湖理工機械設計基礎課件11齒輪

第十一章齒輪傳動

本章主要論述齒輪傳動的強度計算。按照工作條件，齒輪傳動主要分為閉式傳動和開式傳動。§11-1輪齒的失效形式輪齒失效主要形式：1。輪齒折斷（圖11-1）過載折斷；疲勞折斷；2。齒面點蝕（圖11-2）疲勞點蝕，軟齒面（HB

350）閉式齒輪傳動常因齒面點蝕而失效。3。齒面膠合（圖11-3）在重載低速傳動中，由于齒面間的潤滑油膜不易形成產生膠合破壞。4。齒面磨損5。齒面塑性變形返回輪齒折斷齒面點蝕齒面膠合§11-2齒輪材料及熱處理二、齒輪常用的熱處理方法1。表面淬火：中碳鋼和中碳合金鋼，45鋼，40Cr鋼等，

HRC52~562。滲碳淬火：低碳鋼和低碳合金鋼，20鋼，20Cr鋼等。

HRC56~62。3。調質：45鋼，40Cr鋼等。HB220~260。4。正火：消除內應力、細化晶粒、改善機械性能和切削性能。機械強度不高的齒輪可用中碳鋼正火處理。5。滲氮：化學熱處理。滲氮后不進行其它熱處理。一、齒輪材料表11-1示，常用齒輪材料，普通碳鋼，調質鋼，滲碳鋼，滲氮鋼，鑄鋼，灰鑄鐵，球墨鑄鐵。§11-3齒輪傳動的精度

制造和安裝齒輪時，會產生誤差，如齒形誤差、齒距誤差、齒向誤差、兩軸線不平行等。誤差對傳動帶來以下三個方面的影響：1。影響傳動準確性，嚙合齒輪在一轉范圍內，實際轉角與理論轉角不一致。2。影響傳動的平穩性。瞬時傳動比不能保持恒定，齒輪在一轉范圍內會出現多次重復的轉速波動。3。影響載荷分布均勻性。當傳遞較大轉矩時，易引起早期損壞。一、輪齒上的作用力§11-4直齒圓柱齒輪傳動的作用計算載荷

FtFnFr

N2N1O2O1C二、計算載荷Fca=KFnK---載荷系數Fn---名義載軸的彎曲變形引起的齒向偏載§11--5直齒圓柱傳動的齒面接觸強度計算FtFnFr

N2N1O1CO2圖11-7返回齒輪接觸疲勞極限§11--6直齒圓柱齒輪傳動的輪齒彎曲強度計算

按一對齒承擔全部載荷計算則較為安全。計算時將輪齒當作懸臂梁圖11-8齒根危險截面校核計算公式設計公式圖11-9，11-10返回齒型系數表1.圓周力一、輪齒上的作用力§11--7斜齒圓柱齒輪傳動T1---小輪傳遞轉矩2.徑向力3.軸向力1.接觸強度計算（校核計算）二、強度計算得設計公式若配對齒輪材料改變，以上兩式中的系數305應加以修正。斜齒輪設計步驟：校核計算公式2。彎曲強度計算得設計計算公式：1.圓周力§11--8直齒圓錐齒輪傳動一、齒輪上的作用力FrFaFtFn2.徑向力3.軸向力二、強度計算一對直齒圓錐齒輪傳動相當于齒寬中點的一對當量齒輪傳動。1.齒面接觸強度計算校核公式設計公式2.齒根彎曲強度計算

得設計公式§11--9齒輪的構造齒輪軸，圖11-14圖11-16示輪幅式結構圖11-17a,幅板式鍛造圓錐齒輪。圖11-17b,帶加強筋的幅板式鑄造圓錐齒輪。圖11-15a輻板式結構。直徑較小的可做成實心的（圖11-15b)返回齒輪軸幅板式齒輪和實心齒輪返回§11--10齒輪傳動的潤滑和效率開式齒輪傳動通常采用人工定期加油潤滑。可采用潤滑油或潤滑脂。閉式齒輪傳動的潤滑方式根據齒輪的圓周速度V的大小而定。當V<12m/s采用油池潤滑當V>12m/s不宜采用油池潤滑，用噴油潤滑。圖11-18，11-19，11-20返回油池潤滑采用惰輪的油池潤