【正文】 HVI 50 55 60 65 HRC ME MQ ML ME MQ ML 滲碳淬火鋼 表面硬化鋼 汽車與交通工程學院 汽車工程系 灰鑄鐵的疲勞極限應力 ζHlim (MPa) 500 400 200 600 700 100 200 300 HBS 300 ME MQ=ML 鑄鐵材料的疲勞極限應力 ζ Hlim (MPa) 500 400 600 700 100 200 300 HBS 300 ME MQ=ML ME MQ=ML 球墨鑄鐵 黑色可鍛鑄鐵 氮化及氮碳共滲調(diào)質鋼的 ζ FE (MPa) 600 400 200 800 1000 1200 300 400 500 600 700 800 900 HVI 30 35 40 45 50 55 60 65 HRC 調(diào)質、氣體氮化處理的氮化鋼 （不含鋁） 調(diào)質、氣體氮化處理的調(diào)質鋼 調(diào)質或正火、碳氮共滲處理的調(diào)質鋼 ME MQ ML ME MQ ML ME=MQ ML 汽車與交通工程學院 汽車工程系 正火處理的結構鋼和鑄鋼的疲勞極限應力 ζ Hlim (MPa) 500 400 600 200 100 150 200 250 HBS 300 正火處理的結構剛 正火處理的鑄剛 ME ME ML=MQ ML=MQ 調(diào)質處理鋼的疲勞極限應力 合金調(diào)質剛 碳鋼調(diào)質 合金鑄剛調(diào)質 碳鋼鑄鋼調(diào)質 ME ME MQ=ML ML=MQ MX ME MQ ML ME ML MQ 500 400 600 250 300 700 800 900 1000 1100 ζ FHlim (MPa) 100 200 300 400 HBS 汽車與交通工程學院 汽車工程系 滲氮及氮碳共滲調(diào)質鋼 1200 1300 600 1500 1400 700 800 900 1000 1100 ζ FHlim (MPa) 300 400 500 600 700 800 900 HVI 35 35 40 45 50 55 60 65 HRC MQ 調(diào)質 氣體滲氮處理的滲氮鋼 調(diào)質或正火 氮碳共滲處理的調(diào)質鋼 調(diào)質 氣體滲氮處理的調(diào)質鋼 ME=MQ MQ ME ML ML ML ME 400 500 600 700 800 HVI 1200 1300 1600 1500 1400 1700 800 900 1000 1100 ζ FHlim (MPa) MQ ME ML MQ ME ML 滲碳合金鋼 火焰或感應淬火鋼 滲碳淬火鋼和表面淬火鋼的疲勞極限應力 汽車與交通工程學院 汽車工程系 選擇齒數(shù)，選齒寬系數(shù) ?d 初選載荷系數(shù) (如 Kt=) m模數(shù)標準化 計算主要尺寸： d1=mz1 d2=mz2 … 計 算 齒 寬： b=?d d1 直齒圓柱齒輪設計的步驟 選擇齒輪的材料和熱處理 按接觸強度確定直徑 d1 計算得 mH=d1/z1 按彎曲強度確定模數(shù) mF 確定模數(shù) mt=max{mH ,mF} 計算確定載荷系數(shù) K= KAKvKαKβ 修正計算模數(shù) 3 / tt KKmm ?確定齒寬： B2=int(b) B1= B2+(3~5)mm 開 始 汽車與交通工程學院 汽車工程系 齒輪傳動設計時，按主要失效形式進行強度計算，確定主要尺寸，然后按其它失效形式進行必要的校核。 （ 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）。 汽車與交通工程學院 汽車工程系 選擇精度等級時，應根據(jù)齒輪傳動的 用途 、 工作條件 、 傳遞功率 及 圓周速度的大小 ，以及其他技術要求，并以 主要的精度要求 作為選擇的依據(jù)。 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 ↓ 、齒輪質量 ↓ 汽車與交通工程學院 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”。 ? ?F1?? ?2F?（ 3）按齒根彎曲強度設計時，應代入 和 中較大者，齒根彎曲強度校核時，應同時滿足 和 。計算出模數(shù)，應取標準值 ，對于傳遞動力的齒輪，模數(shù)不宜過小，一般應使 。 應力校正系數(shù)： YSa = 汽車與交通工程學院 汽車工程系 圖 應力修正系數(shù) Ysa(αn=20176。 彎曲應力： ??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，見下頁圖。 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。 汽車與交通工程學院 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。 (2)由于兩齒輪的材料、熱處理方法不同，因而其許用應力一般不相同，計算時應 取兩者中的較小值 。 4） 盡可能避免懸臂布置； 3） 適當限制輪齒寬度； 2） 對稱軸承配置； b (~)b 汽車與交通工程學院 汽車工程系 222121211111EELF nH????????????2s i n111?? dCN ??2s i n222?? dCN ??赫茲公式： “ +”用于外嚙合 ，“ ”用于內(nèi)嚙合 節(jié)圓處齒廓曲率半徑： 齒數(shù)比 : u= z2 /z1 = d2 /d1 = ρ2 /ρ1 ≥ 1 211221)(11??????????s in)(22112dddd ??O2 ω2 （從動） O1 N1 N2 t t ω1 （主動） T1 c α α d1 2 d2 2 α C ρ1 ρ2 齒面接觸疲勞強度計算 直齒圓柱齒輪傳動的強度計算 ?s i n2)(1212dddd ????s i n211duu ?????1汽車與交通工程學院 汽車工程系 表 46 彈性影響系數(shù) ZE (Mpa)1/2 彈性模量 E MPa 齒輪材料 配對齒輪材料 灰鑄鐵 球墨鑄鐵 鑄鋼 鍛 鋼 夾布塑料 104 104 104 104 104 鍛 鋼 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 設計公式 ： 3211 ][12???????????HHEdZZZuuKTd???標準齒輪： ZH= 汽車與交通工程學院 汽車工程系 應用齒面接觸強度設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)。 表 44 工作情況系數(shù) KA 汽車與交通工程學院 汽車工程系 動載系數(shù)Kv 0 10 20 30 40 50 m/s Kv 十分精密的齒輪裝置 10 8 7 6 9 表 45 齒間載荷分配系數(shù) Kα 精度等級 II組 5 6