8.11齒輪傳動的失效形式及設(shè)計準(zhǔn)則

4.2.2設(shè)計準(zhǔn)則設(shè)計齒輪時，所依據(jù)的設(shè)計準(zhǔn)則取決于齒輪可能出現(xiàn)的失效形式。1.閉式齒輪傳動

⑴閉式軟齒面齒輪傳動：

（接觸疲勞點蝕失效為主）∴按齒面接觸疲勞強度設(shè)計→按齒根彎曲疲勞強度校核；⑵閉式硬齒面齒輪傳動：（彎曲疲勞折斷失效為主）∴按齒根彎曲疲勞強度設(shè)計→按齒面接觸疲勞強度校核；開式齒輪傳動∵磨損失效（為條件性計算）為主→折斷失效∴只按齒根彎曲疲勞強度設(shè)計，求出

m→將

m

增大5～15%，以補償磨損的影響。8.12.1常用的齒輪材料1、對材料的基本要求*齒面有足夠的硬度；*輪芯有足夠的強度和韌性；*具有良好的機械加工和熱處理工藝性；*價格低。8.12齒輪常用材料及許用應(yīng)力2、制造齒輪常用材料：鋼、鑄鐵、非金屬材料熱處理：是指將鋼在固態(tài)下加熱、保溫和冷卻，以改變鋼的組織結(jié)構(gòu)，獲得所需要性能的一種工藝。3、齒輪熱處理

熱處理方法表面淬火后再低溫回火。１）表面淬火高頻淬火火焰淬火5）滲氮２）滲碳淬火３）調(diào)質(zhì)4）正火4、齒輪材料的選擇原則（1）滿足工作條件的要求。如強度、壽命、可靠性、經(jīng)濟性等（4）綜合考慮庫存與經(jīng)濟性的要求。（2）合理選擇材料配對。其配對兩輪齒面的硬度差應(yīng)保持在30~50HBS或更多。

（3）考慮熱加工工藝及熱處理工藝的要求。1、許用接觸應(yīng)力

壽命系數(shù)，根據(jù)材料、熱處理及循環(huán)次數(shù)N查圖可得。接觸疲勞強度安全系數(shù)

，查表齒輪材料接觸疲勞極限,查圖8.12.2許用應(yīng)力2．許用彎曲應(yīng)力許用彎曲應(yīng)力的計算公式為——齒輪的齒根彎曲疲勞極限——彎曲疲勞強度計算的壽命系數(shù)——彎曲疲勞強度安全系數(shù)

8.13齒輪傳動的受力分析及計算載荷小齒輪上的轉(zhuǎn)矩：P為傳遞的功率（KW）ω1----小齒輪上的角速度，n1----小齒輪上的轉(zhuǎn)速d1----小齒輪上的分度圓直徑，α----壓力角8.13.1直齒圓柱齒輪的受力分析分析：在不計摩擦力的情況下，沿嚙合線作用在齒面上的法向載荷Fn垂直于齒面。FnFt(圓周力)Fr(徑向力)1、作用力的大小圓周力：徑向力：法向力：Ft=2T1/d1Fr=FttanFn=Ft/cos2、作用力的方向作用在主動輪和從動輪上的各對力大小相等，方向相反。3、主、從動輪受力關(guān)系Ft：主動輪上，與轉(zhuǎn)向相反；從動輪上，與轉(zhuǎn)向相同。Fr：分別指向各自輪心Fn：指向齒面8.13.2斜齒圓柱齒輪傳動受力分析8.13.3直齒圓錐齒輪傳動受力分析圓周力方向，主動輪Ft與其回轉(zhuǎn)方向相反，從動輪Ft與其回轉(zhuǎn)方向相同；徑向力Fr方向，都指向兩輪各自的輪心；軸向力Fa方向，分別沿各自的軸線指向輪齒的大端?！锪Φ姆较颍骸飳?yīng)關(guān)系：8.13.4計算載荷齒輪傳動在實際工作時，由于原動機和工作機的工作特性不同，會產(chǎn)生附加載荷。齒輪、軸、軸承的加工、安裝誤差及彈性變形會引起載荷集中，使實際載荷增加。Fc=KFn其中：K為載荷系數(shù)，按下式計算:K

