学习情景三汽车传动装置

1、汽车机械基础技术应用汽车机械基础技术应用 学习情景三学习情景三:汽车传动装置汽车传动装置 汽车机械基础技术应用汽车机械基础技术应用 课题课题: 汽车齿轮材料及失效汽车齿轮材料及失效 汽车机械基础技术应用汽车机械基础技术应用 能够根据变速器和差速器的机构和工作原理能够根据变速器和差速器的机构和工作原理,进进行变速器和差速器拆装与调试行变速器和差速器拆装与调试;能够根据变速器和差速器的结构、设计准则、工能够根据变速器和差速器的结构、设计准则、工作环境和材料特点作环境和材料特点,进行齿轮的失效分析和材料选进行齿轮的失效分析和材料选用用;教学目标：教学目标：汽车机械基础技术应用汽车机械基础技术应用 教

2、学内容教学内容n齿轮常见的失效形式齿轮常见的失效形式n齿轮传动的设计准则齿轮传动的设计准则n齿轮的常用材料及选用齿轮的常用材料及选用课题课题: 汽车齿轮材料及失效汽车齿轮材料及失效汽车机械基础技术应用汽车机械基础技术应用 课题课题: 汽车齿轮材料及失效汽车齿轮材料及失效n问题的引出：问题的引出：n请同学们思考：汽车颤动与燥音是否与变请同学们思考：汽车颤动与燥音是否与变速器？速器？汽车机械基础技术应用汽车机械基础技术应用 n活动三、齿轮材料、失效、结活动三、齿轮材料、失效、结构与参数构与参数课题课题: 汽车齿轮材料及失效汽车齿轮材料及失效汽车机械基础技术应用汽车机械基础技术应用 （一）（一）齿轮

3、齿轮常见的失效形式常见的失效形式齿轮传动的失效主要是齿轮传动的失效主要是轮齿轮齿的的失效。其主要失效形式有：失效。其主要失效形式有：n轮齿折断轮齿折断 ： 疲劳拆断；疲劳拆断； 突然过载拆断突然过载拆断 ； 严重磨损及安装制造误差严重磨损及安装制造误差等造成轮齿折断；等造成轮齿折断；汽车机械基础技术应用汽车机械基础技术应用 齿轮传动的失效形式：齿轮传动的失效形式：n提高齿轮的抗折断能力措施：提高齿轮的抗折断能力措施：n1）用增加齿根过渡圆角半径及消除加）用增加齿根过渡圆角半径及消除加工刀痕的方法来减小齿根应力集中；工刀痕的方法来减小齿根应力集中；n2）增大轴及支承的刚性，使轮齿接触）增大轴及支

4、承的刚性，使轮齿接触线上受载较为均匀；线上受载较为均匀；n3）采用合适的热处理方法使齿芯材料）采用合适的热处理方法使齿芯材料具有足够的韧性；具有足够的韧性；n4）采用喷丸、滚压等工艺措施对齿根）采用喷丸、滚压等工艺措施对齿根表层进行强化处理。表层进行强化处理。 汽车机械基础技术应用汽车机械基础技术应用 齿轮传动的失效形式：齿轮传动的失效形式：n齿面磨损：磨损是开式传动的主要失效形式。齿面磨损：磨损是开式传动的主要失效形式。主要措施：采用闭式传动；提高齿面硬度；降主要措施：采用闭式传动；提高齿面硬度；降低齿面粗糙度；采用清洁的润滑油。低齿面粗糙度；采用清洁的润滑油。汽车机械基础技术应用汽车机械基

5、础技术应用 齿轮传动的失效形式：齿轮传动的失效形式：n齿面点蚀：齿面点蚀：n主要措施：提高齿面硬度；主要措施：提高齿面硬度；降低齿面粗糙度；增大润滑降低齿面粗糙度；增大润滑油粘度；采用合理变位油粘度；采用合理变位。汽车机械基础技术应用汽车机械基础技术应用 齿轮传动的失效形式：齿轮传动的失效形式：n齿面点蚀齿面点蚀轮齿工作面某一固定点受到近轮齿工作面某一固定点受到近似脉动的变应力作用，由于疲劳而产生的麻似脉动的变应力作用，由于疲劳而产生的麻点状剥蚀损伤的现象。点状剥蚀损伤的现象。n点蚀是闭式传动常见的失效形式。点蚀是闭式传动常见的失效形式。n开始时由于磨损很少出现点蚀。开始时由于磨损很少出现点蚀

6、。n点蚀首先出现在点蚀首先出现在节线靠近齿根处节线靠近齿根处。汽车机械基础技术应用汽车机械基础技术应用 防止胶合的措施：防止胶合的措施：提高齿面硬度；降低齿面粗糙度；增大润滑油粘度；限制油温。齿轮传动的失效形式：齿轮传动的失效形式：n齿面胶合：齿面胶合：高速重载传动中，齿面间压力大，瞬时高速重载传动中，齿面间压力大，瞬时温度高，润滑油膜被破坏，齿面间会发生粘接在一温度高，润滑油膜被破坏，齿面间会发生粘接在一起的现象，在轮齿表面沿滑动方向出现条状伤痕，起的现象，在轮齿表面沿滑动方向出现条状伤痕，称为胶合。称为胶合。汽车机械基础技术应用汽车机械基础技术应用 齿轮传动的失效形式：齿轮传动的失效形式：

