機(jī)械設(shè)計(jì)第4章：齒輪傳動(dòng)2016

1、第四章第四章 F概述 F齒輪傳動(dòng)主要參數(shù)及其計(jì)算 F齒輪傳動(dòng)失效形式與計(jì)算準(zhǔn)則 F齒輪常用材料選擇與熱處理 F齒輪傳動(dòng)載荷與應(yīng)力 F齒輪傳動(dòng)強(qiáng)度計(jì)算 F齒輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) F概述 F齒輪傳動(dòng)主要參數(shù)及其計(jì)算 F齒輪傳動(dòng)失效形式與計(jì)算準(zhǔn)則 F齒輪常用材料選擇與熱處理 F齒輪傳動(dòng)載荷與應(yīng)力 F齒輪傳動(dòng)強(qiáng)度計(jì)算 F齒輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 第一節(jié)第一節(jié) 機(jī)器的組成機(jī)器的組成 傳動(dòng)裝置傳動(dòng)裝置 在距離間傳遞能量并實(shí)現(xiàn) 能量分配、轉(zhuǎn)速改變、運(yùn) 動(dòng)形式改變等作用的裝置 傳動(dòng)分類傳動(dòng)分類 機(jī)械傳動(dòng)：機(jī)械能機(jī)械能 流體傳動(dòng)：機(jī)械能機(jī)械能 電傳動(dòng)：機(jī)械能電能 機(jī)械傳動(dòng)分類及特點(diǎn)機(jī)械傳動(dòng)分類及特點(diǎn) 機(jī)械傳動(dòng)的特點(diǎn)主要體現(xiàn)在傳動(dòng)效率

2、、單級(jí)傳動(dòng)比、 傳動(dòng)功率、中心距、傳動(dòng)準(zhǔn)確性、無(wú)級(jí)調(diào)速、過(guò)載 保護(hù)、壽命、噪聲、價(jià)格等等 機(jī)械傳動(dòng)分類 直接接觸傳動(dòng) 有中間機(jī)件的傳動(dòng) 摩擦傳動(dòng) 摩擦輪傳動(dòng) 帶傳動(dòng) 繩傳動(dòng) 摩擦無(wú)級(jí)變速器 摩擦無(wú)級(jí)變速器 嚙合傳動(dòng) 齒輪傳動(dòng) 鏈傳動(dòng) 蝸桿傳動(dòng) 同步帶傳動(dòng) 螺旋傳動(dòng) 凸輪機(jī)構(gòu)等 齒輪傳動(dòng)的功能及應(yīng)用范圍齒輪傳動(dòng)的功能及應(yīng)用范圍 傳遞兩軸間的運(yùn)動(dòng)或動(dòng)力 傳遞功率P可達(dá)數(shù)萬(wàn)千瓦，圓周速度可 達(dá)150m/s（最高300m/s），直徑從 數(shù)毫米至數(shù)米，甚至10m以上，單級(jí) 傳動(dòng)比可達(dá)8或更大。 功能功能 應(yīng)用范圍應(yīng)用范圍 齒輪傳動(dòng)的主要特點(diǎn)齒輪傳動(dòng)的主要特點(diǎn) 優(yōu)點(diǎn)n 傳動(dòng)效率高 n 工作可靠，壽命長(zhǎng) n

3、 傳動(dòng)比穩(wěn)定 n 結(jié)構(gòu)緊湊 n 功率和速度適用范圍廣 缺點(diǎn)n 齒輪制造需專用設(shè)備，成本高 n 精度低時(shí)，振動(dòng)和噪音較大 n 不宜用于中心距大的傳動(dòng) 齒輪傳動(dòng)的分類（齒輪傳動(dòng)的分類（1） 齒廓：漸開線、擺線、圓弧 齒線與母線相對(duì)位置：直齒、斜齒、人字齒、 曲線齒 齒輪軸線相對(duì)位置：平行、相交、交錯(cuò) 齒面硬度：軟齒（HB350） 工作條件：開式傳動(dòng)、閉式傳動(dòng) 備注：承載能力計(jì)算針對(duì)輪齒的某種失效形式，而輪齒的失效形式備注：承載能力計(jì)算針對(duì)輪齒的某種失效形式，而輪齒的失效形式 又與其工作條件和齒面硬度等因素密切相關(guān)。如工作條件與輪齒齒又與其工作條件和齒面硬度等因素密切相關(guān)。如工作條件與輪齒齒 面的磨

4、粒磨損有關(guān)。齒面的承載能力與齒面硬度有關(guān)。面的磨粒磨損有關(guān)。齒面的承載能力與齒面硬度有關(guān)。 齒輪傳動(dòng)的分類（齒輪傳動(dòng)的分類（2） 齒齒 輪輪 傳傳 動(dòng)動(dòng) 平面平面 齒輪齒輪 傳動(dòng)傳動(dòng) 空間空間 齒輪齒輪 傳動(dòng)傳動(dòng) 直齒圓柱齒輪傳動(dòng)直齒圓柱齒輪傳動(dòng) 斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)斜齒圓柱齒輪傳動(dòng) 傳遞相交運(yùn)動(dòng)傳遞相交運(yùn)動(dòng) 傳遞交錯(cuò)運(yùn)動(dòng)傳遞交錯(cuò)運(yùn)動(dòng) 內(nèi)嚙合內(nèi)嚙合 外嚙合外嚙合 齒輪齒條齒輪齒條 直齒直齒 斜齒斜齒 曲線齒曲線齒 交錯(cuò)軸斜齒輪交錯(cuò)軸斜齒輪 蝸桿渦輪蝸桿渦輪 準(zhǔn)雙曲面齒輪準(zhǔn)雙曲面齒輪 人字齒齒輪運(yùn)動(dòng)人字齒齒輪運(yùn)動(dòng) F概述 F齒輪傳動(dòng)主要參數(shù)及其計(jì)算 F齒輪傳動(dòng)失效形式與計(jì)算準(zhǔn)則 F齒輪常用材料選擇與

