【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 力相等， σH1＝ σH2 齒寬系數(shù) 根據(jù)具體情況選取 因 σH1 = σH2， 而 σHP1 ≠ σHP2 故一對(duì)齒輪傳動(dòng)時(shí)，接觸強(qiáng)度通常不等。 σHP 越小，強(qiáng)度越低， 應(yīng)按強(qiáng)度低的齒輪設(shè)計(jì) M P a)1(2 HP211εHEH ss ???ubduKTZZZ167。 34 直齒圓柱齒輪傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算 《 機(jī)械設(shè)計(jì) 》 求出 d1 2HE 131H P d21( ) m mZ Z Z K T udu?s???→選擇 z1 →計(jì)算 m = d1/z1 →計(jì)算 a = m (z1+z2)/2 模數(shù) m 應(yīng)向大的方向靠標(biāo)準(zhǔn)值，且 m ≥ ； 按標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)反算 d d2，精確到小數(shù)點(diǎn)后三位； 中心距 a 應(yīng)為整數(shù)，便于箱體座孔的加工測(cè)量， 若 a 不是整數(shù)，則將其圓整，并對(duì)齒輪進(jìn)行變位。 注意： 167。 34 直齒圓柱齒輪傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算 《 機(jī)械設(shè)計(jì) 》 提高齒面接觸疲勞強(qiáng)度的主要措施： ? 加大齒輪直徑或中心距 ? 適當(dāng)加大 b或 ?d ? 正變位 H limHPH minNZSss ?? 改善材料 ? 提高齒輪的精度等級(jí) ? 改善熱處理，提高齒面硬度 兩個(gè)齒輪的寬度一樣嗎？ HP211εHEH)1(2 ss ???ubduKTZZZ為保證有效嚙合寬度，降低裝配難度，取 b1 = b2 + (5~10) mm b2 = ψd d1 b1=b2 b1b2 —影響最大的幾何因素 167。 34 直齒圓柱齒輪傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算 《 機(jī)械設(shè)計(jì) 》 四、直齒圓柱齒輪齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算 a) 力學(xué)模型： 懸臂梁 b) 危險(xiǎn)截面： 300切線法 F F Pss?為防止輪齒的彎曲疲勞折斷，須滿足： Fn 最大彎曲應(yīng)力 許用彎曲應(yīng)力 矩形 , 寬 (齒根厚 )SF, 長(zhǎng) b 彎曲應(yīng)力 sF（ bending stress） c) 產(chǎn)生最大彎矩時(shí)的載荷作用點(diǎn) 單對(duì)齒嚙合區(qū)間的上界點(diǎn) D （動(dòng)畫） 300 M N SF B D SF b E 167。 34 直齒圓柱齒輪傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算 《 機(jī)械設(shè)計(jì) 》 但考慮到齒輪制造、安裝誤差的影響及計(jì)算方便，對(duì)于一般精度的齒輪，可近似的認(rèn)為重合度為 1 Fn 切向分力 徑向分力 彎曲應(yīng)力 sF 切應(yīng)力 t 壓應(yīng)力 sy 值較小，暫不考慮，后引入系數(shù)進(jìn)行修正 略去齒面間的摩擦力 Fn Fncos?F Fnsin?F ?F sF sy t 此時(shí)，所有載荷由一對(duì)齒承擔(dān)，并 以齒頂作為載荷作用點(diǎn) 167。 34 直齒圓柱齒輪傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算 E 《 機(jī)械設(shè)計(jì) 》 拉伸側(cè)的彎曲應(yīng)力： WMF ?s n F Fc o sFhW? ??F1FF 212 co sco s / 6K T hd b S??? ? ?mSF ??1F212 6 c o sc o sKTbd m??????Fn Fncos?F sF SF hF mhF ??? ?? ?F1216 co s2co smKTbd m??????1Fa12 KT Ybd m?— ? 、 ? 為比例系數(shù) YFa SF b 167。 34 直齒圓柱齒輪傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算 《 機(jī)械設(shè)計(jì) 》 齒形系數(shù) YFa ? 、 ?、 ?F與輪齒形狀有關(guān) 因此 YFa只與 齒數(shù) 和 變位系數(shù) 有關(guān)，與 模數(shù) m無(wú)關(guān) FFa 26 co sco sY?????◆ 變位系數(shù)對(duì) YFa的影響： ◆ 齒數(shù)對(duì) YFa的影響： YFa具體數(shù)值按圖 314查取 z越多， YFa越小 x越大， YFa越小 167。 34 直齒圓柱齒輪傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算 《 機(jī)械設(shè)計(jì) 》 齒形系數(shù) YFa 167。 34 直齒圓柱齒輪傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算 《 機(jī)械設(shè)計(jì) 》 考慮切應(yīng)力、壓應(yīng)力及過(guò)渡圓角處應(yīng)力集中的影響， 引入 應(yīng)力修正系數(shù) YSa（圖 315） 167。 34 直齒圓柱齒輪傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算 應(yīng)力修正系數(shù) saY《 機(jī)械設(shè)計(jì) 》 1F F a S a12 M PaKT Y Y Yb d m ?s ?