7、n塑性变形：塑性变形：重载且摩擦力很大时，齿面较软重载且摩擦力很大时，齿面较软的轮齿表面就会沿摩擦力方向产生塑性变形。的轮齿表面就会沿摩擦力方向产生塑性变形。n措施：提高齿面硬度；增大润滑油粘度。措施：提高齿面硬度；增大润滑油粘度。汽车机械基础技术应用汽车机械基础技术应用 齿轮传动的设计齿轮传动的设计准则准则n 闭式齿轮传动闭式齿轮传动：l1 1）软齿面（）软齿面（350HBS350HBS主要失效形式主要失效形式: :齿面点蚀齿面点蚀，按齿，按齿面接触疲劳强度进行设计计算，按齿根弯曲疲劳强度面接触疲劳强度进行设计计算，按齿根弯曲疲劳强度校核。校核。l2 2）硬齿面（）硬齿面（350HBS350

8、HBS）或铸铁齿轮）或铸铁齿轮轮齿折断轮齿折断的可能性的可能性较大，按齿根弯曲疲劳强度进行设计计算，按齿面接较大，按齿根弯曲疲劳强度进行设计计算，按齿面接触疲劳强度校核。触疲劳强度校核。n开式齿轮传动开式齿轮传动: :主要失效形式为主要失效形式为齿面磨损齿面磨损，通常按照，通常按照齿根弯曲疲劳强度进行设计计算，确定齿轮的模数，齿根弯曲疲劳强度进行设计计算，确定齿轮的模数，考虑磨损因素，再将模数增大考虑磨损因素，再将模数增大10%10%20%20%，而无需校核，而无需校核接触强度。接触强度。汽车机械基础技术应用汽车机械基础技术应用 齿轮的常用材料齿轮的常用材料 n齿轮材料基本要求齿轮材料基本要求

9、 ：齿面硬、齿芯韧即：齿面硬、齿芯韧即：(1)(1)齿面应有足够的硬度，以抵抗齿面磨损、点蚀、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；胶合以及塑性变形等；(2)(2)齿芯应有足够的强度和较好的韧性，以抵抗齿根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：折断和冲击载荷：(3)(3)应有良好的加工工艺性能及热处理性能使之便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。于加工且便于提高其力学性能。n最常用的齿轮材料是钢，此外还有铸铁及一些非最常用的齿轮材料是钢，此外还有铸铁及一些非金属材料等。金属材料等。汽车机械基础技术应用汽车机械基础技术应

10、用 n锻钢：锻钢：强度高、韧性好、便于制造、便于热强度高、韧性好、便于制造、便于热处理等，大多数齿轮都用锻钢制造。处理等，大多数齿轮都用锻钢制造。齿轮的常用材料齿轮的常用材料 l软齿面齿轮：软齿面齿轮：齿面硬度齿面硬度350HBS350HBS，常用中，常用中碳钢和中碳合金钢，如碳钢和中碳合金钢，如4545钢钢40Cr40Cr，35SiMn35SiMn等材料，进行调质或正火处理。等材料，进行调质或正火处理。l硬齿面齿轮硬齿面齿轮齿面硬度齿面硬度350HBS350HBS，常用的材料为中碳钢或，常用的材料为中碳钢或中碳合金钢经表面淬火处理。中碳合金钢经表面淬火处理。汽车机械基础技术应用汽车机械基础技

11、术应用 选择齿轮材料的注意事项：选择齿轮材料的注意事项：n在确定大、小齿轮硬度时应注意：在确定大、小齿轮硬度时应注意： 小齿轮的齿面硬度小齿轮的齿面硬度大齿轮的齿面硬度大齿轮的齿面硬度= 3050HBS；n原因：小齿轮受载荷次数比大齿轮多，原因：小齿轮受载荷次数比大齿轮多，且小齿轮齿根较薄为使两齿轮的轮齿且小齿轮齿根较薄为使两齿轮的轮齿接近等强度，小齿轮的齿面要比大齿轮接近等强度，小齿轮的齿面要比大齿轮的齿面硬一些。的齿面硬一些。汽车机械基础技术应用汽车机械基础技术应用 n 铸钢铸钢 当尺寸在当尺寸在400400一一600mm600mm不便于锻造时，用铸造方法制不便于锻造时，用铸造方法制成铸钢齿坯，再正火处理细化晶粒。成铸钢齿坯，再正火处理细化晶粒。n铸铁铸铁 当尺寸当尺寸500mm500mm、低速、轻载的齿轮可以制成铸铁、低速、轻载的齿轮可以制成铸铁齿坯、大齿圈或轮辐式齿轮。齿坯、大齿圈或轮辐式齿轮。n非金属材料非金属材料 高速轻载及精度不高的齿轮