1、個人收集整理僅供參考學(xué)習(xí)1.齒面接觸疲勞強度地計算齒面接觸疲勞強度地計算中，由于赫茲應(yīng)力是齒面間應(yīng)力地主要指標，故把赫茲應(yīng)力作為齒面接觸應(yīng)力地計算基礎(chǔ)，并用來評價接觸強度.齒面接觸疲勞強度核算時，根據(jù)設(shè)計要求可以選擇不同地計算公式.用于總體設(shè)計和非重要齒輪計算時，可采用簡化計算方法；重要齒輪校核時可采用精確計算方法.分析計算表明，大、小齒輪地接觸應(yīng)力總是相等地.齒面最大接觸應(yīng)力一般出現(xiàn)在小輪單對齒嚙合區(qū)內(nèi)界點、節(jié)點和大輪單對齒嚙合區(qū)內(nèi)界點三個特征點之一.實際使用和實驗也證明了這一規(guī)律地正確 .因此，在齒面接觸疲勞強度地計算中，常采用節(jié)點地接觸應(yīng)力分析齒輪地接觸強度.強度條件為：大、小齒輪在節(jié)點

2、處地計算接觸應(yīng)力均不大于其相應(yīng)地許用接觸應(yīng)力，即：, ：,（1）圓柱齒輪地接觸疲勞強度計算 1）兩圓柱體接觸時地接觸應(yīng)力.兩圓柱體接觸時地接觸面尺寸和接觸應(yīng)力可在載荷作用下，兩曲面零件表面理論上為線接觸或點接觸，考慮到彈性變形，實際為很小地面接觸 按赫茲公式計算.兩圓柱體接觸，接觸面為矩形（2axb）,最大接觸應(yīng)力 bHmax位于接觸面寬中線處.計算公式為:接觸面半寬：8 / 9最大接觸應(yīng)力 F 接觸面所受到地載荷P Pl -綜合曲率半徑，.（正號用于外接觸，負號用于內(nèi)接觸） E1、E2兩接觸體材料地彈性模量 V 1、g 2-兩接觸體材料地泊松比2）齒輪嚙合時地接觸應(yīng)力兩漸開線圓柱齒輪在任意一

3、處嚙合點時接觸應(yīng)力狀況，都可以轉(zhuǎn)化為以嚙合點處地曲率半徑 ph P 2為半徑地兩圓柱體地接觸應(yīng)力.在整個嚙合 過程中地最大接觸應(yīng)力即為各嚙合點接觸應(yīng)力地最大值 .節(jié)點附近處地p雖然不是最小值，但節(jié)點處一般只有一對輪齒嚙合，點蝕也往往先在節(jié) 點附近地齒根表面出現(xiàn)，因此，接觸疲勞強度計算通常以節(jié)點為最大接觸應(yīng)力計算點 參數(shù)直齒圓柱齒輪斜齒圓柱齒輪節(jié)點處地載荷為cos與cos用綜合曲率半徑為1 _2/ ±1p & coscrtan c u12 cos it il接觸線地長度為3）圓柱齒輪地接觸疲勞強度將節(jié)點處地上述參數(shù)帶入兩圓柱體接觸應(yīng)力公式，并考慮各載荷系數(shù)地影響，得到:接觸疲勞

4、強度地校核公式為:接觸疲勞強度地設(shè)計公式為:k KA 使用系數(shù) KV動載荷系數(shù), KH接觸強度計算地齒向載荷分布系數(shù) KHa 接觸強度計算地齒間載荷分配系數(shù) Ft端面內(nèi)分度圓上地名義切向力，N; T1 端面內(nèi)分度圓上地名義轉(zhuǎn)矩，N.mm ; di小齒輪分度圓直徑，mm； b工作齒寬，mm ,指一對齒輪中地較小齒寬； u齒數(shù)比； 。d齒寬系數(shù)，指齒寬b和小齒輪分度圓直徑地比值 （。d=b/d1 ）.在一定載荷作用下， 齒寬增加可以減小齒輪傳動地結(jié)構(gòu)尺 寸，降低圓周速度，但齒寬過大，載荷分布不均勻程度增加，因此必須合理選擇齒寬系數(shù) ZH節(jié)點區(qū)域系數(shù)，用于考慮節(jié)點處齒廓曲率對接觸應(yīng)力地影響 ZE彈性

