《轮齿的失效形式》由会员分享，可在线阅读，更多相关《轮齿的失效形式（7页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、例 10.1 轮齿的失效形式有哪些？闭式和开式传动的失效形式有哪些不同？答 轮齿的主要失效形式有轮齿折断和齿面损坏两类。轮齿折断有疲劳折断和过载折断两种形式。齿面失效主要有疲劳点蚀、磨损、胶合和塑性变形。一 般情况下，若设计正确、润滑良好，闭式软齿面轮齿的主要失效形式是疲劳点 蚀。闭式硬齿面的主要失效形式是弯曲疲劳折断。高速大功率闭式传动主要出 现点蚀和胶合。开式齿轮传动的主要失效形式是磨损。例 10.2 齿轮传动中为何两轮齿面要有一定的硬度差？答 齿轮传动中，小齿轮齿面硬度比大齿轮大一些、一般要大。这是由于： 小齿轮的齿根厚度小于大齿轮； 若软硬齿面配对啮合，因冷作硬化，可提高齿面的接触疲劳
2、强度； 小齿轮的应力循环次数比的大齿轮多； 提高啮合性能。例 10.3 要提高轮齿的抗弯疲劳强度和齿面抗点蚀能力有哪些可能的措施？答 提高轮齿的抗弯疲劳强度的措施有：增大齿根过渡圆角半径，消除加工刀痕，可降低齿根应力集中；增大轴和支承的刚度，可减小齿面局部受载；采 取合适的热处理方法使轮芯部具有足够繁荣韧性；在齿根部进行喷丸、滚压等 表面强度处理，降低齿轮表面粗糙度；齿轮采用正变位等。 提高齿面抗点蚀能力的措施有：提高齿面硬度；降低表面粗糙度；增大润 滑油粘度；提高加工、安装精度以减小动载荷；在许可范围内采取较大变位系 数的正传动，可增大齿轮传动的综合曲率半径。例 10.4 设计铣床的圆柱齿轮
3、传动，已确定, , 7.5PKW11450minnr, , 寿命，小齿轮相对其轴的支承为不对称布置。126z 254z 12000hLh解 （1） 选择轮齿的材料和精度等级。由教材表 101 可知，大小齿轮材料均为 45 号钢调质。小齿轮齿面硬度为，大齿轮齿面硬度为。250HBS220HBS （2）按齿面接触疲劳强度设计。 1）小齿轮传递的转矩661 1 17.59.55 109.55 10493971450PTN mmn2）初选载荷系数：初选1.8tK 3）确定齿宽系数：小齿轮作不对称布置，据教材表 107 选取1.0d4）确定弹性影响系数：据教材表 106 查得189.8EZMPa5）确定
4、区域载荷系数：按标准直齿圆柱齿轮传动设计2.5HZ6）齿数比：21542.0826ZuZ7）确定接触许用应力： 循环次数9 116060 1450 1 120001.04 10hNn jL 8 226060 1450 26 54 1 120005.03 10hNn jL 查教材图 1019 曲线 1 得， 11.0HNK21.05HNK查教材图 1021（d）得， lim1600HMPalim2570HMPa取安全系数1.0HS1lim1 11.0 6006001.0HNH H HKMPaS2lim2 21.05 5705991.0HNH H HKMPaS8）由接触强度计算小齿轮的分度圆直径2
5、2 133111.8 49397 2.08 1 189.82.322.3254.91.02.08599E t dHKTZudmmu 9）验算载荷系数：齿轮的使用系数：载荷状况以轻微冲击为依据查教材表 102 得1.25AK 齿轮的圆周速度113.14 54.9 14504.260 100060 1000td nvm s由教材图 108 查得：1.12VK 对于软齿面齿轮，假设，由教材表 103 查得：100AtK F bN mm1.2HFKK齿宽：11.0 54.954.9dtbd齿宽与齿高比1154.911.52.252.252.25 54.9 26ttbbb hmdz由教材表 104 查得
6、，由教材图 1013 查得：1.32HK1.28FK接触强度载荷系数：1.25 1.12 1.2 1.322.22AVHHKK K KK10） 校正直径：33 1154.9 2.22 1.858.9ttddK Kmm1158.92.2726dmmmz取标准值。2.5mmm 11） 齿轮的相关参数：112.5 2665dmzmm222.5 54135dmzmm1265 13510022ddamm12） 确定齿宽：22 1 22 122.512 2.22 49397 2.08 1 2.5 189.849.7652.08590EHKTZubmmdu圆整后，取,。250bmm155bmm（3） 校核齿
7、根弯曲疲劳强度 1）确定弯曲强度载荷系数：1.25 1.16 1.1 1.121.79AVFFKK K KK2）查教材表 105 得, , , 12.6FaY11.595SaY22.3FaY21.715SaY3）确定许用应力：由教材图 1018 查得：121FNFNKK取安全系数 1.4FS 由教材图 1020（c）得, 1440FNMPa2425FNMPa按对称循环变应力确定许用弯曲应力11 11 4400.70.72201.4FNFN F FKMPaS12 21 4250.70.72131.4FNFN F FKMPaS4）校核弯曲强度：1 111 122 1.79 493972.6 1.5
