【正文】 （一）使用系數(shù) KA 考慮外部附加動載荷影響的系數(shù) 查表 62 （二）動載系數(shù) Kv 考慮外部附加動載荷影響的系數(shù) 查圖 610 （三）齒間載荷分配系數(shù) Kα 查表 63 （四） 齒向載荷分布系數(shù) Kβ 發(fā)電機、均勻傳送的帶式輸送機或板式輸送機、螺旋輸送機、輕型升降機、包裝機、通風(fēng)機、均勻密度材料攪拌機等。 不均勻 傳送的帶式輸送機或板式 輸送機、機床的主傳動機構(gòu)、重型升降機、工業(yè)與礦用風(fēng)機、重型離心機、變密度材料攪拌機等。 橡膠擠壓機、橡膠和塑料作間斷 的攪拌機、輕型球磨機、木工機械、鋼坯初軋機、提升裝置、單缸活塞泵等。 挖掘機、重型球磨機、橡膠揉合 機、破碎機、重型給水機、旋轉(zhuǎn)式鉆探裝置、壓磚機、帶材冷軋機、壓坯機等。 載荷狀態(tài) 電動機、均勻運轉(zhuǎn)的蒸汽機、 燃氣輪機 蒸汽機、燃氣輪機 多缸 內(nèi)燃機 單缸 內(nèi)燃機 工 作 機 器 均勻平穩(wěn) 輕微沖擊 中等沖擊 嚴重沖擊 原 動 機 注：表中所列值僅適用于減速傳動，若為增速傳動，應(yīng)乘以 。當外部的機械與齒 輪裝置間通過撓性件相連接時， KA可適當減小。 表 62 使用系數(shù) KA 或更大 0 10 20 30 40 50 v /(m/s) Kv 十分精密的齒輪裝置 10 8 7 6 9 圖 68 動載系數(shù) KV值 v ↑， Kv ↑ 制造精度 ↑、 齒輪直徑 d↓ → v ↓， Kv ↓ 制造精度 ↓ ， KV ↑ 表 63 齒間載荷分配系數(shù) KHα 、 KFα 精度等級 II組 5 6 7 8 5級及更低 KAFt / b ≥ 100 N/mm 100 N/mm ≥ ≥ K Hα K Fα 經(jīng)表面硬化的斜齒輪 未經(jīng)表面硬化的斜齒輪 K Hα K Fα 注： 1）對直齒輪及修形齒輪，取 KHα= KFα=1 ； 2）如大、小齒輪精度等級不同時，按精度等級較低者取值； 3） KHα為按齒面接觸強度計算時用的系數(shù)，為 KFα按齒根彎曲強度計算 時用的系數(shù)。 167。 64 齒輪傳動的計算載荷 受力變形 制造誤差 安裝誤差 附加動載荷 輪齒變形和誤差還會引起附加動載荷 ，且精度越低，圓周速度越高，動載荷越大。 載荷集中 pmin 齒向載荷分布系數(shù) ─ Kβ pmax Kβ KHβ KFβ 用于接觸強度計算 用于彎曲強度計算 →圖 613 K Hβ K Hβ 2 3 4 5 6 2 3 4 5 6 2 3 4 圖 613 彎曲強度計算的齒向載荷分布系數(shù) K Fβ b/h= 3 ∞ 12 6 4 K Fβ 改善齒向載荷不均勻的措施： 1） 增大軸、軸承及支座的剛度； 5） 輪齒修形（腰鼓齒）。 4） 盡可能避免懸臂布置； 3） 適當限制輪齒寬度； 2） 對稱軸承配置； b (~)b 167。 64 齒輪傳動的計算載荷 112dTFt ??co s/tn FF ??t an21 trr FFF ??圓周力： 徑向力： 法向力： 小齒輪上的轉(zhuǎn)矩： mmNnPPT ????16161 ?各作用力的大小： O2 ω2 O1 ω1 T1 d1 2 d2 2 α Ft1 Fr1 Fn1 Fn2 167。 65 標準直齒圓柱齒輪傳動的強度計算 （一）輪齒的受力分析 圓周力： 徑向力： 各作用力的方向： O2 ω2 O1 ω1 T1 d1 2 d2 2 α Ft1 Fr1 Fn1 Fn2 167。 65 標準直齒圓柱齒輪傳動的強度計算 （一）輪齒的受力分析 （ 主 ）： Ft1與 n1方向相反 （ 從 ）： Ft2與 n2方向相同 Fr1 、 Fr2 分別指向各自輪心 齒輪強度計算是根據(jù)齒輪可能出現(xiàn)的失效形式來進行的。在一般閉式齒輪傳動中，輪齒的失效主要是齒面接觸疲勞點蝕和輪齒彎曲疲勞折斷。 rb O 30? 30? （二）齒根彎曲疲勞強度計算 假定載荷僅由一對輪齒承擔(dān)，按懸臂梁計算。齒頂嚙合時，彎矩達最大值。 h pca F2 F1 S γ 彎矩： M = h pcacosγ 危險截面： 齒根圓角 30?