第十讲 齿轮传动-失效形式、设计准则、直齿传动受力分析.ppt

第7章齿轮传动教学目标：了解齿轮传动的失效形式及设计准则；了解齿轮材料及选用原则；能够计算齿轮传动的计算载荷；能够进行标准直齿圆柱齿轮的受力分析。教学重点:1.齿轮传动的失效形式及设计准则；2.标准直齿圆柱齿轮的受力分析。教学难点：标准直齿圆柱齿轮的受力分析。一、齿轮传动的特点
（1）适用的圆周速度和功率范围广；
（2）传动效率高；
（3）传动比稳定；
（4）工作可靠,寿命较长；
（5）可实现任意轴之间的传动。

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。
二、齿轮传动的分类提高轮齿抗折断能力的措施：增大齿根圆角半径，消除加工刀痕以降低齿根应力集中；增大轴及支承物的刚度以减轻局部过载的程度；对轮齿进行表面处理以提高齿面硬度2.齿面点蚀3.齿面磨损4.齿面胶合5.塑性变形二.齿轮传动设计准则齿面要硬、齿芯要韧，即:
(1)齿面应有足够的硬度，以抵抗齿面磨损、点蚀、胶合以及塑性变形等；
(2)齿芯应有足够的强度和较好的韧性，以抵抗齿根折断和冲击载荷；
(3)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。1．锻钢锻钢因具有强度高、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。2．铸钢当齿轮的尺寸较大(大于400一600mm)而不便于锻造时，可用铸造方法制成铸钢齿坯，再进行正火处理以细化晶粒。3．铸铁低速、轻载场合的齿轮可以制成铸铁齿坯。当尺寸大于500mmm时可制成轮辐式齿轮。补充：机械制造常用材料1、钢：（1）普通碳素结构钢Q235-A、F，2、铸铁：灰铸铁、球墨铸铁、可锻铸铁、合金铸铁等。钢的热处理是指将钢在固态下进行不同温度的加热、保温和冷却的方法，是其内部组织结构发生变化，从而达到提高零件的力学性能和改善其工艺性能的目的。1退火是将钢加热到临界温度（约723℃）以上（30-50℃），保温一段时间，然后工件随炉温缓慢冷却。消除锻造、焊接的内应力，降低硬度，改善切削加工性能。
2正火与退火相似，只是在保温后，在空气中冷却，冷却速度比退火快。作用于退火类似，但比退火经济，可作为零件的最终热处理。
3淬火是将钢加热到临界温度以上，保温一段时间，而后在水、盐水或油中快速冷却。获得高强度和高硬度，提高耐磨性和耐蚀性。但产生很大内应力，降低塑性和韧性，故应回火已得到较好的综合性能。4回火是将淬火钢重新加热到临界温度以下的某一温度，保温一段时间，然后冷却。根据加热温度不同，回火可分为低温回火、中温回火和高温回火三种。低温回火的加热温度为150-250℃，适用于刀具、量具、滚动轴承等；中温回火的加热温度为300-450℃，适用于有弹性要求的零件，如弹簧；高温回火的加热温度为450-650℃，适用于各种重要的机械零件，如齿轮、轴、重要螺栓等。5调质—淬火后高温回火。
6表面热处理
是强化零件表面的重要手段，常用的方法有表面淬火和化学热处理两种。
1)表面淬火是将机械零件需要强化的表面迅速加热到淬火温度，随即快速将该表面冷却的热处理方法。
2)化学热处理是将机械零件放在含有某种化学元素（如碳、氮等）介质中加热保温，使该元素的活性原子渗入到零件表面的热处理方法。根据渗入原始的不同，常用的化学热处理方法有渗碳(常用于低碳钢或低碳合金刚)、氮化和氰化（碳氮共渗，用于低碳钢或中碳钢）等。
三、材料的选用原则：三、齿轮材料的选择原则
1）齿轮材料必须满足工作条件的要求。
2）应考虑齿轮尺寸大小、毛坯成型方法、热处理、制造工艺。
3）正火碳钢，不论毛坯的制作方法如何，只能用于制作在载荷平稳或轻度冲击下工作的齿轮；调质碳钢可用于中等冲击载荷下工作的齿轮。
4）合金钢常用于制作高速、重载并在冲击载荷下工作的齿轮。
5）飞行器中的齿轮传动，要求齿轮尺寸尽可能小，应采用表面硬化处理的高强度合金钢。齿轮传动的计算载荷齿向第五节标准直齿圆柱齿轮传动的强度计算2、力的方向：n1rb弯曲应力校核公式O2令齿轮传动的设计参数3第六节之一齿轮传动参数的选择式中：KN为寿命系数，是应力循环次数N对疲劳极限的影响系数；（1）、传递的准确性—Ⅰ（从动转动一周的转角误差不超过许用值）
（2）、传动的平稳性—Ⅱ（瞬时传动比i不超过许用值）
（3）、载荷分布的均匀性—Ⅲ（接触面上载荷分布均匀）表齿轮传动的功能要求与齿轮精度项目的主要关系3、精度标注方法
8—7—7—GMJB179-81第七节斜齿圆柱齿轮传动dm2圆周力