第24讲 齿轮强度设计VIP免费

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11t12dTFtan2tan11t1r1dTFFcost1n1FF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：21212t1nnrrtFFFFFF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)5.12(tcKKKKKKFFVAt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，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。)18.12(75.025.0)10.12(34YZ对于标准和未经修缘的齿轮传动，εα可按下式近似计算。)6.12(cos112.388.121zz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，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)7.12(111H122121HEEbF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1tancos2111sin2sin2121222111ddCNdCN①②coscos11dd③12121212zzddddFdTFFtncos2cos1④bZdbZbLd3412⑤图12.1512.7直齿圆柱齿轮传动的强度计算222121111EEZE⑥令，为弹性系数，可由表12.12查得。tan2cos1HZ⑦令，为节点区域系数，可由图12.16查得。图12.15)8.12(12211HHEHbdkTZZZ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。)9.12(12211HHEdZZZkTd33、分析从力学角度看、、中，大小轮皆用式2112H18.12bdTH①②式12.9中代入的是min{[σH]1，[σH]2}，计...