2015深圳重点技校机械加工技术教案：渐开线齿轮轮齿的失效形式

2015深圳重点技校机械加工技术教案：渐开线齿轮轮齿的失效形式 教案 学校 授课教师 J041 授课地点 研504室 授课类型 专业学科教案 授课时数 2课时 授课周次 第10周 授课日期 2014年10月28日 授课班级 122101班 课题(章) 第十三章 齿轮传动 分课题(节) ?13—9 渐开线齿轮轮齿的失效形式 1. 掌握齿轮的失效形式。 教学目标 2. 理解轮齿失效形成的机理。 3. 掌握解决齿轮失效的措施。 教学重点 重点:轮齿失效形成的机理和预防措施 教学难点 难点:轮齿失效形成的机理 教学方法 讲授法、多媒体演示法、模型演示法 教学仪器 多媒体教室、齿轮模型 及设备 姓名 成绩 1(齿轮传动的特点有哪些, 2(标准直齿圆柱齿轮基本参数、计 复习提问 算公式有哪些, 3(渐开线齿轮啮合特性及其正确啮 合条件各是什么, 课题:?13—9 渐开线齿轮轮齿的失效形式 板书设计 一、齿轮传动的工作条件:开式传动、闭式传动 或教学提 纲 二、齿轮轮齿的失效形式 1.齿面点蚀:形成原因、危害、预防措施 2.齿面磨损:形成原因、危害、预防措施 3.齿面胶合:形成原因、危害、预防措施 4.齿面塑性变形:形成原因、危害、预防措施 5.轮齿折断:形成原因、危害、预防措施 1(齿轮传动按工作条件的不同可分为哪些传动, 作业布置 2(齿轮的失效形式有哪些, 3(齿轮轮齿失效的原因和预防措施各是什么, 1.齿轮传动有开式传动;闭式传动;半开式传动。 2.轮齿的失效形式较为常见的有齿面点蚀、磨损、胶合和齿面塑课后小结 性变形、轮齿折断等。 3.齿轮轮齿失效形成的机理和预防措施是本节的难点、重点所在。 市中心组评审 意见 文理分科指导河道管理范围浙江建筑工程概算定额教材专家评审意见党员教师互相批评意见 : (盖章) 年 月 日 省中心组评审意见: (盖章) 年 月 日 ?13—9 渐开线齿轮轮齿的失效形式 ,4分钟,复习提问: 1(齿轮传动的特点有哪些, 2(标准直齿圆柱齿轮基本参数、计算公式有哪些, 3(渐开线齿轮啮合特性及其正确啮合条件各是什么, 齿轮啮合传动 ,2分钟,导入新课: 根据齿轮传动各自的应用场合和使用条件，齿轮可能会出现哪些失效形 式,请同学们思考、讨论后发言，以此作为引入新课的开始。 ,76分钟, 讲授新课: ?13—9 渐开线齿轮轮齿的失效形式 一、齿轮传动的工作条件 开式传动——齿轮完全外露，润滑较差，易磨损。 齿轮传动 闭式传动——齿轮全部封闭在箱体内，润滑条件好。 半开式传动——介于上述两者之间，有防护罩，有时大齿 轮可部分浸入油池中。 开式齿轮传动 闭式齿轮传动 【归纳】开式传动工作条件差，齿轮易磨损，适宜用于低速传动。闭式传动润滑及防护条件好，多用于重要场合。 二、齿轮轮齿的失效形式 什么叫失效,即:齿轮传动过程中，若齿轮发生折断、齿面损坏等现象，则齿轮失去了正常的工作能力，称为失效。 齿轮传动的失效，主要是轮齿的失效。 【归纳】轮齿的失效形式多种多样，较为常见的有:齿面点蚀、磨损、胶合和齿面塑性变形、轮齿折断等等。 1.齿面点蚀 齿面点蚀的机理: 齿轮传动时，两轮齿在理论上是线接触，而由于弹性变形的原因，实际上是很小的面接触，表面却产生很大的接触应力。接触应力按一定规建变化，当循环次数超过某一限度时，轮齿表面会产生细微的疲劳裂纹，裂纹逐渐扩展，使表层上的小块金属剥落，形成麻点和斑坑，这种现象称为齿面的疲劳点蚀。 齿面点蚀 齿面点蚀的危害: 齿面点蚀是齿面疲劳损伤的现象之一。发生点蚀后，轮齿工作面被损坏，造成传动的不平稳和产生噪声。 【归纳】齿面点蚀是在润滑良好的闭式齿轮传动中轮齿失效的主要形式之一。