5、系數(shù)，用于修正材料地彈性模量和泊松比對接觸應(yīng)力地影響 Z-重合度系數(shù)，用于考慮重合度對單位齒寬載荷地影響，重合度越大，承載地接觸線總長度越大，單位接觸載荷越小.Z £可按下式計算：z 二二L一 6" 么二 ±直齒輪：'I 3斜齒輪：當(dāng)。時 I 3%當(dāng)之1時式中：一端面重合度；縱向重合度Zjf - Jco£ B z螺旋角系數(shù)，用于考慮螺旋角造成地接觸線傾斜對接觸應(yīng)力地影響，其數(shù)值可以由產(chǎn) 飛 計算. a Hp許用接觸應(yīng)力，N/mm2 ,取相互嚙合兩齒輪中地較小值 .(2)直齒錐齒輪地接觸疲勞強度計算公式將相互嚙合地一對直齒錐齒輪轉(zhuǎn)化為相應(yīng)地當(dāng)量圓柱

6、直齒輪，對圓柱齒輪進行設(shè)計，再將圓柱齒輪地設(shè)計參數(shù)轉(zhuǎn)化為錐齒輪地大端參數(shù)% =工學(xué)4, Zk接觸強度計算地錐齒輪系數(shù), Fmt 齒寬中點分度圓上地名義國 dmi小輪齒寬中點分度圓直徑, beH 接觸強度計算地有效齒寬工,2/2發(fā)J及且Ky玄承 K晶 日 方 = 燈切一般情況取1,當(dāng)齒頂和齒根修形適當(dāng)時可取 0.85;周力，N;mm ；mm , 一般取為 0.85b ;將當(dāng)量直齒輪地參數(shù)轉(zhuǎn)化為錐齒輪地大端參數(shù),直齒錐齒輪接觸強度校核公式：仃富工其設(shè)計公式：*京再進行整理Z應(yīng)勺/衛(wèi)率K氏0 5%尸虜嗎 Mp,鼠*47/|%2也丫；KKyK中K星V%以(6r期)mm對于軸交角為90。地直齒錐齒輪傳動

7、，將齒寬中點處地當(dāng)量圓柱齒輪地參數(shù)帶入圓柱齒輪接觸強度公式有： di小齒輪大端分度圓直徑，mm ;, KH接觸強度計算地齒向載荷分布系數(shù)2.齒根彎曲疲勞強度地計算齒根彎曲疲勞強度地計算中，作為判據(jù)地齒根應(yīng)力，原則上可用任何適宜地方法（如有限元法、積分法等）或?qū)嶋H測量（如光彈測量、應(yīng)變測量）來確定.國家標準中以載荷作用側(cè)地齒廓根部地最大拉應(yīng)力作為名義彎曲應(yīng)力，經(jīng)相應(yīng)地系數(shù)修正后作為計算齒根應(yīng)力，把此應(yīng)力作為齒根彎曲應(yīng)力地計算基礎(chǔ)，并用來評價接觸強度.齒根彎曲疲勞強度核算時，根據(jù)設(shè)計要求可以選擇不同地計算公式.用于總體設(shè)計和非重要齒輪計算時，可采用簡化計算方法；重要齒輪校核時可采用精確計算方法.齒

8、根彎曲疲勞強度條件為：大、小齒輪在齒根處地計算彎曲應(yīng)力均不大于其相應(yīng)地許用彎曲應(yīng)力，即：（1）圓柱齒輪地齒根彎曲疲勞強度計算公式采用國標（GB/T3480-1997 ）中載荷作用于齒頂為基礎(chǔ)地計算方法，適用于 斷，齒根應(yīng)力較復(fù)雜，通常按斜齒輪地法面當(dāng)量直齒輪進行計算和分析.1）名義齒根應(yīng)力計算載荷作用在齒頂時，輪齒可看作寬度為b地懸臂梁，齒根處地危險截面可由切地切線，通過兩切點且平行于齒輪軸線地截面，即齒根危險截面沿嚙合線方向作用于齒頂?shù)胤ㄏ蛄n分解后使齒根危險剖面產(chǎn)生彎曲應(yīng)力eaW2地齒輪傳動.對于斜齒圓柱齒輪，由于輪齒折斷時多為局部折30。截面法確定：作與輪齒對稱中線成30。角并與齒根過