=KA

Kv

K

KKA—使用系數(shù)Kv—動載系數(shù)K—齒間載荷分配系數(shù)K—齒向載荷分布系數(shù)為了簡化計算，一般的齒輪傳動設(shè)計，直接由表8.10查取后代入公式計算。2齒根彎曲強度計算8.14齒輪傳動的強度計算1齒面接觸強度計算8.14.2斜齒圓柱齒輪強度計算8.14.1直齒圓柱齒輪強度計算8.15齒輪傳動的參數(shù)和精度選擇8.15.1設(shè)計參數(shù)選擇8.15.2精度等級的選擇精度共分13級，0級精度最高，12級精度最低（6-9級常用）。

每個精度等級有三項公差組：第I公差組：傳遞運動的準(zhǔn)確性；第II公差組：傳遞運動的平穩(wěn)性；第III公差組：載荷分布的均勻性。（1）運動精度：指傳遞運動的準(zhǔn)確程度。（2）工作平穩(wěn)性精度：指齒輪傳動的平穩(wěn)程度，沖擊、振動及噪聲的大小。（3）接觸精度：指嚙合齒面沿齒寬和齒高的實際接觸程度（影響載荷分布的均勻性）。選擇精度等級時，應(yīng)根據(jù)齒輪傳動的用途、工作條件、傳遞功率及圓周速度的大小，以及其他技術(shù)要求，并以主要的精度要求作為選擇的依據(jù)。

4.8.1齒輪傳動的潤滑一、齒輪傳動潤滑的目的減少摩擦磨損散熱防止銹蝕降低噪音改善工作狀況二、齒輪傳動的潤滑方式

人工定期潤滑：開式、半開式、低速閉式齒輪傳動浸油潤滑和噴油潤滑：中、高速閉式齒輪傳動

8.16齒輪傳動的潤滑、效率及結(jié)構(gòu)三、潤滑劑的選擇常用的潤滑劑：潤滑油、潤滑脂選擇因素：轉(zhuǎn)速高低、載荷大小、環(huán)境溫度等潤滑油粘度薦用值見表8.188.15.2齒輪傳動的效率齒輪傳動中的功率損失主要包括：1）嚙合中的摩擦損失；2）潤滑油被攪動的油阻損失；3）軸承中的摩擦損失。

η1—齒輪嚙合的效率；

η2—考慮油阻損失時的效率；

η3—軸承的效率滿載時，采用滾動軸承的齒輪傳動，平均效率列于表8.19。齒輪傳動的效率1.齒輪軸直徑較小的鋼質(zhì)齒輪，當(dāng)齒根圓直徑與軸徑接近時，可以將齒輪與軸做成一體，稱為齒輪軸。如果齒輪的直徑比軸徑大得多，則應(yīng)把齒輪和軸分開制造。8.15.3齒輪的結(jié)構(gòu)當(dāng)圓柱齒輪：e≤2.5mn；圓錐齒輪：e≤1.6m時應(yīng)采用齒輪軸。齒輪結(jié)構(gòu)設(shè)計主要確定齒輪的輪緣、輪轂及腹板（輪輻）的結(jié)構(gòu)形式和尺寸大小。結(jié)構(gòu)設(shè)計通常要考慮齒輪的幾何尺寸、材料、使用要求、工藝性及經(jīng)濟性等因素，確定適合的結(jié)構(gòu)型式，再按設(shè)計手冊薦用的經(jīng)驗數(shù)據(jù)確定結(jié)構(gòu)尺寸。2.實心齒輪當(dāng)齒輪的齒頂圓直徑da≤160～200mm時，可采用實心式結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)型式的齒輪常用鍛鋼制造。3.腹板式齒輪

當(dāng)齒輪的齒頂圓直徑da=200-500mm時，可采用腹板式結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)的齒輪多用鍛鋼制造。4.輪輻式齒輪

當(dāng)齒輪的齒頂圓直徑da>500mm時，可采用輪輻式結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)的齒輪常用鑄鋼或鑄鐵制造。5．焊接齒輪如果單件或小批生產(chǎn)大型齒輪可采用焊接結(jié)構(gòu)。

6．組裝式齒輪為了節(jié)約貴重金屬，對于尺寸較大的圓柱齒輪，可做成組裝齒圈式的結(jié)構(gòu)齒輪傳動部分小結(jié)1.齒輪傳動特