《2022年渐开线直齿轮的啮合特点失效形式和常用材料电子教案.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2022年渐开线直齿轮的啮合特点失效形式和常用材料电子教案.docx（8页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载【课题编号】115.2 【课题名称】渐开线直齿轮的啮合特点、失效形式和常用材料；【教学目标与要求】一、 学问目标 1 . 明白正确啮合条件和不发生根切的最少齿数；2 . 把握齿轮常用材料和失效形式；二、 才能目标 1 . 能判定两个齿轮能否正确啮合；2 . 能选用齿轮的常用材料,能够依据传动结构推断可能产生失 效的形式,并实行必要的措施；三、 素养目标 1 . 明白齿轮正确啮合的条件及不产生根切的最少齿数 17；2 . 明白失效的含义,材料的表面硬度对齿面点蚀的影响；四、 教学要求 1 . 把握直齿圆柱齿轮正确啮合条件和不发生
2、根切的最少齿数；2 . 把握齿轮常采纳材料、常见的失效形式及许用应力的确定；【教学重点】1 . 正确啮合条件及常用材料；2 . 常见的失效形式；【难点分析】名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 6 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载1. 根切的定义由于教材中没有理论证明,同学可能难以懂得,对变位概念的形成也难以懂得,如有必要应增加补充材料；2. 失效的形式易懂得,但缘由较难,特别是塑变的形成缘由更 难,需要用受到摩擦力的作用方一直证明主动轮轮齿表面为凹陷,而 从动轮的齿面形成凸起；【分析同学】对最少根切齿数17,如不加以推理证明,只能死记硬
3、背；轮齿失效形式简单懂得,只是对塑变形成机理有肯定的困难；【教学思路设计】不要求推导过程,只有死记结果；而齿轮材料只要记住常用 45、40Cr 钢即可,必要时会查资料；失效形式需要介绍成因；【教学支配】2 学时（ 90 分钟）【教学过程】一、一对渐开线圆柱齿轮正确啮合条件 渐开线齿轮传动具有瞬时传动比恒定的最突出优点而受到广泛的应用,但不是任意两个齿轮都能配对传动,只能在两齿轮的齿距相等的前提下才能正常啮合,由于齿轮的模数和压力角都已经标准化,所以得出一对渐开线圆柱齿轮正确啮合条件是模数和压力角分别相 等,并且为标准值；即名师归纳总结 m1=m2=m 1=2=第 2 页,共 6 页二、渐开线齿
4、轮的切齿干涉和最少齿数- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载齿轮的齿形是在专用齿轮加工机床上切制出来的,为了得到标准渐开线齿廓,齿轮的齿数不能太少,当齿轮的齿数少于 17 个齿时,刀具的顶部将会把被切齿轮的根部切掉一部分,使齿轮根部变薄, 失去渐开线齿形, 影响到齿轮的传动精度和齿根强度,这是加工中不行防止的现象；在某些机器中轮的齿数必需选用少于17 个齿,为了保证齿根的渐开线齿形, 加工时需要将刀具位置向外移动一小段距离,就能切出 不产生根切的齿轮, 这种齿轮称为变位齿轮； 具体内容可参考相关资 料；三、齿轮材料齿轮材料要求表面具有较高
5、的硬度,芯部具有较好的韧性, 所以常用作齿轮的材料为中碳钢或中碳合金钢；1.钢以 45 钢最为常见,必要时选用中碳合金钢如40Cr 或低碳合金钢 20CrMnTi 渗碳后再淬火；为了提高齿轮的力学性能,大都要锻造成型,当外径大于 后再进行热处理；400mm以上不能锻造时,采纳铸造方式,最齿轮传动中, 以具有较好润滑条件的闭式齿轮传动为常见,由于润滑好,常选用齿面硬度小350HBS的软齿面,也可以选用大于 350HBS的硬齿面, 由于硬度检测头已将钢球改成硬度合金锥头,所以 HBS相应改为 HBW,硬度值是一样的；对于润滑条件较差的外露齿轮传动称为开式传动,由于缺少润滑,齿面磨损较为严峻,为延长
6、使用寿命,常选用硬齿面齿轮,即齿名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 6 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载面硬度大于 350HBS；大于 350HBS齿面硬度的齿轮,一般热处理用 HRC来表示；对于重要齿轮,以低碳合金钢为材料,齿轮加工后进行表面渗碳后再淬火处理,可以得到齿面硬度高、芯部组织韧性好的齿轮,其寿命最长,如载重汽车变速箱就是采纳 再淬火；20CrMnTi 材料加工后渗碳2.铸铁由于铸铁材料具有较好的耐磨性和减振性,所以在低速不重要的开式齿轮传动中,也用于制造大直径的齿轮；常用齿轮材料的力学性能见表 53；由于小齿轮的循环次数大
7、于大齿轮,为了保证两齿轮相等寿命,常将小齿轮的齿面硬度比大齿轮提高 3050HBS；四、齿轮的许用应力齿面许用疲惫应力值是经过作试验得出的,为了安全起见, 加入安全系数,如式 53 所示；接触应力疲惫极限值可查图 512,安全系数查表 54；弯曲应力疲惫极限值以同样的方法运算,参考表 55 和图 513；五、齿轮的常见失效形式1. 齿面磨损齿轮表面在啮合过程中既是纯滚动又有相对的滑动,滑动的表面在润滑条件较差情形下, 啮合部位有金属屑等杂质存在时,将会磨掉齿面材料造成齿面磨损,导致工作失效,如图514 所示；齿面磨损是正常的 , 通过提高齿面硬度和改善润滑性能来减轻磨损；2. 齿面胶合名师归纳
8、总结 - - - - - - -第 4 页,共 6 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载齿面滑动摩擦导致发热超过金属熔化温度时,将发生粘着, 把金属从齿面上撕落下来, 如图 515 所示；可采纳高粘度的润滑油和增 加添加剂,或降低齿面粗糙度值可得到解决；3. 塑性变形 如图 516 所示,轮齿表面显现凹凸,这是由于齿面硬度太低、载荷过大, 使齿面材料产生塑变造成的； 从齿面相对滑动时的摩擦力方向分析, 可以得出对于主动轮齿面来说,受到从根部和顶部方一直的拉力,所以形成凹面；对于从动轮齿面来说,受到向中部挤压的推 力,所以形成内凸；防止显现塑变的有效措施是采纳粘
9、度大的润滑油,并加入抗胶合的添加剂；4. 齿面点蚀 如图 517 所示,在充分润滑的条件下, 由于齿面受到循环变化 的接触应力作用, 润滑油进入裂纹齿面形成高压使裂纹扩展导致材料 脱落,形成麻点状小凹坑,称为点蚀；点蚀发生在齿轮接触线中部,都能削减 以分度线四周最为显著； 提高齿面的硬度和润滑油的粘度,齿面点蚀的形成；5. 轮齿折断 如图 518 所示,轮齿的折断可以发生在根部或齿面的某一角,大都是由于短时超载引起的, 或者安装不当造成齿面偏载也能引起折 断；六、 小结名师归纳总结 1. 常见的失效有五种形式,以折断、点蚀、磨损为主要形式；第 5 页,共 6 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 2学习必备欢迎下载重要齿轮可选用低. 常用齿轮材料是中碳钢或中碳合金钢,碳合金钢渗碳淬火；3. 齿轮正确啮合传动条件为模数和压力角分别相等,且为标准值；4. 不发生根切的最少齿数为17；七、 布置作业P111 5 2、3、4、5 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 6 页