【文章內(nèi)容簡介】 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 222121 1111EEZ E??? ?????令 彈性影響系數(shù) ?c ostnFF ?節(jié)點處，載荷由一對輪齒來承擔： ?c os211dT?汽車與交通工程學(xué)院 汽車工程系 代入赫茲公式得： E111H1s in2c o s2 ZuudbdKT ????????引入齒寬系數(shù)： ψd=b/d1 ?? s inc o s2H ?Z令區(qū)域系數(shù) 齒面接觸疲勞強度 校核公式 ： ][12 H211H ?? ? ????uubdKTZZZHE得 設(shè)計公式 ： 3211 ][12???????????HHEdZZZuuKTd???標準齒輪： ZH= 汽車與交通工程學(xué)院 汽車工程系 應(yīng)用齒面接觸強度設(shè)計公式和校核公式的幾點說明： (4)取大齒輪的齒寬 ，為補償裝配和調(diào)整時大、小齒輪的軸向位置偏移，并保證輪齒接觸寬度，取小齒輪的齒寬 2d2 db ?? ?mm)10~5(21 ?? bb模數(shù) m不能成為衡量齒輪接觸疲勞強度的依據(jù)。 (1)一對相嚙合的齒輪， 齒面接觸應(yīng)力相等 。 (2)由于兩齒輪的材料、熱處理方法不同，因而其許用應(yīng)力一般不相同，計算時應(yīng) 取兩者中的較小值 。 (3)齒輪傳動的接觸疲勞強度取決于 中心距或齒輪分度圓直徑 。 汽車與交通工程學(xué)院 汽車工程系 rb O 30? 30? 假定 載荷僅由一對輪齒承擔，按懸臂梁計算。齒頂嚙合時，彎矩達最大值。 h Fn F2 F1 S γ 彎曲力矩： M=KFnhcosγ 危險界面的彎曲截面系數(shù)： 62bSW ?WMF ?0?彎曲應(yīng)力： ??c osc os62bshKF t?2c os6bshKF n ??危險截面： 齒根圓角 30? 切線 兩切點連線處。 齒頂受力： Fn，可分解成兩個分力： F1 = Fn cosγ F2 = Fn sinγ 產(chǎn)生彎曲應(yīng)力； 產(chǎn)生壓應(yīng)力，可忽略 Fn A B A B ζF ζc 汽車與交通工程學(xué)院 汽車工程系 ][2121 MP azbmYYYKTFSaFa ?? ??∵ h和 S與模數(shù) m相關(guān)， 1102bm dYYYKTY SaFaSaFF??? ??輪齒彎曲強度計算公式： 故 YFa與模數(shù) m無關(guān)。 彎曲應(yīng)力： ??c o s)(c o s)(62msmhbmKF t??mbdYKT Fa112?WMF ?0? ??c osc os62bshKF t?對于標準齒輪 , YFa只與輪齒的 齒廓形狀 有關(guān)，見下頁圖。 ??c o s)(c o s)(62msmhYFa –齒形系數(shù) ζF0 理論彎曲應(yīng)力，考慮齒根處應(yīng)力集中的影響： 應(yīng)力校正系數(shù) 汽車與交通工程學(xué)院 汽車工程系 表 齒形系數(shù) YFa以及應(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 ∞ 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 = 汽車與交通工程學(xué)院 汽車工程系 圖 應(yīng)力修正系數(shù) Ysa(αn=20176。 ， ha*=1， c*=， ρf=) 汽車與交通工程學(xué)院 汽車工程系 11 12 13 14 15 16 18 20 25 30 40 50 100 400 圖 齒形系數(shù) –YFa 汽車與交通工程學(xué)院 汽車工程系 一般 YFa1 ≠ YFa2， [ζF1 ] ≠ [ζF2] 引入齒寬系數(shù)： ψd=b/d1 mm][zψ YYYKTmFdSaFa32112???得 設(shè)計公式 ： 注意： 計算時?。? 、 較大者，計算結(jié)果 圓整 , 且 m≥ ][ 111FSaFa YY? ][ 222FSaFa YY?MP azbm YYYKT FSaFaF ][2121 ?? ? ??代入： d1 = m z1 汽車與交通工程學(xué)院 汽車工程系 （ 4）齒根彎曲應(yīng)力的大小，主要取決于模數(shù)。計算出模數(shù)，應(yīng)取標準值 ，對于傳遞動力的齒輪，模數(shù)不宜過小，一般應(yīng)使 。 mm)2~(?m（ 1）由于彎曲應(yīng)力與齒數(shù)有關(guān)，而相嚙合的齒輪一般齒數(shù)不等，所以 ； 2F1F ?? ?