【正文】 潘存云教授研制 d1 2 β F’ F’ β β 167。 107 斜齒圓柱齒輪傳動的強度計算 一、 輪齒上的作用力 ω 1 T1 112dTFt ??tgFF ta ??ac osntrtgFF ?圓周力： 徑向力： 軸向力： 輪齒所受總法向力 Fn可分解為三個分力 : 圓周力 Ft的方向在主動輪上與運動方向相反，在從動論上與運動方向相同；徑向力指向各自的軸心；軸向力的方向由螺旋方向和輪齒工作面而定。 Fr Ft Ft 長方體底面 長方體對角面即輪齒法面 F’=Ft /cosβ Fr = F’ tgαn αn Fr Fn F’ αn Fn c Fa Fa 青島科技大學專用 潘存云教授研制 αt rb1 ra1 r1 r2 rb2 ra2 O2 O1 由于 Fa∝ tan?，為了不使軸承承受的軸向力過大，螺旋角 ?不宜選得過大，常在之 間選擇。 二、計算載荷 εαpbt εαpbt L為參與嚙合接觸線長度之和。 對于直齒輪， L=b。對于斜齒輪，為右圖中接觸區(qū)內(nèi)幾條實線長度之和。 不斷變化 近似計算公式： bc os ?e abL ?btbαtncac o sc o sc o s?a?ebKFLKFp ??代入得： tαtc os aebKF?εα 端面重合度 ?=8186。～ 20186。 計算方法與直齒輪相同， βb pbt b p a 載荷系數(shù) K： K＝ KA Kv Kα Kβ LKFp nca ?單位長度上的載荷： 青島科技大學專用 潘存云教授研制 表 102 使用系數(shù) KA 載荷系數(shù) K： K＝ KA Kv Kα Kβ 青島科技大學專用 潘存云教授研制 0 10 20 30 40 50 m/s 十分精密的齒輪裝置 10 8 7 6 Kv 9 表 103 齒間載荷分配系數(shù) Kα 精度等級 II組 5 6 7 8 5級及更低 KAFl/b ≥ 100N/mm 100N/mm 經(jīng)表面應化的直齒輪 經(jīng)表面應化的斜齒輪 ≥ 未經(jīng)表面應化的直齒輪 未經(jīng)表面應化的斜齒輪 ≥ K Hα K Fα K Hα K Fα K Hα K Fα K Hα K Fα ≥ ≥ ≥ ≥ 青島科技大學專用 潘存云教授研制 表 104 齒向載荷分配系數(shù) K β 青島科技大學專用 潘存云教授研制 續(xù)表 104 齒向載荷分配系數(shù) K β 青島科技大學專用 潘存云教授研制 斜齒圓柱齒輪傳動的強度計算是按輪齒的法面進行的，其基本原理與直齒輪相同。但是，斜齒輪的重合度大，同時嚙合的輪齒較多，輪齒的接觸線是傾斜的，在法面內(nèi)斜齒輪的當量齒輪的分度圓半徑較大，因此斜齒輪的接觸強度和彎曲強度較直齒輪低。 三、齒根彎曲疲勞 強度計算 Yfa 齒 形系數(shù)； 按當量齒輪計算強度： 斜齒輪齒面上的接觸線為一斜線。 輪齒的失效形式 : ?局部折斷 ? ?FαnSaFatF ?e?? ??bmYYYKFYSa應 力校正系數(shù)； Yβ 螺旋角影響系數(shù)。 青島科技大學專用 潘存云教授研制 105 齒形系數(shù) YFa以及應力校正系數(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 = 。 應力校正系數(shù)： YSa = 青島科技大學專用 潘存云教授研制 Yβ 0 10? 20? 30? 40? β 螺旋角影響系數(shù) Yβ ≥ 1 ε β=0 青島科技大學專用 潘存云教授研制 三、齒根彎曲疲勞 強度計算 Yfa 齒 形系數(shù)； YSa –應 力校正系數(shù)； Yβ 螺旋角影響系數(shù)。 按當量齒輪計算強度： 斜齒輪齒面上的接觸線為一斜線。 輪齒的失效形式 : ?局部折斷 ? ?FαnSaFatF ?e?? ??bmYYYKF設計計算公式： ? ?3FSaFaα21d21nc os2?e??? YYzYKTm ??青島科技大學專用 潘存云教授研制 基圓柱 ?????? ?? uud 1s inc o s21t1bΣ a??齒廓曲面 四、齒面接觸疲勞強度計算 斜齒輪齒面接觸強度仍以節(jié)點處的接觸應力為代表，將節(jié)點處的法面曲率半徑 ?n代入計算。法面曲率半徑以及綜合曲率半徑有以下關(guān)系為： n2n1Σ111??? ??β b 法面曲率半徑 : 嚙合平面 (發(fā)生面 ) ρn ρt P 綜合曲率半徑 : 參照直齒輪齒面接觸疲勞強度計算公式，并引入根據(jù)上述關(guān)系后可得： 校核計算公式： ? ?HHEα1tH1 ?e? ??? zzuubdKFβ b btn c os2s in?a? d?btn c os ??? ?區(qū)域系數(shù)???ttbZaa?s i nc o sc o s2H其中： ZE彈性影響系數(shù) 選取圖在下頁 青島科技大學專用 潘存云教授研制 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 β? ZE 得設計計算公式： ? ?32HHEαd1112???????????e?zzuuKTd斜齒輪的區(qū)域系數(shù) ZE按下圖選取： 引入齒寬系數(shù)： ψd=b/d1 強調(diào)協(xié)齒輪的 [σ ]H與直齒輪不同！ 青島科技大學專用