5、熱處理 F齒輪傳動(dòng)載荷與應(yīng)力 F齒輪傳動(dòng)強(qiáng)度計(jì)算 F齒輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 第二節(jié)第二節(jié) 齒廓嚙合基本定律齒廓嚙合基本定律 不卡不離 處處相切接觸 法線上無(wú)相對(duì)運(yùn)動(dòng) 瞬時(shí)傳動(dòng)比瞬時(shí)傳動(dòng)比 對(duì)齒廓曲線的要求對(duì)齒廓曲線的要求 PO PO 1 2 2 1 i i12 12 = = 過(guò)兩齒廓接觸點(diǎn)所作兩齒廓的公法線均 與連心線交于一定點(diǎn)P?；ハ鄧Ш系囊?對(duì)齒輪，在任一位置時(shí)的傳動(dòng)比，都與 其連心線被其嚙合點(diǎn)的公法線所分兩線 段成反比 傳動(dòng)比恒定的條件傳動(dòng)比恒定的條件 1 2 O1 O2 C2 1 2 C1 n n P vK1 vK2 K vK2K1 漸開線標(biāo)準(zhǔn)齒輪基本幾何參數(shù)漸開線標(biāo)準(zhǔn)齒輪基本幾何參數(shù) 基圓基圓

6、 (d(db b, r, rb b) ) 產(chǎn)生漸開線的圓產(chǎn)生漸開線的圓 齒頂圓齒頂圓d da a(r (ra a) ) 連接齒輪各齒頂?shù)膱A連接齒輪各齒頂?shù)膱A 齒根圓齒根圓d df f(r (rf f) ) 齒槽底部連接的圓齒槽底部連接的圓 齒厚齒厚 s si i 在在d di i圓周上圓周上, , 一個(gè)輪齒左右一個(gè)輪齒左右 兩側(cè)齒廓間的弧線長(zhǎng)兩側(cè)齒廓間的弧線長(zhǎng) 齒槽寬齒槽寬e ei i 在在d di i圓周上圓周上, , 齒間的弧線長(zhǎng)齒間的弧線長(zhǎng) 齒距齒距p pi i p pi i=s=si i+e+ei i 分度圓分度圓d (r):d (r): 設(shè)計(jì)齒輪的基準(zhǔn)圓設(shè)計(jì)齒輪的基準(zhǔn)圓 分度圓上，分

7、度圓上，p=s+ep=s+e 齒頂高齒頂高 h ha a 齒根高齒根高h(yuǎn) hf f 齒全高齒全高h(yuǎn) h=h=ha a+h+hf f O h hf ha r ra rb 齒間齒間 ( (齒槽齒槽) ) 齒數(shù)齒數(shù)z z rf B siei es p pi 漸開線標(biāo)準(zhǔn)齒輪基本幾何參數(shù)漸開線標(biāo)準(zhǔn)齒輪基本幾何參數(shù) a = r1 + r2 標(biāo)準(zhǔn)中心距標(biāo)準(zhǔn)中心距 a rf1 ra2 嚙合角嚙合角 嚙合線與節(jié)圓公切線之間所夾銳角嚙合線與節(jié)圓公切線之間所夾銳角 嚙合角恒等于節(jié)圓壓力角嚙合角恒等于節(jié)圓壓力角 壓力角壓力角 k 齒廓上某嚙合點(diǎn)所受正壓力方向齒廓上某嚙合點(diǎn)所受正壓力方向 （該點(diǎn)齒廓法線方向）與該點(diǎn)速度

8、（該點(diǎn)齒廓法線方向）與該點(diǎn)速度 方向之間所夾銳角方向之間所夾銳角 rb = rkcosk = rcos 一對(duì)齒輪的正確嚙合條件一對(duì)齒輪的正確嚙合條件 m1 = m2 = m 1 = 2 = 漸開線標(biāo)準(zhǔn)齒輪嚙合傳動(dòng)條件漸開線標(biāo)準(zhǔn)齒輪嚙合傳動(dòng)條件 1a a 2 1 2 O1 O2 r r r r N2 P N1 B B1 2 1 b b2 a 1 2 a 一對(duì)齒輪的連續(xù)嚙合條件一對(duì)齒輪的連續(xù)嚙合條件 重合度重合度=(=(B1B2 / Pb) 1 漸開線標(biāo)準(zhǔn)齒輪傳動(dòng)參數(shù)漸開線標(biāo)準(zhǔn)齒輪傳動(dòng)參數(shù) 傳動(dòng)比傳動(dòng)比i i與齒數(shù)比與齒數(shù)比u u i = n n主 主 n n從 從 d d從 從 d d主 主 z

9、 z從 從 z z主 主 =u = z z大 大 z z小 小 主動(dòng)主動(dòng) 從動(dòng)從動(dòng) 主動(dòng)主動(dòng) 從動(dòng)從動(dòng) i = u i = 1/u 漸開線標(biāo)準(zhǔn)齒輪傳動(dòng)參數(shù)漸開線標(biāo)準(zhǔn)齒輪傳動(dòng)參數(shù) 齒輪傳動(dòng)的精度等級(jí)齒輪傳動(dòng)的精度等級(jí) 在漸開線圓柱齒輪和錐齒輪精度標(biāo)準(zhǔn)（GB10095 88和GB1136589）中規(guī)定了12個(gè)精度等級(jí)。其中， 1、2 級(jí)為遠(yuǎn)景級(jí)； 3、4、5 級(jí)為高精度級(jí)； 6、7、8級(jí)為中精度級(jí)，常用； 9、10、11、12級(jí)為低精度級(jí)。 根據(jù)對(duì)運(yùn)動(dòng)準(zhǔn)確性、傳動(dòng)平穩(wěn)性、載荷分布均勻性的 影響，各精度等級(jí)分為三項(xiàng)公差組： 第I公差組，與傳遞運(yùn)動(dòng)準(zhǔn)確有關(guān)，如公法線長(zhǎng)度變化公差； 第II公差組，與傳遞

