齿轮强度分析及程序开发（开题报告）.doc

齿轮强度分析及程序开发（开题报告）
1、课题的目的及意义（含国内外的研究现状分析或设计方案比较、选型分析等）
齿轮传动是机械中最常用的传动方式，它具有传动效率高、结构紧凑、传动平稳、功率恒定、传动比变化范围大等优点，因此被广泛应用并经久不衰。提高齿轮的设计质量和效率已成为提高机械产品质量和效率的关键，在设计过程中，对齿轮的接触强度和弯曲强度的分析尤为重要。
齿轮传动的优点很突出，但缺点也很明显。制造齿轮需要专用机床和设备，成本较高，齿轮精度低时，传动噪声和振动较大，不宜用于轴间距离过大的场合。考虑齿轮传动在预期寿命内不产生任何形式的损伤而正常工作，就必须对齿轮损伤的形式、原因进行分析，以此来找到防止损伤的途径。
齿轮传动的失效主要由齿轮的损伤所致。齿轮损伤分为齿面损伤与轮齿折断两类。齿面损伤又分为齿面点蚀、磨损、胶合、塑性变形等。齿轮的其他部分（如轮毂、轮辐等）通常按经验公式设计，很少损伤。
轮齿折断有过载折断和疲劳折断两种。前者主要是由于轮齿受短期过载或过大的冲击而产生；后者则是由于轮齿承受多次重复弯矩作用，最终导致轮齿疲劳折断。由脆性材料（铸铁、淬火钢）制成的齿轮，则较易出现轮齿突然过载折断。轮齿的折断通常发生在齿的根部，因为齿的根部弯曲应力最大且为疲劳应力。增大齿根圆角半径，适当减少齿根圆角表面粗糙度值，齿根处采用强化措施（如喷丸），避免出现热处理裂纹等，都有利于提高轮齿抗折断的能力。
齿轮啮合时，齿面间会产生脉动循环变化的接触应力。在这种应力的反复作用下，首先产生疲劳裂纹，最后导致齿面金属小块剥落，形成小凹坑。小凹坑再增多或扩展为大凹坑，这就是齿面点蚀。提高齿面硬度和减少表面粗糙度值，采用合理的变位，增大润滑油粘度等，都有利于提高轮齿表面抗点蚀的能力。
齿面磨损有两种形式：一种是由于硬颗粒（砂粒、金属屑等）进入啮合面而引起的磨粒磨损；另一种是由于齿面相互摩擦而产生的研磨磨损。提高齿面强度，减少表面粗糙度值，注意润滑油的清洁，尽可能使用闭式传动，是减轻和防止磨损的有效措施。