考慮重合度，引入重合度系數(shù) Yε Yε＝ ～ 齒數(shù)多、重合度大時(shí)取偏小值 167。 34 直齒圓柱齒輪傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算 則齒根彎曲應(yīng)力為： 一對(duì)相嚙合兩個(gè)大小齒輪，其齒根彎曲應(yīng)力大小一樣嗎？ 1F 1 F a 1 S a 112 KT Y Y Yb d m ?s ?1F 2 F a 2 S a 212 KT Y Y Yb d m ?s ?F1 F 2ss?F a 1 F a 2YY??∵ z1 z2 S a 1 S a 2YY?F a 1 S a 1 F a 2 S a 2Y Y Y Y?但由于 YFa的變化程度更劇烈一些，因此 《 機(jī)械設(shè)計(jì) 》 試驗(yàn)齒輪的彎曲疲勞極限 彎曲強(qiáng)度計(jì)算的壽命系數(shù) (圖 319) 彎曲強(qiáng)度計(jì)算的最小安全系數(shù) (表 34) 若齒輪受對(duì)稱循環(huán)變應(yīng)力作用，則查得的 sFlim應(yīng)乘 F l i m S TFPF m i nNY YSss ?試驗(yàn)齒輪的應(yīng)力修正系數(shù)，取 YST=2 ◆ 彎曲疲勞極限 sFlim (圖 38) 齒輪的許用彎曲應(yīng)力 sFP (allowable bending stress) 一對(duì)相嚙合的大小兩輪，其彎曲強(qiáng)度是否一樣？ 故： 一對(duì)齒輪的彎曲強(qiáng)度通常不等 F P 1 F P 2ss?F a 1 S a 1 F a 2 S a 2F P 1 F P 2Y Y Y Yss???當(dāng) 時(shí)，兩者強(qiáng)度才相等 F 1 F 2ss?167。 34 直齒圓柱齒輪傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算 《 機(jī)械設(shè)計(jì) 》 1F 1 F a 1 Sa 112 KT YYb d ms ?校核 彎曲疲勞強(qiáng)度 ： 按 彎曲疲勞強(qiáng)度 進(jìn)行 設(shè)計(jì) ： 1 F a S a321 F P2 (m m )dK T Y Y Ymz??s??11F 2 F a 2 S a 2 F a 2 S a 2 F P 2321 d 122 ( M Pa )K T K TY Y Y Y Yb d m m z ?ss ?? ? ?取兩者中的大值代入 1Fa 1 S a 132d12 KT Y Y Ymz ???F P 1 ( M P a )s?向上圓整為標(biāo)準(zhǔn)值 167。 34 直齒圓柱齒輪傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算 《 機(jī)械設(shè)計(jì) 》 輪齒彎曲強(qiáng)度的注意事項(xiàng) M P a2 FPεSaFad2131F s?s ?? YYYzmKT影響齒根彎曲疲勞強(qiáng)度的主要參數(shù)是模數(shù) m m↑ →彎曲強(qiáng)度 ↑ →齒厚 SF →截面積 ↑ →σF ↓ ↑ 配對(duì)大、小齒輪的彎曲應(yīng)力不等： σF1≠σF2 標(biāo)準(zhǔn)齒輪 YFa1 YSa1 ＞ YFa2 YSa2 故 σF1 ＞ σF2 167。 34 直齒圓柱齒輪傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算 因 σF1＞ σF2， 且小齒輪應(yīng)力循環(huán)次數(shù)多，故小齒輪的材料應(yīng)選好些，齒面硬度稍高些 設(shè)計(jì)時(shí)，比較 代入大值；校核時(shí)，兩齒輪應(yīng)分別計(jì)算 F P 1S a 1F a 1sYYF P 2S a 2F a 2sYY與 的大小， 《 機(jī)械設(shè)計(jì) 》 輪齒單側(cè)受載時(shí)， σF 看成脈動(dòng)循環(huán)；雙側(cè)受載時(shí)，σF 看成對(duì)稱循環(huán) 齒數(shù) z1 的選取 分度圓直徑 d 一定時(shí)（即 a、 i 不變） ： z1 ↑ YFaYSa m →σF ↓ ↓ ↓ →σF ↑ σF ↑ z1 ↑ εα m → 平穩(wěn) ↓ ↑ → h ↓ →切削量少，省工省時(shí) 原則：在保證齒根彎曲強(qiáng)度的前提下，選取盡可能多的齒數(shù)。 閉式軟齒面?zhèn)鲃?dòng)： z1 =20~40； 閉式硬齒面或開(kāi)式傳動(dòng)： z1 =17~25 167。 34 直齒圓柱齒輪傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算 輪齒雙側(cè)受載時(shí)，其齒面接觸應(yīng)力 σ H的性質(zhì)如何？ 《 機(jī)械設(shè)計(jì) 》 提高齒根彎曲疲勞強(qiáng)度的主要措施 ● 增大模數(shù) m ； ● 適當(dāng)增大齒寬 b ； ● 提高齒輪精度等級(jí)、增大齒根圓角半徑 ； ● 改用機(jī)械性能更好的齒輪材料； ● 改變熱處理方法，提高齒面硬度。 減 小 彎曲應(yīng)力 增 大 許用應(yīng)力 ● 采用正變位齒輪以增大齒厚 ； M P a2 FPεSaFa11F ss ?? YYYbm dKT思考題：一對(duì)標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪傳動(dòng)，中心距、傳動(dòng)比和其他條件不變，若減少齒數(shù)同時(shí)相應(yīng)增大模數(shù)，試問(wèn)對(duì)齒輪傳動(dòng)有何影響？ 167。 34 直齒圓柱齒輪傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算