文件名称：圆柱齿轮计算资料-mit18.06线性代数讲义完整版（带目录打印）
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更新时间：2024-07-30 09:29:54
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4.2 圆柱齿轮计算资料 齿轮传动是机械设备中 常见的传动方式，现代机械对齿轮传动的要求日益提高，即要 求齿轮能在高速、重载、特殊介质等恶劣环境条件下工作，又要求齿轮装置具有较高的平稳 性、高可靠性和结构紧凑等良好的工作性能，由此使得齿轮发生故障的因素越来越多。齿轮 强度计算齿轮的失效形式主要有四种：轮齿折断、齿面磨损、齿面点蚀、和齿面胶合。 1．轮齿折断 轮齿折断因为轮齿受力时齿根弯曲应力 大，而且有应力集中，因此，轮齿折断一般发 生在齿根部分。若轮齿单侧工作时，根部弯曲应力一侧为拉伸，另一侧为压缩，轮齿脱离啮 合后，弯曲应力为零。因此，在载荷的多次重复作用下，弯曲应力超过弯曲持久极限时，齿 根部分将产生疲劳裂纹。裂纹的逐渐扩展， 终将引起断齿，这种折断称为疲劳折断。轮齿 因短时过载或冲击过载而引起的突然折断，称为过载折断。用淬火钢或铸铁等脆性材料制成 的齿轮，容易发生这种断齿。 2．齿面磨损 齿面磨损主要是由于灰砂、硬屑粒等进入齿面间而引起的磨粒性磨损；其次是因齿面互 相摩擦而产生的跑合性磨损。磨损后齿廓失去正确形状，使运转中产生冲击和噪声。磨粒性 磨损在开式传动中是难以避免的。采用闭式传动，提高齿面光洁度和保持良好的润滑可以防 止或减轻这种磨损。 3．齿面点蚀 轮齿工作时，其工作表面产生的接触压应力由零增加到一 大值，即齿面接触应力是按 脉动循环变化的。在过高的接触应力的多次重复作用下，齿面表层就会产生细微的疲劳裂纹， 裂纹的蔓延扩展使齿面的金属微粒剥落下来而形成凹坑，即疲劳点蚀，继续发展以致轮齿啮 合情况恶化而报废。实践表明，疲劳点蚀首先出现在齿根表面靠近节线处。齿面抗点蚀能力 主要与齿面硬度有关，齿面硬度越高，抗点蚀能力也越强。 软齿面（HBS≤350）的闭式齿轮传动常因齿面点蚀而失效。在开式传动中，由于齿面磨 损较快，点蚀还来不及出现或扩展即被磨掉，所以一般看不到点蚀现象。可以通过对齿面接 触疲劳强度的计算，以便采取措施以避免齿面的点蚀；也可以通过提高齿面硬度和光洁度， 提高润滑油粘度并加入添加剂、减小动载荷等措施提高齿面接触强度。 4．齿面胶合 在高速重载传动中，常因啮合温度升高而引起润滑失效，致使两齿面金属直接接触并相 互粘联。当两齿面相对运动时，较软的齿面沿滑动方向被撕裂出现沟纹，这种现象称为胶合。 在低速重载传动中，由于齿面间不易形成润滑油膜也可能产生胶合破坏。提高齿面硬度和光 洁度能增强抗胶合能力。低速传动采用粘度较大的润滑油；高速传动采用含抗胶合添加剂的 润滑油，对于抗胶合也很有效。