齿轮传动的特点是:
1、外廓尺寸小;
2、传动效率高;
3、传动比准确,寿命长;
5、传动功率大;
6、速比范围大。
7、传动精度高。带传动不能保证准确的传动比,链传动也不能实现恒定的瞬时传动比,但现代常用的渐开线齿轮的传动比,在理论上是准确、恒定不变的。这不但对精密机械与仪器是关键要求,也是高速重载下减轻动载荷、实现平稳传动的重要条件。
轮齿的失效形式主要有5种:
1、轮齿折断,
原因有两种,(1)因多次重复的弯曲应力和应力集中造成的疲劳折断;(2)因为短时过载或冲击载荷而造成的过载折断。
2、齿面点蚀,
齿面在交变应力重复作用后,在节线附近靠近齿根部分的表面上出现裂纹,在压力作用下导致表层小片剥落而形成麻点状凹坑。
对于软齿面,在齿面接触不良造成局部应力过高产生麻点,一段时间后随着接触趋于均匀,麻点消失,称为早期点蚀,危害不大。如果载荷大,点蚀面积不断,会发生破坏性点蚀。
对于硬齿面,虽然不易出现点蚀,但是一旦出现就可能发展成破坏性点蚀。
3、齿面胶合
高速重载传动中,因滑动速度高而产生的瞬间温度高会使油膜破裂,造成齿面粘焊,粘焊处被撕脱后,齿轮表面沿滑动方向会出现沟痕,这是热胶合。在低速重载传动中,也可能因为重载出现冷焊粘着,称为冷胶合。
4、齿面磨损
当外界硬屑落入时,可能发生磨料磨损。另当表面粗糙的硬齿和软齿相啮合,由于相对滑动,软齿易被划伤,可能产生齿面磨料磨损。磨损后,齿形遭到破坏,齿壁减薄,导致齿轮因强度不足而折断。
5、齿面塑性变形
当齿轮材料较软而载荷及摩擦力又很大,在啮合过程中,齿面表层材料就会沿着摩擦力的方向发生塑性变形,从而破坏齿形。
齿轮可按齿形、齿轮外形、齿线形状、轮齿所在的表面和制造方法等分类。
齿轮的齿形包括齿廓曲线、压力角、齿高和变位。渐开线齿轮比较容易制造,因此现代使用的齿轮中 ,渐开线齿轮占多数,而摆线齿轮和圆弧齿轮应用较少。
在压力角方面,小压力角齿轮的承载能力较小;而大压力角齿轮,虽然承载能力较高,但在传递转矩相同的情况下轴承的负荷,因此仅用于情况。而齿轮的齿高已标准化,一般均采用标准齿高。变位齿轮的优点较多,已遍及各类机械设备中。
另外,齿轮还可按其外形分为圆柱齿轮、锥齿轮、非圆齿轮、齿条、蜗杆蜗轮;按齿线形状分为直齿轮、斜齿轮、人字齿轮、曲线齿轮;按轮齿所在的表面分为外齿轮、内齿轮;按制造方法可分为铸造齿轮、切制齿轮、轧制齿轮、烧结齿轮等。
齿轮是能互相啮合的有齿的机械零件,齿轮在传动中的应用很早就出现了。19世纪末,展成切齿法的原理及利用此原理切齿的机床与的相继出现,随着生产的发展,齿轮运转的平稳性受到重视。齿轮的作用是能将一根轴的转动传递给另一根轴,也可以实现减速、增速、变向和换向等动作。
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