化工设备机械传动基础课件

3.2.3齿轮传动3.2.3齿轮传动

一、齿轮传动的类型1、齿轮传动的类型就装置形式分为：分类开式传动闭式传动----润滑良好、适于重要应用；----裸露、灰尘、易磨损，适于低速传动。一、齿轮传动的类型1、齿轮传动的类型就装置形式分为：分类②从使用情况分：有低速、高速及轻载、重载传动。③从齿轮材料的性能及热处理工艺的不同分：轮齿有较脆（如经整体淬火、齿面硬度很高的钢齿轮或铸铁齿轮）或较韧（如经调质、正火的优质碳钢及合金钢齿轮），齿面有硬齿面或软齿面之别。一般情况，齿轮传动的失效主要是轮齿的失效，齿轮的其他部分（如齿圈、轮辐、轮毂等），除了对齿轮的质量大小需严格限制者外，通常只按经验设计，所定的尺寸对强度及刚度较富裕，实践中极少失效。轮齿的失效形式主要有5种。②从使用情况分：有低速、高速及轻载、重载传动。齿轮传动的失效形式

轮齿折断失效形式一般发生在齿根处，严重过载突然断裂、疲劳折断。齿轮传动的失效形式

轮齿折断失效形式一般发生在齿根处，严重齿轮传动的失效形式

失效形式点蚀－齿面材料在变化着的接触应力作用下，由于疲劳而产生的麻点状损伤现象。点蚀发生在润滑良好的闭式齿轮传动中。开式传动中，由于齿面磨损较快，很少出现点蚀。齿面点蚀齿轮传动的失效形式

失效形式点蚀－齿面材料在变化着的接触应齿轮传动的失效形式

失效形式齿面胶合高速重载传动中，常因啮合区温度升高而引起润滑失效，致使齿面金属直接接触而相互粘连。当齿面向对滑动时，较软的齿面沿滑动方向被撕下而形成沟纹。措施：

1.提高齿面硬度2.减小齿面粗糙度3.增加润滑油粘度低速4.加抗胶合添加剂高速齿轮传动的失效形式

失效齿面胶合高速重载传动中，常因啮合区齿轮传动的失效形式

齿面磨损措施：1.减小齿面粗糙度2.改善润滑条件磨粒磨损跑合磨损齿轮传动的失效形式

齿面磨损措施：1.减小齿面粗糙度2.改齿轮传动的失效形式

齿面塑性变形从动齿主动齿齿轮传动的失效形式

齿面塑性变形从动齿主动齿油池润滑采用惰轮的油池润滑喷油润滑二、齿轮传动的润滑和效率开式齿轮常采用人工定期润滑。可用润滑油或润滑脂。闭式齿轮传动的润滑方式由圆周速度v确定。当v≤12m/s时，采用油池润滑。当v>12m/s时，采用油泵喷油润滑。适用于多级齿轮，且大小不等的场合。理由：1)v过高，油被甩走，不能进入啮合区；2)搅油过于激烈，使油温升高，降低润滑性能；3)搅起箱底沉淀的杂质，加剧轮齿的磨损。油池润滑采用惰轮的油池润滑喷油润滑二、齿轮传动的润滑表

齿轮传动润滑油粘度荐用值塑料、铸铁、青铜齿轮材料强度极限圆周速度v(m/s)运动粘度v/cSt（40℃）渗碳或表面淬火钢钢3505~12.512.5~25>252.5~51~2.50.5~1<0.52201501008055450~10001000~12501250~1580500350220150100805005003502201501009005005003502201505580100表齿轮传动润滑油粘度荐用值塑料、铸齿轮材料强度极限圆周速齿轮传动的损耗：表齿轮传动的平均效率圆柱齿轮圆锥齿轮传动装置6级或7级精度的闭式传动8级精度的闭式传动开式传动0.980.970.970.960.930.95啮合中的摩擦损耗；搅动润滑油的油阻损耗；轴承中的摩擦损耗。齿轮传动的损耗：表齿轮传动的平均效率圆柱齿轮圆锥齿轮齿轮的基本参数1、齿顶高系数和顶隙系数①齿顶高－轮齿上介于齿顶圆与分度圆之间的部分称为齿顶，其径向高度称为齿顶高，用ha表示。②齿根高－轮齿上介于齿根圆与分度圆之间的部分称为齿根，其径向高度称为齿根高，用hf表示。③全齿高－齿顶圆与齿根圆之间的径向高度称为全齿高，用h表示，故

h=ha+hf

齿轮的基本参数1、齿顶高系数和顶隙系数②齿根高－轮齿上介于齿齿轮的基本参数齿轮的齿顶高、齿根高的标准值可用模数表示为式中ha*

称为齿顶高系数，c*

称为顶隙系数。这两个系数也已标准化，其正常齿制的数值为：

ha*

=1，c*=0.25。齿轮的基本参数式中ha*称为齿顶高系数，c*称为顶隙系数齿顶圆、齿根圆直径的计算公式为

da=d+2ha=(z+2ha*)m

df=d-2hf=(z-2ha*-2c*)m

上述5个基本参数决定了标准直齿圆柱齿轮的各部分尺寸。齿轮的基本尺寸齿顶圆、齿根圆直径的计算公式为齿轮的基本尺寸齿轮的基本尺寸标准齿轮－指具有标准模数、标准压力角、标准齿顶高系数、标准顶隙系数，且分度圆上齿厚等于齿槽宽的齿轮。对于标准齿轮

s=e=p/2=πm/2齿轮的基本尺寸标准齿轮－指具有标准模数、标准压力角、标准齿顶标准齿轮及其几何尺寸计算一、圆周方向四个尺寸三、轮齿四个径向尺寸

ha=ha*m=mP=πm

hf=(ha*+c*)m=1.25mS=p/2=πm/2C=c*m=0.25me=s=p/2=πm/2

h=ha+hf=2.25mPb=pcosα=πmcosα

四、齿宽和中心距

b=(6-12)m一般取b=10m

a=d1/2+d2/2=m(z1+z2)/2二、四种直径d=m.zdb=dcosαda=d+2ha=m(z+2)df=d-2hf=m(z-2.5)

α＝20ْ标准齿轮及其几何尺寸计算一、圆周方向四个尺寸由渐开线的性质可知：

K1K1′=pb1=πm1cosα1K2K2′=pb2=πm2cosα2所以，两齿轮的正确啮合条件为

m1cosα1=m2cosα2渐开线标准齿轮的正确啮合条件由渐开线的性质可知：渐开线标准齿轮的正确啮合条件由于模数和压力角都已标准化，故一对齿轮的正确啮合条件是：

m1=m2=m

α1=α2=α

即一对渐开线直齿圆柱齿轮的正确啮合条件是:渐开线标准齿轮的正确啮合条件两齿轮的模数和压力角应分别相等。由于模数和压力角都已标准化，故一对齿轮的正确啮合条件是：渐开一对齿轮的传动比可表示为：渐开线标准齿轮的正确啮合条件一对齿轮的传动比可表示为：渐开线标准齿轮的正确啮合条件渐开线标准齿轮的正确啮合条件

二、标准中心距一对标准齿轮分度圆相切时的中心距称为标准中心距，即渐开线标准齿轮的正确啮合条件二、标准中心距渐开线标准齿轮的正确啮合条件标准顶隙－如图，在标准中心距的情况下，两齿轮的分度圆分别与各自的节圆重合，轮齿的齿侧间隙为零，一齿轮的齿顶圆与另一齿轮的齿根圆之间的间隙——顶隙，刚好为标准顶隙，即

c=c*m=0.25m=hf-ha