10、運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性有關(guān)，如周節(jié)公差； 第III公差組，與載荷分布的均勻性有關(guān)，如接觸線誤差。 齒輪精度等級(jí)的選擇參照教材齒輪精度等級(jí)的選擇參照教材p54p54表表2-22-2 漸開線標(biāo)準(zhǔn)齒輪傳動(dòng)參數(shù)漸開線標(biāo)準(zhǔn)齒輪傳動(dòng)參數(shù) 齒輪模數(shù)齒輪模數(shù)m m 分度圓模數(shù)的簡(jiǎn)稱，定義基本齒 廓的重要參數(shù)，能夠代表輪齒的 大小，單位mm。m的數(shù)值為標(biāo) 準(zhǔn)值，參見教材p54表2-4 。 m = p/ 漸開線標(biāo)準(zhǔn)齒輪傳動(dòng)參數(shù)漸開線標(biāo)準(zhǔn)齒輪傳動(dòng)參數(shù) 中心距中心距a a 兩齒輪軸線之間的距離。標(biāo)準(zhǔn)齒輪無(wú)齒側(cè)間隙安裝（兩標(biāo) 準(zhǔn)齒輪分度圓相切）時(shí)的中心距稱作標(biāo)準(zhǔn)中心距。大批量 生產(chǎn)的齒輪推薦中心距按下表選用。單件或小批量生產(chǎn)的 齒

11、輪中心距取尾數(shù)為0、5、2、8的整數(shù)。 漸開線標(biāo)準(zhǔn)齒輪傳動(dòng)參數(shù)漸開線標(biāo)準(zhǔn)齒輪傳動(dòng)參數(shù) 變位系數(shù)與變位傳動(dòng)變位系數(shù)與變位傳動(dòng) 刀具從切制標(biāo)準(zhǔn)齒 輪的位置移動(dòng)某一 徑向距離（通稱變 位量）后切制的齒 輪稱為變位齒輪。 刀具變位量用xm 表示，x 稱為變位 系數(shù)。刀具向齒輪 中心移動(dòng)，x為負(fù) 值，反之為正值。 漸開線齒輪傳動(dòng)幾何參數(shù)計(jì)算漸開線齒輪傳動(dòng)幾何參數(shù)計(jì)算 外嚙合圓柱齒輪傳動(dòng)主要幾何參數(shù)計(jì)算，外嚙合圓柱齒輪傳動(dòng)主要幾何參數(shù)計(jì)算， 參見參見教材教材p56p56表表2-52-5 直齒圓錐齒輪傳動(dòng)主要幾何參數(shù)計(jì)算，參直齒圓錐齒輪傳動(dòng)主要幾何參數(shù)計(jì)算，參 見見教材教材p58p58表表2-62-6 F概

12、述 F齒輪傳動(dòng)主要參數(shù)及其計(jì)算 F齒輪傳動(dòng)失效形式與計(jì)算準(zhǔn)則 F齒輪常用材料選擇與熱處理 F齒輪傳動(dòng)載荷與應(yīng)力 F齒輪傳動(dòng)強(qiáng)度計(jì)算 F齒輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 第三節(jié)第三節(jié) 齒輪傳動(dòng)失效的主要形式齒輪傳動(dòng)失效的主要形式 齒輪傳動(dòng)失效 疲勞折斷 齒面失效 輪齒折斷 過(guò)載折斷 變形折斷 齒面磨料磨損 齒面疲勞點(diǎn)蝕 齒面膠合 輪齒折斷輪齒折斷 產(chǎn)生原因 齒根彎曲應(yīng)力大 齒根應(yīng)力集中 折斷類型 疲勞折斷反復(fù)應(yīng)力疲勞 裂紋輪齒疲勞折斷 過(guò)載折斷齒輪為脆性材料 時(shí)，受到過(guò)載或沖擊時(shí)產(chǎn)生 變形折斷制造或安裝不準(zhǔn) 確，以及軸的變形引起 發(fā)生部位 輪齒根部(全齒折斷)、缺角( 斜齒輪局部折斷) 采取措施 增大齒根過(guò)渡圓角、

13、消 除加工倒痕、減小應(yīng)力 集中 增大軸及支承的剛性使 受載均勻 合適熱處理使齒芯具有 足夠韌性、強(qiáng)化表面 Fn 齒輪傳動(dòng)失效的主要形式齒輪傳動(dòng)失效的主要形式 齒面磨料磨損齒面磨料磨損 齒輪傳動(dòng)失效的主要形式齒輪傳動(dòng)失效的主要形式 發(fā)生機(jī)理 磨料(沙粒、鐵屑等)進(jìn)入 嚙合區(qū)，導(dǎo)致齒面磨損 齒形破壞 齒根減薄或斷齒 發(fā)生部位 齒面 發(fā)生狀況 開式齒輪傳動(dòng) 采取措施 加強(qiáng)潤(rùn)滑 開式改閉式傳動(dòng) 齒面疲勞點(diǎn)蝕齒面疲勞點(diǎn)蝕 齒輪傳動(dòng)失效的主要形式齒輪傳動(dòng)失效的主要形式 產(chǎn)生原因 輪齒在節(jié)圓附近一對(duì)齒受力， 載荷大 滑動(dòng)速度低形成油膜條件差 接觸疲勞產(chǎn)生麻點(diǎn) 發(fā)生部位 偏向齒根的節(jié)線附近 閉式齒輪傳動(dòng) 開式

14、傳動(dòng)中一般不會(huì)出現(xiàn)點(diǎn) 蝕現(xiàn)象 采取措施 提高材料硬度，增強(qiáng)抗點(diǎn)蝕能力 合理選擇潤(rùn)滑油，防止裂紋擴(kuò)展 齒面膠合齒面膠合 齒輪傳動(dòng)失效的主要形式齒輪傳動(dòng)失效的主要形式 產(chǎn)生原因 高速重載；散熱不良； 滑動(dòng)速度大；齒面粘連后撕脫 發(fā)生部位 沿運(yùn)動(dòng)方向撕裂 采取措施 減小模數(shù)，降低齒高 抗膠合能力強(qiáng)的潤(rùn)滑油 材料的硬度及配對(duì) 齒面塑性變形齒面塑性變形 齒輪傳動(dòng)失效的主要形式齒輪傳動(dòng)失效的主要形式 產(chǎn)生原因 應(yīng)力過(guò)大材料屈服塑性流動(dòng) 齒面變形 采取措施 提高齒面硬度和 潤(rùn)滑油粘度 減小接觸應(yīng)力 閉式軟齒面?zhèn)鲃?dòng)(點(diǎn)蝕) 1）按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)(先求a或d) 2）校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度 閉式硬齒面?zhèn)鲃?dòng)(斷

