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1、3.2.33.2.3齿轮齿轮传动传动 一、齿轮传动的类型一、齿轮传动的类型1 1、齿轮传动的类型就装置形式分为：、齿轮传动的类型就装置形式分为：分类分类开式传动开式传动 闭式传动闭式传动 -润滑良好、适于重要应用；润滑良好、适于重要应用；-裸露、灰尘、易磨损，适于低裸露、灰尘、易磨损，适于低速传动。速传动。从使用情况分：有低速、高速及轻载、重载传动。从齿轮材料的性能及热处理工艺的不同分：轮齿有较脆（如经整体淬火、齿面硬度很高的钢齿轮或铸铁齿轮）或较韧（如经调质、正火的优质碳钢及合金钢齿轮），齿面有硬齿面或软齿面之别。一般情况，齿轮传动的失效主要是轮齿的失效，齿轮的其他部分（如齿圈、轮辐、轮毂等
2、），除了对齿轮的质量大小需严格限制者外，通常只按经验设计，所定的尺寸对强度及刚度较富裕，实践中极少失效。轮齿的失效形式主要有5种。齿轮传动的失效形式齿轮传动的失效形式轮齿折断轮齿折断失效形式失效形式一般发生在齿根处，严重过载突一般发生在齿根处，严重过载突然断裂、疲劳折断。然断裂、疲劳折断。齿轮传动的失效形式齿轮传动的失效形式失效形式失效形式点蚀齿面材料在变点蚀齿面材料在变化着的接触应力作用化着的接触应力作用下，由于疲劳而产生下，由于疲劳而产生的麻点状损伤现象。的麻点状损伤现象。点蚀发生在润滑良好点蚀发生在润滑良好的闭式齿轮传动中。的闭式齿轮传动中。开式传动中，由于齿开式传动中，由于齿面磨损较快
3、，很少出面磨损较快，很少出现点蚀。现点蚀。齿面点蚀齿面点蚀齿轮传动的失效形式齿轮传动的失效形式失效失效形式形式齿面胶合齿面胶合高速重载传动中，常因高速重载传动中，常因啮合区温度升高而引起啮合区温度升高而引起润滑失效，致使齿面金润滑失效，致使齿面金属直接接触而相互粘连。属直接接触而相互粘连。当齿面向对滑动时，较当齿面向对滑动时，较软的齿面沿滑动方向被软的齿面沿滑动方向被撕下而形成沟纹。撕下而形成沟纹。措施：措施： 1.1.提高齿面硬度提高齿面硬度2.2.减小齿面粗糙度减小齿面粗糙度3.3.增加润滑油粘度低速增加润滑油粘度低速4.4.加抗胶合添加剂高速加抗胶合添加剂高速齿轮传动的失效形式齿轮传动的
4、失效形式齿面磨损齿面磨损措施措施：1.减小齿面粗糙度减小齿面粗糙度2.改善润滑条件改善润滑条件磨粒磨损磨粒磨损跑合磨损跑合磨损齿轮传动的失效形式齿轮传动的失效形式齿面塑性变形齿面塑性变形从动齿从动齿主动齿主动齿油池润滑油池润滑采用惰轮的油池润滑采用惰轮的油池润滑喷油润滑喷油润滑二、二、 齿轮传动的润滑和效率齿轮传动的润滑和效率开式开式齿轮齿轮常采用人工定期润滑。可用润滑油或润滑脂。常采用人工定期润滑。可用润滑油或润滑脂。闭式闭式齿轮齿轮传动的润滑方式由圆周速度传动的润滑方式由圆周速度v确定。确定。当当v 12 m/s时，采用油池润滑。时，采用油池润滑。当当v 12 m/s时，采用油泵喷油润滑。
5、时，采用油泵喷油润滑。适用于多级齿轮，且大小不等的场合。理由：理由：1)v1)v过高，油被甩走，不能进入啮合区；过高，油被甩走，不能进入啮合区；2)2)搅油过于激烈，使油温升高，降低润滑性能；搅油过于激烈，使油温升高，降低润滑性能；3)3)搅起箱底沉淀的杂质，加剧轮齿的磨损。搅起箱底沉淀的杂质，加剧轮齿的磨损。表表 齿轮传动润滑油粘度荐用值齿轮传动润滑油粘度荐用值塑料、铸塑料、铸铁、青铜铁、青铜齿轮材料齿轮材料 强度极限强度极限圆周速度圆周速度 v (m/s)运动粘度运动粘度 v/cSt（40 ）渗碳或表渗碳或表面淬火钢面淬火钢钢钢350512.5 12.5 25252.5512.50.510
6、.5220150100805545010001000125012501580500350220150100805005003502201501009005005003502201505580100齿轮传动的损耗：齿轮传动的损耗：表表 齿轮传动的平均效率齿轮传动的平均效率圆柱齿轮圆柱齿轮圆锥齿轮圆锥齿轮传动装置传动装置6 6级或级或7 7级精度级精度的闭式传动的闭式传动8 8级精度的级精度的闭式传动闭式传动开式传动开式传动0.980.980.970.970.970.970.960.960.930.930.950.95啮合中的摩擦损耗；啮合中的摩擦损耗；搅动润滑油的油阻损耗；搅动润滑油的油阻损耗；
