【正文】 2 d m1 δ 1 δ 2 α a o1 o2 111 c os2 ?mvdr ?222 c os2 ?mvdr ?當(dāng)量齒輪分度圓直徑： o1 o2 mvv mdz ?12vvv zzu ?當(dāng)量齒輪的齒數(shù)： ?cosz?當(dāng)量齒輪的齒數(shù)比： 為了保證不根切，應(yīng)有： Zv≥17 平均模數(shù)： )(Rm ??? mmδ 1 dm1 2 p 112mt dTF ?111 c o sc o s39。 ?a? tgFFF tr ??圓周力： 徑向力： 軸向力： ?a s i ntgFFta ?輪齒所受總法向力 Fn可分解為三個(gè)分力 : ω 1 T1 Ft Fa Fr F’ Fn Ft F’ Fr Fa atgFF t?39。sinδ 1=cosδ 2 cosδ 1=sinδ 2 當(dāng) δ 1+δ 2 = 90? 時(shí)，有： Ft1 =Fa2 Fa1 =Ft2 于是有： Fn α α α δ δ 二、 輪齒受力分析 力的方向： Ft—— 主反從同 Fr—— 指向各自的軸線 Fa—— 指向大端 三、 齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算 一對(duì)直齒圓錐齒輪傳動(dòng)與其當(dāng)量齒輪的強(qiáng)度近似相等?？芍苯犹子弥饼X輪的計(jì)算公式，代入當(dāng)量齒輪參數(shù)。 MP abm YYKF FmSaFatF ][ ?? ??載荷系數(shù) K的計(jì)算 ： K＝ KA Kv Kα Kβ （ 1） KA ： 同前 表 102 使用系數(shù) KA 說(shuō)明： 軸承系數(shù) （ 2） 動(dòng)載系數(shù) Kv按比直齒輪低一級(jí)精度選取。 （ 4） 齒向載荷分配系數(shù) ： KFβ ＝ KHβ ＝ KHβbe 飛機(jī)、車輛 工業(yè)、船舶 兩者都是兩端支承 一個(gè)兩端支承一個(gè)懸臂 都是懸臂 應(yīng)用 小輪和大輪的支承 表 109 軸承系數(shù) KHβbe 0 10 20 30 40 50 m/s 十分精密的齒輪裝置 10 8 7 6 Kv 9 8 （ 3） 齒間載荷分配系數(shù)Kα ： K F α ＝ KHα ＝ 1 11t )(2zmTFR???11t2zmTFm?2121?? umzR??MP abm YYKF FmSaFatF ][ ?? ??代入 )(Rm ??? mm由 Rb /R ??得： R?Rb ?代入得 設(shè)計(jì)公式 ： 11t2mdTF ?又 ? ? ? ?3 FSaFa2212RR14???YYuzKTm???MP abm YYKF FRSaFatF ][)( ??? ???得 校核公式 ： 2121?? udR?)11(s inc o s21vm11ud ??? a?? aa? s in2s in2111 vvvdud ???四、 齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算 綜合曲率為： 21 vv111??? ???? ? ? ?H312RR1EH ???? ??? udKTZ校核計(jì)算公式 ： ? ? ? ?3 2RR12HE1 )( uKTZd??? ??設(shè)計(jì)計(jì)算公式 ： 計(jì)算所得模數(shù) m ,應(yīng)圓整為標(biāo)準(zhǔn)值。 錐齒輪模數(shù)（ GB1236890） mm … 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10… 167。 