/共28页第十五页，共28页。1 1、钢：、钢：按化学成分：碳素钢按化学成分：碳素钢按含碳量：低碳钢按含碳量：低碳钢0.25%0.5%0.5%按质量按质量(zhling)(zhling)：普通钢：普通钢优质钢优质钢按用途按用途(yngt)(yngt)：结构钢：结构钢特殊钢特殊钢按冶炼按冶炼(ylin)(ylin)时脱氧程度和钢锭中气孔存在情况：镇静钢时脱氧程度和钢锭中气孔存在情况：镇静钢沸腾钢沸腾钢第15

10、页/共28页第十六页，共28页。（1 1）普通碳素结构钢）普通碳素结构钢 Q235-AQ235-A、F F，MPas235（2 2）优质）优质(yuzh)(yuzh)碳素结构钢碳素结构钢 25 25、3535、4545、60-60-平均含碳量平均含碳量（3 3）合金）合金(hjn)(hjn)结构钢结构钢 25Cr2MoV 25Cr2MoV（4 4）铸钢）铸钢(zh n) ZG235-450(zh n) ZG235-450、ZG35SiMnZG35SiMn特点：钢具有高的强度、韧性和塑性。可用热处理方法改善其力学性能和加工性能。特点：钢具有高的强度、韧性和塑性。可用热处理方法改善其力学性能和加工

11、性能。选用原则：选用原则： 优选碳素钢，其次是优选碳素钢，其次是硅、锰、硼、钒类合金钢。硅、锰、硼、钒类合金钢。零件毛坯获取方法：锻造、冲压、焊接、铸造等。零件毛坯获取方法：锻造、冲压、焊接、铸造等。应用：应用范围极其广泛。应用：应用范围极其广泛。第16页/共28页第十七页，共28页。2 2、铸铁：灰铸铁、球墨铸铁、可锻铸铁、铸铁：灰铸铁、球墨铸铁、可锻铸铁(kdun-zhti)(kdun-zhti)、合金铸铁等。、合金铸铁等。特点：良好的液态流动性，可铸造成形状复杂特点：良好的液态流动性，可铸造成形状复杂(fz)(fz)的零件。的零件。较好的减震性、耐磨性、切削性（指灰铸铁）、成本低廉较好的

12、减震性、耐磨性、切削性（指灰铸铁）、成本低廉应用：应用范围广。其中应用：应用范围广。其中(qzhng)(qzhng)灰铸铁最广、球墨铸铁次之灰铸铁最广、球墨铸铁次之第17页/共28页第十八页，共28页。 常用的热处理方法有：退火、正火、淬火常用的热处理方法有：退火、正火、淬火(cu hu)(cu hu)、回火、调质及表面热处理等。、回火、调质及表面热处理等。 二、钢的热处理简介二、钢的热处理简介(jin ji)第18页/共28页第十九页，共28页。第19页/共28页第二十页，共28页。强、硬、韧性、塑性好高温如弹簧提高了弹性硬度有所下降中温减小内应力脆性低温650500:.,450350:25

13、0150:回火(huhu)第20页/共28页第二十一页，共28页。第21页/共28页第二十二页，共28页。三、材料三、材料(cilio)(cilio)的选用原则：的选用原则：（1 1）使用要求）使用要求(yoqi)(yoqi)：工作和受载情况：工作和受载情况工作工作(gngzu)(gngzu)情况：介质、温度、摩擦性质情况：介质、温度、摩擦性质受载情况：载荷大小、应力种类受载情况：载荷大小、应力种类（2 2）工艺要求：）工艺要求：锻造性能锻造性能焊接性能焊接性能切削加工性能切削加工性能热处理性能热处理性能（3 3）经济性）经济性铸造性能铸造性能第22页/共28页第二十三页，共28页。三、齿轮三

14、、齿轮(chln)材料的选择原则材料的选择原则1）齿轮）齿轮(chln)材料必须满足工作条件的要求。材料必须满足工作条件的要求。2）应考虑齿轮）应考虑齿轮(chln)尺寸大小、毛坯成型方尺寸大小、毛坯成型方法、热处理、制造工艺。法、热处理、制造工艺。3）正火碳钢，不论毛坯的制作方法如何，只）正火碳钢，不论毛坯的制作方法如何，只能用于制作在载荷平稳或轻度冲击下工作的齿能用于制作在载荷平稳或轻度冲击下工作的齿轮轮(chln)；调质碳钢可用于中等冲击载荷下；调质碳钢可用于中等冲击载荷下工作的齿轮工作的齿轮(chln)。4）合金钢常用于制作高速、重载并在冲击载）合金钢常用于制作高速、重载并在冲击载荷下

15、工作的齿轮荷下工作的齿轮(chln)。5）飞行器中的齿轮）飞行器中的齿轮(chln)传动，要求齿轮传动，要求齿轮(chln)尺寸尽可能小，应采用表面硬化处理尺寸尽可能小，应采用表面硬化处理的高强度合金钢。的高强度合金钢。第23页/共28页第二十四页，共28页。（1 1）、传递的准确性）、传递的准确性（从动转动一周的（从动转动一周的转角误差不超过转角误差不超过(chogu)(chogu)许用值）许用值）（2 2）、传动的平稳性）、传动的平稳性（瞬时传动比（瞬时传动比i i不超不超过过(chogu)(chogu)许用值）许用值）（3 3）、载荷分布的均匀性）、载荷分布的均匀性 （接触面上载（接触面

16、上载荷分布均匀）荷分布均匀）1、精度、精度(jn d)要求要求齿轮齿轮(chln)(chln)的精度的精度2、精度等级、精度等级 齿轮精度规定了齿轮精度规定了112的的12个等级，其中，个等级，其中，1级精度最高，级精度最高，12级精度最低。级精度最低。第24页/共28页第二十五页，共28页。表表 齿轮传动的功能要求与齿轮精度齿轮传动的功能要求与齿轮精度(jn d)项目的主要关系项目的主要关系功能功能(gngnng)要求要求 精度项目精度项目运动运动(yndng)精度精度平稳性精度平稳性精度接触精度接触精度ppkiirFFFFF齿距累积总公差，齿距累积极限偏差，切向综合总公差 ，径向综合总公差