7、轴承中的摩擦损耗。轴承中的摩擦损耗。齿轮的基本参数齿轮的基本参数1 1、齿顶高系数和顶隙系数、齿顶高系数和顶隙系数齿齿顶顶高高轮轮齿齿上上介介于于齿齿顶顶圆圆与与分分度度圆圆之之间间的的部部分分称为齿顶，其径向高度称为齿顶高，用称为齿顶，其径向高度称为齿顶高，用h ha a表示。表示。齿根高齿根高轮齿上介于齿根圆与分度圆之间的部分称轮齿上介于齿根圆与分度圆之间的部分称为齿根，其径向高度称为齿根高，用为齿根，其径向高度称为齿根高，用h hf f 表示。表示。全齿高全齿高齿顶圆与齿根圆之间的径向高度称为全齿齿顶圆与齿根圆之间的径向高度称为全齿高，用高，用h h表示，故表示，故 h = hh = h
8、a a + h + hf f 齿轮的基本参数齿轮的基本参数齿轮的齿顶高、齿根高的标准值可用模数表示为式式中中h ha a* * 称称为为齿齿顶顶高高系系数数，c c* * 称称为为顶顶隙隙系系数数。这这两两个系数也已标准化，其正常齿制的数值为：个系数也已标准化，其正常齿制的数值为： h ha a* * = 1= 1，c c* * = 0.25 = 0.25。齿顶圆、齿根圆直径的计算公式为齿顶圆、齿根圆直径的计算公式为 d da a = d + 2h = d + 2ha a =(z + 2 h=(z + 2 ha a* * )m )m d df f = d - 2h = d - 2hf f =
9、(z - 2 h= (z - 2 ha a* * - 2 c - 2 c* * ) m ) m 上述上述5 5个基本参数决定了标准直齿圆柱齿轮的各部个基本参数决定了标准直齿圆柱齿轮的各部分尺寸。分尺寸。齿轮的基本尺寸齿轮的基本尺寸齿轮的基本尺寸齿轮的基本尺寸标准齿轮指具有标准模数、标准压力角、标准齿顶高系数、标准顶隙系数，且分度圆上齿厚等于齿槽宽的齿轮。对于标准齿轮 s = e = p/2 =m /2 2标准齿轮及其几何尺寸计算标准齿轮及其几何尺寸计算一、圆周方向四个尺寸一、圆周方向四个尺寸 三、轮齿四个三、轮齿四个径向尺寸径向尺寸 ha=ha*m=mP=m hf=(ha*+c*)m=1.25
10、m S=p/2=m/2 C=c*m=0.25me=s=p/2=m/2 h=ha+hf=2.25m Pb=pcos=mcos 四、齿宽和中心距四、齿宽和中心距 b=(6-12)m 一般取一般取 b=10m a=d1/2+d2/2=m(z1+z2)/2二、四种直径二、四种直径d=m.zdb=dcosda=d+2ha=m(z+2)df=d-2hf=m(z-2.5) 2由渐开线的性质可知：由渐开线的性质可知： K K1 1K K1 1=p pb b1 1 = =mm1 1coscos1 1K K2 2K K2 2= = p pb b2 2 = =mm2 2coscos2 2所所以以，两两齿齿轮轮的的正
11、正确确啮啮合条件为合条件为 m m1 1coscos1 1= =m m2 2coscos2 2渐开线标准齿轮的正确啮合条件渐开线标准齿轮的正确啮合条件由于模数和压力角都已标准化，故一对齿轮的正确啮合条件是： m1=m2=m 1=2= 即一对渐开线直齿圆柱齿轮的正确啮合条件是:渐开线标准齿轮的正确啮合条件两齿轮的模数和压力角应分别相等。两齿轮的模数和压力角应分别相等。一对齿轮的传动比可表示为：一对齿轮的传动比可表示为：渐开线标准齿轮的正确啮合条件渐开线标准齿轮的正确啮合条件渐开线标准齿轮的正确啮合条件 二、标准中心距二、标准中心距一对标准齿轮分度圆相切时的中心距称为标准中一对标准齿轮分度圆相切时
12、的中心距称为标准中心距，即心距，即渐开线标准齿轮的正确啮合条件渐开线标准齿轮的正确啮合条件标准顶隙如图，在标准中心距的情况下，两齿轮的分度圆分别与各自的节圆重合，轮齿的齿侧间隙为零，一齿轮的齿顶圆与另一齿轮的齿根圆之间的间隙顶隙，刚好为标准顶隙，即 c=c*m=0.25 m =hf-ha 分度圆分度圆1.1.定义定义模数和压力角为标准值的一个特定圆，为计算方便模数和压力角为标准值的一个特定圆，为计算方便所取的基准圆所取的基准圆2.2.性质性质一个齿轮有一个分度圆一个齿轮有一个分度圆3.3.大小大小d=mzd=mz，固定不变，固定不变4.4.位置位置标准安装时两分度圆相切，非标准安装时相交或分标准安装时两分度圆相切，非标准安装时相交或分离离5.5.压力角压力角标准值标准值=20=20
