機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)第6章齒輪傳動(dòng)匯報(bào)人：AA2024-01-14contents目錄齒輪傳動(dòng)概述齒輪的幾何尺寸計(jì)算齒輪的強(qiáng)度計(jì)算齒輪的材料與熱處理齒輪的加工方法與工藝齒輪傳動(dòng)的潤(rùn)滑與密封01齒輪傳動(dòng)概述齒輪傳動(dòng)是指通過(guò)兩個(gè)或多個(gè)齒輪的嚙合來(lái)傳遞動(dòng)力和運(yùn)動(dòng)的機(jī)械傳動(dòng)方式。定義根據(jù)齒輪軸線的相對(duì)位置，齒輪傳動(dòng)可分為平行軸齒輪傳動(dòng)、相交軸齒輪傳動(dòng)和交錯(cuò)軸齒輪傳動(dòng)三類。分類齒輪傳動(dòng)的定義與分類齒輪傳動(dòng)具有傳動(dòng)比準(zhǔn)確、效率高、結(jié)構(gòu)緊湊、工作可靠、壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)。但同時(shí)也存在噪聲、振動(dòng)和制造成本較高等缺點(diǎn)。齒輪傳動(dòng)被廣泛應(yīng)用于各種機(jī)械設(shè)備中，如汽車(chē)、機(jī)床、航空航天器、能源設(shè)備等，用于實(shí)現(xiàn)減速、增速、換向和分配動(dòng)力等功能。齒輪傳動(dòng)的特點(diǎn)與應(yīng)用應(yīng)用特點(diǎn)包括齒數(shù)、模數(shù)、壓力角、齒高、齒厚、齒槽寬、中心距等。基本術(shù)語(yǔ)齒輪傳動(dòng)的主要參數(shù)有傳動(dòng)比、中心距、模數(shù)、齒數(shù)、壓力角等，這些參數(shù)決定了齒輪傳動(dòng)的性能和設(shè)計(jì)要求。參數(shù)齒輪傳動(dòng)的基本術(shù)語(yǔ)和參數(shù)02齒輪的幾何尺寸計(jì)算模數(shù)是齒輪的一個(gè)重要參數(shù)，它等于齒輪分度圓直徑與齒數(shù)之比，用m表示。模數(shù)的定義齒數(shù)越多，模數(shù)越小，齒輪的幾何尺寸也越小；反之，齒數(shù)越少，模數(shù)越大，齒輪的幾何尺寸也越大。齒數(shù)與模數(shù)的關(guān)系在設(shè)計(jì)齒輪時(shí)，應(yīng)根據(jù)所需的傳動(dòng)比、齒輪的幾何尺寸限制及制造工藝等因素來(lái)選擇合適的模數(shù)。模數(shù)的選擇模數(shù)與齒數(shù)的關(guān)系壓力角的定義01壓力角是指齒輪分度圓上的壓力方向與齒輪旋轉(zhuǎn)方向之間的夾角，用α表示。齒形角的定義02齒形角是指齒輪齒廓在分度圓上的切線方向與齒輪旋轉(zhuǎn)方向之間的夾角，用αt表示。壓力角與齒形角的關(guān)系03對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)齒輪，其壓力角等于齒形角；對(duì)于非標(biāo)準(zhǔn)齒輪，其壓力角與齒形角可能不相等。在設(shè)計(jì)齒輪時(shí)，應(yīng)根據(jù)所需的傳動(dòng)性能及制造工藝等因素來(lái)選擇合適的壓力角和齒形角。壓力角與齒形角的關(guān)系齒輪變位是指通過(guò)改變齒輪的齒數(shù)、模數(shù)或壓力角等參數(shù)，使得齒輪的幾何尺寸發(fā)生變化的過(guò)程。