第六章平行轴线齿轮传动(下)

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1、高等职业教育机械类专业核心技术课程机械设计基础 第六章第六章 平行轴线齿轮传动平行轴线齿轮传动(圆柱齿轮传动圆柱齿轮传动)第七节第七节 齿轮传动的失效形式及设计准则齿轮传动的失效形式及设计准则 第八节第八节 齿轮常用材料及热处理齿轮常用材料及热处理第九节第九节 齿轮传动精度简介齿轮传动精度简介第十节第十节 渐开线直齿圆柱齿轮传动的设计计算渐开线直齿圆柱齿轮传动的设计计算 第十一节第十一节 渐开线斜齿圆柱齿轮传动渐开线斜齿圆柱齿轮传动设计：潘存云第七节第七节 齿轮传动的失效形式及设计准则齿轮传动的失效形式及设计准则轮齿折断轮齿折断1、失效形式失效形式设计：潘存云潘存云教授研制轮齿折断轮齿折断1、

2、失效形式失效形式齿面点蚀齿面点蚀第七节第七节 齿轮传动的失效形式及设计准则齿轮传动的失效形式及设计准则轮齿折断轮齿折断1、失效形式失效形式齿面点蚀齿面点蚀齿面胶合齿面胶合措施：措施： 1.提高齿面硬度提高齿面硬度2.减小齿面粗糙度减小齿面粗糙度3.增加润滑油粘度增加润滑油粘度4.加抗胶合添加剂加抗胶合添加剂第七节第七节 齿轮传动的失效形式及设计准则齿轮传动的失效形式及设计准则设计：潘存云轮齿折断轮齿折断1、失效形式失效形式齿面点蚀齿面点蚀齿面胶合齿面胶合齿面磨损齿面磨损措施：措施：1.减小齿面粗糙度减小齿面粗糙度2.改善润滑条件改善润滑条件磨粒磨损磨粒磨损跑合磨损跑合磨损第七节第七节 齿轮传动

3、的失效形式及设计准则齿轮传动的失效形式及设计准则设计：潘存云轮齿折断轮齿折断1、失效形式失效形式齿面点蚀齿面点蚀齿面胶合齿面胶合齿面磨损齿面磨损从动齿从动齿主动齿主动齿齿面塑性变形齿面塑性变形从动齿从动齿主动齿主动齿从动齿从动齿主动齿主动齿从动齿从动齿主动齿主动齿第七节第七节 齿轮传动的失效形式及设计准则齿轮传动的失效形式及设计准则2、设计准则、设计准则软齿面（硬度软齿面（硬度350HBS）的闭式齿轮传动：）的闭式齿轮传动：齿面抗点蚀能力差，润滑条件良好，齿面点蚀将是主要的失效形式。齿面抗点蚀能力差，润滑条件良好，齿面点蚀将是主要的失效形式。在设计计算时，通常按齿面接触疲劳强度设计，再作齿根弯

4、曲疲劳在设计计算时，通常按齿面接触疲劳强度设计，再作齿根弯曲疲劳强度校核。强度校核。 硬齿面（硬度硬齿面（硬度350HBS）的闭式齿轮传动：）的闭式齿轮传动：齿面抗点蚀能力强，但易发生齿根折断，齿根疲劳折断是主要失效齿面抗点蚀能力强，但易发生齿根折断，齿根疲劳折断是主要失效形式。在设计计算时，通常按齿根弯曲疲劳强度设计，再作齿面接形式。在设计计算时，通常按齿根弯曲疲劳强度设计，再作齿面接触疲劳强度校核。触疲劳强度校核。当一对齿轮均为铸铁制造时，一般只需作轮齿弯曲疲劳强度设计计当一对齿轮均为铸铁制造时，一般只需作轮齿弯曲疲劳强度设计计算。算。对于开式传动，其主要失效形式将是齿面磨损，通常只按齿根

5、弯曲对于开式传动，其主要失效形式将是齿面磨损，通常只按齿根弯曲疲劳强度设计，再考虑磨损，将所求得的模数增大疲劳强度设计，再考虑磨损，将所求得的模数增大1020。 第八节第八节 齿轮常用材料及热处理齿轮常用材料及热处理常用常用齿轮材料齿轮材料优质碳素钢优质碳素钢合金结构钢合金结构钢铸钢铸钢铸铁铸铁热处理方法热处理方法表面淬火表面淬火渗碳淬火渗碳淬火调质调质正火正火渗氮渗氮一般用于中碳钢和中碳合金钢，如一般用于中碳钢和中碳合金钢，如4545、40Cr40Cr等。表面等。表面淬火后轮齿变形小，可不磨齿，硬度可达淬火后轮齿变形小，可不磨齿，硬度可达5256HRC5256HRC，面硬芯软，能承受一定冲击

