第10章齿轮传动

第十章齿轮传动§11-1齿轮传动的失效形式和设计准则§11-2齿轮的材料、热处理及结构§11-3直齿圆柱齿轮传动的受力分析及计算载荷§11-4直齿圆柱齿轮传动的强度计算

第11章齿轮传动§11-5斜齿圆柱齿轮传动的强度计算§11-6直齿圆锥齿轮传动的强度计算1§10-2（一.工作情况分析）§11-2齿轮传动的失效形式和设计准则

一.工作情况分析21.齿折断——体失效原因：齿根弯曲强度不足。裂纹始于齿根受拉侧。§10-2（二.失效形式，折断）

二.失效形式疲劳折断过载折断3

全齿折断——齿宽小的直齿轮局部折断——齿宽大的直齿轮或斜齿轮措施：（1）改变材料及热处理，提高弯曲强度；（2）减小齿根应力集中(r，Ra，强化处理)；（3）提高轮芯韧性；（4）减小偏载，增大轴及支承刚度。4§10-2（磨损、点蚀）

2.齿面磨损（磨粒磨损）——面失效

原因是开式传动的主要失效形式。措施：（1）提高齿面硬度；（2）将开式改为闭式；（3）经常换油。53.齿面点蚀

原因：齿面在反复接触应力作用下，产生疲劳裂纹，随着应力循环次数增加，疲劳裂纹扩展，进而脱落，形成小坑，零件表面出现麻点。6原因：（1）受力大、综合曲率半径较小；（2）相对滑动速度低，不易形成润滑油膜。§10-2（点蚀）

点蚀发生在节线附近靠齿根面上。点蚀是闭式传动的主要失效形式,开式传动没有点蚀现象。措施：（1）提高齿面硬度，降低表面粗糙度；（2）增大综合曲率半径（加大齿轮直径等）；（3）注意润滑油的粘度。74.齿面胶合§10-2（胶合）

原因

胶合易发生在齿顶与齿根处。措施：（1）减小相对滑动速度；（2）合理选择齿轮副材料；（3）用抗胶合润滑油；（4）减小表面粗糙度。8§2-4（接触强度）弹性力学中的赫兹理论(Hertz)：ρΣ——综合曲率半径9相对滑动10相对滑动

11相对滑动速度r12VrVk212

原因§10-2（齿面塑变）

5.齿面塑变措施:（1）提高齿面硬度；（2）提高润滑油粘度等。13齿轮的失效形式：弯曲折断齿面点蚀齿面磨损胶合。。。。塑性变形几种形式？发生部位？14§10-2（三.设计准则）

2.开式传动三.设计准则软齿面(HBS≤350)齿折断按齿面接触疲劳强度设计，再校核齿根弯曲疲劳强度。硬齿面(HBS>350)齿折断按齿根弯曲疲劳强度设计，再校核齿面接触疲劳强度。齿折断只进行弯曲疲劳强度设计，考虑磨损，将模数加大10～20%。齿面点蚀——齿面接触疲劳强度；齿折断——齿根弯曲疲劳强度（此书叫轮齿弯曲强度）1.闭式传动点蚀胶合(不完善)点蚀胶合(不完善)磨粒磨损(不完善)15齿面间的接触疲劳点蚀轮齿的弯曲疲劳折断齿面接触疲劳强度条件轮齿弯曲疲劳强度条件失效形式设计准则具体工作条件下，如何运用上述准则闭式传动软齿面(硬度≤350HBS)按齿面接触疲劳强度条件设计

按轮齿弯曲疲劳强度条件校核硬齿面(硬度>350HBS)按轮齿弯曲疲劳强度条件设计按齿面接触疲劳强度条件校核开式传动按轮齿弯曲疲劳强度条件设计后将m增大（10－20）％工作条件设计准则16§10-3（一.齿轮的材料）§11-2齿轮的材料、热处理及结构注意：

为了减小胶合的危险，软齿面配对齿轮要有硬度差：

HBS1=HBS2+(20～50）。17§10-4（一.受力分析）§11-3直齿圆柱齿轮传动的受力分析及计算载荷

一.受力分析

已知：P1，n1，齿轮的几何尺寸。求：齿轮的受力？（大小、方向、作用点）

假设：（1）以节点进行分析，不计摩擦力。（2）以集中载荷代替分布载荷，力集中作用在齿宽中点。18§10-4（受力分析）

注意：

方向——主反从同——永朝轮心19二.计算载荷计算载荷载荷系数影响因素：1）外部附加动载荷—原动机、工作机的性能2）内部附加动载荷—加工误差引起基节不等3）各对齿载荷分配不均—弹性变形、制造误差4）载荷沿齿宽分布不均—变形及制造安装误差载荷系数K

按表11－3选取。名义力Fn20

——校核式令：——齿宽系数，P175/表11-6——设计式§11-4直齿圆柱齿轮传动的强度计算一.齿面接触疲劳强度计算强度条件：21

注意：（1）大、小齿轮接触强度不同（2）公式中以T1代入，（3）影响的几何因素（4）设计式中：二.齿根弯曲疲劳强度计算强度条件：d1(d2或a；与m、Z单项无关)b??目的：防止疲劳折断轮齿22§10-5（齿形系数）

齿形系数，物理意义——力作用在齿顶时，齿的几何形状对弯曲应力的影响。与、γ、α

有关,而与m无关与齿的大小无关(与m无关），只与齿的形状（随齿数和变位系数而异）有关。对斜齿轮，按当量齿数查取23§10-5（注意点）

——校核式又：，——设计式

注意：（1）大、小齿轮弯曲强度不同（2）公式中以T1代入，（3）影响的几何因素：、、24§10-5（三.主要参数选择）（4）设计式中（5）传递动力的齿轮m>1.5～2mm三.主要参数选择1.和

若d1已按接触疲劳强度确定，抗弯曲疲劳强度齿高h

材料、切削量、滑动率重合度ε传动平稳

闭式软齿面:主要取决于接触强度，宜取多，

=20～40硬齿面或开式:主要取决于弯曲强度，宜取少，

=17～20

25取，2.和§10-5（齿宽系数）

承载能力偏载

齿宽系数见P175/表11-6

考虑制造和安装误差，

齿宽系数若若26§10-6（斜齿轮受力分析）§11-5斜齿圆柱齿轮传动的强度计算

一.受力分析注意：，27§10-6（例1）

方向——主反从同——永朝轮心

四要素:主(从)动轮、方向、转向、旋向例：1.主动轮求：旋向——主动轮用左、右手定则28从动轮2主动轮12.求：轮2的旋向并标出两轮所受三个分力的方向。

注意：力应标在啮合区。2934ⅠⅡⅢ主动轮122222

求：轮3的旋向，以使轴Ⅱ受轴向力较小。3.30§10-7（锥齿轮尺寸）§11-6直齿圆锥齿轮传动的强度计算

一.几何尺寸计算参数标准——大端一般齿宽中点处平均分度圆直径：31§10-7（锥齿轮受力分析）

二.轮齿受力分析及计算载荷1.受力分析方向——主反从同——永朝轮心