在开式齿轮传动中，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。 解决齿面点蚀的措施: 1)设计时应合理选用齿轮参数。 2)选择合适的材料及提高齿面硬度。 3)减小表面粗糙度值。 4)选用粘度高的润滑油并采用适当的添加剂，以提高轮齿抗点蚀的能力。 2.齿面磨损 齿面磨损的机理: 齿轮在传动过程中，接触的两齿面产生一定的相对滑动，也即产生滑动摩擦，使齿面发生磨损。 齿面磨损 齿面磨损的危害: 当齿面磨损严重时，轮齿就失去了准确的渐开线齿廓形状，引起传动的不平稳和冲击。此外，轮齿磨损后厚度变薄也可能导致轮齿折断。 【归纳】对于开式齿轮传动，润滑条件不好，又有硬质颗粒等杂物落入轮齿的工作表面，会加剧齿面磨损，所以齿面磨损是开式齿轮传动的主要失效形式。 减少齿面磨损的主要措施: 1)提高齿面硬度。 2)减小表面粗糙度值。 3)采用合适的材料组合改善润滑条件和工作条件(如采用闭式传动)等。 3.齿面胶合 齿面胶合的机理: 齿轮轮齿在很大压力下，齿面上的润滑油被挤走，两齿面金属直接接触， 局部产生瞬时高温，致使两齿面发生粘连。随着齿面的相对滑动，较软轮齿的 表面金属会被熔焊在另一轮齿的齿面上形成沟痕，这种现象称为齿面胶合。 齿面胶合 齿面胶合的危害: 发生胶合后，齿面被破坏，引起强烈的磨损和发热，使齿轮失效。 【归纳】对于高速和低速重载的齿轮传动，容易发生齿面胶合。 防止齿面胶合的方法: 1)选用特殊的高粘度润滑油或者在油中加入抗胶合的添加剂。 2)选用不同的材料使两轮不易粘连，提高齿面硬度。 3)降低表面粗糙度。 4)改进冷却条件等。 4.齿面塑性变形 齿面塑性变形的机理: 当齿轮的齿面较软时，在重载情况下，可能使表层金属沿着摩擦力方向 发生局部塑性流动，出现塑性变形。发生塑性变形后，主动齿轮沿着节线形成 凹沟，而从动齿轮沿着节线形成凸棱。 齿面塑性变形 齿面塑性变形的危害: 若整个轮齿发生永久性变形，则齿轮传动丧失工作能力。 防止塑性变形的主要措施: 1)提高齿面硬度。 2)采用粘度大的润滑油。 3)尽量避免频繁启动和过载。 5.轮齿折断 轮齿折断的原因: 一种是受到严重冲击、短期过载而突然折断;另一种是轮齿长期工作后经过多次反复的弯曲，使齿根发生疲劳折断。 轮齿折断 轮齿折断的危害: 轮齿折断常常是突然发生，不但会使齿轮传动和机器不能工作，甚至会造成重大事故。 【归纳】轮齿折断是开式传动和硬齿面闭式传动的主要失效形式之一。 防止轮齿折断的主要措施: 1)选择适当的模数和齿宽。 2)采用合适的材料及热处理方法。 3)减少齿根应力集中，齿根圆角不宜过小，应有一定要求的表面粗糙度，使齿根危险截面处的弯曲应力最大值不超过许用应力值。 ,3分钟,课堂练习: l.常见的齿轮失效形式有 、 、 、 和 。 2(一般参数的开式齿轮传动，其主要失效形式是 。 3(为提高齿轮传动的抗点蚀能力，有人提出下列几种方法:?采用闭式传动;?加大中心距;?提高齿面硬度;?减少齿数加大模数，你认为其中( )是正确的。 4.对于高速和低速重载的齿轮传动，容易发生( )。【齿面胶合、塑性变形】 5(轮齿折断是开式传动和硬齿面闭式传动的主要失效形式之一。【是、否】 ,3分钟,课堂小结: 1.齿轮传动有开式传动;闭式传动;半开式传动。 2.轮齿的失效形式较为常见的有齿面点蚀、磨损、胶合和齿面塑性变形、轮齿折断等。 3.齿轮轮齿失效形成的机理和预防措施是本节的难点、重点所在。 ,2分钟,布置作业: 1(齿轮传动按工作条件的不同可分为哪些传动, 2(齿轮的失效形式有哪些, 3(齿轮轮齿失效的原因和预防措施各是什么,