15、齒) 1）按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)(先求m ) 2）校核齒面接觸疲勞強(qiáng)度 開式傳動(dòng)(磨損) 1）按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)(求m ) 2）然后將增大1015 (磨損補(bǔ)償) 閉式高速重載傳動(dòng)（膠合） 提高齒面硬度和光潔度；采用粘度較大的潤(rùn)滑油 （低速）或采用含有添加劑抗膠合性能強(qiáng)的潤(rùn)滑油 （高速）；采取散熱措施。 齒輪傳動(dòng)計(jì)算準(zhǔn)則齒輪傳動(dòng)計(jì)算準(zhǔn)則 F概述 F齒輪傳動(dòng)主要參數(shù)及其計(jì)算 F齒輪傳動(dòng)失效形式與計(jì)算準(zhǔn)則 F齒輪常用材料選擇與熱處理 F齒輪傳動(dòng)載荷與應(yīng)力 F齒輪傳動(dòng)強(qiáng)度計(jì)算 F齒輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 第四節(jié)第四節(jié) 齒輪的材料及其選擇原則 基本要求基本要求 足夠的硬度和耐磨性（齒面硬） 足夠的彎曲疲勞強(qiáng)度（

16、齒芯韌） 價(jià)格較低 良好的加工和熱處理工藝性 齒輪常用材料（齒輪常用材料（1） 1. 鋼（含碳量0.10.6） （1）鍛鋼（除大尺寸和結(jié)構(gòu)復(fù)雜齒輪，一般常用鍛鋼） 45、35SiMn、42SiMn、40Cr、35CrMo 硬齒面：毛坯調(diào)質(zhì)或正火后切齒，表面硬化（滲碳、滲 氮和碳氮共滲）后磨齒，可達(dá)4、5級(jí)精度。 軟齒面：毛坯正火或調(diào)質(zhì)后精切齒，可達(dá)7、 8級(jí)精度。 （2）鑄鋼 ZG310-570、ZG340-640 直徑較大（頂圓直徑da 400mm）的齒輪采用鑄鋼。 毛坯應(yīng)進(jìn)行正火處理以消除殘余應(yīng)力和硬度不均勻現(xiàn)象。 齒輪常用材料（齒輪常用材料（2） 2. 鑄鐵 灰口鑄鐵（HT200、HT3

17、00）和球墨鑄鐵（QT500-7） 常用于開式、低速、無(wú)沖擊和大尺寸的場(chǎng)合。鑄造性能 和切削性能好，價(jià)廉，抗點(diǎn)蝕和抗膠合能力強(qiáng)，有自潤(rùn)滑能 力；但彎曲強(qiáng)度低，沖擊韌性差。 3. 非金屬材料 高速、小功率和精度不高的齒輪傳動(dòng)可采用夾布膠木、 尼龍等非金屬材料，噪音小。 齒輪常用材料（齒輪常用材料（3） 正火、調(diào)質(zhì)： 齒面硬度 350 HB（硬齒面） 大小齒輪齒面硬度差為 25 50 HB 鋼制齒輪加工工藝過(guò)程： 軟齒面：坯料熱(正、調(diào))切齒 (7級(jí)或8級(jí)精度) 硬齒面：熱(正)切齒表面處理(淬火、 氰化、氮化) 精加工 齒輪熱處理齒輪熱處理 F概述 F齒輪傳動(dòng)主要參數(shù)及其計(jì)算 F齒輪傳動(dòng)失效形式

18、與計(jì)算準(zhǔn)則 F齒輪常用材料選擇與熱處理 F齒輪傳動(dòng)載荷與應(yīng)力 F齒輪傳動(dòng)強(qiáng)度計(jì)算 F齒輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 第五節(jié)第五節(jié) 直齒圓柱齒輪傳動(dòng)受力分析（直齒圓柱齒輪傳動(dòng)受力分析（1） 假設(shè)：力作用在齒寬中點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)，不計(jì)摩擦力f；輪齒 間的法向力n, 沿嚙合線指向齒面 Fn 的分解 圓周力Ft: 沿節(jié)圓切線指向齒面;徑向力Fr: 沿半徑指向輪心 主動(dòng)輪上的圓 周力Ft方向與 回轉(zhuǎn)方向相反； 而從動(dòng)輪上的 圓周力方向與 回轉(zhuǎn)方向相同 直齒圓柱齒輪傳動(dòng)受力分析（直齒圓柱齒輪傳動(dòng)受力分析（2） 作用力的大小 Ft2000T1/d1 FrFt tan FnFt / cos T1 = 9550P1 / n1 d1: 小

19、齒輪分度圓直徑mm : 分度圓壓力角 T1: 小齒輪傳遞的名義轉(zhuǎn)矩Nm P1 : 小齒輪傳遞功率kW n1: 小齒輪轉(zhuǎn)速r/min 假設(shè)：標(biāo)準(zhǔn)齒輪，不計(jì)摩擦力 Fn 的分解 圓周力Ft :沿節(jié)圓切線方向指向齒面 徑向力Fr :沿半徑方向指向輪心 軸向力Fa :與軸線平行 斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)受力分析（斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)受力分析（1） 1 1 1 軸向力的方向取決于輪齒螺旋線的方向(旋向) 和齒輪的回轉(zhuǎn)方向(轉(zhuǎn)向)：主動(dòng)輪左旋用左手， 右旋用右手；從動(dòng)輪軸向力方向與主動(dòng)輪的相反。 作用力的大小 螺旋角, n 法面壓力角, t端面壓力角 斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)受力分析（斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)受力分析（2） 11 2

