标准斜齿圆柱齿轮的强度计算.doc

同济大学《机械设计》

JXSJ
标准斜齿圆柱齿轮的强度计算
齿面接触疲劳强度计算
斜齿轮接触方式
计算公式校核式：

设计式：

参数取值说明
HYPERLINK"弹性系数ZE.doc"ZE---弹性系数
HYPERLINK"区域系数ZH.doc"ZH---节点区域系数
HYPERLINK"端面重合度曲线.doc"---斜齿轮端面重合度
---螺旋角。斜齿轮：=80～250；人字齿轮=200～350
许用应力：[H]=([H1]+[H2])/21.23[H2]
分度圆直径的初步计算
在设计式中，HYPERLINK"齿轮传动的载荷系数.doc"K等与齿轮尺寸参数有关，故需初步估算：
初取K=Kt
计算dt

修正dt

齿根弯曲疲劳强度计算
轮齿断裂
计算公式校核式：

设计式：

参数取值说明
HYPERLINK"标准齿轮齿形系数及应力校正系数表.doc"YFa、YSa---齿形系数和应力修正系数。Zv=Z/cos3YFa、YFa
HYPERLINK"螺旋角影响系数曲线.doc"Y---螺旋角系数。
初步设计计算
在设计式中，HYPERLINK"齿轮传动的载荷系数.doc"K等与齿轮尺寸参数有关，故需初步估算：
初取K=Kt
计算mnt

修正mn

标准圆锥齿轮传动的强度计算
作用：用于传递相交轴之间的运动和动力。
n1
n2
相交轴
n2
两轴夹角900
n1

几何计算
锥齿轮设计计算简化

q

d1
dm
b
R
dm2
d2


O
C2
C1
A2
A1

锥距
齿数比：
u=Z2/Z1=d2/d1=tan2=cot1
齿宽中点分度圆直径
dm/d=(R-0.5b)/R=1-0.5b/R
记R=b/R---齿宽系数R=0.25～0.3
dm=(1-0.5R)d
Fa1

Fr2
2
1
n1
Fa2
Fr1
Ft1
Ft2
齿宽中点模数
mn=m(1-0.5R)
Fr


Fa
Fn
Ft

受力分析
大小：
Ft1=2T1/dm1(=Ft2)
Fr1=Ft1tancosFa2)
Fa1=Ft1tansin1(=Fr2)
方向：

强度计算
齿面接触疲劳强度计算
1)计算公式：
HYPERLINK"锥齿轮几何计算.doc"按齿宽中点当量直齿圆柱齿轮计算，并取齿宽为0.85b，则：

以齿轮大端参数代替齿宽中点当量直齿圆柱齿轮参数，代入
整理得：

校核式：

对于a=200的标准齿轮ZH=2.5。
故：

设计式：

2)参数说明
K=KAKvKK
HYPERLINK"齿轮传动动载系数kv.doc"\l"动载系数曲线"Kv---按平均分度圆速度查取。
K---K=1
HYPERLINK"锥齿轮齿向载荷分布系数Kb.doc"K---锥齿轮齿向载荷分布系数
ZE、ZH、[H]同直齿圆柱齿轮
R=b/R1/3

齿根弯曲疲劳强度计算
1)计算公式
按齿宽中点当量直齿圆柱齿轮计算、代入大端参数、整理得：

设计式：

设计式：

2)参数说明
a)HYPERLINK"标准齿轮齿形系数及应力校正系数表.doc"YFa---锥齿轮齿形系数
b)HYPERLINK"标准齿轮齿形系数及应力校正系数表.doc"Ysa---锥齿轮应力修正系数
例题（略）
da
d
dS
齿轮结构
齿轮轴(龆(tiao)轮轴)d<1.8dS
实心式da<160
da
腹板式da<500,锻造或铸造
轮辐式da>400,铸钢或铸铁

齿轮传动的效率和润滑
润滑方式
人工润滑：用于开式、半开式（速度低）。
浸油润滑：v<12m/s
喷油润滑:v>25m/s
齿轮传动效率

考虑轮齿啮合时的效率
考虑搅油时的效率
轴承的效率

HYPERLINK"第十二章齿轮传动小节.doc"小结

第十二章齿轮传动小结
齿轮传动特点
分类：开式、闭式、半开式；软（硬）齿面齿轮传动
轮齿折断
疲劳点蚀
失效形式及设计准则磨损
塑性变形
胶合

选材及热处理原则

直
HYPERLINK"斜齿圆柱齿轮传动的受力分析.doc"\l"轴向力方向"受力分析：斜大小、方向、旋向
锥

HYPERLINK"齿轮传动的载荷系数.doc"计算载荷：K=KAKvKK

直接触
强度计算：斜
锥弯曲

思考题
什么是开式、闭式齿轮传动？软齿面、硬齿面齿轮传动？
齿轮的失效形式有哪些？提高抗轮齿表面失效的措施有哪些？
开式齿轮传动的主要失效形式是什么？设计准