【正文】 （一）使用系數(shù) KA 考慮外部附加動(dòng)載荷影響的系數(shù) 查表 62 （二）動(dòng)載系數(shù) Kv 考慮外部附加動(dòng)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(jī)、均勻傳送的帶式輸送機(jī)或板式輸送機(jī)、螺旋輸送機(jī)、輕型升降機(jī)、包裝機(jī)、通風(fēng)機(jī)、均勻密度材料攪拌機(jī)等。 不均勻 傳送的帶式輸送機(jī)或板式 輸送機(jī)、機(jī)床的主傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、重型升降機(jī)、工業(yè)與礦用風(fēng)機(jī)、重型離心機(jī)、變密度材料攪拌機(jī)等。 橡膠擠壓機(jī)、橡膠和塑料作間斷 的攪拌機(jī)、輕型球磨機(jī)、木工機(jī)械、鋼坯初軋機(jī)、提升裝置、單缸活塞泵等。 挖掘機(jī)、重型球磨機(jī)、橡膠揉合 機(jī)、破碎機(jī)、重型給水機(jī)、旋轉(zhuǎn)式鉆探裝置、壓磚機(jī)、帶材冷軋機(jī)、壓坯機(jī)等。 載荷狀態(tài) 電動(dòng)機(jī)、均勻運(yùn)轉(zhuǎn)的蒸汽機(jī)、 燃?xì)廨啓C(jī) 蒸汽機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī) 多缸 內(nèi)燃機(jī) 單缸 內(nèi)燃機(jī) 工 作 機(jī) 器 均勻平穩(wěn) 輕微沖擊 中等沖擊 嚴(yán)重沖擊 原 動(dòng) 機(jī) 注：表中所列值僅適用于減速傳動(dòng)，若為增速傳動(dòng)，應(yīng)乘以 。當(dāng)外部的機(jī)械與齒 輪裝置間通過撓性件相連接時(shí)， KA可適當(dāng)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(dòng)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(jí) II組 5 6 7 8 5級(jí)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(duì)直齒輪及修形齒輪，取 KHα= KFα=1 ； 2）如大、小齒輪精度等級(jí)不同時(shí)，按精度等級(jí)較低者取值； 3） KHα為按齒面接觸強(qiáng)度計(jì)算時(shí)用的系數(shù)，為 KFα按齒根彎曲強(qiáng)度計(jì)算 時(shí)用的系數(shù)。 167。 64 齒輪傳動(dòng)的計(jì)算載荷 受力變形 制造誤差 安裝誤差 附加動(dòng)載荷 輪齒變形和誤差還會(huì)引起附加動(dòng)載荷 ，且精度越低，圓周速度越高，動(dòng)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(qiáng)度計(jì)算 用于彎曲強(qiáng)度計(jì)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(qiáng)度計(jì)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(dāng)限制輪齒寬度； 2） 對(duì)稱軸承配置； b (~)b 167。 64 齒輪傳動(dòng)的計(jì)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?。? O2 ω2 O1 ω1 T1 d1 2 d2 2 α Ft1 Fr1 Fn1 Fn2 167。 65 標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)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(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)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(qiáng)度計(jì)算是根據(jù)齒輪可能出現(xiàn)的失效形式來進(jìn)行的。在一般閉式齒輪傳動(dòng)中，輪齒的失效主要是齒面接觸疲勞點(diǎn)蝕和輪齒彎曲疲勞折斷。 rb O 30? 30? （二）齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算 假定載荷僅由一對(duì)輪齒承擔(dān)，按懸臂梁計(jì)算。齒頂嚙合時(shí)，彎矩達(dá)最大值。 h pca F2 F1 S γ 彎矩： M = h pcacosγ 危險(xiǎn)截面： 齒根圓角 30?切線兩切點(diǎn)連線處 齒頂受力： Fn分解成兩個(gè)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(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算 rb O （二）齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算 h pca F2 F1 S γ 彎矩： M = h pcacosγ pca 167。 65 標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)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(qiáng)度計(jì)算 167。 65 標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算 對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)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(qiáng)度 ↓ Z↑ 齒根愈厚 ↑ YFa↓ →彎曲強(qiáng)度 ↑ 注： 1)基準(zhǔn)齒形的參數(shù)為 α =20? 、 h*a= C*= 、 ρ = (m模數(shù) ) 2)對(duì)內(nèi)齒輪：當(dāng) α =20? 、 h*a= C*= 、 ρ = 時(shí) ， 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(qiáng)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(jì)公式 說明： 計(jì)算時(shí)取： 中較大者，計(jì)算結(jié)果應(yīng) 圓整為標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)， 且 m≥ ][ 11FFY? ][ 22FFY?? ? mmYYzKTmFSaFad 23 211?? ??設(shè)計(jì)公式 167。 65 標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算 注意： 由設(shè)計(jì)公式可見，當(dāng)齒輪的 材料 、 u 、 φd已給定時(shí)，影響齒輪彎曲強(qiáng)度的主要因素是模數(shù) m。 m↑， 彎曲疲勞強(qiáng)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(qiáng) 。 m =1 z =16 模數(shù) m是輪齒抗彎能力的重要標(biāo)志。 齒面點(diǎn)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(jìn)行計(jì)算。 （三）齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算 222121211111EELF caH ????????????赫茲公式： 167。 65 標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算 222121 1111EEZ E??? ?????令 彈性影響系數(shù)，見表 63 21111??? ???LFp caca ?綜合曲率 計(jì)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(duì)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(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算 ρ2 2s in111?? dCN ??2s in222?? dCN ?? 齒根部分靠近節(jié)點(diǎn)處最容易發(fā)生點(diǎn)蝕，故取節(jié)點(diǎn)處的應(yīng)力作為計(jì)算依據(jù)。