10—9 變位齒輪傳動(dòng)強(qiáng)度計(jì)算概述 齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算 a) 要按變位系數(shù) X Z、 β 查齒形系數(shù) YFa和應(yīng)力修正系數(shù)YSa b) X0時(shí)一般 （ Z80） 齒頂變尖 ， 齒根變厚 ， 彎曲強(qiáng)度 ↑（ 正變位 ） X0時(shí)一般 （ Z80） 齒頂變尖 ， 齒根變厚 ， 彎曲強(qiáng)度 ↓（ 負(fù)變位 ） ∴ 為保證一對(duì)齒輪等彎曲強(qiáng)度 ， 小齒輪采用正變位 ， 而大齒輪則采用負(fù)變位 。 齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算 齒輪傳動(dòng)變位的目的 1） 使 Zmin↓ 即可得到不根切的最少齒數(shù) 2） 接高彎曲疲勞強(qiáng)度和接觸疲勞強(qiáng)度 3） 提高耐磨性和抗膠合性 。 正傳動(dòng)接觸疲勞強(qiáng)度提高 負(fù)傳動(dòng)接觸疲勞強(qiáng)度降低 167。 1010 齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 由強(qiáng)度計(jì)算只能確定齒輪的主要參數(shù)： 如齒數(shù) z、模數(shù) m、齒寬 b、螺旋角 ?、分度圓直徑 d 等。 方法： 經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)為主 即在綜合考慮齒輪幾何尺寸，毛坯，材料，加工方法，使用要求及經(jīng)濟(jì)性等 各方面因素的基礎(chǔ)上，按齒輪的直徑大小，選定合適的結(jié)構(gòu)形式，再根據(jù)推薦的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行結(jié)構(gòu)尺寸計(jì)算。 齒輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的內(nèi)容 主要是確定輪緣，輪輻，輪轂等結(jié)構(gòu)形式及尺寸大小。 一、概述 直徑較小的鋼質(zhì)齒輪，當(dāng)齒根圓直徑與軸徑接近時(shí)，可以將齒輪與軸做成一體，稱為 齒輪軸 。否則可能引起 輪緣斷裂。 1. 齒輪軸 二、常見的結(jié)構(gòu)形式 e 圓柱齒輪： e 2 mt e 圓錐齒輪： e m 圓錐齒輪軸 圓柱齒輪軸 2. 實(shí)心齒輪 dh= ds 。 lh=(.~) ds ,并使 lh ≥b c= 。 δ =(.~4) mn ,但不小于 8 mm d0和 d按結(jié)構(gòu)取定，當(dāng) d 較小時(shí)可不開孔 3. 腹板式齒輪 d d0 b d s d h d a 斜度 1:10 lh δ c 3. 腹板式齒輪 dh= ds 。 lh=(.~) ds ,并使 lh ≥b c= 。 δ =(.~4) mn ,但不小于 8 mm d0和 d按結(jié)構(gòu)取定。 b d s d h d a 斜度 1:10 lh δ c 適用于中型尺寸的齒輪。 dh= ds 。 lh= (.~) ds c= (~)b 。 ? = (~4) me 。 但不小于 10 mm d0 和 d 按結(jié)構(gòu)取定 d d0 R b d s d h d a lh 斜度 1:10 ? 3. 腹板式齒輪 d0 d ? R b d s d h d a lh 斜度 1:20 dh=( ~) ds 。 lh= (.~) ds c= (~)b 。 s=。 ? = (~4) me 。 但不小于 10 mm d0 和 d 按結(jié)構(gòu)取定 dh= ds (鑄鋼 ) 。 dh= ds (鑄鐵 ) lh= (.~) ds ,并使 lh ≥b c= 。 但不小于 10 mm δ = (.~4) mn ,但不小于 8 mm h1 = ds 。 h2 = h1 。 s = h1 。 但不小于 10 mm e = ds 。 h2 = h1 b d s d h d a 斜度 1:20 c δ lh h1 e e h2 s 4. 輪輻式齒輪 這種結(jié)構(gòu)適用于大型尺寸的齒輪。 油池潤(rùn)滑 采用惰輪的油池潤(rùn)滑 噴油潤(rùn)滑 167。 