06第五章齿轮机构与传动 - 图文(8)

图5.20 锻造腹板式锥齿轮的结构

图5.21 带加强肋腹板式铸造锥齿轮的结构

二、其他设计保证

齿轮啮合过程中，相啮合的齿面间有相对滑动，产生摩擦和磨损。因此，为保证齿轮传动可靠和高效地工作，需要考虑齿轮的润滑。齿轮啮合面间加注润滑油，不仅可以避免金属直接接触，减少摩擦和磨损，而且还可以散热冷却、防锈，吸收振动和缓和冲击，以及降低噪声等，从而改善轮齿的工作状况，确保正常的运转和一定的寿命。

为保证齿轮具有良好的润滑条件，必须选择合适的润滑方式和润滑剂。 （1）齿轮传动润滑方式的选择

对于开式齿轮传动，一般圆周速度较低，常采用定期人工加油的润滑方式。 对于闭式齿轮传动，常采用浸油润滑或喷油润滑的润滑方式。

①浸油润滑 圆周速度v?12~15m/s时，采用大齿轮浸油润滑（图5.22）。为了减小搅油功率损耗，速度高时齿轮浸入油中的深度以1—2个齿高为宜，但不应小于10mm；速度低时浸油深度可达1/3齿顶圆半径。锥齿轮要使整个齿长浸入油中。对于多级传动，应尽量使各级的大轮的浸油深度相等。若低速级和高速级的大轮直径相差很大，高速级齿轮浸不到油时，可在大轮的下面安装一个打油轮（图5.22(b)）。

油池中的油量，按齿轮传递功率的大小确定。对于单级传动，每kW功率需油量约为0.35～

0.70dm3；对于多级传动，需油量按传动级数成倍增加。为避免齿轮转动搅起箱底的油泥，一般齿轮齿顶圆到箱底面的距离不应小于30－50mm。

②喷油润滑

当齿轮圆周速度v?15m/s时，应采用喷油润滑（图5.23）；即通过油路把具有一定压力的润滑油喷到正在工作的齿面上。当v?25m/s时，喷油嘴置于轮齿啮入边和啮出边均可；当v?25m/s时，喷油嘴应置于轮齿啮出边，以便在对轮齿进行润滑的同时迅速冷却刚刚工作过的轮齿。喷油润滑也常用于速度并不高而工作相当繁重的重型齿轮传动。

图5.22 浸油润滑

图5.23 喷油润滑

（2）齿轮传动润滑剂的选择 表5.11 齿轮传动润滑剂选择 名称 机械油 工业齿轮油 挤压工业齿轮油 汽车齿轮油 开式齿轮油 牌号 主要性能及用途 HJ－30，HJ－40， 各种高速、轻载或中小载荷，循环式或油箱式集中润滑系HJ－50 统，中小型齿轮、蜗杆传动润滑 50，70，90，120， 该类油加有少量挤压剂、抗氧化剂，适用于冶金、矿山用150 机器等载荷较重的齿轮传动 120，150，200，250，该类油加有挤压剂和油性改性剂，适用于工作条件级差300，350 （重载、高温、冲击载荷及潮湿等环境）的齿轮传动和蜗杆传动 HL－20（冬季用） 汽车变速齿轮传动、重型机器的闭式齿轮及蜗杆传动、各HL—30（夏季用） 种载荷的齿轮和蜗杆减速器 1，2，3 该类油有抗磨、防锈等添加剂，适用于开式齿轮传动，使用时可用溶剂稀释 钙钠基润滑脂 石墨钙基润滑脂 ZGN－2，ZGN－3 适用于80～100℃、有水分或潮湿的环境工作的齿轮 ZG－S 适用于起重机底盘的齿轮传动、开式齿轮传动，需耐潮湿处 齿轮传动的润滑剂有润滑油、润滑脂和固体润滑剂，应用最多的是润滑油。 对于开式齿轮传动，由于密闭条件不好，润滑剂将易飞散和流失，故要选用油性好、黏度高的润滑油或润滑脂。

对于闭式齿轮传动，根据配对齿轮的材料、齿面硬度和圆周速度选择润滑油种类和牌号。可参考表5.11或其他相关资料选择。

第十节 齿轮精度、设计参数选择及许用应力

一、齿轮精度的选择

齿轮精度应根据加工条件，工作情况等确定。通常可按齿轮的圆周速度参考表5.12选择。 表5.12 各种精度等级齿轮传动的最大圆周速度 m/s 齿轮种类 传动种类 齿面硬度 /HBS 直齿 圆柱齿轮 圆锥齿轮 斜齿及曲齿 圆柱齿轮 圆锥齿轮 ≤350 >350 ≤350 >350 ≤350 >350 ≤350 >350 齿轮精度等级 3，4，5 >12 >10 >7 >6 >25 >30 >16 >13 6 ≤18 ≤15 ≤10 ≤9 ≤36 ≤30 ≤24 ≤19 7 ≤12 ≤10 ≤7 ≤6 ≤25 ≤20 ≤16 ≤15 8 ≤6 ≤5 ≤4 ≤3 ≤12 ≤9 ≤9 ≤7 9 ≤4 ≤3 ≤3 ≤2.5 ≤8 ≤6 ≤6 ≤5 二、设计参数选择

1、齿数比

齿数比u?z2z1，z1和z2分别为小齿轮和大齿轮的齿数，u?1。齿数比不宜过大，否则结构尺寸过大。一般减速传动，u?6~8。

2、齿数z及模数m

模数m由经验公式m??0.07~0.02?a估算并取标准值。载荷平稳，中心距较大，软齿面，取小值；冲击载荷，过载较大，中心距较小，硬齿面，取大值。在一般传动中模数不应小于1.5～2mm，以保证轮齿有抗过载折断的能力。

齿轮齿数按下式确定

2a??m?u?1??

?z2?uz1?z1?三、许用应力

1、许用接触应力 许用接触应力计算式

??H???HlimZNZX MPa

SHmin式中，?Hlim—试验齿轮的齿面接触疲劳极限，MPa，查图5.24；

ZN—接触强度计算的寿命系数，用以考虑齿轮在有限寿命时，接触疲劳极限的提高，查图5.25；

ZX—接触强度计算的尺寸系数，考虑接触疲劳中的尺寸效应，与模数有关，查图5.26； SHmin—接触强度计算的最小安全系数，一般SHmin?1，常取1。

(a)铸铁 (b)调质钢和铸钢

（c）表面硬化钢 （d）氮化钢

图5.24 齿面接触疲劳极限?Hlim

图5.25接触强度计算的寿命系数ZN 图5.26接触强度计算的尺寸系数ZX

1－碳钢经正火、调质、表面淬火及渗碳淬火，球墨铸铁 1－调质钢、正火钢； （允许一定的点蚀）； 2－氮化钢；

2－同1，不允许出现点蚀； 3－渗碳淬火，感应

或火焰淬火

3－碳钢调质后气体氮化，氮化钢气体氮化，灰铸铁； 4－碳钢调质后液体氮化 2、许用弯曲应力 许用弯曲应力计算式

??F???FlimYSTYNYX MPa

SFmin式中，?Flim—试验齿轮的齿根弯曲疲劳极限，MPa，查图5.27；