8、9510850 65 2.5FFaSaFKTYYMPabd m1 222 122 1.79 493972.3 1.71510350 65 2.5FFaSaFKTYYMPabd m满足弯曲强度。以上所选参数合适。例 10.4 设计一由电动机驱动的闭式单级斜齿圆柱传动。已知主动轮功率，主动轮转速，传动比，大、小齿轮做对称布55PKW1720minnr3.2i 置，单向转动，中等载荷冲击，每天工作，每年工作，预期寿命年。8h300d15解 （1）选择轮齿的材料和精度等级。由于此斜齿轮传递的功率较大，大小齿 轮均选用硬齿面。由教材表 101 选大小齿轮材料均为 40Cr，调质后表面淬火。 齿面硬度可达
9、，取硬度。4555HRC:5255HRC:选精度等级为 7 级。 （2） 按齿根弯曲疲劳强度设计：1）初选小齿轮的齿数：，126z 213.2 2064ziz2）初选螺旋角：143）小齿轮传递的转矩：661 1 15509.55 109.55 10729514720PTN mmn4）初选载荷系数：初选1.8tK 5）确定齿宽系数：小齿轮作对称布置，据教材表 107 选取1.2d6）计算斜齿轮的当量齿数：1 1332021.9coscos 14Vzz2 2336470.1coscos 14Vzz7）确定齿形系数和应力集中系数。查教材表 105 得, , , 12.72FaY11.57SaY22.
10、24FaY21.75SaY8）确定斜齿轮端面重合度。查教材图 1026 得，10.725a20.82a120.7250.821.545aaa9）确定螺旋角影响系数。斜齿轮的纵向重合度为10.318tan0.318 1.2 20 tan141.9dz 查教材图 1028 得：0.87Y10）确定许用应力。循环次数为9 116060 720 1 15 300 81.56 10hNn jL 8 226060 720 1 3.2 1 15 300 84.86 10hNn jL 由教材图 1018 查得： ， 10.89HNK20.9HNK取安全系数1.5HS由教材图 1020（d）得：12700FNF
11、NMPa因传动为单向传动，故按脉动循环变应力确定许用弯曲应力11 10.89 7004151.5FNFN F FKMPaS12 20.9 7004201.5FNFN F FKMPaS11）由弯曲强度计算齿轮的模数。因1112.72 1.57 4150.01FaSaFYY 2222.24 1.75 4200.009FaSaFYY 将齿轮 1 的参数带入设计公式中，得2 132 12 3 22cos2 1.8 729514 0.87 cos 142.72 1.573.051.2 201.545415FaSa nt dFKTYY Ymzmm取标准值。4nmmm12） 验算载荷系数。由教材表 102
12、查得：使用系数1.25AK 小齿轮的分度圆直径：1 120 482.45coscos14nz mdmm齿轮的圆周速度：1 13.14 82.45 7203.160 100060 1000d nvm s由教材图 108 查得：动载系数1.12VK 假设，由教材表 103 查得：100AtK F bN mm1.2HFKK齿宽：11.2 82.4598.9dbdmm齿宽与齿高比：98.911.02.252.25 4tbb hm由教材表 104 查得，由教材图 1013 查得：1.304HK1.28FK弯曲强度载荷系数：1.5 1.12 1.2 1.282.58AVFFKK K KK13）校正模数：3
13、33.052.58 1.83.45nnttmmK Kmm可以得出前面取标准值合适。4nmmm14）螺旋角的确定。中心距：1220644173.142cos2cos14nmzzamm圆整中心距后，螺旋角：174amm1220644arccosarccos15 8 4822 174nzzmmma15）斜齿轮的相关参数：1 120 482.853coscos15 8 48nz mdmm2 264 4265.130coscos15 8 48nz mdmm11.2 82.85399.42dbdmm对齿宽圆整：,。2100bmm1105bmm（3） 齿面接触强度校核： 1）确定接触强度载荷系数：1.5 1
14、.12 1.2 1.3042.63AVHHKK K KK2）确定接触许用应力。查教材图 1021（e）得lim1lim21180HHMPa查教材图 1019 中曲线 2 得：，10.905HNK20.94HNK取安全系数：1.0HS1lim1 10.905 118010671.0HNH H HKMPaS2lim2 20.94 118011091.0HNH H HKMPaS3）确定弹性影响系数：据教材表 106 查得：189.8EZMPa4）确定区域载荷系数：据教材图 1030 查得：2.43HZ5）校核接触强度：1 2 12212 2.63 7295143.2 1189.8 2.43973.16100 82.8531.5453.2HEHHKTuZ ZbduMPa满足接触强度，以上所选参数合适。