6、载荷。面硬芯软，能承受一定冲击载荷。1.表面淬火表面淬火高频淬火、火焰淬火高频淬火、火焰淬火2.渗碳淬火渗碳淬火渗碳钢为含碳量渗碳钢为含碳量0.150.25%0.150.25%的低碳钢和低碳合金钢，的低碳钢和低碳合金钢，如如2020、20Cr20Cr等。齿面硬度达等。齿面硬度达5662HRC5662HRC，齿面接触强度，齿面接触强度高，耐磨性好，齿芯韧性高。常用于受冲击载荷的重高，耐磨性好，齿芯韧性高。常用于受冲击载荷的重要传动。通常渗碳淬火后要磨齿。要传动。通常渗碳淬火后要磨齿。调质一般用于中碳钢和中碳合金钢，如调质一般用于中碳钢和中碳合金钢，如4545、40Cr40Cr、35SiMn35S

7、iMn等。调质处理后齿面硬度为：等。调质处理后齿面硬度为：220260HBS 220260HBS 。因为硬度不高，故可在热处理后精切齿形，且在使用因为硬度不高，故可在热处理后精切齿形，且在使用中易于跑合。中易于跑合。3.调质调质4.正火正火正火能消除内应力、细化晶粒、改善力学性能和切削正火能消除内应力、细化晶粒、改善力学性能和切削性能。机械强度要求不高的齿轮可用中碳钢正火处理。性能。机械强度要求不高的齿轮可用中碳钢正火处理。大直径的齿轮可用铸钢正火处理。大直径的齿轮可用铸钢正火处理。渗氮是一种化学处理。渗氮后齿面硬度可达渗氮是一种化学处理。渗氮后齿面硬度可达6062HRC6062HRC。氮化处

8、理温度低，轮齿变形小，适用于难以磨齿的场合，氮化处理温度低，轮齿变形小，适用于难以磨齿的场合，如内齿轮。材料为：如内齿轮。材料为：38CrMoAlA.38CrMoAlA.5.渗氮渗氮特点及应用：特点及应用：调质、正火处理后的硬度低，调质、正火处理后的硬度低，HBS 350HBS 350，属软齿面，属软齿面，工艺简单、用于一般传动。当大小齿轮都是软齿面时，工艺简单、用于一般传动。当大小齿轮都是软齿面时，因小轮齿根薄，弯曲强度低，故在选材和热处理时，因小轮齿根薄，弯曲强度低，故在选材和热处理时，小轮比大轮硬度高小轮比大轮硬度高: 2050HBS: 2050HBS表面淬火、渗碳淬火、渗氮处理后齿面表

9、面淬火、渗碳淬火、渗氮处理后齿面硬度高，属硬硬度高，属硬齿面。其承载能力高，但一般需要磨齿。常用于结构齿面。其承载能力高，但一般需要磨齿。常用于结构紧凑的场合。紧凑的场合。第九节第九节 齿轮传动精度简介齿轮传动精度简介误差的影响：误差的影响：1.1.转角与理论不一致，影响运动的不准确性；转角与理论不一致，影响运动的不准确性；2.2.瞬时传动比不恒定，出现速度波动，引起震动、瞬时传动比不恒定，出现速度波动，引起震动、 冲击和噪音影响运动平稳性；冲击和噪音影响运动平稳性；3.3.齿向误差导致轮齿上的载荷分布不均匀，使轮齿提齿向误差导致轮齿上的载荷分布不均匀，使轮齿提 前损坏，影响载荷分布的不均匀性

10、。前损坏，影响载荷分布的不均匀性。国标国标GB10095-88GB10095-88给齿轮副规定了给齿轮副规定了1212个精度等级。其中个精度等级。其中1 1级最高，级最高，1212级最低，常用的为级最低，常用的为6 69级精度。级精度。按照误差的特性及它们对传动性能的主要影响，将齿按照误差的特性及它们对传动性能的主要影响，将齿轮的各项公差分成三组，分别反映传递运动的准确性，轮的各项公差分成三组，分别反映传递运动的准确性，传动的平稳性和载荷分布的均匀性。传动的平稳性和载荷分布的均匀性。 在一般情况下，可选三个公差组为同一精度等级，在一般情况下，可选三个公差组为同一精度等级，但也容许根据使用要求的

11、不同，选择不同精度等级的但也容许根据使用要求的不同，选择不同精度等级的公差组组合。第公差组组合。第公差组精度等级公差组精度等级69级的选择可根级的选择可根据齿轮类型和圆周速度确定，第据齿轮类型和圆周速度确定，第公差组一般不得低公差组一般不得低于第于第公差组的精度等级。公差组的精度等级。三个公差组三个公差组:第第公差组公差组运动准确性运动准确性第第公差组公差组传动平稳性传动平稳性第第公差组公差组载荷分布均匀性载荷分布均匀性 齿厚偏差有齿厚偏差有C、D、E、 F、G、H、J、K、L、M、N、P、R、S等等14种，每种代号所规定的齿厚偏差值种，每种代号所规定的齿厚偏差值均是均是f p t（齿距极限偏