齿轮传动设计准则是什么

针对齿轮五种失效形式，应分别确立相应的设计准则。但是对于齿面磨损、塑性变形等，由于尚未建立起广为工程实际使用而且行之有效的计算方法及设计数据，所以设计齿轮传动时，通常只按保证齿根弯曲疲劳强度及保证齿面接触疲劳强度两准则进行计算。对于高速大功率的齿轮传动（如航空发动机主传动、汽轮发电机组传动等），还要按保证齿面抗胶合能力的准则进行计算（参阅GB6413－1986）。至于抵抗其它失效能力，虽然一般不进行计算，但应采取的措施，以增强轮齿抵抗这些失效的能力。

1、闭式齿轮传动

由实践得知，在闭式齿轮传动中，通常以保证齿面接触疲劳强度为主。但对于齿面硬度很高、齿芯强度又低的齿轮（如用20、20Cr钢经渗碳后淬火的齿轮）或材质较脆的齿轮，通常则以保证齿根弯曲疲劳强度为主。如果两齿轮均为硬齿面且齿面硬度一样高时，则视具体情况而定。

功率较大的传动，例如输入功率超过75kW的闭式齿轮传动，发热量大，易于导致润滑不良及轮齿胶合损伤等，为了控制温升，还应作散热能力计算。

2、开式齿轮传动

开式（半开式）齿轮传动，按理应根据保证齿面抗磨损及齿根抗折断能力两准则进行计算，但如前所述，对齿面抗磨损能力的计算方法迄今尚不够完善，故对开式（半开式）齿轮传动，仅以保证齿根弯曲疲劳强度作为设计准则。为了延长开式（半开式）齿轮传动的寿命，可视具体需要而将所求得的模数适当增大。

前已述之，对于齿轮的轮圈、轮辐、轮毂等部位的尺寸，通常仅作结构设计，不进行强度计算。

1、失效形式：

（1）开式传动是硬齿面，失效形式是疲劳折断。开式齿轮传动不仅外界杂物极易侵入，而且润滑不良，因此工作条件不好，轮齿也容易磨损，故只宜用于低速传动。

（2）闭式传动是软齿面，失效形式是疲劳点蚀。汽车，机床，航空发动机等所用的齿轮传动，都是装在经过精确加工而且封闭严密的箱体（机匣）内，这称为闭式齿轮传动（齿轮箱）。它与开式或半开式的相比，润滑及防护等条件最好，多用于重要的场合。

2、设计准则：

（1）开式齿轮传动使用模数式进行设计计算。

（2）闭式齿轮传动按照中心距计算公式进行设计计算。

扩展资料

开式齿轮传动的润滑方法：

除了在某些场合下润滑油可以循环回流外，此时应设置油池。开式齿轮传动的润滑方法一般是全损耗型的，而任何全损耗型润滑系统，最终在其齿轮表面只有薄层覆盖膜，它们常处在边界润滑条件下。

因为当新油或脂补充到齿面时，由于齿面压力作应而挤出，加上齿轮回转时离心力等的综合作用，只能在齿面上留下一层薄油膜，再加上考虑齿轮磨合作用，因此润滑油必须具备高粘度或高稠度和较强的粘附性，以确保有一层连续的油膜保持在齿轮表面上。

开式齿轮暴露在变化的环境条件中工作，例如北方运河水闸的开式齿轮在冬季工作0℃以下的环境中，造纸机干燥机滚筒的开式齿轮系统则工作在高湿度和60℃以上的环境温度中。

水泥窑转筒环形齿轮工作在热、雨和灰尘环境条件下，而在自动化生产工厂中，对于大型机械冲床中的大型开式齿轮，其环境虽然不是苛刻的因素，但如果齿轮上的润滑剂被抛离的话，那么损坏齿轮的危险照样存在。

参考资料来源：百度百科-开式齿轮传动

参考资料来源：百度百科-闭式齿轮传动

一、失效形式：

1、轮齿折断：轮齿折断通常有两种情况：一种是由于多次重复的弯曲应力和应力集中造成的疲劳折断；另一种是由于突然产生严重过载或冲击载荷作用引起的过载折断。

2、齿面点蚀：轮齿工作时，前面啮合处在交变接触应力的多次反复作用下，在靠近节线的齿面上会产生若干小裂纹。随着裂纹的扩展，将导致小块金属剥落，这种现象称为齿面点蚀。齿面点蚀的继续扩展会影响传动的平稳性，并产生振动和噪声，导致齿轮不能正常工作。

3、齿面磨损：轮齿啮合时，由于相对滑动，特别是外界硬质微粒进入啮合工作面之间时，会导致轮齿表面磨损。齿面逐渐磨损后，齿面将失去正确的齿形，严重时导致轮齿过薄而折断，齿面磨损是开式齿轮传动的主要失效形式。为了减少磨损，重要的齿轮传动应采用闭式传动，并注意润滑。

4、齿面胶合：在高速重载的齿轮传动中，齿面间的压力大、温升高、润滑效果差，当瞬时温度过高时，将使两齿面局部熔融、金属相互粘连，当两齿面做相对运动时，粘住的地方被撕破，从而在齿面上沿着滑动方向形成带状或大面积的伤痕，低速重载的传动不易形成油膜，摩擦发热虽不大，但也可能因重载而出现冷胶合。

5、齿面塑性变形：硬度较低的软齿面齿轮，在低速重载时，由于齿面压力过大，在摩擦力作用下，齿面金属产生塑性流动而失去原来的齿形。提高齿面硬度和采用黏度较高的润滑油，均有助于防止或减轻齿面塑性变形。