齒輪變位的定義根據(jù)變位參數(shù)的不同，齒輪變位可分為徑向變位、切向變位和角度變位等類型。齒輪變位的類型齒輪修正是指通過(guò)加工或熱處理等手段，對(duì)齒輪的齒形、齒向或齒距等參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，以改善齒輪的傳動(dòng)性能的過(guò)程。齒輪修正的定義常見(jiàn)的齒輪修正方法包括磨齒、剃齒、珩齒和熱處理等。這些方法可以消除齒輪加工誤差、提高齒輪精度和降低噪音等。常見(jiàn)的齒輪修正方法齒輪的變位與修正03齒輪的強(qiáng)度計(jì)算受力分析齒輪在傳動(dòng)過(guò)程中受到圓周力、徑向力和軸向力的作用，需根據(jù)齒輪的幾何參數(shù)和傳動(dòng)條件進(jìn)行詳細(xì)分析。強(qiáng)度條件為保證齒輪傳動(dòng)的可靠性，需滿足一定的強(qiáng)度條件，如齒面接觸強(qiáng)度、齒根彎曲強(qiáng)度等。齒輪的受力分析與強(qiáng)度條件許用應(yīng)力根據(jù)齒輪材料的力學(xué)性能和制造工藝，確定齒輪的許用應(yīng)力，包括許用接觸應(yīng)力和許用彎曲應(yīng)力。安全系數(shù)為確保齒輪傳動(dòng)的安全性，需引入安全系數(shù)對(duì)許用應(yīng)力進(jìn)行修正，安全系數(shù)的取值與傳動(dòng)的重要性、工作條件等因素有關(guān)。齒輪的許用應(yīng)力與安全系數(shù)齒輪的強(qiáng)度校核與優(yōu)化設(shè)計(jì)強(qiáng)度校核根據(jù)齒輪的受力分析和許用應(yīng)力，對(duì)齒輪進(jìn)行強(qiáng)度校核，判斷其是否滿足強(qiáng)度條件。優(yōu)化設(shè)計(jì)在滿足強(qiáng)度條件的基礎(chǔ)上，對(duì)齒輪進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，如減小齒輪體積、減輕重量、降低噪音等，以提高齒輪傳動(dòng)的性能。04齒輪的材料與熱處理齒輪的常用材料及選擇用于制造承受載荷不大、要求耐磨性較高的齒輪，如20Cr、20CrMnTi等。用于制造中等載荷及中等速度下的齒輪，如45、40Cr等。用于制造形狀復(fù)雜且受力較大的齒輪，如ZG310-570、ZG340-640等。用于制造輕載、低速且不受較大沖擊的齒輪，如HT200、HT250等。滲碳鋼調(diào)質(zhì)鋼鑄鋼鑄鐵

齒輪的熱處理工藝與性能要求滲碳淬火提高齒輪表面的硬度和耐磨性，同時(shí)保持心部良好的韌性。滲碳深度一般為0.8~1.2mm，淬火后硬度可達(dá)HRC58~62。調(diào)質(zhì)處理使齒輪獲得良好的綜合力學(xué)性能，即較高的強(qiáng)度和韌性。調(diào)質(zhì)后的硬度一般為HB220~260。表面淬火僅對(duì)齒輪表面進(jìn)行淬火處理，以提高表面硬度和耐磨性。適用于中碳鋼和中碳合金鋼制造的齒輪。滾壓處理用淬火的鋼輥對(duì)齒面進(jìn)行滾壓，使齒面產(chǎn)生塑性變形并形成殘余壓應(yīng)力，從而提高齒面的抗疲勞性能。噴丸處理利用高速噴射的丸粒沖擊齒輪表面，使其產(chǎn)生塑性變形，從而提高表面硬度和疲勞強(qiáng)度。化學(xué)熱處理通過(guò)滲金屬或滲非金屬元素的方法，改變齒面化學(xué)成分和組織結(jié)構(gòu)，提高其硬度、耐磨性和耐腐蝕性。如滲氮、滲硼等。