闭式硬齿面齿轮传动的设计准则是什么

先用齿面接触强度计算，然后用齿根弯曲强度校核，按常规来看，这是一对软齿面齿轮吧，其实传统的齿轮设计有很多误区，比如压力角一般用20°的，模数用标准系列的，齿顶高系数用1等等，之所以推荐采用这些数据，仅仅是因为这些标准系列的齿轮可以直接用标准刀具加工，可以直接购买标准刀具，而不用花更多的钱和更多的等待刀具周期，事实上，标准齿轮只是一个中庸产品，齿面接触强度也不是最好，弯曲强度也不是最好，噪音更是与细高齿轮不能比的。又如，很多资料上写着软齿面齿轮接触疲劳强度差，齿根弯曲疲劳强度好等等。事实上，很多时候硬齿面齿轮无论是接触强度还是弯曲强度都比软齿面要好，软齿面齿轮的优点在于成本略低和抗冲击性能好。因此，基于以上考虑，可以改进的方法很多：1、可以采用更好的齿轮材料。2、可以简单的更改齿轮模数和中心距。3、可以将软齿面齿轮改为硬齿面齿轮。4、可以简单的采用大压力角齿轮。5、可以简单的增加变位系数6、可以更改齿轮粗加工工艺，如将滚齿改为插齿，同样参数的齿轮采用不同的加工方式加工出来的齿轮齿根强度是不一样的，因为他们形成齿根的过渡曲线不一样，插齿加工的齿轮齿根强度优于滚齿。7、可以更改齿轮精加工工艺，如将剃齿改为磨齿，磨齿加工的齿轮精度等级较高，可以降低齿轮动载系数。8、可以更改热处理工艺。9、可以简单的增加齿宽10、可以采用齿轮优化设计方法设计齿轮，设计成适合齿轮当前失效模式的非标齿轮。

硬齿面齿轮应按齿根弯曲疲劳强度进行设计，并按齿面接触疲劳强度进行校核，而软齿面齿轮则应按齿面接触疲劳强度设计，并按齿根弯曲疲劳强度校核

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

用设计传动力矩分摊到齿面压力校核。小于该材料的弹性变形即可。

齿面的承载能力应与齿面硬度有关，硬度越高，则其承载能力也越高。根据齿面硬度的大小，通常人们将齿轮传动分为两类，即硬齿面齿轮传动和软齿面齿轮传动。通常一对啮合齿轮的齿面硬度均大于350HBS，称为硬齿面齿轮，否则即称为软齿面齿轮。

闭式齿轮传动是机械传动中最重要的传动之一，形式很多，应用广泛，传递的功率可达数十万千瓦，圆周速度可达200m/s。

齿轮传动分为三种，即开式，半开式和闭式。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。

扩展资料：

齿轮传动的不同失效形式在一对齿轮上面不大可能同时发生，但却是互相影响的。例如齿面的点蚀会加剧齿面的磨损，而严重的磨损又会导致轮齿折断。在一定条件下，由于轮齿折断、齿面点蚀失效形式是主要的。因此，设计齿轮传动时，应根据实际工作条件分析其可能发生的主要失效形式，以确定相应的设计准则。

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。

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。

参考资料来源：百度百科-齿轮转动

齿轮的模数是：

“模数”是指相邻两轮齿同侧齿廓间的齿距t与圆周率π的比值(m＝t/π)，以毫米为单位。模数是模数制轮齿的一个最基本参数。模数越大，轮齿越高也越厚，如果齿轮的齿数一定，则轮的径向尺寸也越大。模数系列标准是根据设计、制造和检验等要求制订的。对於具有非直齿的齿轮，模数有法向模数mn、端面模数ms与轴向模数mx的区别，它们都是以各自的齿距(法向齿距、端面齿距与轴向齿距)与圆周率的比值，也都以毫米为单位。对於锥齿轮，模数有大端模数me、平均模数mm和小端模数m1之分。对於刀具，则有相应的刀具模数mo等。标准模数的应用很广。在公制的齿轮传动、蜗杆传动、同步齿形带传动和棘轮、齿轮联轴器、花键等零件中，标准模数都是一项最基本的参数。它对上述零件的设计、制造、维修等都起著基本参数的作用(见圆柱齿轮传动、蜗杆传动等)。

齿轮计算公式:

分度圆直径

d=mz

m

模数　z

齿数

齿顶高　ha=ha*

m

齿根高　hf=(ha*+c*)m

齿全高　h=ha+hf=(z

ha*+c*)m

ha*=1

c*=0.25