二、设计准则：

1、对于闭式软齿面（硬度≤350HBW）齿轮传动．润滑条件良好，齿面点蚀将是主要的失效形式，在设计时通常按齿面接触疲劳强度设计，再按齿根弯曲疲劳强度校核。

2、对于闭式硬齿面（硬度>350HBW）齿轮传动，抗点蚀能力较强，轮齿折断的司能性大，在设计计算时．通常按齿根弯曲疲劳强度设计，再按齿面接触疲劳强度校核。

3、开式齿轮传动，主要失效形式是齿面磨损。但由于磨损的机理比较复杂，尚无成熟的设计计算方法，故只能按齿根弯曲疲劳强度计算，用增大模数10%～20%的办法加大齿厚，使它有较长的使用寿命，以此来考虑磨损的影响。

扩展资料：

引起齿轮传动失效的原因有如下几种：

1、工作环境和润滑状况

由于工作条件限制，球磨机齿轮副传动工作环境比较差，空气中粉尘颗粒物较多，密封状况较差。润滑方面采用人工定期加油润滑，因此齿轮副容易出现这些问题：注油不充分、齿轮副密封状况较差、金属表面易受干摩擦作用引起过渡磨损。

2、重合度

在传动中齿轮副单齿承受载荷的时间要大大延长，这是引起齿轮磨损过快的一个重要原因。而重合度降低必然引起齿轮侧隙增大，这样一些杂质和空气中的漂浮物及粉尘更容易进入齿轮副的啮合面之间，引起磨粒磨损的发生。

3、齿面接触疲劳强度

齿轮上存在应力集中，当齿轮的齿顶进入啮合状态时，在过大的当量接触剪应力作用下，表面层形成原始裂纹。在齿轮运转过程中，接触压力产生的高压油波以极高的速度进入裂纹，对裂纹壁产生强大的流体冲击作用；与此同时齿轮副表面可以将裂纹口封闭，使裂纹内的油压进一步升高，并迫使裂纹向纵深方向和齿面方向扩展，材料从齿面脱落，形成点蚀。

4、齿根弯曲疲劳强度

齿轮运行一段时间后，小齿轮轴线和球磨机滚筒的轴线可能变得不平行，这时齿轮啮合成为局部接触，齿轮在整个齿宽上受力不均匀，齿轮轴容易产生弯曲和扭转变形，从而使载荷沿齿宽方向分布不均匀；另一方面，因材料组织不均匀，存在夹渣、气孔和硬质颗粒等，表层或次表层局部剪切应力过大，产生断齿现象。

参考资料来源：

百度百科-齿轮传动

齿轮传动的设计准则是：

1，由主机厂或发动机厂或主设计师提出变速箱的各档速比。

2，变速箱应以精巧实用为基本原则。

3，变速箱壳体最好采用铝合金压铸件。

4、变速箱各前进档位均应设有同步器。

5，齿轮及轴应采用常规低碳合金钢材料，渗碳淬火工艺。

6，各档位位置应符合常规使用习惯。

7，各档位应定位可靠，挂档位置清晰，挂档轻松，不脱档。

8，变速箱必须充分考虑散热、排气及润滑问题。

9，必须做好防漏油结构设计。

等等

螺纹联接的基本类型主要有螺栓连接、双头螺柱连接、螺钉连接和紧定螺钉连接四种。

2，变速箱应以精巧实用为基本原则。

3，变速箱壳体最好采用铝合金压铸件。

4、变速箱各前进档位均应设有同步器。

5，齿轮及轴应采用常规低碳合金钢材料，渗碳淬火工艺。

6，各档位位置应符合常规使用习惯。

7，各档位应定位可靠，挂档位置清晰，挂档轻松，不脱档。

8，变速箱必须充分考虑散热、排气及润滑问题。

9，必须做好防漏油结构设计。

等等

带传动的失效形式：齿面胶合、齿面磨损、轮齿折断、齿面塑性变形、齿面点蚀。

带传动的设计准则：设计齿轮传动时，通常只按保证齿根弯曲疲劳强度及保证齿面接触疲劳强度两准则进行计算。对于高速大功率的齿轮传动（如航空发动机主传动、汽轮发电机组传动等），还要按保证齿面抗胶合能力的准则进行计算。至于抵抗其它失效能力，目前虽然一般不进行计算，但应采取的措施，以增强轮齿抵抗这些失效的能力。

扩展资料：

弹性滑动是带传动正常工作时的固有特性，传动带是个弹性体，而只要工作承受载荷，就必然出现松边、紧边的拉力差，随之两边所产生弹性伸长量不同，所以弹性滑动是不可避免的。它是局部带在带轮局部接触弧面上发生的相对滑动，它使带传动中从动轮圆周速度低于主动轮圆周速度，并降低传动效率和引起传动带磨损，还使带传动不能保证准确的传动比。

保证带传动不打滑的条件是，带与带轮之间的最大有效拉力大于带所需要传递的圆周力。带与带轮之间的最大有效拉力主要取决于带与带轮之间的摩擦系数、小带轮包角和带的初拉力。

参考资料来源：

百度百科-带传动

二、齿轮传动的设计准则：

1、对于闭式齿轮传动：

1）软齿面（≤350HBS）齿轮主要失效形式是齿面点蚀，故可按齿面接触疲劳强度设计计算，按齿根弯曲疲劳强度校核.

2）硬齿面（>350HBS）或铸铁齿轮，由于抗点蚀能力较高，轮齿折断的可能性较大，故可按齿根弯曲疲劳强度设计计算，按齿面接触疲劳强度校核。

对高速重载齿轮传动，除以上两设计准则外，还应按齿面抗胶合能力的准则进行设计