机械设计基础第11章齿轮传动

$number{01}机械设计基础第11章齿轮传动2024-01-12汇报人：AA目录齿轮传动概述齿轮的几何要素与参数齿轮的材料与热处理齿轮的精度与公差齿轮传动的润滑与密封齿轮传动的失效形式与设计准则01齿轮传动概述齿轮传动是指通过两个或多个齿轮的啮合来传递动力和运动的机械传动方式。定义根据齿轮轴线相对位置的不同，齿轮传动可分为平行轴齿轮传动、相交轴齿轮传动和交错轴齿轮传动三类。分类齿轮传动的定义与分类齿轮传动具有结构紧凑、传动效率高、工作可靠、寿命长、传动比准确等优点。齿轮传动的制造和安装精度要求较高，且会产生噪音和振动。齿轮传动的优缺点缺点优点123齿轮传动的应用领域其他领域此外，在轨道交通、农业机械等领域中，齿轮传动也有广泛的应用。工业领域齿轮传动被广泛应用于各种机械设备中，如机床、汽车、船舶、飞机等。能源领域在风力发电、水力发电等能源转换设备中，齿轮传动也发挥着重要作用。02齿轮的几何要素与参数齿形齿轮的齿形是指齿轮轮齿的形状，常见的有渐开线齿形、摆线齿形和圆弧齿形等。其中，渐开线齿形应用最为广泛，其优点在于传动平稳、噪声小、承载能力强。模数模数是齿轮的一个重要参数，用m表示。它等于齿轮的分度圆直径d与齿数z之比，即m=d/z。模数的大小反映了齿轮轮齿的大小，模数越大，轮齿越强壮，承载能力越强。齿轮的齿形与模数压力角是齿轮渐开线齿形上的一个重要参数，用α表示。它是指渐开线上任一点的法向压力与该点速度方向之间所夹的锐角。压力角的大小对齿轮传动的性能有很大影响，一般取标准值20°。压力角齿高是指齿轮轮齿的高度，用h表示。它是齿轮的一个重要尺寸参数，与模数和齿数有关。齿高的大小直接影响齿轮的强度和刚度。齿高齿轮的压力角与齿高变位齿轮的变位是指在实际加工中，为了改善齿轮传动的性能或满足特定的设计要求，对标准齿轮进行的一种几何参数的改变。常见的变位有正变位和负变位两种。正变位可以提高齿轮的强度和刚度，而负变位则可以改善齿轮的啮合性能。修正齿轮的修正是指在实际加工中，为了消除或减小某些误差对齿轮传动性能的影响，对齿轮进行的一种几何参数的调整。常见的修正有齿形修正、齿向修正和齿厚修正等。这些修正可以提高齿轮传动的精度和稳定性。齿轮的变位与修正03齿轮的材料与热处理渗碳钢调质钢铸钢铸铁齿轮的常用材料用于制造形状复杂且受力较大的齿轮，如ZG310-570等。用于制造轻载、低速且不受较大冲击的齿轮，如HT200、HT250等。用于制造承受载荷不大、要求耐磨性较高的齿轮，如20Cr、20CrMnTi等。用于制造中等载荷及中等速度下的齿轮，如45、40Cr等。表面淬火渗碳淬火调质处理齿轮的热处理方法提高齿轮表面的硬度、耐磨性和疲劳强度，适用于中碳钢和中碳合金钢。提高齿轮表面的硬度、耐磨性和疲劳强度，同时保持心部良好的韧性。使齿轮获得良好的综合力学性能，即较高的强度和韧性。根据齿轮的载荷、速度、精度和工作环境等条件选择合适的材料。齿轮材料与热处理的选用原则根据齿轮的制造工艺和成本要求选择合适的材料和热处理方法。对于承受重载和冲击载荷的齿轮，应选择强度高、韧性好的材料和相应的热处理方法。对于要求高精度和耐磨性的齿轮，应选择硬度高、耐磨性好的材料和相应的热处理方法。04齿轮的精度与公差精度等级齿轮的精度等级通常分为多个级别，如IT5、IT6、IT7等，不同等级对应不同的精度要求。公差范围齿轮的各项参数（如齿距、齿形、齿向等）均有一定的公差范围，公差范围的大小直接影响齿轮的传动精度。齿轮的精度等级与公差范围齿轮的检测方法包括综合检测法和单项检测法。综合检测法通过测量齿轮的整体误差来评定其精度，而单项检测法则分别测量齿轮的各项参数。检测方法常用的齿轮检测仪器有齿轮测量中心、齿轮双面啮合测量仪、齿轮单面啮合测量仪等，这些仪器能够高精度地测量齿轮的各项参数。检测仪器齿轮的检测方法与仪器采用热处理工艺通过热处理工艺改善齿轮材料的力学性能，提高齿轮的承载能力和耐磨性。提高制造精度采用先进的加工设备和工艺，提高齿轮的加工精度，减小各项参数的公差范围。控制装配质量严格控制齿轮的装配质量，确保齿轮副的啮合精度和传动平稳性。加强维护与保养定期对齿轮进行维护与保养，保持其良好的工作状态，延长使用寿命。提高齿轮精度的方法与措施05齿轮传动的润滑与密封齿轮传动的润滑方式及润滑剂选择润滑方式根据齿轮传动的工作条件，润滑方式可分为油浴润滑、喷油润滑、循环油润滑和油脂润滑等。润滑剂选择齿轮传动常用的润滑剂有润滑油和润滑脂。选择润滑剂时，需考虑齿轮的材质、工作温度、载荷及速度等因素。齿轮传动的密封方式及密封材料选择齿轮传动的密封方式主要有接触式密封和非接触式密封两种。接触式密封包括毡圈密封、皮碗密封等；非接触式密封包括间隙密封、迷宫密封等。密封方式密封材料应具有耐油、耐磨、耐温、耐老化等性能。常用的密封材料有橡胶、塑料、皮革、金属等。密封材料选择清洗保养更换润滑剂定期检查齿轮传动润滑与密封的维护与管理定期检查齿轮传动的润滑和密封状况，及时发现并处理问题。定期清洗齿轮传动系统，去除杂质和油污，保持系统清洁。根据齿轮传动的工作条件和润滑剂的性能，定期更换润滑剂，保证润滑效果。06齿轮传动的失效形式与设计准则轮齿折断齿面磨损齿面点蚀齿轮传动的失效形式及原因分析由于弯曲应力超过轮齿的疲劳极限或短时过载造成的。由于齿面接触应力超过材料的疲劳极限造成的。由于灰尘、金属微粒等磨粒进入齿面间引起的。VS保证齿轮传动的可靠性，即在设计寿命内不发生过载断裂、过度磨损等失效形式。设计方法根据齿轮传动的使用要求、工作条件、结构特点等因素，选择合适的材料、热处理方式、精度等级等，并进行强度校核和寿命计算。设计准则齿轮传动的设计准则与方法0504030201提高齿轮传动性能的措施与建议选择合适的材料