【正文】 下面是一些基本參數(shù)的選取原則。 YSa 應(yīng)力修正系數(shù) 與齒數(shù)和變位系數(shù)有關(guān)。 (4) 提高彎曲疲勞強度的途徑： 改善齒輪材料、熱處理方法和加工精度，以提高 [?F]；加大模數(shù) m,增加齒寬 b，改變齒形 （ 正變位增大齒根厚度 ） 以降低 ?F。 2）由公式可看出，影響彎曲強度最顯著的是模數(shù) m 。 3） 由公式可看出，影響接觸強度最顯著的是直 徑 d（ a） ，與模數(shù) m 無關(guān)。 ?齒面接觸疲勞強度計算 公式的討論 1） σ H1 = σ H2 ，但 [σ] H ?[σ] H ，所以 [σ] H小的先破壞，因此公式中應(yīng)將 [σ] H1和 [σ] H2小的代入。一般根據(jù)第 Ⅲ 組公差精度等級查圖 98。 4. 齒向載荷分布系數(shù) K? 主要考慮沿齒寬方向載荷分布不均的影響系數(shù)。提高制造或裝配精度，減小齒輪直徑或降低圓周速度，輪齒修緣，都 可以減小內(nèi)部附加動載荷！ 3. 齒間載荷分配系數(shù) K? 它與齒輪重合度和精度等有關(guān)。 2. 動載系數(shù) KV 它主要與齒輪速度、齒輪精度和剛度等有關(guān)。 國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的載荷系數(shù)分為 4個系數(shù) ： bnβαvAbnb n c FKKKKKFF ??使用系數(shù) KA 它主要與原動機和工作機的特性有關(guān)。 軟齒面，硬度小于 350HBS ， 硬齒面，硬度大于 350HBS 。假如大小齒輪材料一樣，應(yīng)采用不同的熱處理方法，使小齒輪的齒面硬度高于大齒輪 30￣50HBS。 大小齒輪材料不同 小齒輪基園小，齒廓曲線彎曲大，齒根部薄，再之，小齒輪齒數(shù)少，轉(zhuǎn)速高，受循環(huán)應(yīng)力次數(shù)多于大齒輪。閉式齒輪的主要失效形式是齒面疲勞點蝕和 疲勞 斷齒 。 ?第九章 圓柱齒輪傳動 一、圓柱齒輪受力分析 一對齒輪互相嚙合，在嚙合線上 存在著一個法向力 Fn，忽略摩擦力， 把分布力集中到齒寬中點！可分解成： 切向力： Ft=Fncos? 徑向力： Fr=Fnsin? 因為切向力為已知力： Ft = 2T1/d1 式中： T1 = P1/n1（ Nmm） 力的大?。翰闀蛘呤謨? 力的方向 ： 切向力 : Ft1 = Ft2 Ft1與 n1相反 ,Ft2與 n2相同 徑向力： Fr1 = Fr2 指向各自的圓心 法向力 : Fn1 = Fn2 二、斜齒圓柱齒輪受力分析 法向力 Fn可分解成： 切向力： Ft = Fn cos?ncos? 徑向力： Fr = Fn sin?n 軸向力 : Fa = Fn cos?nsin? 因為切向力為已知力： Ft = 2T1/d1 力的方向： 切向力 : Ft1 = Ft2 Ft1與 n1相反 ,Ft2與 n2相同 徑向力： Fr1=Fr2 指向各自的圓心 軸向力 : Fa1=Fa2 左右手定則 軸向力的判斷用左右手定則 : 只適用于主動齒輪 左右手定則 : 左旋齒輪伸左手 ,右旋齒輪伸 右手，四指方向與轉(zhuǎn)動方向相同 , 拇指方向即為軸向力方向 ! 左、右旋齒輪的判斷： 齒輪軸線與人體平行，正向 看過去，輪齒線左邊高為左旋， 右邊高為右旋！ 三、 齒輪傳動的失效形式 齒輪的失效主要發(fā)生在輪齒上，其余部分，如輪轂、輪輻 部分為金屬實體，一般很少失效。 ? ? 彈性滑動使傳動效率降低，帶的溫度升高和磨損，從動輪圓周速度低于主動輪；打滑使帶傳動失效，從動輪轉(zhuǎn)速急劇降低，甚至為 0，帶磨損加劇，但可以起到過載保護(hù)作用，避免其他零件發(fā)生損壞。 ? ? 彈性滑動是發(fā)生在部分接觸弧內(nèi)的微量相對滑動；打滑是發(fā)生在整個接觸弧上的顯著相對滑動。打滑使帶急劇磨損，從動輪轉(zhuǎn)速急劇降低至零，帶傳動失效。盡量避免。是帶傳動固有的特性 打滑 是負(fù)載超過帶的最大有效圓周力，帶不動負(fù)載，便發(fā)生打滑。 設(shè)計準(zhǔn)則：在保證不打滑的前提下，帶具有一定的 疲勞強度和壽命。 112110m a x ?????ffe eeFF二、應(yīng)力分析 緊邊拉應(yīng)力 ?1和松邊拉應(yīng)力 ?2 ： ?1 = F1 / A (MPa) ?2 = F2 / A (MPa) 離心拉應(yīng)力 ?c ： ?c = qv2/ A 彎曲應(yīng)力： ?b1 = 2h0E / d1 ?b2 = 2h0E / d2 最大應(yīng)力 ?max ： 三、 V 帶傳動的失效形式與計算準(zhǔn)則 失效形式： 1）疲勞斷裂：帶在變應(yīng)力下工作，產(chǎn)生疲勞失效，裂紋、脫層直至斷帶。 工作時受力情況：緊邊拉力 F1 和松邊拉力 F2 ? 有效圓周力 F= ?Ff =F1 F2 摩擦力 ?Ff 緊邊拉緊，帶變長△ l， 對應(yīng) △ F= F1 F0 松邊松弛，帶變短△ l’， 對應(yīng) △ F’= F0 F2 由于整個帶長不變： 故有：△ l = △ l’ 所以力的變量也相等， 即：△ F = △ F’ F1 F0 = F0 F2 得初拉力（預(yù)緊力）： F0 = （ F1 + F2） / 2 工作拉力 可由輸入條件 F=1000P/v 求得 有效圓周力 F = F1 F2 得 : F1 = F0 + F/ 2 F2 = F0 F/ 2 二、最大有效圓周力 Fmax及其影響因素 ，即繞過帶輪時帶的張力的變化關(guān)系 ，由 歐拉公式 確定： 的 帶傳動 ( f、 ?1)， 在張緊力為 F0時可傳遞的 最大 有效圓周力 為 : Fmax = F1 F2 = F2 (F2 = F0 F/ 2) 當(dāng) F載 Fmax時，產(chǎn)生打滑 。 （ d）圓形帶傳動；僅用于載荷很小、速度較低的小功率場合。帶的厚度大，撓性較差 。 校核 鍵的主要失效形式是壓潰、其次是剪切 壓潰強度條件： 剪切強度條件： ? ? pp d h lTlhdT ?? ??? 222? ??? ?? dblT2dh2hb帶的類型 （ a）平帶傳動； 帶的撓性較好，帶輪制造方便，尤其是輕質(zhì)薄型的各式高速平帶，廣泛應(yīng)用于高速傳動，中心距較大或兩軸交叉或半交叉?zhèn)鲃印? 切向鍵適用于載荷很大，要求對中精度不高的 場合。 — 130186。 2）、切向鍵 由兩個具有單面 1： 100 斜度的鍵組成， 成對使用，只能單向傳 遞轉(zhuǎn)矩，工作面為上下 兩面，其中一個面在通過軸心的平面內(nèi)。由于裝配時會使軸上零件偏心， 因此僅適用于要求對中精度不高的場合。 1）楔鍵 ：楔鍵的上表面和輪轂鍵槽的底面都有 1： 100的斜度。在寬 度方向上配合較松。布置 標(biāo)注： B16?100 – GB1096 – 79 B:型號（ A不寫）， 16:寬， 100：長 2）半圓鍵 多用于錐形軸， 可適應(yīng)軸的變形， 鍵槽較深，對軸削弱較大，兩個應(yīng)并排布置。2210????????dK c FAFAFa???所以滿足疲勞強度要求。 2) 若工作載荷 F從 0到 F之間變化，此時螺栓的直徑為M16，小徑 d1=，其許用應(yīng)力幅 [σ a] = 18MPa，問螺栓的疲勞強度是否滿足要求？ 3）若被連接件間不出 現(xiàn)縫隙，最大工作載荷 是多少？