《齿轮强度设计》PPT课件

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1、第25讲齿轮强度计算11.11圆柱齿轮传动的载荷计算一、直齿圆柱齿轮的受力分析以节点P处的啮合力为分析对象，并不计啮合轮齿间的摩擦力Fu，可得：同时，主动轮（轮1）与从动轮（轮2）的受力大小关系：方向：Ft主反从同（与转速的方向），Fr指向各自轮心根据名义转矩求得的圆周力成为名义圆周力。实际圆周力比名义圆周力要大。为此，需要用各种系数对名义圆周力进行修正，故实际圆周力Ftc为11.11圆柱齿轮传动的载荷计算1、计算载荷式中，K——载荷系数；KA——使用系数；KV——动载系数；Kα——齿间载荷分配系数，对于接触、弯曲强度计算分别为KHα和KFα；Kβ——齿向载荷分配系数，对于接触、弯曲强度计算

2、分别为KHβ和KFβ。Ftc也称计算载荷。齿轮的材料及其选择原则1）.使用系数KA使用系数用以考虑动力机和工作机的运转特征、联轴器的缓冲性能等外部因素引起的动载荷而引入的系数，选取按表12.9。2）.动载系数KV动载系数用以考虑齿轮副在啮合过程中因啮合误差（基节误差、齿形误差、轮齿变形等）和运转速度而引起的内部附加动载荷的系数。可由图12.9查得。齿轮的材料及其选择原则3）.齿间载荷分配系数KαKα用以考虑同时啮合的各对齿轮间载荷分配不均匀的系数，它取决于轮齿啮合刚度、基圆齿距误差、修缘量、跑合量等多种因素。齿轮的材料及其选择原则表12.10中Zε和Yε分别为接触、弯曲强度计算的重合度系数，

3、见式12.10和式12.18；εα为端面重合度，εβ为纵向重合度，εγ为总重合度，均见表12.8。对于标准和未经修缘的齿轮传动，εα可按下式近似计算。式中，“＋”号用于外啮合；“－”号用于内啮合。若为直齿圆柱齿轮传动，则β＝0。齿轮的材料及其选择原则4）.齿向载荷分布系数KβKβ考虑使轮齿沿接触线产生载荷分布不均匀现象的影响。由图12.11和12.12可以看到由于弯曲和扭转引起的轮齿载荷分布情况。齿轮的材料及其选择原则接触强度的齿向载荷分布系数KHβ由表12.11所列简化公式计算。弯曲强度的齿向载荷分布系数KFβ按图12.14由KHβ和b/h查出。b/h中的b为齿宽，对于人字形齿和双斜齿齿轮

4、，用单个斜齿轮的齿宽；h为齿高。b/h应取大、小齿轮中的小值。将一对齿轮中的一个齿轮的轮齿做鼓形修整（图12.13），可改善载荷分布不均匀现象。1齿面接触疲劳强度计算二、直齿圆柱齿轮传动的强度计算1、原始计算公式取节点处ρ1、ρ2，将式12.7中的变量ρ换为定值，同时计算偏于安全。2、推导此式见第2章式2.6，适用于两圆柱体相接触的情况。一对齿轮啮合时，恰可将齿廓啮合点的曲率半径视为接触圆柱的半径，见下页图12.15。12.7直齿圆柱齿轮传动的强度计算①②③④⑤图12.1512.7直齿圆柱齿轮传动的强度计算⑥令，为弹性系数，可由表12.12查得。⑦令，为节点区域系数，可由图12.16查得。图

5、12.15将①②③④⑤⑥⑦代入式12.7，得强度条件设计公式式中“＋”号用于外啮合，“－”号用于内啮合，对标准、变位齿轮传动均适用。[σH]以两轮中的小者代入计算。公式中参数的单位：T1——N·mm；b、d1——mm；E、σH、[σH]——MPa。由两式可见：齿轮传动的接触疲劳强度取决于齿轮的直径（和中心距）。模数大小需由弯曲疲劳强度确定。33、分析①②式12.9中代入的是min{[σH]1，[σH]2}，计算偏于安全。③σH与z1•m乘积有关，d1一定时，z1变大，则m减小④ψd。取值见表12.13。当ψd过大时，会使轮齿受力不均。为便于装配和调整，b1＝b2＋5～10mm。⑤许用接触应力

6、试验齿轮的接触疲劳极限sHlim查表铸铁正火结构钢和铸钢调质钢和铸钢渗碳淬火及表面淬火钢接触疲劳寿命系数ZN最小安全系数SN12.7直齿圆柱齿轮传动的强度计算4、分度圆直径的初步计算式中，Ad见表12.16，若为其他材料配对时，应将Ad乘以修正系数（表12.16）。同时，32齿根弯曲疲劳强度计算1.计算公式30度切线法确定齿根处的危险截面：如右图所示，作与轮齿对称中线成30度并与齿根过渡曲线相切的切线，通过两切点平行于齿轮轴线的截面，即齿根危险截面。图12.20齿根危险截面应力以受拉侧为计算依据，齿根的最大弯曲力矩为计入K、Ysa、Yε后，得齿根弯曲强度校核公式图12.20齿根危险截面应力式

7、中Yε为重合度系数，Ysa为应力修正系数，且，成为齿形系数。代入，得到设计公式：3同一对齿轮传动中大、小齿轮的[σF]、Ysa、Yε不相同，应对大、小齿轮的进行比较，并按较大值进行计算。对于传递动力的齿轮模数一般应大于1.5～2mm。2、计算参数的选择——齿形系数YFaYsa只取决于轮齿的形状（齿数z和变位系数x），而与模数大小无关。可由图12.21查得。——应力修正系数YFaYFa用以考虑齿根过渡曲线处的应