20、000/ t FT d= cos/tan ntr FF tan ta FF coscos/ ntn FF 直齒圓錐齒輪傳動(dòng)受力分析（直齒圓錐齒輪傳動(dòng)受力分析（1） 假設(shè)：法向力n,作用在齒寬中點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)，不計(jì)摩擦力f Fn 的分解 圓周力Ft :沿節(jié)圓切線方向指向齒面 徑向力Fr :沿半徑方向指向輪心 軸向力Fa :軸線平行 圓周力與徑向力的方向 判別與直齒圓柱齒輪相 同；軸向力方向分別指 向各自的大端。 Z1 Z2 Ft1 Ft2 Fa1 Fa2 Fr1 Fr2 t1 =t2 r1 =a2 a1 =r2 直齒圓錐齒輪傳動(dòng)受力分析（直齒圓錐齒輪傳動(dòng)受力分析（2） t 200020001m1 rt

21、 t tan tan cos cos1 1 at t tan tan sin sin1 1 作用力的大小作用力的大小 dm1小齒輪齒寬中點(diǎn)分度圓直徑 mm; 1 小錐齒輪分度圓錐角 齒輪傳動(dòng)的受力分析小結(jié)齒輪傳動(dòng)的受力分析小結(jié) 圓周力圓周力Ft Ft 徑向力徑向力Fr Fr 軸向力軸向力Fa Fa 法向力法向力FnFn Ft12T1/d1 = Ft2 主反從同主反從同 Fr1Ft1tan Fr2 指向輪心指向輪心 0 Fn1Ft1/cos Fn2 受力面法向受力面法向 Ft12T1/d1 = Ft2 主反從同主反從同 Fr1Ft1tann/cos Fr2 指向輪心指向輪心 Fa1Ft1tan

22、Fa2 主動(dòng)輪左右手準(zhǔn)則主動(dòng)輪左右手準(zhǔn)則 Fn1Ft1/cosncos Fn2 受力面法向受力面法向 Ft12T1/dm1 = Ft2 主反從同主反從同 Fr1Ft1tancos1 Fa2 指向輪心指向輪心 Fa1Ft1tansin1 Fr2 小端向大端小端向大端 Fn1Ft1/cos Fn2 受力面法向受力面法向 直齒圓柱齒輪；直齒圓柱齒輪；斜齒圓柱齒輪；斜齒圓柱齒輪；直齒圓錐齒輪直齒圓錐齒輪 齒輪傳動(dòng)的計(jì)算載荷齒輪傳動(dòng)的計(jì)算載荷 根據(jù)名義轉(zhuǎn)矩求得的圓周力稱為名義圓周力。實(shí)際 圓周力比名義圓周力要大。需要用各種系數(shù)對(duì)名義圓周 力進(jìn)行修正，故實(shí)際圓周力（亦稱計(jì)算載荷）Ftc 為 K載荷系數(shù) K

23、A 使用系數(shù) KV 動(dòng)載系數(shù)； K 齒間載荷分配系數(shù)，對(duì)于接觸、彎曲強(qiáng)度計(jì)算分別為KH和 KF K 齒向載荷分配系數(shù)，對(duì)于接觸、彎曲強(qiáng)度計(jì)算分別為KH和 KF F Ftc tc = K = K F Ft t K = KK = KA A K KV V K K K K 載荷系數(shù)（載荷系數(shù)（1） 1. 使用系數(shù)KA 考慮與動(dòng)力機(jī)和工作機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)特征、聯(lián)軸器緩 沖性能等相關(guān)的外部因素引起的外部附加動(dòng)載荷而 引入的系數(shù)，參考教材p61表2-7選取。 2. 動(dòng)載系數(shù)KV 考慮齒輪副在嚙合過(guò)程中因嚙合誤差（基節(jié)誤 差、齒形誤差、輪齒變形等）和運(yùn)轉(zhuǎn)速度而引起的 內(nèi)部附加動(dòng)載荷的系數(shù)?？砂凑正X輪精度和節(jié)線速 度從

24、教材p62圖2-6查得。 傳遞的切向載荷+內(nèi)部附加動(dòng)載荷 傳遞的切向載荷 載荷系數(shù)（載荷系數(shù)（2） 考慮同時(shí)嚙合的各對(duì)齒輪間載荷分配不均勻的系數(shù)， 取決于嚙合剛度、基節(jié)誤差、跑合量等多種因素。參 考教材p63表2-8。 3. 齒間載荷分配系數(shù)K 表中表中Z Z 和和Y Y 分別為接觸、彎曲強(qiáng)度計(jì)算的重合度系數(shù)，分別為接觸、彎曲強(qiáng)度計(jì)算的重合度系數(shù)， 見下式；見下式； 為端面重合度， 為端面重合度， 見教材見教材p56p56表表2-52-5。 Z= 4 3 a e- Y=0.25+ 0.75 a e 載荷系數(shù)（載荷系數(shù)（3） 考慮使輪齒沿接觸線產(chǎn)生載荷分布不均勻現(xiàn)象的 影響。接觸強(qiáng)度計(jì)算的齒向載

25、荷分布系數(shù)和彎曲強(qiáng)度 計(jì)算的齒向載荷分布系數(shù)參考教材p64圖2-9確定；前 者也可由教材p65表2-9近似計(jì)算確定。 4. 齒向載荷分布系數(shù)K K 單位齒寬平均載荷 單位齒寬最大載荷 齒輪傳動(dòng)應(yīng)力分析齒輪傳動(dòng)應(yīng)力分析 齒面接觸應(yīng)力齒面接觸應(yīng)力H H 齒根彎曲應(yīng)力齒根彎曲應(yīng)力F F 相嚙合的兩輪齒齒面接觸為很小的面接觸 齒面接觸應(yīng)力為脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力 齒根處產(chǎn)生彎曲應(yīng)力、剪應(yīng)力和壓縮應(yīng)力 單向工作的齒輪傳動(dòng)的彎曲應(yīng)力為脈動(dòng)或?qū)ΨQ循環(huán)變應(yīng)力 雙向工作的齒輪傳動(dòng)的彎曲應(yīng)力為對(duì)稱循環(huán)變應(yīng)力 齒輪傳動(dòng)的許用應(yīng)力（齒輪傳動(dòng)的許用應(yīng)力（1） 許用接觸應(yīng)力許用接觸應(yīng)力HP或或H HP Hlim ZNT ZL Z

