齿轮传动机构简介

1、一、齿轮传动的失效形式 齿轮传动是靠齿与齿的啮合进行工作的，轮齿 是齿轮直接参与工作的部分，所以齿轮的失效主要发 生在轮齿上。主要的失效形式有轮齿折断、齿面点蚀、 齿面磨损、齿面胶合以及塑性变形等。 1、轮齿折断 2、齿面疲劳点蚀 3、齿面磨损 4、齿面胶合 5、齿面塑性变形 二、设计准则 按传动工作条件分：闭式齿轮传动 开式齿轮传动 按齿面硬度分：软齿面（硬度350HBS） 硬齿面（硬度350HBS） 对闭式齿轮传动：软齿面时，主要的失效形式 为齿面点蚀，通常按齿面接触疲劳强度设计，再按 齿根弯曲疲劳强度校核。 第二节 齿轮常用材料及热处理 一、常用的齿轮材料 材 料牌号热处理方法 硬 度

2、应用举例 齿 芯 HBS 齿面 HRC 优质碳素钢 35 正火 150180 低速轻载的齿轮或中速 中载的大齿轮 45169217 50180220 45 调质 217255 40Cr241286 452172554050 合 金 钢 40Cr2412864855 20Cr渗碳淬火5662 高速中载、承受冲击载 荷的齿轮。如汽车、拖 拉机中的重要齿轮 ZG55179207 齿轮材料的选择原则： 钢制软齿面齿轮要求小齿轮硬度大于大齿轮30-50HBS 原因：1）小齿轮齿根强度较弱 2）小齿轮的应力循环次数较多 第四节 标准直圆柱齿轮传动的强度计算 一、轮齿的受力分析 图6-6所示为齿轮啮合传动时

3、主动齿轮的受力情况，不 考虑摩擦力时，轮齿所受总作用力Fn将沿着啮合线方向， Fn称为法向力。Fn在分度圆上可分解为切于分度圆的切向 力Ft和沿半径方向并指向轮心的径向力Fr 。 根据作用力与反作用力原理，Ft1=-Ft2，Ft1是主 动轮上的工作阻力，故其方向与主动轮的转向相反， Ft2是从动轮上的驱动力，其方向与从动轮的转向相 同。径向力Fr指向各自的轮心 nnc KFF 原动机 工作机的载荷特性 均匀、轻微冲击中等冲击大冲击 电动机 多缸内燃机 单缸内燃机 11.2 1.21.6 1.61.8 1.21.6 1.61.8 1.82.0 1.61.8 1.92.1 2.22.4 三、根弯曲

4、疲劳强度计算 齿根处的弯曲强度最弱。计算时设全部载荷由一 对齿承担，且载荷作用于齿顶，将轮齿看作悬臂梁， 其危险截面可用30o切线法确定，即作与轮齿对称中心 线成30o夹角并与齿根过渡曲线相切的两条直线，连接 两切点的截面即为齿根的危险截面。 接触疲劳强度的校核公式 H t HEH u u bd KF ZZZ 1 1 3 2 1 12 H EH d ZZZ u uK d 接触疲劳强度的设计公式 四、齿面接触疲劳强度计算 五、设计参数的选择及许用应力 第五节 标准斜齿圆柱齿轮传动的强度计算 一、轮齿的受力分析 圆周力Ft主反从同 径向力Fr指向各自的轮心 轴向力Fa主动轮的左右手螺旋定则 根据主

5、动轮轮齿的齿向（左旋或右旋）伸左手或右手， 四指沿着主动轮的转向握住轴线，大拇指所指即为主动 轮所受的Fa1的方向，Fa2与Fa1方向相反。 力的大小 ： 1 2 d T Ft tgFF ta tg F F t r cos 圆周力 轴向力 径向力 208 三、齿根弯曲疲劳强度 二、齿面接触疲劳强度计算 F 1 2 1 cos6 . 1 zbm KT n FS Y F = n m 3 2 1 2 1 cos6 . 1 Fd FS z YKT ubd uKT ZZZ HE 2 1 1 ) 1(2 ubd uKT 2 1 1 ) 1( 650 H H = d1 3 1 2 1650 u uKT dH

6、 一、轮齿的受力分析 力的方向： Ft主反从同 Fr指向各自的轴线 Fa指向大端 力的大小： 211 /2 tmt FdTF 21ar FF 21ra FF 第六节 标准圆锥齿轮传动的强度计算 二、齿面接触疲劳强度计算 按平均当量齿轮来计算 ud KT ZZ RR HEH 3 1 2 1 )5 . 01 ( 7 . 4 H d1 3 2 2 1 5 . 01 7 . 4 H HE RR ZZ u KT 三、齿根弯曲疲劳强度计算 按齿宽中点背锥展开的当量直齿圆柱齿轮进行弯曲强度计算 FS RR F Y umz KT 15 . 01 7 . 4 232 1 2 1 F 3 22 1 2 1 15 . 01 7 . 4 FS FRR Y uz KT m 第七节 齿轮的结构设计 1、齿轮轴和盘式齿轮 e2mt（2m，da160mm 二、腹板式和轮辐式齿轮 轮辐式齿轮 400mmda1000mm 三、组合式的齿轮结构 轮毂与齿圈采用不同材料 第八节 齿轮传动的润滑 一、润滑方式 1、V12m/s喷油润滑 齿轮啮合传动时，相啮合的齿面间既有相对滑动，又承 受较高