此時螺栓所受 總拉力又是多少？并在 圖上表示出來。 1）當(dāng)被連接件間剩余預(yù)緊力 F?=1500N時，求工作載荷F和螺栓所受總拉力 F0。通常采用較多數(shù)目的小直徑螺栓聯(lián)接。因偏心產(chǎn)生的附加載荷會嚴(yán)重影響螺栓的強度。 C ???????? FKFF要求的最小剩余預(yù)緊力為： 4 1 9 N148 4 8 m i n ???? FFm in FF ?，滿足要求。 C0 ?????? FKFF3）計算螺栓危險截面的直徑 按靜強度要求： mm6 802 32 1 ][ 01 ????? ??? Fd按疲勞強度要求： 8 4 8 ][2aC1 ?????????FKda1Ca ][2 ??? ?? dFK應(yīng)按疲勞強度確定螺栓的直徑，故選擇公稱直徑d=24mm（螺紋小徑 d1=）的螺栓。 mmFd ?????????計算題 圖示有氣密性要求的容器，內(nèi)裝有毒氣體，氣壓 p = 0 ~ MPa，容器直徑 D = 600 mm，螺栓數(shù)量 n = 20，螺栓許用應(yīng)力 [σ ] = 180 MPa，許用應(yīng)力幅 [σ]a = MPa，預(yù)緊力 F’ =16000N，螺栓相對剛度系數(shù) KC= CL /（ CL+CF） = ， 試問： （ 1）應(yīng)選用直徑多大的螺栓？ 注表： 普通螺紋直徑 公稱直徑 12 16 20 24 30 ┅ 小徑 ┅ （ 2）要求剩余預(yù)緊力 F′ F， 問是否滿足要求。 z z 若用六個普通螺栓，鋼板間摩擦系數(shù) fc=，聯(lián)接可靠系數(shù)（防滑系數(shù)） Kn=，螺栓的許用拉應(yīng)力 [?]=85MPa，試計算螺栓的小徑 d1至少要多少？ ? ? m m )(158)2/100(1502 2222 ????? bac)(1 6 7 061 NFF ??)(90401584502158600100004)2(2222222221m a x3 NcbcFLrrrrTFn??????????????????? ? ? ?a r c ta n / a r c ta n .ab 2 15050 71 565 ?解： （ 1） 用六個鉸制孔螺栓聯(lián)接 )(2 8 6 11 5 84502506 0 01 0 0 0 04)2(2222222222122NcbbFLrrrrTFn??????????????????)(9 7 0 0)5 6 o s (9 0 4 01 6 7 029 0 4 01 6 7 0c o s222312321m a xNFFFFF????????? ?mm)( 004][4 m a x0 ???????????Fd ≥m m )(220229700][ pm i nm a x0 ????? ??Fd ≥F1與 F3的合力比 F1與 F2的合力要大，即單個螺栓所受到的最大橫向載荷為： 應(yīng)按 Fmax設(shè)計。圖中尺寸 a=150mm， b=100mm， L＝ 600mm。39。26222139。39。 3）將簡單載荷單獨分析的結(jié)果疊加 (矢量 )，得最終載荷分析結(jié)果。2 dFKcdFFa ?????????????應(yīng)力幅 5. 載荷為組合載荷的螺栓組分析方法： 1） 將載荷向螺栓組形心等效變換，均為 4種簡單載荷的組合。 m 式中： m: 接觸面?zhèn)€數(shù) Kn : 可靠性系數(shù)， Kn = ? f : 接觸面間摩擦系數(shù) mfFKF sn???39。 m ? R F’ ? R/ z F’ 防松：螺紋聯(lián)接雖然能自鎖，但在受到?jīng)_擊、振