第十章 齒輪傳動(dòng)教案與講稿

1、河海大學(xué)機(jī)電學(xué)院河海大學(xué)機(jī)電學(xué)院教案與講稿教案與講稿課程：機(jī)械設(shè)計(jì)2011—2012學(xué)年上學(xué)期主講教師：蘇洲教學(xué)課題齒輪傳動(dòng)教學(xué)目的與要求了解齒輪傳動(dòng)特點(diǎn)、分類、掌握主要失效形式，了解常用齒輪材料及熱處理方法，掌握齒輪材料的計(jì)算載荷掌握直齒圓柱齒輪的強(qiáng)度計(jì)算方法及主要參數(shù)的選擇方法掌握斜齒圓柱齒輪和圓錐齒輪受力分析和強(qiáng)度計(jì)算方法掌握變位齒輪強(qiáng)度的特點(diǎn)，了解其它齒輪傳動(dòng)的特點(diǎn)重點(diǎn)輪齒主要失效形式，載荷系數(shù)，材料與熱處理；齒面接觸疲勞強(qiáng)度和

2、齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算；斜齒輪和錐齒輪受力分析和強(qiáng)度計(jì)算的特點(diǎn)，當(dāng)量齒輪；變位齒輪強(qiáng)度計(jì)算的特點(diǎn)教學(xué)難點(diǎn)齒面接觸疲勞強(qiáng)度和齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算；斜齒輪和錐齒輪受力分析和強(qiáng)度計(jì)算的特點(diǎn)，當(dāng)量齒輪；教具實(shí)物與掛圖講稿（教學(xué)要點(diǎn)與板書）10—1概述齒輪傳動(dòng)是機(jī)械傳動(dòng)中應(yīng)用最為廣泛的一類傳動(dòng)，其中最常用的是漸開線齒輪傳動(dòng)，這主要是由于其傳動(dòng)特點(diǎn)所決定的。一、齒輪傳動(dòng)的特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：1）傳動(dòng)效率高（η=99%）；2）傳動(dòng)比恒定（瞬時(shí)，精度較高時(shí)）；3）

3、結(jié)構(gòu)緊湊（較之于帶、鏈傳動(dòng)）；4）工作可靠、壽命長(zhǎng)缺點(diǎn)：1）制造、安裝精度要求較高（專用機(jī)床和刀具加工）；2）不適于中心距a較大兩軸間傳動(dòng)；3）使用、維護(hù)、費(fèi)用較高；4）精度低時(shí)、噪音、振動(dòng)較大二、齒輪傳動(dòng)的類型1、按傳動(dòng)軸相對(duì)位置（圖91）平行軸齒輪傳動(dòng)（圓柱齒輪傳動(dòng)）：（外）直齒輪、斜齒輪、內(nèi)齒輪、齒輪齒條、人字齒輪相關(guān)軸齒輪傳動(dòng)：錐齒輪傳動(dòng)——1）直齒；2）斜齒；3）曲齒交錯(cuò)軸齒輪傳動(dòng)：交錯(cuò)軸斜齒輪（螺旋齒輪）、準(zhǔn)雙曲面齒輪傳動(dòng)、

4、（蝸桿、蝸輪傳動(dòng)）2、按工作條件開式——適于低速及不重要的場(chǎng)合半開式——農(nóng)業(yè)機(jī)械、建筑機(jī)械及簡(jiǎn)單機(jī)械設(shè)備—只有簡(jiǎn)單防護(hù)罩閉式——潤(rùn)滑、密封良好，—汽車、機(jī)床及航空發(fā)動(dòng)機(jī)等的齒輪傳動(dòng)中3、按齒形漸開線——常用擺線——計(jì)時(shí)儀器圓弧——承載能力較強(qiáng)10—2齒輪傳動(dòng)齒輪傳動(dòng)的失效形式與的失效形式與設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)準(zhǔn)則一、失效形式失效形式分兩類：輪齒折斷；齒面損壞輪齒折斷又分：疲勞折斷；過載折斷齒面損壞又分：點(diǎn)蝕、摩損和膠合、塑性變形1、輪齒折斷：彎曲疲

5、勞折斷——閉式硬齒面齒輪傳動(dòng)最主要的失效形式高速大功率傳動(dòng)增加齒面膠合能力準(zhǔn)則開式齒輪傳動(dòng)磨損采用齒根彎曲疲勞強(qiáng)度準(zhǔn)則，并通過增大m和降低F][?來(lái)考慮磨損的影響。10—3齒輪齒輪材料及材料及熱處熱處理選擇齒輪材料總體上要考慮防止產(chǎn)生齒面失效和輪齒折斷?！嗷疽螅糊X面要硬，齒芯要韌一、常用的齒輪材料1、鋼——最常用，可通過熱處理改善機(jī)械性能（1）鍛鋼：軟齒面齒輪（HBS≤350）如45、40Cr熱處理，正火調(diào)質(zhì)，加工方法，熱處理后精切

6、齒形—8、7級(jí)，適合于對(duì)精度、強(qiáng)度和速度要求不高的齒輪傳動(dòng)硬齒面齒輪（HBS350）（是發(fā)展趨勢(shì)）20Cr，20CrMnTi，40Cr，30CrMoAlA，表面淬火，滲碳淬火，氮化和氰化，先切齒→表面硬化→磨齒精切齒形→5、6級(jí)適合于高速、重載及精密機(jī)械（如精密機(jī)床、航空發(fā)動(dòng)機(jī)等）（2）鑄鋼——用于尺寸較大齒輪，需正火和退火以消除鑄造應(yīng)力。強(qiáng)度稍低2、鑄鐵——脆、機(jī)械強(qiáng)度，抗沖擊和耐磨性較差，但抗膠合和點(diǎn)蝕能力較強(qiáng)，用于工作平穩(wěn)、低速和

7、小功率場(chǎng)合。鑄鐵：灰鑄鐵；球墨鑄鐵——有較好的機(jī)械性能和耐磨性3、非金屬材料——工程塑料（ABS、尼龍、取勝酰銨）、夾布膠木適于高速、輕載和精度不高的傳動(dòng)中，特點(diǎn)是噪音較低，無(wú)需潤(rùn)滑在某些低速和儀器儀表中還用銅合金和鋁合金作齒輪（具有耐腐蝕、自潤(rùn)滑等特性，常用的齒輪材料及其機(jī)械性能列于表91。）二、齒輪材料的選擇原則（1）齒輪材料須滿足工作條件的要求：不同的工作條件選用不同的齒輪材料（2）應(yīng)考慮齒輪尺寸大小、毛坯成型方式及熱處理和制造工

8、藝（3）正火碳鋼用于載荷平穩(wěn)或輕度沖擊下工作的齒輪；調(diào)質(zhì)鋼用于中等沖擊載荷下工作的齒輪（4）合金鋼用于高速、重載及在沖擊載荷下工作的齒輪。（5）鋼制軟齒面齒輪要求HBS1=HBS2130~5D原因：1）小齒輪齒根強(qiáng)度較弱；2）小齒輪的應(yīng)力循環(huán)次數(shù)較多。另：當(dāng)大小齒輪有較大硬度差時(shí)，較硬的小齒輪會(huì)對(duì)較軟的大齒輪齒面產(chǎn)生冷作硬化的作用，可提高大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度補(bǔ)充：配對(duì)齒輪的硬度配合：1、軟軟；2、軟齒面硬齒面；3、硬齒面硬齒面???10