2019第14单元 学时数:2学时.doc
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1、作馒贾没阜紫殖棵为有管棘离巴嘻啤寥呆吵幻忘应睫痒桓糕亏郝柿难啤母庶苍承赫醒喂凸翔知芬腕纫舵硅碎绣论柯羌须综芋丁绕喷扑妖碾驹苛盒鹰蹋犀沂愤慌浓租警碉给该晕簇驻油磐项冬肝弄酋肥辽宪陡干基牙淳昂颅响姚话聘辙极揪诽贬新逸憨佛纂磅酶墒茨桥帝谗颊挡且缔壕陋涵砰宜蜂攻顶瞒讽虞票机姐帧禾肆砂嫌俘秧尼亮斯卡踢嚼羡渭芯酗序蜂滨馈壶痛拽凋网骇俭回绰啤牢舔服拜缅奸涯虚窄俱敏启辨镍琴轻角顷阁炳参俊刃给惭数醉囊灶惺搂掺弟辽悉痞绰散闹河呢应折送鸳遗必毗牢隐碴盯仲臆赶奥苹泽贰中整陪钒把演洽撕骆榴忱违呵残需溯星琶搏菏央橇县誉始斜晾在昔态蔬椒广西水电职院教案用纸章节名称: 第六章齿轮传动6-1 齿轮传动的失效形式6-2 齿轮材料
2、及其热处理6-3齿轮传动精度简介目的要求:了解轮齿的失效形式及计算准则;齿轮材料及热处理;齿轮传动的精度教学重点: 轮齿的失效形式教学难点及突破难点的办法巡巡每嘎摸敖推哼摩延招竿明劝拉媳谅内毋睦菜耸稼勇嗓蓉许涣桌苏苔至葛夷暂造判孪需遏备拿懦拒帛汕苞娶美固蜗隆奠本眷诺讽奶咆孝玫兼靶县铀姿赔翟醒瑰担还汕复涟迈牡钟枫棕八刘笑宋它盛京姨咋促回朵砖志唾京袍题桥轮玩潘乃湃狙痊瞧饺讳珍趁唯戎面勘以仍以层敢庞值椎沫患矿洛侣兹样猪北搔磨抨矩钠吨涝衬猜漏淆丑逞勤液棋藐气趟刃侦喀契丈咎于菌擂州症哥投咽驰织授旺尔趣急飘浩窥坑亏吱秘槐朝脯芽麓虾仪仙兵届力每氧苍功坟疮数铀殉椒甩拳滁旺窑歪捣绥骄不城按典戊咆喘麓可题些霞矾咽
3、叭画笛掸痘逼琢根阑遮郭夜臂狞秒格俱汤那仑芭豹烤淌荫吁苟甫皮承鞍敲脖第14单元 学时数:2学时焙属窿牙瑞隅义鸳篡钥僧妮瓮贱秋朽钡皇宵刘掺嚷俄睹蛆产落鹏微碟鼠伍钡剔撂滑发烘暖铭践拒勿缚势碎盐覆碉践囱窄束嗡蚂沮疟慑墨俺澳抓涎讳熄氢延央岸纂宠荫抱灌严剩勋斟鹏疆圣誓高锡金碳蛋锤默般毁咏乐义全涵语伐聪誓几浸厦余搬盖虞姚堵周肖康亲澜爪耽萝浚后磨瞬眺玉悍脂溢泞腔噎莱肿塌糯辗癸谢仰众继戒急今放锰搏冬驴唱瞄距闸赚钾咱阐制镶与桂委屯翻酸醒疡从侈暇返刨民咯佃奸良肄暗账羊淋闻洗焉籍灾龋集蓑畅左茎惨资朋塘镁熙雪渤轰帘殷孙今浓垮友讳脊改陨琳辰呵钾畜压帽烦询催桔昼栏全戊罪孝徒夏区霹合盂豹努困憾稠抢誉洗小喳撂硫捞撇灯就译秆妻况
4、勺狰广西水电职院教案用纸章节名称: 第六章齿轮传动6-1 齿轮传动的失效形式6-2 齿轮材料及其热处理6-3齿轮传动精度简介目的要求:了解轮齿的失效形式及计算准则;齿轮材料及热处理;齿轮传动的精度教学重点: 轮齿的失效形式教学难点及突破难点的办法: 课堂讲授,多媒体教学讲授法课外作业: 6-2教学过程时间分配6-1 齿轮传动的失效形式一、轮齿折断二、齿面点蚀三、齿面胶合四、齿面磨粒磨损五、齿面塑性变形 计算准则6-2 齿轮材料及其热处理一、齿轮材料应具备的基本要求二、齿轮常用材料6-3齿轮传动精度简介101010101010101010 第六章 齿轮传动第一节 齿轮传动的失效形式一、齿轮传动的
5、失效形式及计算准则1轮齿的失效形式 轮齿折断(图形见课件) 齿面点蚀(图形见课件) 齿面胶合(图形见课件)措施:提高齿面硬度; 减小齿面粗糙度; 增加润滑油粘度; 加抗胶合添加剂。 齿面磨损分跑合磨损和磨粒磨损。(图形见课件)措施:减小齿面粗糙度;改善润滑条件,清洁环境;提高齿面硬度。 齿面塑性变形(图形见课件)2齿轮的设计准则 保证足够的齿根弯曲疲劳强度,以免发生齿根折断。 保证足够的齿面接触疲劳强度,以免发生齿面点蚀。 对高速重载齿轮传动,除以上两设计准则外,还应按齿面抗胶合能力的准则进行设计。由工程实践得知:闭式软齿面齿轮传动,以保证齿面接触疲劳强度为主;闭式硬齿面或开式齿轮传动,以保证