（ 2）由于兩齒輪的材料、熱處理方法不同，因而其 許用應(yīng)力 和 一般也 不相同 。 ? ?F1?? ?2F?（ 3）按齒根彎曲強度設(shè)計時，應(yīng)代入 和 中較大者，齒根彎曲強度校核時，應(yīng)同時滿足 和 。 ? ?1F 1Sa1Fa?YY? ?2F 2Sa2Fa?YY][ 1F1F ?? ? ][ 2F2F ?? ?齒根彎曲強度設(shè)計公式和校核公式的幾點說明 : 汽車與交通工程學(xué)院 汽車工程系 、精度選擇和許用應(yīng)力 一、設(shè)計參數(shù)的選擇 u i1）齒數(shù)比 與 傳動比 5?i7?i單級閉式 傳動，一般常取 或二級以上的傳動。 單級開式 傳動或 手動 ，一般取 需要更大傳動比時，可采用二級 2） 齒數(shù) 1z對于 軟齒面閉式 傳動一般可取 40~201 ?z對于 硬齒面閉式 傳動及 開式 傳動推薦 20~171 ?zz1↑ m↓ 重合度 ?↑ →傳動平穩(wěn) 抗彎曲疲勞強度降低 齒高 h ↓ →切削量 ↓、滑動速度 ↓、加工工時 ↓ 滑動系數(shù) ↓ 、傳動效率 ↑ 毛坯外徑 ↓ 、齒輪質(zhì)量 ↓ 汽車與交通工程學(xué)院 汽車工程系 3）齒寬系數(shù) d?4）中心距 a 按承載能力要求算出后，盡可能 圓整成整數(shù) ，最好個位數(shù)為“ 0”或“ 5”。 ?d ↑ →齒寬 b ↑ → 強度 ↑ ，但 ?d過大將導(dǎo)致 Kβ↑ 汽車與交通工程學(xué)院 汽車工程系 二、齒輪傳動的精度 1)誤差的影響： ，影響運動的不準確性； ，出現(xiàn)速度波動，引起震動、 沖擊和噪音，影響運動平穩(wěn)性； 載荷分布不均勻 ，使輪齒提 前損壞，影響載荷分布的不均勻性。 汽車與交通工程學(xué)院 汽車工程系 選擇精度等級時，應(yīng)根據(jù)齒輪傳動的 用途 、 工作條件 、 傳遞功率 及 圓周速度的大小 ，以及其他技術(shù)要求，并以 主要的精度要求 作為選擇的依據(jù)。 2）精度等級 （ 1）運動精度 指傳遞運動的準確程度。 （ 3）接觸精度 指嚙合齒面沿齒寬和齒高的實際接觸程度（影響載荷分布的均勻性）。 （ 2）工作平穩(wěn)性精度 指齒輪傳動的平穩(wěn)程度，沖擊、振動及噪聲的大小。 汽車與交通工程學(xué)院 汽車工程系 三、許用接觸應(yīng)力 ? 許用接觸應(yīng)力應(yīng)按下式計算： m i nHNlimHH ][ SZ?? ?limH? ——齒輪材料接觸疲勞極限（圖 ） NZ——接觸疲勞強度計算的壽命系數(shù)（圖 ） minHS——接觸疲勞強度安全系數(shù)（表 410） 查取壽命系數(shù) 時，其應(yīng)力循環(huán)次數(shù)有以下兩種情況： NZh60 tnN ???? ?載荷不穩(wěn)定時 載荷穩(wěn)定時 mni TTtnN?????????????? m a xihi1i60 ?? ——齒輪每轉(zhuǎn)一周，同一側(cè)齒面的嚙合次數(shù) n ——齒輪轉(zhuǎn)速 ht ——齒輪的設(shè)計壽命 maxT ——較長周期作用的最大轉(zhuǎn)矩 i i——指第 個循環(huán) m ——指數(shù) 汽車與交通工程學(xué)院 汽車工程系 四、許用彎曲應(yīng)力 許用彎曲應(yīng)力的計算公式為 m i nFXNlimFF ][ SYY?? ?limF?——齒輪的齒根彎曲疲勞極限 （圖 ） NY——彎曲疲勞強度計算的壽命系數(shù) （圖 ） XY——尺寸系數(shù)（圖 ） minFS——彎曲疲勞強度安全系數(shù)（表 410） 汽車與交通工程學(xué)院 汽車工程系 圖 接觸疲勞壽命系數(shù) ZN 103 104 105 106 107 108 109 1010 N ZN 調(diào)質(zhì)鋼、珠光體、貝氏體球鐵、可鍛鑄鐵 N0 滲碳淬火鋼、表面淬火鋼 N0 氮化鋼、鐵素體球鐵、結(jié)構(gòu)鋼、灰鑄鐵 N0 氮碳共滲調(diào)質(zhì)鋼 N0 汽車與交通工程學(xué)院 汽車工程系 圖 彎曲疲勞壽命系數(shù) YN 103 104 105 106 107 108 109 1010 N YN 調(diào)質(zhì)鋼、珠光體、貝氏體球鐵、可鍛鑄鐵 N0 滲碳淬火鋼、表面淬火鋼 N0 氮化鋼、鐵素體球鐵、結(jié)構(gòu)鋼、灰鑄鐵 N0 氮碳共滲調(diào)質(zhì)鋼 N0 汽車與交通工程學(xué)院 汽車工程系 600 400 0 200 100 200 300 HBS ζ FE (MPa) 球墨鑄鐵 黑色可鍛鑄鐵 灰鑄鐵 ME ME