26、v ZR ZW ZX SHmin = 接觸強(qiáng)度最小安全系數(shù)接觸強(qiáng)度最小安全系數(shù) 實(shí)驗(yàn)齒輪的接觸疲勞極限實(shí)驗(yàn)齒輪的接觸疲勞極限 接觸強(qiáng)度計(jì)算的壽命系數(shù)接觸強(qiáng)度計(jì)算的壽命系數(shù) 潤(rùn)滑劑系數(shù)潤(rùn)滑劑系數(shù) 速度系數(shù)速度系數(shù) 粗糙度系數(shù)粗糙度系數(shù) 齒面工作硬化系數(shù)齒面工作硬化系數(shù) 接觸強(qiáng)度尺寸系數(shù)接觸強(qiáng)度尺寸系數(shù) 與齒輪使用的可靠程度相關(guān)，與齒輪使用的可靠程度相關(guān)， 參照教材參照教材p83p83表表2-172-17取值取值 齒輪傳動(dòng)的許用應(yīng)力（齒輪傳動(dòng)的許用應(yīng)力（1） 實(shí)驗(yàn)齒輪的接觸疲勞極限實(shí)驗(yàn)齒輪的接觸疲勞極限Hlim n某種材料的齒輪，在特定試驗(yàn)條件下，經(jīng)長(zhǎng)期持續(xù)的 循環(huán)載荷作用（應(yīng)力循環(huán)次數(shù)5107）

27、，齒面不出現(xiàn) 疲勞點(diǎn)蝕（失效概率為1）的極限應(yīng)力。 n主要影響因素包括：材料成分、力學(xué)性能、熱處理及 硬化層深度、毛坯結(jié)構(gòu)、殘余應(yīng)力等等。 n參照教材p83-86的圖2-23、圖2-24、圖2-25、圖2- 26。圖中的ML、MQ、ME、MX分別代表齒輪材料 質(zhì)量和熱處理質(zhì)量的一般、中等、高、特殊要求。 n一般取區(qū)域圖的中間值或中間偏下值，當(dāng)材料、工藝 及熱處理性能好時(shí)，可在區(qū)域的上半部分取值。 齒輪傳動(dòng)的許用應(yīng)力（齒輪傳動(dòng)的許用應(yīng)力（1） 接觸強(qiáng)度計(jì)算的壽命系數(shù)接觸強(qiáng)度計(jì)算的壽命系數(shù)ZNT n實(shí)際循環(huán)次數(shù)下可承受的接觸應(yīng)力值與持久 壽命條件循環(huán)次數(shù)NC下的疲勞極限應(yīng)力的比 例系數(shù)，與實(shí)際應(yīng)力

28、循環(huán)次數(shù)和齒輪材料及 熱處理狀況有關(guān) n實(shí)際應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N60 n(轉(zhuǎn)速r/min) j(轉(zhuǎn)一周嚙合數(shù)) t(齒輪設(shè)計(jì)壽命h) n參照教材p86圖2-27取值 齒輪傳動(dòng)的許用應(yīng)力（齒輪傳動(dòng)的許用應(yīng)力（1） 潤(rùn)滑油膜影響系數(shù)潤(rùn)滑油膜影響系數(shù)ZL、 Zv、ZR n 一般情況簡(jiǎn)化處理取值為1.0 齒面工作硬化系數(shù)齒面工作硬化系數(shù)ZW n 硬齒面小齒輪對(duì)調(diào)質(zhì)鋼大齒輪表面產(chǎn)生的冷作 硬化影響，取值范圍1.0-1.2 接觸強(qiáng)度尺寸系數(shù)接觸強(qiáng)度尺寸系數(shù)ZX n 相比試件，尺寸增大導(dǎo)致材料強(qiáng)度降低的影響程 度，教材p87表2-18 齒輪傳動(dòng)的許用應(yīng)力（齒輪傳動(dòng)的許用應(yīng)力（1） 大小齒輪的許用接觸應(yīng)力分別計(jì)算，

29、 取小值進(jìn)行接觸強(qiáng)度計(jì)算 齒輪傳動(dòng)的許用應(yīng)力（齒輪傳動(dòng)的許用應(yīng)力（2） 許用齒根彎曲應(yīng)力許用齒根彎曲應(yīng)力FP或或F FP Flim YST YNT YVrelT YRrelT YX SFmin = 彎曲強(qiáng)度最小安全系數(shù)彎曲強(qiáng)度最小安全系數(shù) 實(shí)驗(yàn)齒輪的齒根彎曲疲勞極限實(shí)驗(yàn)齒輪的齒根彎曲疲勞極限 實(shí)驗(yàn)齒輪的應(yīng)力修正系數(shù)實(shí)驗(yàn)齒輪的應(yīng)力修正系數(shù) 彎曲強(qiáng)度計(jì)算的壽命系數(shù)彎曲強(qiáng)度計(jì)算的壽命系數(shù) 相對(duì)齒根圓角敏感系數(shù)相對(duì)齒根圓角敏感系數(shù) 相對(duì)齒根表面狀況系數(shù)相對(duì)齒根表面狀況系數(shù) 彎曲強(qiáng)度尺寸系數(shù)彎曲強(qiáng)度尺寸系數(shù) 與齒輪使用的可靠程度相關(guān)，與齒輪使用的可靠程度相關(guān)， 參照教材參照教材p83p83表表2-172