切線兩切點連線處 齒頂受力： Fn分解成兩個分力： F1 = pca cosγ F2 = pca sinγ 產(chǎn)生彎曲應(yīng)力 產(chǎn)生壓應(yīng)力，可忽略 pca A B A B ζF ζF 167。 65 標準直齒圓柱齒輪傳動的強度計算 rb O （二）齒根彎曲疲勞強度計算 h pca F2 F1 S γ 彎矩： M = h pcacosγ pca 167。 65 標準直齒圓柱齒輪傳動的強度計算 抗彎截面系數(shù)： 62bSW ?WMF ?0?彎曲應(yīng)力： 2co s6bshp ca ??? ?bmYKFWM FatF ??0?YFa –齒 形系數(shù) （二）齒根彎曲疲勞強度計算 167。 65 標準直齒圓柱齒輪傳動的強度計算 對于標準齒輪 ， YFa僅取決于齒數(shù) Z，其值查表 64 Z=∞ Z=25 Z=10 Z↓ 齒根愈弱 ↓ YFa↑ →彎曲強度 ↓ Z↑ 齒根愈厚 ↑ YFa↓ →彎曲強度 ↑ 注： 1)基準齒形的參數(shù)為 α =20? 、 h*a= C*= 、 ρ = (m模數(shù) ) 2)對內(nèi)齒輪：當 α =20? 、 h*a= C*= 、 ρ = 時 ， 齒形系數(shù) ： YFa = 。 應(yīng)力校正系數(shù)： YSa = 潘存云教授研制 表 64 齒形系數(shù) YFa及應(yīng)力校正系數(shù) YSa YFa YSa YFa YSa Z(Zv) 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 Z(Zv) 30 35 40 45 50 60 70 80 90 100 150 200 ∞ ? ? M P a 0 FSaFatSaFF YYbmKFY ??? ???齒根彎曲強度條件式： σF0 理論彎曲應(yīng)力，考慮齒根處應(yīng)力集中的影響 式中： Ysa應(yīng)力校正系數(shù) ，其值查表 64。 一般： Z1 ≠ Z2， YF1 ≠ YF2， [ζF1 ] ≠ [ζF2] 校核公式 ζF1 ≠ ζF2 令： φd = b/d1齒寬系數(shù) ? ? mmYYzKTmFSaFad 23 211?? ??設(shè)計公式 說明： 計算時取： 中較大者，計算結(jié)果應(yīng) 圓整為標準模數(shù)， 且 m≥ ][ 11FFY? ][ 22FFY?? ? mmYYzKTmFSaFad 23 211?? ??設(shè)計公式 167。 65 標準直齒圓柱齒輪傳動的強度計算 注意： 由設(shè)計公式可見，當齒輪的 材料 、 u 、 φd已給定時，影響齒輪彎曲強度的主要因素是模數(shù) m。 m↑， 彎曲疲勞強度 ↑。 作者：潘存云教授 m =4 z =16 m =2 z =16 齒數(shù)相同的齒輪 ， m↑， p↑（ p=πm） ， 輪齒就越大 ，輪齒的抗彎能力也就越強 。 m =1 z =16 模數(shù) m是輪齒抗彎能力的重要標志。 齒面點蝕與齒面接觸應(yīng)力的大小有關(guān)，而齒面的最大接觸應(yīng)力可近似用赫茲公式進行計算。 （三）齒面接觸疲勞強度計算 222121211111EELF caH ????????????赫茲公式： 167。 65 標準直齒圓柱齒輪傳動的強度計算 222121 1111EEZ E??? ?????令 彈性影響系數(shù)，見表 63 21111??? ???LFp caca ?綜合曲率 計算載荷 ? ?HEcaH Zp ??? ??? ?（ 66） 表 63 彈性影響系數(shù) ZE (Mpa)1/2 彈性模量 E MPa 齒輪材料 配對齒輪材料 灰鑄鐵 球墨鑄鐵 鑄 鋼 鍛 鋼 夾布塑料 104 104 104 104 104 鍛 鋼 鑄 鋼 球墨鑄鐵 灰鑄鐵 注：表中所列夾布塑料的泊松比 μ 為 ，其余材料的 μ 均為 167。 65 標準直齒圓柱齒輪傳動的強度計算 ρ2 2s in111?? dCN ??2s in222?? dCN ?? 齒根部分靠近節(jié)點處最容易發(fā)生點蝕，故取節(jié)點處的應(yīng)力作為計算依據(jù)。