【文章內(nèi)容簡(jiǎn)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(diǎn)處，載荷由一對(duì)輪齒來(lái)承擔(dān)： ?c os211dT?汽車(chē)與交通工程學(xué)院 汽車(chē)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(qiáng)度 校核公式 ： ][12 H211H ?? ? ????uubdKTZZZHE得 設(shè)計(jì)公式 ： 3211 ][12???????????HHEdZZZuuKTd???標(biāo)準(zhǔn)齒輪： ZH= 汽車(chē)與交通工程學(xué)院 汽車(chē)工程系 應(yīng)用齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)公式和校核公式的幾點(diǎn)說(shuō)明： (4)取大齒輪的齒寬 ，為補(bǔ)償裝配和調(diào)整時(shí)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(qiáng)度的依據(jù)。 (1)一對(duì)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(jì)算時(shí)應(yīng) 取兩者中的較小值 。 (3)齒輪傳動(dòng)的接觸疲勞強(qiáng)度取決于 中心距或齒輪分度圓直徑 。 汽車(chē)與交通工程學(xué)院 汽車(chē)工程系 rb O 30? 30? 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 Fn F2 F1 S γ 彎曲力矩： M=KFnhcosγ 危險(xiǎn)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(xiǎn)截面： 齒根圓角 30? 切線 兩切點(diǎn)連線處。 齒頂受力： Fn，可分解成兩個(gè)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(chē)與交通工程學(xué)院 汽車(chē)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(qiáng)度計(jì)算公式： 故 YFa與模數(shù) m無(wú)關(guān)。 彎曲應(yīng)力： ??c o s)(c o s)(62msmhbmKF t??mbdYKT Fa112?WMF ?0? ??c osc os62bshKF t?對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)齒輪 , YFa只與輪齒的 齒廓形狀 有關(guān)，見(jiàn)下頁(yè)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(chē)與交通工程學(xué)院 汽車(chē)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(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 = 汽車(chē)與交通工程學(xué)院 汽車(chē)工程系 圖 應(yīng)力修正系數(shù) Ysa(αn=20176。 ， ha*=1， c*=， ρf=) 汽車(chē)與交通工程學(xué)院 汽車(chē)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(chē)與交通工程學(xué)院 汽車(chē)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(jì)公式 ： 注意： 計(jì)算時(shí)?。? 、 較大者，計(jì)算結(jié)果 圓整 , 且 m≥ ][ 111FSaFa YY? ][ 222FSaFa YY?MP azbm YYYKT FSaFaF ][2121 ?? ? ??代入： d1 = m z1 汽車(chē)與交通工程學(xué)院 汽車(chē)工程系 （ 4）齒根彎曲應(yīng)力的大小，主要取決于模數(shù)。計(jì)算出模數(shù)，應(yīng)取標(biāo)準(zhǔn)值 ，對(duì)于傳遞動(dòng)力的齒輪，模數(shù)不宜過(guò)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(qiáng)度設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)代入 和 中較大者，齒根彎曲強(qiáng)度校核時(shí)，應(yīng)同時(shí)滿足 和 。 ? ?1F 1Sa1Fa?YY? ?2F 2Sa2Fa?YY][ 1F1F ?? ? ][ 2F2F ?? ?齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)公式和校核公式的幾點(diǎn)說(shuō)明 : 汽車(chē)與交通工程學(xué)院 汽車(chē)工程系 、精度選擇和許用應(yīng)力 一、設(shè)計(jì)參數(shù)的選擇 u i1）齒數(shù)比 與 傳動(dòng)比 5?i7?i單級(jí)閉式 傳動(dòng)，一般常取 或二級(jí)以上的傳動(dòng)。 單級(jí)開(kāi)式 傳動(dòng)或 手動(dòng) ，一般取 需要更大傳動(dòng)比時(shí)，可采用二級(jí) 2） 齒數(shù) 1z對(duì)于 軟齒面閉式 傳動(dòng)一般可取 40~201 ?z對(duì)于 硬齒面閉式 傳動(dòng)及 開(kāi)式 傳動(dòng)推薦 20~171 ?zz1↑ m↓ 重合度 ?↑ →傳動(dòng)平穩(wěn) 抗彎曲疲勞強(qiáng)度降低 齒高 h ↓ →切削量 ↓、滑動(dòng)速度 ↓、加工工時(shí) ↓ 滑動(dòng)系數(shù) ↓ 、傳動(dòng)效率 ↑ 毛坯外徑 ↓ 、齒輪質(zhì)量 ↓ 汽車(chē)與交通工程學(xué)院 汽車(chē)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(gè)位數(shù)為“ 0”或“ 5”。 ?d ↑ →齒寬 b ↑ → 強(qiáng)度 ↑ ，但 ?d過(guò)大將導(dǎo)致 Kβ↑ 汽車(chē)與交通工程學(xué)院 汽車(chē)工程系 二、齒輪傳動(dòng)的精度 1)誤差的影響： ，影響運(yùn)動(dòng)的不準(zhǔn)確性； ，出現(xiàn)速度波動(dòng)，引起震動(dòng)、 沖擊和噪音，影響運(yùn)動(dòng)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(chē)與交通工程學(xué)院 汽車(chē)工程系 選擇精度等級(jí)時(shí)，應(yīng)根據(jù)齒輪傳動(dòng)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(jí) （ 1）運(yùn)動(dòng)精度 指?jìng)鬟f運(yùn)動(dòng)的準(zhǔn)確程度。 （ 3）接觸精度 指嚙合齒面沿齒寬和齒高的實(shí)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(dòng)的平穩(wěn)程度，沖擊、振動(dòng)及噪聲的大小。 汽車(chē)與交通工程學(xué)院 汽車(chē)工程系 三、許用接觸應(yīng)力 ? 許用接觸應(yīng)力應(yīng)按下式計(jì)算： m i nHNlimHH ][ SZ?? ?limH? ——齒輪材料接觸疲勞極限（圖 ） NZ——接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的壽命系數(shù)（圖 ） minHS——接觸疲勞強(qiáng)度安全系數(shù)（表 410） 查取壽命系數(shù) 時(shí)，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(shí) 載荷穩(wěn)定時(shí) 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(jì)壽命 maxT ——較長(zhǎng)周期作用的最大轉(zhuǎn)矩 i i——指第 個(gè)循環(huán) m ——指數(shù) 汽車(chē)與交通工程學(xué)院 汽車(chē)工程系 四、許用彎曲應(yīng)力 許用彎曲應(yīng)力的計(jì)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(qiáng)度計(jì)算的壽命系數(shù) （圖 ） XY——尺寸系數(shù)（圖 ） minFS——彎曲疲勞強(qiáng)度安全系數(shù)（表 410） 汽車(chē)與交通工程學(xué)院 汽車(chē)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(chē)與交通工程學(xué)院 汽車(chē)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(chē)與交通工程學(xué)院 汽車(chē)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