机械设计_齿轮传动

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1、§10-5标准直齿圆柱齿轮传动的强度计算1直齿圆柱齿轮传动的受力分析2齿根弯曲疲劳强度计算3齿面接触疲劳强度计算4齿轮传动强度计算的说明1直齿圆柱齿轮传动的受力分析圆周力：方向从动轮：与n2同向径向力：方向：指向各自轮心主动轮：与n1反向法向力：2齿根弯曲疲劳强度计算根据失效形式分析，为防止轮齿在预定寿命期内发生轮齿的疲劳折断需进行齿根弯曲强度计算，其强度条件为当然，M，W应该分别是危险截面上的弯矩和抗弯截面模量①载荷的确定：从整个受弯轮齿来说，最大弯矩发生在单对齿啮合区的最高点，但按照这一实际情况计算比较复杂，一般仅在高

2、精度（6级以上）传动中才如此计算。为计算简单，一般精度的齿轮传动，通常按全部载荷作用于齿顶来计算齿根弯曲强度。危险截面上齿厚S，力臂为h，②危险截面的确定：用30°切线法弯曲强度计算单位齿长抗弯截面模量为1×S2/6所受横向力为pcacosγ，弯矩为pcahcosγ.那么YFaYFa—齿形系数，∵h和S与模数m相关，故YFa与模数m无关。YFa无量纲量，与齿廓形状有关，S大，h小，则YFa小，轮齿抗弯强度高.齿根理论弯曲应力:另外，考虑到齿根过渡圆角引起的应力集中及其他应力影响，引入应力校正系数Ysa，得到强度校核式：令：

3、—齿宽系数进一步引入：许用弯曲应力校核式设计式最终得到：10-5齿形系数YFa以及应力校正系数YSaYFa2.972.912.852.82.762.722.692.652.622.602.572.552.53YSa1.521.531.541.551.561.571.5751.581.591.5951.601.611.62YFa2.522.452.402.352.322.282.242.222.22.182.142.122.0YSa1.521.531.541.551.561.571.5751.581.591.5951.601

4、.611.62Z(Zv)17181920212223242526272829Z(Zv)303540455060708090100150200∞注：1)基准齿形的参数为α=20˚、h*a=1、C*=0.25、ρ=0.38m(m-模数)2)对内齿轮：当α=20˚、h*a=1、C*=0.25、ρ=0.15m时，齿形系数：YFa=2.053;应力校正系数：YSa=2.653齿面接触疲劳强度计算理论依据：弹性力学赫兹公式两圆柱体的曲率半径。两圆柱体材料的弹性模量。两材料的泊松比。赫兹公式:L—接触线长度若令：ρ∑—啮合点的综合曲率半

5、径，ZE—材料的弹性影响系数接触强度的计算式：小齿轮单对齿啮合的最低点（C点）的接触应力为最大按单对齿啮合的最低点计算接触应力比较麻烦，并且当z1≥20时，按单对齿啮合的最低点计算的接触应力与按节点啮合计算的接触应力极为相近。以节点啮合为代表进行齿面的接触强度计算综合曲率半径ρ∑的取值计算：所以：按节点啮合进行计算u---齿数比ZH—区域系数，α=20°时，ZH=2.5所以校核式又因为：同时引入齿宽系数得到设计式校核式设计式最终得到：4齿轮传动强度计算的说明⑴弯曲强度计算中，大小齿轮齿数、材料不同、热处理方式不同，齿形系数

6、、应力校正系数、许用应力都是不相同的，所以对大小齿轮应分别计算，将其中较小值带入设计式。⑵齿面接触强度计算中，配对齿轮的接触应力相同，即。而因材料和热处理方式不同其许用接触应力不同，所以应将、中较小值代入设计式。（3）初始设计时，d1(或mn)未知，所以Kv、Kα、Kβ都不能预先确定，通常可初选载荷系数值（用Kt表示，下标t代表初选）进行设计，计算出d1t、mnt以后，得到vt，再由vt查出Kv、Kα、Kβ，得到K，将其与试选值Kt对比，二者相差不多时不必修改原计算，相差较多时，按下式修正：齿轮传动设计时，按主要失效形式进

7、行强度计算，确定主要尺寸，然后按其它失效形式进行必要的校核。软齿面闭式齿轮传动：按接触强度进行设计，按弯曲强度校核：硬齿面闭式齿轮传动：按弯曲强度进行设计，按接触强度校核:开式齿轮传动：按弯曲强度设计。其失效形式为磨损，点蚀形成之前齿面已磨掉。设计准则谢谢！