1、,9 輪齒的失效形式,1. 輪齒折斷,過載折斷,疲勞折斷,2. 齒面點(diǎn)蝕,接觸應(yīng)力疲勞裂紋擴(kuò)展剝落,應(yīng)力變化特征,脈動(dòng)循環(huán),對(duì)稱循環(huán),避免措施： 1) r，消除刀痕; 2) 軸剛度； 3) 合適的熱處理， 保持芯材韌性; 4) 噴丸、滾壓， 強(qiáng)化齒根。,避免措施： 1) HB; 2) 潤滑油粘度 ； 3) 高速傳動(dòng)，噴油潤滑； 開式齒輪傳動(dòng)，磨損快， 點(diǎn)蝕少減。,輪齒式效形式,3. 齒面膠合,4. 磨損,提高抗膠合能力措施： 1) HB， 減小粗糙度; 2) 低轉(zhuǎn)速，大黏度潤滑油， 高轉(zhuǎn)速，潤滑油加抗膠 合添加劑。,減磨措施： 1) 閉式傳動(dòng); 2) 減小粗糙度; 3) 良好潤滑。,輪齒式效形

2、式,5. 齒面塑性變形,發(fā)生場合： 1)低硬度; 2) 重載; 3) 起動(dòng)頻繁，,發(fā)生原因： 應(yīng)力過大，輪齒 材料處于屈服狀 態(tài)產(chǎn)生齒面或齒 體塑性流動(dòng)。,永久變形,輪齒式效形式,10 直齒圓柱齒輪傳動(dòng)受力分析及強(qiáng)度計(jì)算,一、輪齒上的作用力,略摩擦力，法向力 正交分解：,法向力,方向： Ft: 主動(dòng)輪與運(yùn)動(dòng)方向相反； 從動(dòng)輪與運(yùn)動(dòng)方向相同。 Fr: 指向各自的軸心。,作用力及計(jì)算載荷,作用力及計(jì)算載荷,作用力及計(jì)算載荷,二、 直齒圓柱齒輪傳動(dòng)的齒面接觸強(qiáng)度計(jì)算,直齒圓柱齒輪接觸強(qiáng)度計(jì)算,1、零件的接觸應(yīng)力,接觸應(yīng)力（赫茲應(yīng)力）,泊松比,彈性模量,針對(duì)失效方式：疲勞點(diǎn)蝕。,接觸應(yīng)力：,節(jié)點(diǎn)處易點(diǎn)

3、蝕,1 = r1 sin, 2 = r2 sin,以KFt 代替Ft,直齒圓柱齒輪接觸強(qiáng)度計(jì)算,二、直齒圓柱齒輪傳動(dòng)的齒面接觸強(qiáng)度計(jì)算,得一對(duì)鋼制齒輪齒面接觸強(qiáng)度驗(yàn)算公式：,考慮配對(duì)材料的和E 鋼對(duì)鑄鐵時(shí)系數(shù)為285, 鑄鐵對(duì)鑄鐵時(shí)為250,設(shè)計(jì)公式：,輕型減速器：a=0.20.4; 中型減速器：a=0.40.6; 重型減速器： a=0.8; 特殊情況： a=11.2;,直齒圓柱齒輪接觸強(qiáng)度計(jì)算,6 直齒圓柱齒輪傳動(dòng)的輪齒彎曲強(qiáng)度計(jì)算,力學(xué)模型,全部載荷由一對(duì)齒承擔(dān)；,重合度大于1，齒頂工作時(shí)相鄰齒同時(shí)工作， 但考慮到誤差，以一對(duì)齒計(jì)較安全。,忽略壓應(yīng)力的影響,輪齒為懸臂梁，彎壓組合受力,彎曲

4、應(yīng)力,直齒圓柱齒輪彎曲強(qiáng)度計(jì)算,彎曲應(yīng)力,直齒圓柱齒輪彎曲強(qiáng)度計(jì)算,1. 驗(yàn)算公式,斜齒輪和錐齒輪 按當(dāng)量齒數(shù)確定,YF的確定：,或教材198頁表9-6,直齒圓柱齒輪彎曲強(qiáng)度計(jì)算,2. 設(shè)計(jì)公式,引入齒寬系數(shù) a=b/a,直齒圓柱齒輪彎曲強(qiáng)度計(jì)算,設(shè)計(jì)準(zhǔn)則,軟齒面（HBS350）：易出現(xiàn)點(diǎn)蝕，按接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)， 用彎曲疲勞強(qiáng)度校核；,硬齒面（HBS350）：抗點(diǎn)蝕能力強(qiáng)，按彎曲疲勞強(qiáng)度校核， 用接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)；,閉式齒輪傳動(dòng),開式齒輪傳動(dòng) 只進(jìn)行彎曲強(qiáng)度計(jì)算，許用應(yīng)力降至閉式齒輪的7080%.,43,7 斜齒圓柱齒輪傳動(dòng),一. 斜齒輪齒廓曲面的形成及嚙合特點(diǎn),基圓柱 Base cylind

5、er,發(fā)生面 Generating plane,基圓柱上的螺旋角,直齒輪齒廓曲面的形成,斜齒輪齒廓曲面的形成,螺旋角（分度圓柱上的螺旋角）,1.齒廓曲面的形成,漸開線螺旋面,？端面齒形,漸開線,44,二齒輪嚙合過程,2. 斜齒輪嚙合特點(diǎn),45,齒面接觸線與齒向（軸線）平行；,齒面接觸線為斜線；,突然進(jìn)入/脫離嚙合（加栽/卸載）， 傳動(dòng)平穩(wěn)性差，沖擊，振動(dòng)，噪音大；,逐漸進(jìn)入/脫離嚙合（加栽/卸載）， 傳動(dòng)平穩(wěn)，沖擊，振動(dòng)，噪音??；,嚙合特點(diǎn),47,1. 法面模數(shù) mn與端面模數(shù) mt,分度圓柱 standard pitch cylinder,展 開,48,2. 法面壓力角n與端面壓力角t,No