30、-17取值取值 齒輪傳動(dòng)的許用應(yīng)力（齒輪傳動(dòng)的許用應(yīng)力（2） 實(shí)驗(yàn)齒輪的彎曲疲勞極限實(shí)驗(yàn)齒輪的彎曲疲勞極限Flim n某種材料的齒輪，在特定試驗(yàn)條件下，經(jīng)長(zhǎng)期持續(xù)的 循環(huán)載荷作用（應(yīng)力循環(huán)次數(shù)3106），齒根保持不 破壞（失效概率為1）的極限應(yīng)力。 n主要影響因素包括：材料成分、力學(xué)性能、熱處理及 硬化層深度、毛坯結(jié)構(gòu)、殘余應(yīng)力等等。 n輪齒單向彎曲受載情況參照教材p88-90的圖2-28、圖 2-29、圖2-30 、圖2-31。圖中的ML、MQ、ME、 MX分別代表齒輪材料質(zhì)量和熱處理質(zhì)量的一般、中等、 高、特殊要求。 n對(duì)稱雙向彎曲受載情況乘以系數(shù)0.7；雙向運(yùn)轉(zhuǎn)情況的 系數(shù)大于0.7。

31、齒輪傳動(dòng)的許用應(yīng)力（齒輪傳動(dòng)的許用應(yīng)力（2） 彎曲強(qiáng)度計(jì)算的壽命系數(shù)彎曲強(qiáng)度計(jì)算的壽命系數(shù)YNT n實(shí)際循環(huán)次數(shù)下可承受的彎曲應(yīng)力值與持久 壽命條件循環(huán)次數(shù)NC下的疲勞極限應(yīng)力的比 例系數(shù)，與實(shí)際應(yīng)力循環(huán)次數(shù)和齒輪材料及 熱處理狀況有關(guān) n實(shí)際應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N60 n(轉(zhuǎn)速r/min) j(轉(zhuǎn)一周嚙合數(shù)) t(齒輪設(shè)計(jì)壽命h) n參照教材p91圖2-32取值 齒輪傳動(dòng)的許用應(yīng)力（齒輪傳動(dòng)的許用應(yīng)力（2） 彎曲強(qiáng)度計(jì)算的壽命系數(shù)彎曲強(qiáng)度計(jì)算的壽命系數(shù)YNT 齒輪傳動(dòng)的許用應(yīng)力（齒輪傳動(dòng)的許用應(yīng)力（2） 相對(duì)齒根圓角敏感系數(shù)相對(duì)齒根圓角敏感系數(shù)YVrelT n 材料、幾何尺寸等對(duì)齒根應(yīng)力敏感度的比例

32、系數(shù) n 一般取值1.0 n 齒根圓角處的粗糙度對(duì)彎曲應(yīng)力的影響 n 一般取值1.0 實(shí)驗(yàn)齒輪的應(yīng)力修正系數(shù)實(shí)驗(yàn)齒輪的應(yīng)力修正系數(shù)YST n取值2.0 相對(duì)齒根表面狀況系數(shù)相對(duì)齒根表面狀況系數(shù)YRrelT 齒輪傳動(dòng)的許用應(yīng)力（齒輪傳動(dòng)的許用應(yīng)力（2） 彎曲強(qiáng)度尺寸系數(shù)彎曲強(qiáng)度尺寸系數(shù)YX n與試件相比，尺寸的增大對(duì)材料強(qiáng)度降低的影響程度 n參照教材p91表2-33取值 齒輪傳動(dòng)的許用應(yīng)力（齒輪傳動(dòng)的許用應(yīng)力（2） 大小齒輪的許用彎曲應(yīng)力分別計(jì)算， 分別進(jìn)行各自的彎曲強(qiáng)度計(jì)算 F概述 F齒輪傳動(dòng)主要參數(shù)及其計(jì)算 F齒輪傳動(dòng)失效形式與計(jì)算準(zhǔn)則 F齒輪常用材料選擇與熱處理 F齒輪傳動(dòng)載荷與應(yīng)力 F齒

33、輪傳動(dòng)強(qiáng)度計(jì)算 F齒輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 第六節(jié)第六節(jié) 齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算概論齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算概論 n赫茲應(yīng)力是齒面接觸應(yīng)力的計(jì)算基礎(chǔ)，并用來(lái) 核算接觸強(qiáng)度 n齒面接觸疲勞強(qiáng)度的核算分簡(jiǎn)化計(jì)算方法（附 錄B）、常用計(jì)算方法（本章重點(diǎn)介紹）以及 精確計(jì)算方法（安全系數(shù)法） n齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算常采用節(jié)點(diǎn)的接觸應(yīng)力 進(jìn)行計(jì)算分析。強(qiáng)度條件為：大小齒輪在節(jié)點(diǎn) 處的計(jì)算接觸應(yīng)力H不大于較小的許用接觸應(yīng) 力HP 圓柱齒輪接觸應(yīng)力圓柱齒輪接觸應(yīng)力 兩圓柱體接觸時(shí)的接觸面尺寸和接觸應(yīng)力按照赫茲公式 計(jì)算。 F：接觸面受載 ：綜合曲率半徑 E：材料彈性模量 ：材料泊松比 L：接觸線總長(zhǎng)度 max22 12 12

34、 1 11 H F L EE r s mmp = - + 公式推導(dǎo)（公式推導(dǎo)（1） 121 11121 costan u du g rrraa = 1 22 d db L ZZ ee y = cos t n F FKFKg a = max22 12 12 1 11 H F L EE r s mmp = - + 圓柱齒輪接觸疲勞強(qiáng)度校核公式圓柱齒輪接觸疲勞強(qiáng)度校核公式 K = KA KV KH KH ：載荷系數(shù) Ft ：端面分度圓上名義圓周力 d1：小齒輪分度圓直徑 b： 工作寬度，一對(duì)齒輪中較小的齒寬 u：齒數(shù)比 222 121 12 121 11costan () t H KF u Z Z