9、渡曲線相bR、剪應(yīng)力和壓縮應(yīng)力bb剪應(yīng)力和壓縮應(yīng)力較小，可通過應(yīng)力修正系數(shù)Ysa轉(zhuǎn)換為彎曲應(yīng)力來考慮.理論上載荷由同時嚙合地多對輪齒分擔(dān)，為簡化計算，通常按全部載荷作用于一對輪齒嚙合時地齒頂進行分析，再用重合度系數(shù) Yz對齒根彎曲應(yīng)力進行修正.受拉側(cè)齒根地最大彎曲應(yīng)力為：口 = , = r . _a Y附 Q 匕劃士丫皿口如6厘2）圓柱齒輪地彎曲疲勞強度公式考慮應(yīng)力修正系數(shù)、重合度系數(shù)、螺旋角系數(shù)和各載荷系數(shù)地影響，可以得到:彎曲疲勞強度地校核公式為:彎曲疲勞強度地設(shè)計公式為:2太廬¥玄舁犬干品8. §, KF彎曲強度計算地齒向載荷分布系數(shù)； KF彎曲強度計算地齒間載荷分配

10、系數(shù)； Z1小齒輪齒數(shù)； mn法向模數(shù)，mm； YFa載荷作用于齒頂時地齒形系數(shù)，考慮載荷作用于齒頂時齒形對彎曲應(yīng)力地影響，它只與齒形有關(guān)（隨齒數(shù)和變位系數(shù)而異），與模數(shù)無關(guān).外齒輪齒形系數(shù)可按照國標（GB/T3480-1997 ）計算公式確定. Ysa應(yīng)力修正系數(shù)，用于綜合考慮齒根過渡曲線處地應(yīng)力集中效應(yīng)和彎曲應(yīng)力以外地其它應(yīng)力對齒根應(yīng)力地影響col A工= 025 +空。 Yz重合度系數(shù)，可由計算確定：,其中一一當(dāng)量齒輪地端面重合度 Y螺旋角系數(shù)，考慮螺旋角造成地接觸線傾斜對齒根應(yīng)力產(chǎn)生地影響 bPF-許用齒根應(yīng)力，N/mm2.斜齒圓柱齒輪計算中，凡與齒數(shù)有關(guān)大、小齒輪齒根彎曲應(yīng)力和許用彎

11、曲應(yīng)力不同，進行齒輪彎曲強度計算時，應(yīng)分別對大、小齒輪進行校核 地參數(shù)均按當(dāng)量齒數(shù)來確定.(2)直齒錐齒輪地齒根彎曲疲勞強度計算公式直齒錐齒輪地齒根彎曲疲勞強度按其當(dāng)量圓柱齒輪計算，其彎曲強度公式為:瓦/小 beF錐齒輪彎曲強度計算地有效齒寬，一般取 0.85b ; mmn錐齒輪齒寬中點法向模數(shù) YK一彎曲強度計算地錐齒輪系數(shù)，正常齒形時取1;將當(dāng)量齒輪參數(shù)轉(zhuǎn)化為大端參數(shù)，整理.錐齒輪彎曲強度校核公式：4.77；以制W+1Mpa彎曲強度設(shè)計公式:m >4%與3空(1-0 5 wJ+121 crF?mm 一般計算時參數(shù)地確定參考圓柱齒輪，精確校核時按國標(GB10062-88 )確定.直齒

12、錐齒輪參數(shù)確定中，凡是與齒數(shù)有關(guān)地參數(shù)，均按照當(dāng)量齒數(shù)來查找3.許用應(yīng)力(1)許用接觸應(yīng)力計算大、小齒輪地許用接觸應(yīng)力分別計算，取其中地小值進行強度計算minb Hmin實驗齒輪地接觸疲勞極限，N/mm2.指某種材料地齒輪經(jīng)長期持續(xù)地重復(fù)載荷作用后齒面不出現(xiàn)擴展性點蝕時地極限應(yīng)力.其主要影響因素有：材料成分，力學(xué)性能，熱處理及硬化層深度，毛坯結(jié)構(gòu)，殘余應(yīng)力，材料純度和缺陷等SHmin 接觸強度地最小安全系數(shù).oZNT 接觸強度計算地壽命系數(shù).考慮壽命小于或大于持久壽命條件循環(huán)次數(shù)NC時，其可承受地接觸應(yīng)力值與其相應(yīng)地條件循環(huán)次數(shù)NC時疲勞極限應(yīng)力地比例地系數(shù).0ZL、ZV、ZR潤滑油膜影響系數(shù)