6、rmal pressure angle n and transverse pressure angle t,49,三、斜齒輪傳動(dòng)的幾何尺寸,ha = h*an mn,hf = (h*an + c*n ) mn,d = z mt = z mn / cos,齒高,分度圓,標(biāo)準(zhǔn)中心距,a = ( d1 + d2 ) / 2 = mn ( z1 + z2 ) / 2cos,其它尺寸， P310 表8-7,四、斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)的正確嚙合條件,mn1 = mn2 ; n1 = n2,( mt1 = mt2 ; t1 = t2 ),2.,外嚙合：,1 = - 2,內(nèi)嚙合：,1 = 2,1.,附：螺旋線旋向判

7、別,51,五、斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)的當(dāng)量齒數(shù) equivalent teeth number,問題討論,？仿形法加工斜齒輪如何確定刀號(hào), 法面齒形與刀具齒形相同，仿形法加工斜齒輪應(yīng)按法面齒形 確定刀號(hào)；,？與法面齒形相當(dāng)?shù)闹饼X輪是什么樣的齒輪, 當(dāng)量齒輪 equivalent spur gear,與斜齒輪法面齒形相當(dāng)?shù)奶摂M的直齒圓柱齒輪, 當(dāng)量齒數(shù) zv,當(dāng)量齒輪的齒數(shù),52,當(dāng)量齒輪, 當(dāng)量齒輪（數(shù)）的意義, 據(jù) zv 選銑刀, 計(jì)算輪齒強(qiáng)度,模 數(shù) ？,二、輪齒上的作用力,法向力Fn 分解為三個(gè)分力：,斜齒圓柱齒輪傳動(dòng),三、強(qiáng)度計(jì)算,要點(diǎn)：強(qiáng)度計(jì)算在法面內(nèi)進(jìn)行，法面齒形是其當(dāng)量齒輪的齒形。,1

8、. 接觸疲勞強(qiáng)度（一對(duì)鋼制標(biāo)準(zhǔn)斜齒圓柱齒輪）,驗(yàn)算公式：,設(shè)計(jì)公式（齒寬系數(shù)a = b/a）,2. 彎曲疲勞強(qiáng)度,驗(yàn)算公式：,設(shè)計(jì)公式：,據(jù)當(dāng)量齒數(shù)Zv確定YF,材料改變時(shí)，系數(shù)305需修正,斜齒圓柱齒輪傳動(dòng),教材公式?jīng)]有此項(xiàng)，不妥,3,54,8 圓錐齒輪傳動(dòng),一、圓錐齒輪傳動(dòng)的應(yīng)用、特點(diǎn)和分類,1. 應(yīng)用：傳遞交錯(cuò)軸之間的 運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力,2. 特點(diǎn), 輪齒分布在圓錐面上, 大端參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)化,圓柱 圓錐,GB12368-90 /P326,一般 =900,斜齒圓錐齒輪,曲齒圓錐齒輪,直齒圓錐齒輪,3. 分類, 直齒圓錐齒輪, 斜齒圓錐齒輪, 曲齒圓錐齒輪,58,二、直齒圓錐齒輪傳動(dòng)的幾何參數(shù)和尺寸計(jì)

9、算,O, 傳動(dòng)比,時(shí), 同直齒輪相同的尺寸,d = mz, 齒根角 tgf = hf / R, 齒 寬 BR/3 (取整), 頂錐角 a = + f, 頂錐角 f = - f,ha = h*am,hf = (h*a + c*)m, 錐 距,三、輪齒上的受力,圓周力,徑向力,軸向力,= -Ft2,= - Fa2,= - Fr2,如欲使軸上兩個(gè)齒輪的軸向力方向相反，斜齒輪的旋向應(yīng)如何確定？,四、強(qiáng)度計(jì)算,錐齒輪強(qiáng)度近似認(rèn)為 和齒寬中點(diǎn)的當(dāng)量齒輪相等。,1. 接觸疲勞強(qiáng)度,驗(yàn)算公式：,設(shè)計(jì)公式：,引入齒寬系數(shù),b取大受力不均 a = 0.250.3,非鋼對(duì)鋼需修正,3,大端模數(shù)的確定：,按傳動(dòng)比選擇

10、齒數(shù)：i=Z2 / Z1,按標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)圓整,2. 彎曲疲勞強(qiáng)度,驗(yàn)算公式：,設(shè)計(jì)公式：,3,齒輪構(gòu)造,9 齒輪的構(gòu)造,據(jù)齒輪直徑的大小，齒輪與軸 可做為一體或分體。,齒根圓與軸徑接近時(shí)采用 一體式齒輪軸。,齒輪直徑遠(yuǎn)大于軸徑時(shí)采 用組合式。,成本 ！,齒輪構(gòu)造,實(shí)心結(jié)構(gòu) da 160 （航空產(chǎn)品有例外）,腹板結(jié)構(gòu) da 500,齒輪構(gòu)造,輪幅結(jié)構(gòu) da 400,齒輪傳動(dòng)的潤滑和效率,9 齒輪傳動(dòng)的潤滑和效率,開式齒輪潤滑：人工定期潤滑,閉式齒輪潤滑：由圓周速度確定方式。,V 12 m/s 時(shí)，采用油池浸油潤滑,一級(jí)齒輪傳動(dòng),多級(jí)齒輪傳動(dòng)， 需惰輪(帶油輪),h為一個(gè)齒高， h 10 mm,一、潤滑方式,齒輪傳動(dòng)的潤滑和效率,V 12