第六章第六章 齿轮传动齿轮传动齿轮传动的特点：齿轮传动的特点：1 1、效率高、效率高3 3、结构紧凑、工作可靠，寿命长、结构紧凑、工作可靠，寿命长2 2、传动比准确、传动比准确开式齿轮传动开式齿轮传动闭式齿轮传动闭式齿轮传动按装置形式分按装置形式分按装置形式分按装置形式分软软齿面齿面齿轮齿轮HBS 350硬硬齿面齿面齿轮齿轮HBS350按齿面硬度分按齿面硬度分6-1 齿轮传动的失效形式和设计准则齿轮传动的失效形式和设计准则一、齿轮传动的失效形式一、齿轮传动的失效形式一、齿轮传动的失效形式一、齿轮传动的失效形式1.1.1.1.轮齿折断轮齿折断轮齿折断轮齿折断增大增大齿轮模数齿轮模数增大增大齿根圆角半径齿根圆角半径采用正变位采用正变位提高提高轮齿抗弯强度轮齿抗弯强度的措施：的措施：疲劳裂纹疲劳裂纹 s sF ； ssF 2 2、齿面齿面磨损磨损减轻磨损措施：减轻磨损措施：采用闭式齿轮传动；采用闭式齿轮传动；提高齿面硬度、降低粗糙度；提高齿面硬度、降低粗糙度；保持润滑油清洁。保持润滑油清洁。3 3、齿面齿面点蚀点蚀防止措施：防止措施：增大齿轮直径或中心距；增大齿轮直径或中心距；提高齿面硬度；提高齿面硬度；采用合适的润滑油等。采用合适的润滑油等。开式齿轮传动一般不出现开式齿轮传动一般不出现点蚀点蚀开式齿轮传动的主要开式齿轮传动的主要失效形式失效形式 s sH H s sH 4 4、齿面胶合、齿面胶合5 5 5 5、齿面塑性变形、齿面塑性变形、齿面塑性变形、齿面塑性变形在高速、重载条件下产生在高速、重载条件下产生主动从动防止措施：防止措施：加强润滑、散热加强润滑、散热提高齿面硬度。提高齿面硬度。加强润滑、提高齿加强润滑、提高齿面硬度。面硬度。防止措施：防止措施：二、设计准则二、设计准则二、设计准则二、设计准则1.1.闭式软齿面齿轮闭式软齿面齿轮: : 按接触疲劳强度设计按接触疲劳强度设计, ,（齿面硬度（齿面硬度350HBS） 验算弯曲疲劳强度。验算弯曲疲劳强度。2.2.闭式硬齿面齿轮闭式硬齿面齿轮: : 按弯曲强度设计按弯曲强度设计, ,（齿面硬度（齿面硬度350HBS） 验算接触强度。验算接触强度。3.3.开式齿轮传动开式齿轮传动: : 按弯曲强度设计，增大按弯曲强度设计，增大 ( (1015)%)%模数考虑磨损的影响。模数考虑磨损的影响。对中、低速对中、低速齿轮传动：齿轮传动：对于高速、重载闭式齿轮传动对于高速、重载闭式齿轮传动: : 由于易发生胶合失效由于易发生胶合失效, ,在保证不发生轮在保证不发生轮齿折断和齿面点蚀失效条件下齿折断和齿面点蚀失效条件下, ,还应进行还应进行胶合能力计算胶合能力计算. .6-2齿轮材料齿轮材料铸钢（铸钢（尺寸较大的齿轮）尺寸较大的齿轮）锻钢锻钢(中、小尺寸的中、小尺寸的齿轮）齿轮）一、钢一、钢1.软齿面齿轮材料及热处理：软齿面齿轮材料及热处理：2.中碳钢中碳钢:45，40Cr,38SiMnMo;ZG310-5703.热处理：正火，调质热处理：正火，调质;4.软齿面齿轮应使小齿轮的齿面硬度大软齿面齿轮应使小齿轮的齿面硬度大于大齿轮的齿面硬度（于大齿轮的齿面硬度（3050）HBS。5.2.硬齿面齿轮材料及热处理：硬齿面齿轮材料及热处理：6.中碳钢：表面淬火中碳钢：表面淬火三、三、非金属材料非金属材料高速、轻载。如纺织机械用齿轮高速、轻载。