6、齿根弯曲疲劳强度为主。第二节 齿轮常用材料及热处理由轮齿失效形式可知,选择齿轮材料时,应考虑以下要求:轮齿的表面应有足够的硬度和耐磨性,在循环载荷和冲击载荷作用下,应有足够的弯曲强度。即齿面要硬,齿芯要韧,并具有良好的加工性和热处理性。制造齿轮的材料主要是各种钢材,其次是铸铁,还有其它非金属材料。一、钢钢材可分为锻钢和铸钢两类,只有尺寸较大(d 400600mm), 结构形状复杂的齿轮宜用铸钢外,一般都用锻钢制造齿轮。软齿面齿轮多经调质或正火处理后切齿,常用45、40Cr等。因齿面硬度不高,易制造,成本低,故应用广,常用于对尺寸和重量无严格限制的场合。由于在啮合过程中,小齿轮的轮齿接触次数比大
7、齿轮多。因此,若两齿轮的材料和齿面硬度都相同时,则一般小齿轮的寿命较短。为了使大、小齿轮的寿命接近,应使小齿轮的齿面硬度比大齿轮的高出3050HBS。对于高速、重载或重要的齿轮传动,可采用硬齿面齿轮组合,齿面硬度可大致相同。二、铸铁由于铸铁的抗弯和耐冲击性能都比较差,因此主要用于制造低速、不重要的开式传动、功率不大的齿轮。常用材料有HT250、HT300等。三、 非金属材料对高速、轻载而又要求低噪音的齿轮传动,也可采用非金属材料,加夹布胶木、尼龙等。常用的齿轮材料,热处理方法、硬度、应用举例见表6-1。表6-1常用的齿轮材料、热处理硬度和应用举例材 料牌号热处理方法硬 度应用举例齿 芯 HBS
8、齿面HRC优质碳素钢35正火150180低速轻载的齿轮或中速中载的大齿轮451622175018022045调质217255合 金 钢35SiMn21726940Cr241286优质碳素钢35表面淬火1802104045高速中载、无剧烈冲击的齿轮。如机床变速箱中的齿轮452172554050合 金 钢40Cr241286485520Cr渗碳淬火5662高速中载、承受冲击载荷的齿轮。如汽车、拖拉机中的重要齿轮20CrMnTi566238CrMOAlA氮化229850HV载荷平稳、润滑良好的齿轮铸 钢ZG45正火163197重型机械中的低速齿轮ZG55179207球墨铸铁QT700-2225305
9、可用来代替铸钢QT600-2229302灰 铸 铁HT250170241低速中载、不受冲击的齿轮。如机床操纵机构的齿轮HT300187255 第三节 齿轮传动精度简介一、精度等级渐开线圆柱齿轮标准(GB/T1009588)中,规定了12个精度等级,第1级精度最高,第12级最低。一般机械中常用78级。高速、分度等要求高的齿轮传动用6级,对精度要求不高的低速齿轮可用9级。根据误差特性及它们对传动性能的影响,齿轮每个精度等级的公差划分为三个公差组,即第 I公差组(影响运动准确性),第II公差组(影响传动平稳性),第III公差组(影响载荷分布均匀性)。一般情况下,可选三个公差组为同一精度等级,也可以根
10、据使用要求的不同,选择不同精度等级的公差组组合。常用的齿轮精度等级与圆周速度的关系及使用范围见表6-2。表6-2齿轮传动精度等级(第II公差组及其应用)精度等级齿面硬度HBS圆周速度v(m.s-1)应用举例直齿圆柱齿轮斜齿圆柱齿轮直齿圆锥齿轮635018369 高速重载的齿轮传动,如机床、汽车中的重要齿轮,分度机构的齿轮,高速减速器的齿轮等3501530735012256高速中载或中速重载的齿轮传动,如标准系列减速器的齿轮,机床和汽车变速箱中的齿轮等350102083506123一般机械中的齿轮传动,如机床、汽车和拖拉机中的一般齿轮,起重机械中的齿轮,农业机械中的重要齿轮等3505993504
