第14章 齿轮传动3

化工设备机械基础机电工程学院魏鹤琳weihl@第一节齿轮传动的特点和类型第三节渐开线齿廓

第四节渐开线标准齿轮基本尺寸

第五节渐开线齿轮的啮合

第六节轮齿的根切及最少齿数

第七节齿轮的失效形式和强度计算

第14

章齿轮传动第二节齿廓啮合基本定律第六节轮齿的根切及最少齿数化工机械基础第七节齿轮的失效形式和强度计算

上节重点内容渐开线齿轮的基本参数1.齿数Z—整数(标准直齿圆柱齿轮最少齿数为17)2.模数m—圆柱齿轮模数系列3.压力角a—2004.齿顶高系数ha*

正常齿制ha*=1.0

短齿制ha*=0.85.顶隙系数C*

正常齿制C*=0.25

短齿制C*=0.3o§14-4

标准齿轮的基本参数和几何尺寸1．齿轮各部分的名称和符号齿顶圆ra，da齿根圆rf，df齿厚任意圆齿厚si分度圆齿厚s齿槽宽任意圆齿槽宽ei分度圆齿槽宽e齿距任意圆齿距pi=si+ei分度圆齿距p=s+e分度圆r，d齿顶，齿顶高ha齿根，齿根高hf齿全高h=ha+hf基圆rb，dbpnrhahfhrbBppbsesieirfpira标准直齿圆柱外齿轮基圆齿距Pb、Pn上节重点内容标准齿轮的基本概念标准齿轮正确安装一齿轮的模数、分度圆、压力角、齿顶高系数和顶隙系数均为标准值,且分度圆上齿厚与齿槽宽相等几何尺寸计算公式表14-3上节重点内容渐开线齿轮的传动条件正确啮合条件：连续传动条件：第六节渐开线齿轮的切齿原理

一、仿形法刀具：圆盘铣刀、指状铣刀特点：精度低、效率低，所需刀具数量多，但加工设备简单，用于单件小批量生产。二、范成法原理：利用齿轮与齿轮啮合或齿轮与齿条啮合时，其齿廓互为共轭的包络线。刀具：齿轮插刀、齿条插刀、齿轮滚刀图示特点：加工精度高、生产率高，应用广泛。课本第206页

齿轮插刀插外齿齿轮插刀插内齿

齿条插刀插齿滚齿二、根切现象和最少齿数课本第208页极限啮合点N1实际啮合点B2若刀具顶线超过啮合线与被加工齿轮基圆切点N1,则刀刃会切去一部分已加工出的齿轮根部齿廓,这种现象叫根切ha=ha*mα=200,ha*=1,Zmin=17课本第208页O1''O1O'C根切产生的原因根切的后果避免根切的方法刀具顶线超过啮合线与被加工齿轮基圆切点N1,则刀刃会切去一部分已加工出的齿轮根部齿廓课本第208页变位齿轮X>0正变位齿轮X<0负变位齿轮1.加工齿数小于Zmin的齿轮2.调整中心距(a'>aa'<a)与标准齿轮相比,正变位直齿圆柱齿轮的下列参数,哪些不变,哪些改变?m、α、d、s、e、db

、p、hf

、ha

、da

、

df与标准齿轮相比,负变位直齿圆柱齿轮的下列参数,哪些不变,哪些改变?第七节轮齿失效和齿轮材料一、轮齿失效1.轮齿折断：疲劳折断—齿根的弯曲疲劳应力

过载折断---意外严重过载2.齿面点蚀：齿面啮合点处的脉动循环的接触应力，产生细微的疲劳裂纹，裂纹的扩展导致金属微粒剥落，形成凹坑。影响轮齿的正常啮合，产生冲击和噪声。3.齿面磨损：齿廓间的相对滑动，在载荷作用下会引起齿面磨损。使齿面渐开线齿形失真，引起振动、冲击和噪声。课本第209页4.齿面胶合：润滑不良使金属面直接接触，熔焊后撕裂。5.齿面塑形变形：重载使较软齿面产生局部塑性变形。主动轮被拉出沟从动轮被挤出棱失效形式发生部位发生原因发生场合轮齿折断齿根部位交变弯曲应力严重过载所有齿轮齿面点蚀节线附近交变接触应力软齿面闭式传动齿面磨损齿面相对滑动开式传动齿面胶合齿面相对滑动,局部高温高速重载齿面塑性变形齿面齿面硬度不足低速重载

基本要求：齿面硬，齿芯韧,小齿轮硬度高于大齿轮常用材料：优质碳素钢、合金钢、铸钢、铸铁、有色金属、塑料等

常见的锻钢齿轮分为：

1)软齿面齿轮(≤350HBS)用45、40Cr、35SiMn等钢进行调质处理或正火处理。这类齿轮制造较简便，多用于对强度、速度和精度要求不高的一般机械中。

2)硬齿面齿轮(硬度>350HBS)用45、40Cr等中碳钢和中碳合金钢经表面淬火或整体淬火，另外也常用20、20Cr等低碳钢和低碳合金钢经渗碳淬火处理。这类齿轮精度高，多用于高速、重载及精密机械中。二、齿轮材料课本第160页

作用力Fn沿公法线方向分

解为圆周力Ft和径向力Fr

二、计算载荷F=KFnK:载荷系数

第八节直齿圆柱齿轮的强度计算

一、受力分析

课本第211页三、齿根的弯曲疲劳强度轮齿在法向力Fn的作用下，危险截面在齿根，产生三种应力：弯曲应力剪应力压应力以弯曲应力为主。课本第213页四、齿面接触疲劳强度课本第213页本节重点内容渐开线齿轮的根切根切现象最少齿数若刀具顶线超过啮合线与被加工齿轮基圆切点N1,则刀刃将会切去一部分已加工出的齿轮根部齿廓,这种现象叫根切变位齿轮1.加工齿数小于Zmin的齿轮2.调整中心距(a'>aa'<a)失效形式发生部位发生原因发生场合轮齿折断齿根部位交变弯曲应力严重过载所有齿轮齿面点蚀节线附近交变接触应力软齿面闭式传动齿面磨损齿面相对滑动开式传动齿面胶合齿面相对滑动,局部高温高速重载齿面塑性变形齿面齿面硬度不足低速重载上节重点内容渐开线的形成和性质1、2、BK是渐开线上K点的法线，切点B就是渐开线上K点的曲率中心，线段BK为K点的曲率半径。3、基圆内无渐开线4、渐开线的形状决定于基圆的大小。基圆半径愈大渐开线愈