作业：11-3，11-9第十一章齿轮传动1§11-1齿轮传动的失效形式及计算准则影响轮齿失效的因素很多，主要有工作条件、材料等。按工作条件分：开式传动——齿轮完全暴露在空气中，润滑条件差，齿面易磨损。适于低速及不重要的场合。闭式传动——齿轮安装在密闭的箱体中，有良好的润滑条件。汽车、机床及航空发动机等的齿轮传动中。按齿面的硬度分：软齿面齿轮传动——齿面硬度≤350HBS硬齿面齿轮传动——齿面硬度>350HBS齿面硬度越高，齿轮的承载能力越大。§11-1齿轮传动的失效形式及计算准则轮齿折断一般发生在齿根处，严重过载突然断裂、疲劳折断。失效形式2§11-1齿轮传动的失效形式及计算准则轮齿折断齿面点蚀失效形式齿面接触应力按脉动循环变化当超过疲劳极限时，表面产生微裂纹、高压油挤压使裂纹扩展、微粒剥落。点蚀首先出现在节线处，齿面越硬，抗点蚀能力越强。软齿面闭式齿轮传动常因点蚀而失效。§11-1齿轮传动的失效形式及计算准则轮齿折断齿面点蚀失效形式齿面胶合高速重载传动中，常因啮合区温度升高而引起润滑失效，致使齿面金属直接接触而相互粘连。当齿面向对滑动时，较软的齿面沿滑动方向被撕下而形成沟纹。3§11-1齿轮传动的失效形式及计算准则轮齿折断齿面点蚀失效形式齿面胶合跑合磨损齿面磨损磨粒磨损§11-1齿轮传动的失效形式及计算准则轮齿折断齿面点蚀失效形式齿面胶合齿面磨损齿面塑性变形主动齿主动齿从动齿4齿闭式的软齿面：主要失效为齿面点蚀，轮按齿面接触疲劳强度设计计算、校核齿根的弯曲疲传劳强度。动的闭式的硬齿面：主要失效为轮齿折断，计算按齿根的弯曲疲劳强度设计计算、校核齿面的接触准疲劳强度。则开式齿轮传动：主要失效为齿面磨损，只按齿根的弯曲疲劳强度设计计算。用适当加大模数的办法以考虑磨损的影响。§11-2齿轮材料及热处理优质碳素钢合金结构钢常用齿轮材料铸钢铸铁表面淬火如45、40Cr渗碳淬火如20、20Cr等热处理方法调质如45、40Cr、35SiMn等正火渗氮38CrMoAlA.5特点及应用：调质、正火处理后的硬度低，HBS≤350，属软齿面，工艺简单、用于一般传动。当大小齿轮都是软齿面时，因小轮齿根薄，弯曲强度低，故在选材和热处理时，小轮比大轮硬度高:20~50HBS表面淬火、渗碳淬火、渗氮处理后齿面硬度高，HBS>350，属硬齿面。其承载能力高，但一般需要磨齿。常用于结构紧凑的场合。常用的齿轮材料类别牌号热处理硬度（HBS或HRC）正火150~180HBS35调质180~210HBS表面淬火40~45HRC优质碳素钢正火170~210HBS45调质210~230HBS表面淬火43~48HRC50正火180~220HBS调质240~285HBS40Cr表面淬火52~56HRC调质200~260HBS35SiMn表面淬火40~45HRC合金结构钢40MnB调质240~280HBS………………ZG270-500正火140~170HBS铸钢………………灰铸铁HT200170~230HBS…………QT500-5147~241HBS球墨铸铁…………6§11-3齿轮传动的受力分析及计算载荷O一、直齿圆柱轮齿上的作用力O221、各作用力的大小αω2α2T1（从动）圆周力：Ft=dd21N22N2FnFFrnαα径向力：Fr1=Fr2=FttgαttccFFt法向力：Fn=Ft/cosαnd1NN1d11T2T1小齿轮上的转矩：12αω1PPω1αT=106=9.55×106N⋅mm（主动）1（主动）Oω1n1O11P为传递的功率（KW）ω1----小齿轮上的角速度，n1----小齿轮上的转速d1----小齿轮上的分度圆直径，α----压力角２、各作用力的方向(1)圆周力Ｆt在主动轮上是阻力，它与其旋转方向相反，在从动轮上是驱动力，它与其旋转方向相同。(2)径向力Ｆr分别指向各自的轮心。3、各作用力之间的关系Ｆt1=-Ft2Ｆr1=-Fr27二、斜齿圆柱齿轮上的作用力1、各作用力的大小轮齿所受总法向力Fn可分解为三个分力:2TFttgαn1F=圆周力：Ft=轴向力：Fa=Fttgβ径向力：rd1cosβFrFrFnFncαnαnFβFatβF’αT1F’Fr=F’tgnFtω1βFaF’d12F’=Ft/cosβ