3.4.2渐开线直齿圆柱齿轮的传动设计.pptx

3.4.2渐开线直齿圆柱齿轮的传动设计

1.轮齿强度设计理论齿轮传动在具体的工作条件下，必须有足够的工作能力，以保证齿轮在整个工作过程中不致失效，齿轮传动的设计计算必须针对齿轮传动某种失效形式进行。目前，工程实际应用的计算方法是：齿根的弯曲疲劳强度计算和齿面的接触疲劳强度计算。闭式软齿面（HBS≤350）齿轮传动：先按齿面接触疲劳强度进行设计，然后再校核轮齿的弯曲疲劳强度。闭式硬齿面（HBS350）齿轮传动：先按轮齿弯曲疲劳强度进行设计，然后再校核齿面接触疲劳强度。铸铁齿轮传动：则只需计算轮齿的弯曲疲劳强度。开式齿轮传动：通常只按轮齿弯曲疲劳强度的设计公式计算模数，然后可根据具体情况，把求得的模数加大10-20%，以考虑磨损的影响。3.4.2渐开线直齿圆柱齿轮的传动设计

以节点P处的啮合力为分析对象，不计啮合轮齿间的摩擦力，可得：轮齿的受力分析3.4.2渐开线直齿圆柱齿轮的传动设计

2.轮齿的计算载荷Fnc=KFnFn：名义载荷Fnc：计算载荷（考虑到齿轮、轴、支承等的制造误差、安装误差以及在载荷作用下的变形等因素的影响，轮齿沿齿宽方向的作用力并非均匀分布，存在着载荷局部集中现象，以及由于原动机与工作机的载荷变化，及齿轮传动的各种误差所引起的传动不平稳引起的附加动载荷的影响）K：为载荷系数（由下表查取）3.4.2渐开线直齿圆柱齿轮的传动设计

载荷系数K3.4.2渐开线直齿圆柱齿轮的传动设计

3.齿面接触疲劳强度计算齿面接触疲劳强度计算是针对齿面疲劳点蚀进行的。如图所示,一对渐开线圆柱齿轮啮合时,其齿面接触状况可近似认为与圆柱体的接触相当,故其齿面的接触应力σH可近似地用赫兹公式进行计算。前已述及,点蚀往往在节线附近的齿根表面出现,所以接触疲劳强度的计算通常以节点为计算点。前已述及,点蚀往往在节线附近的齿根表面出现,所以接触疲劳强度的计算通常以节点为计算点。因此,防止齿面点蚀的强度条件为:节点处的计算接触应力应小于或等于齿轮材料的许用接触应力,即3.4.2渐开线直齿圆柱齿轮的传动设计

为计算方便,用转矩T1表示载荷,并考虑各种影响引入载荷系数K,经等量变换、整理后,可得齿面接触强度的校核公式为引入齿宽系数ψd=b/d1，并带入上式,得到齿面接触疲劳强度的设计公式为?注意事项：1、因σH1=σH2，应将较小的［σH2］代入公式。2、齿轮材料非钢-钢时，将671修正为671×ZE/189.8,ZE为材料系数。3.4.2渐开线直齿圆柱齿轮的传动设计

4.齿根弯曲疲劳强度的计算齿根弯曲疲劳强度计算是针对轮齿疲劳折断。计算时假设全部载荷仅由一对齿轮承担,并作用在轮齿的齿顶,受载轮齿视作悬臂梁。实验研究表明,轮齿的危险截面在与轮齿对称中心成30°夹角且与齿根圆角相切的切点间连线的位置,如图所示。计算时将Fn移至轮齿的对称线上,并分解为两个分力,即径向力FnsinαF和切向力FncosαF。切向力使齿根产生弯曲应力和切应力,径向力对齿根产生压应力。由于弯曲应力起主要作用,因此防止齿根疲劳折断的强度条件为:?齿根危险截面的最大弯曲应力应小于或等于轮齿材料的许用弯曲应力,即3.4.2渐开线直齿圆柱齿轮的传动设计

图齿根弯曲疲劳强度3.4.2渐开线直齿圆柱齿轮的传动设计

齿形系数YF是考虑齿形对齿根弯曲应力影响的系数。故齿形系数YF只与齿廓形状有关，而与模数大小无关。齿形系数取决于齿数和变位系数,对于标准齿轮仅取决于齿数,标准外齿轮的齿形系数值见下表。标准外齿轮的齿形系数值3.4.2渐开线直齿圆柱齿轮的传动设计

计入载荷系数K,即可得轮齿齿根弯曲疲劳强度的校核公式为?引入齿宽系数ψd=b/d1并带入上式,得到齿根弯曲疲劳强度的设计公式为3.4.2渐开线直齿圆柱齿轮的传动设计

注意事项：1、由公式计算出模数后应取标准值。2、两齿轮的齿根弯曲应力因齿数不同（YF不同