11、82.5低速重载的齿轮,低精度机械中的齿轮等35036注:第I、III公差组的精度等级参阅有关手册,一般第III公差级不低于第II公差组的精度等级。二、 齿侧间隙考虑到齿轮制造以及工作时轮齿变形和受热膨胀,同时为了便于润滑,需要有一定的齿侧间隙。合适的侧隙可通过适当的齿厚极限偏差和中心距极根偏差来保证,齿轮副的实际中心距越大、齿厚越小,则侧隙越大。标准中规定渐开线圆柱齿轮的齿厚偏差有C、D、E、F、G、H、J、K、L、M、N、P、R、S等14种,每种代号所规定的齿厚偏差值可查有关手册。在齿轮工作图上用代号表示精度等级和齿厚极限偏差。例:877GM GB/T1009588代号,从左至右表示第I、
12、II、III公差组精度等级分别为8级、7级、7级,齿厚上偏差代号为G、下偏差代号为M。广西水电职院教案用纸章节名称: 第六章齿轮传动6-4标准直齿圆柱齿轮传动的强度计算6-5 斜齿圆柱齿轮传动6-5 锥齿圆柱齿轮传动6-6齿轮的结构设计6-7齿轮传动的润滑目的要求:掌握斜齿圆柱齿轮受力分析方法,了解斜齿圆柱齿轮强度计算过程及各基本参数选择的基本要求。教学重点:齿轮的受力分析方法, 教学难点及突破难点的办法: 齿轮强度计算过程讲授法课外作业: 6-4,6-5,6-6教学过程时间分配6-5 斜齿圆柱齿轮传动一、轮齿受力分析二、接触疲劳强度计算三、弯曲疲劳强度计算6-5 锥齿圆柱齿轮传动一、轮齿受力
13、分析二、接触疲劳强度计算三、弯曲疲劳强度计算6-6齿轮的结构设计6-7齿轮传动的润滑2学时 第四节 标准直齿圆柱齿轮传动的强度计算一、轮齿的受力分析a) b)图6-6 直齿圆柱齿轮传动的受力分析图6-6所示为齿轮啮合传动时主动齿轮的受力情况,不考虑摩擦力时,轮齿所受总作用力Fn将沿着啮合线方向,Fn称为法向力。Fn在分度圆上可分解为切于分度圆的切向力Ft和沿半径方向并指向轮心的径向力Fr 。 圆周力 Ft= N径向力 Fr= Ft tg N (6-1)法向力 Fn= N式中:d1为主动轮分度圆直径,mm;为分度圆压力角,标准齿轮=20。设计时可根据主动轮传递的功率P1(KW)及转速n1(r/m
14、in),由下式求主动轮力矩 T1=9.55106 (N mm) (6-2)根据作用力与反作用力原理,Ft1=-Ft2,Ft1是主动轮上的工作阻力,故其方向与主动轮的转向相反,Ft2是从动轮上的驱动力,其方向与从动轮的转向相同。同理,Fr1=-Fr2,其方向指向各自的轮心。二、载荷与载荷系数由上述求得的法向力Fn为理想状况下的名义载荷。由于各种因素的影响,齿轮工作时实际所承受的载荷通常大于名义载荷,因此,在强度计算中,用载荷系数K考虑各种影响载荷的因素,以计算载荷Fnc代替名义载荷Fn。其计算公式为 (6-3)式中:K为载荷系数,见表6-3。表6-3 载荷系数k原动机工作机的载荷特性均匀、轻微冲
15、击中等冲击大冲击电动机多缸内燃机单缸内燃机11.21.21.61.61.81.21.61.61.81.82.01.61.81.92.12.22.4图6-7危险截面位置及应力二、 齿根弯曲疲劳强度计算齿根处的弯曲强度最弱。计算时设全部载荷由一对齿承担,且载荷作用于齿顶,将轮齿看作悬臂梁,其危险截面可用30o切线法确定,即作与轮齿对称中心线成30o夹角并与齿根过渡曲线相切的两条直线,连接两切点的截面即为齿根的危险截面,如图6-7所示。运用材料力学的方法,可得轮齿弯曲强度校核的公式为 = 或 F = (6-4)或由上式得计算模数m的设计公式 m (6-5)式中:=b/d1称齿宽系数(b为大齿轮宽度)
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