齒輪的表面強(qiáng)化處理技術(shù)05齒輪的加工方法與工藝銑齒成形磨齒滾齒剃齒齒輪的加工原理與方法采用盤(pán)形模數(shù)銑刀或指狀銑刀銑齒，屬于成形法加工，銑刀刀齒截面形狀與齒輪齒間形狀相對(duì)應(yīng)。屬于展成法加工，其工作原理相當(dāng)于一對(duì)螺旋齒輪嚙合。也屬于成形法加工，因砂輪不易修整，使用較少。在大批量生產(chǎn)中剃齒是非淬硬齒面常用的精加工方法。VS齒輪加工的精度等級(jí)一般分為12個(gè)等級(jí)，從0級(jí)到12級(jí)，其中0級(jí)最高，12級(jí)最低。檢驗(yàn)方法包括單項(xiàng)測(cè)量和綜合測(cè)量?jī)煞N方法。單項(xiàng)測(cè)量是對(duì)齒輪的單個(gè)參數(shù)進(jìn)行測(cè)量，如齒距、齒形等；綜合測(cè)量則是通過(guò)測(cè)量齒輪的綜合參數(shù)來(lái)評(píng)定其精度，如公法線長(zhǎng)度、齒圈徑向跳動(dòng)等。精度等級(jí)齒輪加工的精度等級(jí)與檢驗(yàn)方法表面粗糙度表面粗糙度是指齒輪表面的粗糙程度。解決方法包括提高切削速度、減小進(jìn)給量、選用合適的切削液等。齒形誤差齒形誤差是指齒輪齒形偏離理論正確齒形的程度。解決方法包括提高滾刀精度、選用合適的滾刀前角、采用高精度滾齒機(jī)等。齒向誤差齒向誤差是指齒輪齒向偏離理論正確齒向的程度。解決方法包括提高機(jī)床精度、選用合適的裝夾方式、采用高精度測(cè)量?jī)x器等。齒距誤差齒距誤差是指相鄰兩齒之間的距離與理論值之間的偏差。解決方法包括提高滾刀精度、選用合適的切削參數(shù)、采用高精度測(cè)量?jī)x器等。齒輪加工中的常見(jiàn)問(wèn)題及解決方法06齒輪傳動(dòng)的潤(rùn)滑與密封齒輪傳動(dòng)的潤(rùn)滑方式及潤(rùn)滑劑選擇根據(jù)齒輪傳動(dòng)的工作條件和要求，可以選擇浸油潤(rùn)滑、噴油潤(rùn)滑、油霧潤(rùn)滑等潤(rùn)滑方式。潤(rùn)滑方式齒輪傳動(dòng)常用的潤(rùn)滑劑有潤(rùn)滑油和潤(rùn)滑脂。選擇潤(rùn)滑劑時(shí)，應(yīng)考慮齒輪的材質(zhì)、工作溫度、載荷大小、轉(zhuǎn)速高低等因素。一般來(lái)說(shuō)，對(duì)于重載、高溫或低速的齒輪傳動(dòng)，宜選用粘度較高的潤(rùn)滑油或潤(rùn)滑脂；對(duì)于輕載、低溫或高速的齒輪傳動(dòng)，可選用粘度較低的潤(rùn)滑油或潤(rùn)滑脂。潤(rùn)滑劑選擇密封方式為了防止?jié)櫥瑒┬孤┖屯饨珉s質(zhì)侵入，齒輪傳動(dòng)需要采用適當(dāng)?shù)拿芊夥绞健３Ｒ?jiàn)的密封方式有接觸式密封和非接觸式密封。接觸式密封包括氈圈密封、皮碗密封等，非接觸式密封包括間隙密封、迷宮密封等。密封材料選擇密封材料的選擇應(yīng)根據(jù)工作條件、介質(zhì)性質(zhì)、溫度等因素綜合考慮。常用的密封材料有橡膠、塑料、皮革、金屬等。對(duì)于高溫、高壓或腐蝕性介質(zhì)，應(yīng)選用耐高溫、耐腐蝕的密封材料。齒輪傳動(dòng)的密封方式及密封材料選擇齒輪傳動(dòng)潤(rùn)滑與密封的維護(hù)與管理定期檢查定期對(duì)齒輪傳動(dòng)的潤(rùn)滑和密封狀況進(jìn)行檢查，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并處