标准直齿圆柱齿轮传动强度计算.ppt

假设：单齿对啮合，力作用在节点，不计f 轮齿间的法向力n, 沿啮合线指向齿面 1. n 的分解：,n 圆周力t ： 径向力r ：,2. 作用力的大小：,沿节圆切线方向指向齿面,沿半径方向指向齿面（轮心）,t211 (9-13) rtg 1 小齿轮传递的转矩mm 1 小齿轮节圆直径mm; 啮合角,(一) 轮齿的受力分析,105 标准直齿圆柱齿轮传动强度计算,3. 作用力的方向判断及关系：,t t1(主):,Ft1,Fr1,Ft1,Fr1,Fr2,Ft2,Ft2,Fr2,r1 r2,与1 反向 与2 同向,t2 (从) :,分别指向各自轮心,：画受力图时，各分力画在啮合点上,关系：1 = 2,关系：t1 = t2 r1 = r2,计算点：法向力n作用在齿顶且假设 为单齿对啮合，轮齿为悬臂梁 危险截面：齿根某处30切线法确定,拉应力加速裂纹扩展只计弯曲拉应力,(二) 齿根弯曲疲劳强度计算,齿根危险截面的弯曲应力为：,弯曲强度校核公式：,令：,齿形系数 表105,考虑齿根应力集中的影响引进应力校正系数YSa， YFa、YSa与模数无关，只与齿形（齿数）有关,其中： Ft=2T1d1 m=d1z1,齿宽系数 ：d=bd1 （ 重要） 表107,弯曲强度设计公式：,(三) 齿面接触疲劳强度计算, 由公式计算出 模数去套标准,有曲率的齿廓接触点接触应力赫兹公式,计算点：节点单齿对啮合,曲率半径=？,令：pca=FcaL,计算点：节点单齿对啮合综合曲率半径为,综合曲率半径 弹性影响系数 表106,则有：,u=z2z1（=d2d1=i ）齿数比,标准齿轮，节圆=分度园，则1=d1sin2,代入得：,区域系数，标准直齿为2.5,齿面接触强度 校核公式,若将ZH= 2.5 代入，可得：,齿面接触强度 设计公式,齿面接触强度公式,（四）齿轮传动强度计算说明, 因配对齿轮H1 =H2，按接触设计时取 H 1 与H 2的较小者代入设计公式 2. 硬齿面齿轮传动，材料、硬度一样，设计时 分别按两种强度设计，取较大者为计算结果,弯曲强度公式：,3. 因Z1Z2YFa1YSa1与YFa2YSa2不同F1 与F2 不同即两轮弯曲应力不同，而F1与F2不同 设计取 比值YFa1YSa1 F1与YFa2YSa2 F2 的较大者代入,设计时，初选K=Kt=1.21.4计算出d1t(mnt) 计算KvKK计算K修正,齿轮传动的设计参数选择,106 齿轮传动的设计参数、许用应力与精度选择, 压力角的选择: 一般齿轮 =20； 航空用齿轮=25, 齿数的选择： d1一定，齿数1 重合度平稳性好 m小加工量，但齿轮弯曲强度差 闭式软齿面 ：1宜取多提高平稳性，1 =2040 开式或闭式硬齿面：1宜取少保证轮齿弯曲强度 1 17 (ha*=1,C*=0.25), 齿轮传动的许用应力,d b 承载能力 表107 但载荷分布不 均匀应取得适当 计算（实用）齿宽 ： b= d d1 B1=b+58 B2=b,齿轮的许用应力： 疲劳强度安全系数 S 接触： S=SH=1 弯曲: S=SF=1.251.5, 齿宽系数d 的选择：, 齿轮的疲劳极限lim ： 接触：lim=Hlim_ 依材料、热处理、硬度查图1021 弯曲: lim=FE 依材料、热处理、硬度查图1020 取中间偏下值，即在MQ与ML中间选值,寿命系数KN考虑应力循环次数影响 接触： KN = KHN_ 由N查图1019 弯曲: KN = KFN 由N查图1018 N=60njLh n齿轮的转速（rmin） j齿轮转一周时，同一齿面参加啮合的次数 Lh齿轮的工作寿命 Lh=年数300班数8（h）, 齿轮精度的选择（表108）, 齿轮设计基本步骤,选材料、精度、Z、d,设计计算（d或m）,（校核计算）,尺寸计算,结构设计及零件图,由接触、弯曲设计出模数，依强度特点取其中一个套标准。适当调整齿数,