13、，考慮潤滑油膜對齒面承載能力地影響，主要因素有：潤滑區(qū)地油粘度一一用潤滑劑系數(shù)來考慮；相嚙合間齒面地相對速度 一一用速度系數(shù)來考慮；齒面粗糙度 一一用粗糙度系數(shù)來考慮.0ZW齒面工作硬化系數(shù)，用于考慮經(jīng)光整加工地硬齒面小齒輪在運轉(zhuǎn)過程中對調(diào)質(zhì)鋼大齒輪齒面產(chǎn)生冷作硬化，從而使大齒輪地許用接觸應(yīng)力得以提高地系數(shù) .大齒輪齒面硬度為130470HB 時,一成-130I J1700;當(dāng) HB<130 時，取 ZW=1.2 ;當(dāng) HB>470 時，取 ZW=1.ZX接觸強度尺寸系數(shù)，考慮因尺寸增大使材料強度降低地尺寸效應(yīng)因素地影響(2)許用齒根應(yīng)力計算大、小齒輪許用齒根應(yīng)力分別確定，分別進行

14、各自地強度計算Jr TriTTi b Flim 一實驗齒輪地齒根彎曲疲勞極限，N/mm2.指某種材料地齒輪經(jīng)長期持續(xù)地重復(fù)載荷作用后齒根保持不破壞時地極限應(yīng)力.其主要影響因素同接觸疲勞極限應(yīng)力. SFmin 彎曲強度最小安全系數(shù) YNT彎曲強度計算地壽命系數(shù) YST實驗齒輪地應(yīng)力修正系數(shù) YVrelT 相對齒根圓角敏感系數(shù)，用于考慮所計算齒輪地材料、幾何尺寸等對齒根應(yīng)力地敏感度與實驗齒輪不同而引進地系 數(shù). YRrelT 相對齒根表面狀況系數(shù)，主要考慮齒根圓角處地粗糙度對齒根彎曲應(yīng)力地影響 YX彎曲強度尺寸系數(shù)，考慮因尺寸增大使材料強度降低地尺寸效應(yīng)因素地影響4.輪齒靜強度核算當(dāng)齒輪工作可能出

15、現(xiàn)短時間、少次數(shù)(應(yīng)力循環(huán)次數(shù)小于規(guī)定地N0值)地超過額定工況地大負荷，在運行中出現(xiàn)異常地重載荷或有重復(fù)性地中等甚至嚴重沖擊時應(yīng)進行靜強度核算.(1)載荷計算堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩或其它最大過載轉(zhuǎn)矩)應(yīng)取載荷譜中或?qū)崪y地最大載荷來確定名義圓周力.當(dāng)無上述數(shù)據(jù)時，可取預(yù)期地最大載荷TMAX (如起動轉(zhuǎn)矩、為靜強度理論載荷.P =斗題£名義圓周力和最大轉(zhuǎn)矩關(guān)系為："修正載荷為：區(qū)二k與必*v KA使用系數(shù)，因已按最大載荷計算，取為 1; KV動載系數(shù)； K-齒間載荷分配系數(shù)，對于接觸強度計算和彎曲強度計算分別為KHa和KFa； K齒向載荷分布系數(shù)，對于接觸強度if算和彎曲強度計算分別為KH0

16、和KF0 .(2)齒面靜強度核算強度條件：,：，；一二 bHst -最大靜齒面應(yīng)力，N/mm2 ; b HPst -許用靜齒面應(yīng)力，N/mm2 ;L 必 F - R(3)彎曲靜強度核算強度條件： bFst 最大靜齒根彎曲應(yīng)力，N/mm2 ;Ftt -玄珍£/b FPst 一并用靜齒根彎曲應(yīng)力，N/mm2SzJ* mXi版權(quán)申明本文部分內(nèi)容，包括文字、圖片、以及設(shè)計等在網(wǎng)上搜集整理.版權(quán)為個人所有This article includes some parts, including text, pictures, and design. Copyright is personal ow

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