如纺织机械用齿轮二、铸铁（开式齿轮二、铸铁（开式齿轮:低速，小功率低速，小功率）HT200,HT250低碳钢：低碳钢：20，20Cr,20CrMnTi渗碳渗碳硬度达硬度达5662HRC6-3齿轮传动的计算载荷齿轮传动的计算载荷计算载荷计算载荷1、使用系数、使用系数KA考虑由于齿轮啮合外部因素引起考虑由于齿轮啮合外部因素引起的附加动载荷影响的系数。的附加动载荷影响的系数。KA与原动机和工作机种类有关。与原动机和工作机种类有关。载荷系数载荷系数载荷状态载荷状态工工作作机机器器原原动动机机电电动动机机、均均匀匀运运转转的的蒸蒸汽汽机机、燃燃气气轮机轮机蒸蒸汽汽机机、燃燃气气轮轮机机、液压装置液压装置多多缸缸内内燃燃机机单单缸缸内内燃燃机机均匀平稳均匀平稳发发电电机机、均均匀匀传传送送的的带带式式输输送送机机或或板板式式输输送送机机、螺螺旋旋输输送送机机、轻轻型型升升降降机机、包包装装机机、机机床床进进给给机机构构、通通风风机机、均均匀密度材料搅拌机等匀密度材料搅拌机等1.001.10轻微冲击轻微冲击不不均均匀匀传传送送的的带带式式输输送送机机或或板板式式输输送送机机、机机床床的的主主传传动动机机构构、重重型型升升降降机机、工工业业与与矿矿用用风风机机、重重型型离离心心机机、变密度材料搅拌机等变密度材料搅拌机等1.251.35中等冲击中等冲击橡橡胶胶挤挤压压机机、间间断断工工作作的的橡橡胶胶或或塑塑料料搅搅拌拌机机、轻轻型型球球磨磨机机、木木工工机机械械、钢钢坯坯、初初轧轧机机、提提升升装装置置、单单缸缸活活塞塞泵泵等等1.501.60严重冲击严重冲击挖挖掘掘机机、重重型型球球磨磨机机、橡橡胶胶揉揉合合机机、破破碎碎机机、重重型型给给水水泵泵、旋旋转转式式钻钻探探装装置、压砖机、带材冷轧机、压坯机等置、压砖机、带材冷轧机、压坯机等1.751.85或更或更大大表表6-3使用系数使用系数KA 1.251.501.751.501.752.02.02.25进行进行齿顶修缘，齿顶修缘，可以可以减小动载荷减小动载荷。2、动载荷系数、动载荷系数Kv考虑考虑齿轮齿轮制造误差制造误差、运转、运转速度速度对齿对齿轮轮内部内部附加动载荷影响的系数。附加动载荷影响的系数。6 - 73、齿向载荷分布系数、齿向载荷分布系数K考虑齿宽方向载荷分布不均匀对考虑齿宽方向载荷分布不均匀对轮齿强度影响的系数轮齿强度影响的系数影响影响:制造精度、制造精度、安装精度、轴的刚度安装精度、轴的刚度影响齿向载荷分布的因素有：影响齿向载荷分布的因素有：a.轴系刚度及齿轮布置形式；轴系刚度及齿轮布置形式；b.齿轮制造精度、安装精度；齿轮制造精度、安装精度；d.齿面硬度及跑合效果等。齿面硬度及跑合效果等。c.齿轮齿宽；齿轮齿宽；对称对称布置布置非对称非对称布置布置悬臂悬臂布置布置Kb b 将轮齿做成将轮齿做成鼓形齿鼓形齿，可以可以改善改善齿向载荷分布齿向载荷分布。4、齿间载荷分配系数、齿间载荷分配系数Ka aKa a与与齿轮精度和重合度有关。齿轮精度和重合度有关。考虑同时啮合的各对轮齿间载荷考虑同时啮合的各对轮齿间载荷分配不均匀的系数分配不均匀的系数表表9-6齿间载荷分配系数齿间载荷分配系数齿齿轮轮精精度度等等级级56789经表面硬化的直齿轮经表面硬化的直齿轮1.01.11.2接触接触1/Z2e e1.2弯曲弯曲1/Ye e1.2经表面硬化的斜齿轮经表面硬化的斜齿轮1.01.11.21.4e ea a/ /cos2b bb1.4未经表面硬化的直齿轮未经表面硬化的直齿轮1.01.11.2未经表面硬化的斜齿轮未经表面硬化的斜齿轮1.01.11.21.4