1011 齒輪傳動(dòng)的潤(rùn)滑和效率 二、潤(rùn)滑方式 閉式 齒輪傳動(dòng)的潤(rùn)滑方式由圓周速度 v確定。 ① 當(dāng) v≤ 12 m/s時(shí)，采用油池潤(rùn)滑。 ② 當(dāng) v 12 m/s時(shí)，采用油泵噴油潤(rùn)滑。 一、潤(rùn)滑的目的 齒輪傳動(dòng)時(shí)，齒面間產(chǎn)生摩擦和磨損，增加能量消耗。 潤(rùn)滑的目的： 減少摩擦磨損、 散熱和防銹蝕 。 開式及半閉式或低速 齒輪傳動(dòng)常采用人工定期潤(rùn)滑。可用潤(rùn)滑油或潤(rùn)滑脂。 高速齒輪傳動(dòng)采用噴油潤(rùn)滑的理由： 1)v過(guò)高，油被甩走，不能進(jìn)入嚙合區(qū)； 2)攪油過(guò)于激烈，使油溫升高，降低潤(rùn)滑性能； 3)攪起箱底沉淀的雜質(zhì)，加劇輪齒的磨損。 三、潤(rùn)滑劑的選擇： 齒輪傳動(dòng)常用的潤(rùn)滑劑為潤(rùn)滑油或潤(rùn)滑脂。 選用時(shí)，應(yīng)根據(jù)齒輪的工作情況（轉(zhuǎn)速高低、載荷大小、環(huán)境溫度等），選擇潤(rùn)滑劑的粘度、牌號(hào)。 表 1011 齒輪傳動(dòng)常用的潤(rùn)滑劑 續(xù)表 1011 齒輪傳動(dòng)常用的潤(rùn)滑劑 四、齒輪傳動(dòng)的損耗 表 1012 齒輪傳動(dòng)的平均效率 圓柱齒輪 圓錐齒輪 傳動(dòng)裝置 6級(jí)或 7級(jí)精度 的閉式傳動(dòng) 8級(jí)精度的 閉式傳動(dòng) 開式傳動(dòng) 嚙合中的摩擦損耗； 攪動(dòng)潤(rùn)滑油的油阻損耗； 軸承中的摩擦損耗。 本章內(nèi)容： 1. 基本要求 ① 掌握不同條件下齒輪傳動(dòng)的輪齒損傷與失效形式的特點(diǎn)、失效部位、失效機(jī)理、防止或減輕失效的措施，以及針對(duì)不同失效形式的設(shè)計(jì)計(jì)算準(zhǔn)則。 ② 掌握選用齒輪材料的基本要求，軟齒面與硬齒面的常用材料及熱處理方法，合理地選用齒輪的配對(duì)材料及熱處理方法。 2. 重點(diǎn)難點(diǎn) 重點(diǎn) 是掌握在不同工況下齒輪傳動(dòng)的失效形式；各類齒輪傳動(dòng)的受力分析；圓柱 齒輪強(qiáng)度計(jì)算中的重要基本概念； 難點(diǎn) 是齒輪傳動(dòng)的受力分析及方向判斷 。影響齒輪強(qiáng)度的因素分析及主要參數(shù)的選擇。 主目錄 ③ 熟練掌握齒輪傳動(dòng)的受力分析方法。 對(duì)于直齒圓柱齒輪、斜齒圓柱齒輪和直齒錐齒輪所受各分力的大小與方向，一定要會(huì)計(jì)算和正確判斷（包括在圖上正確表示），否則會(huì)使軸與軸承的受力分析出錯(cuò)，后果是嚴(yán)重的。 ④ 理解齒輪計(jì)算中要用計(jì)算載荷而不用名義載荷的道理，了解載荷系數(shù)（ KA 、 Kv、 Kα、 Kβ ）的物理意義及其影響因素，采取哪些措施可減小載荷系數(shù)。 ⑤ 掌握 直齒 圓柱齒輪的齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算和齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的理論依據(jù)，以及力學(xué)模型、應(yīng)力的類型與變化特性；掌握推導(dǎo)公式的思路、公式中各參數(shù)的意義及應(yīng)用公式的注意事項(xiàng)。 對(duì)斜齒圓柱齒輪及直齒錐齒輪的強(qiáng)度計(jì)算，應(yīng)根據(jù)它們的傳動(dòng)特點(diǎn)，轉(zhuǎn)化為當(dāng)量直齒圓柱齒輪后再進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算，但需注意它們的計(jì)算與直齒圓柱齒輪計(jì)算的異同點(diǎn)。