35、dbu EE eb s mmaa p = - + g g 1 1 t EH KFu Z Z Z Z d bu eb =g 公式推導(dǎo)（公式推導(dǎo)（2） 1 1 2 t T F d = 1d bdy= 1 1 t HEHHP KFu Z Z Z Z d bu g eb ss = 1 3 1 21 HEHHP d K Tu Z Z Z Z du g eb ss y = 圓柱齒輪接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)公式圓柱齒輪接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)公式 d：齒寬系數(shù)，參照教材p75表2-14 ZH：節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù) ZE：彈性系數(shù) Z：齒面接觸強(qiáng)度計(jì)算的重合度系數(shù) Z：螺旋角系數(shù) 2 1 3 1 21 HE AVHH dHP Z Z

36、 Z Z T u dK K KK u eb ba ys 驏 桫 接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算中的系數(shù)接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算中的系數(shù) 節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)ZH 考慮節(jié)點(diǎn)處齒廓 曲率對(duì)接觸應(yīng)力 的影響。參照教 材p76圖2-18取 值。 2 2 costangaa 接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算中的系數(shù)接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算中的系數(shù) 彈性系數(shù)彈性系數(shù)ZE 考慮材料彈性模量和泊松比對(duì)接觸 應(yīng)力的影響。參照教材p77表2-15 取值。 22 12 12 1 11 () EE mm p - + 接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算中的系數(shù)接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算中的系數(shù) 考慮重合度對(duì) 單位齒寬載荷 的影響。 重合度系數(shù)重合度系數(shù)Z 接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算中的系數(shù)接觸疲勞

37、強(qiáng)度計(jì)算中的系數(shù) 考慮螺旋角造成的接觸線傾斜對(duì)接觸應(yīng)力的影響。 螺旋角系數(shù)螺旋角系數(shù)Z Z = cos 直齒圓錐齒輪的簡(jiǎn)化直齒圓錐齒輪的簡(jiǎn)化 為簡(jiǎn)化直齒錐齒輪傳動(dòng)的 強(qiáng)度計(jì)算，將一對(duì)直齒錐 齒輪傳動(dòng)轉(zhuǎn)化為一對(duì)當(dāng)量 直齒圓柱齒輪傳動(dòng)進(jìn)行強(qiáng) 度計(jì)算：用錐齒輪齒寬中 點(diǎn)處的當(dāng)量圓柱齒輪代替 該錐齒輪，其分度圓半徑 即為齒寬中點(diǎn)處的背錐母 線長(zhǎng)，模數(shù)即為中點(diǎn)的平 均模數(shù)mn ，法向力即為齒輪中點(diǎn)的合力Fn 。 設(shè)計(jì)公式設(shè)計(jì)公式 校核公式校核公式 直齒圓錐齒輪接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算直齒圓錐齒輪接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算 R：齒寬系數(shù)：齒寬系數(shù) d1：小齒輪大端分度圓直徑：小齒輪大端分度圓直徑 KKAKVKHKH：載荷系

38、數(shù)：載荷系數(shù) KA、KV、 KH分別參照分別參照p61表表2-7、p62圖圖2-6和和p63 表表2-8， KH參照參照p65表表2-9。 1 23 1 4.7 (10.5) HEHHP RR T Z Z ZK d u e ss yy = - 2 1 3 1 2 4.7 (10.5) HE AVHH RRHP TZ Z Z dK K KK u e ba yys 驏 -桫 齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算概論齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算概論 n載荷作用側(cè)的齒廓根部最大拉應(yīng)力作為名義齒根彎 曲應(yīng)力，經(jīng)系數(shù)修正后得到計(jì)算彎曲應(yīng)力，此為齒 根彎曲應(yīng)力的計(jì)算基礎(chǔ)，并用來(lái)核算彎曲強(qiáng)度 n齒根彎曲疲勞強(qiáng)度的核算分簡(jiǎn)化計(jì)算方法（

39、附錄 B）、常用計(jì)算方法（本章重點(diǎn)介紹）以及精確計(jì) 算方法（安全系數(shù)法） n齒根彎曲疲勞強(qiáng)度條件為：大小齒輪在齒根處的計(jì) 算彎曲應(yīng)力F均不大于相應(yīng)的許用彎曲應(yīng)力FP 假定：載荷作用于齒頂 危險(xiǎn)截面：作與輪齒對(duì)稱 中線夾角30度并與齒根 過(guò)渡曲線相切的切線。過(guò) 兩切點(diǎn)平行于齒輪軸線的 截面，即齒根危險(xiǎn)截面。 圓柱齒輪齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算依據(jù)圓柱齒輪齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算依據(jù) 圓柱齒輪名義齒根應(yīng)力計(jì)算圓柱齒輪名義齒根應(yīng)力計(jì)算 FH FnFn l FV s s Fn F F 法向力法向力F Fn n F FH H = F = Fn ncoscosF F（彎曲）彎曲） F Fv v = F = Fn n

40、sinsinF F（壓縮）壓縮） 222 2 6()cos 6cos6cos cos () cos 6 F HnFtFtt FFa l MF lFlFlFF m Y s bsWbsbsbmbm m a aa s a a = 圓柱齒輪齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核計(jì)算公圓柱齒輪齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核計(jì)算公 式式 t FSaFaSaFP n KFM KY Y YY Y Y Y Wbm 考慮應(yīng)力修正系數(shù)、重合度系數(shù)、螺旋角系數(shù)和載荷系 數(shù)的影響，得到圓柱齒輪齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核公式 1 1 2 t T F d = 1d bdy= 11 cos n m dz g b = 圓柱齒輪齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)計(jì)算公圓柱齒輪

41、齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)計(jì)算公 式式 2 1 2 1 2cos nFaSa dFP KT mY Y Y Y z 3 mn：法向模數(shù)：法向模數(shù) d：齒寬系數(shù)，參照教材：齒寬系數(shù)，參照教材p75表表2-14 z1：小齒輪齒數(shù)：小齒輪齒數(shù) YFa：齒形系數(shù)：齒形系數(shù) YSa：應(yīng)力修正系數(shù)：應(yīng)力修正系數(shù) Y：重合度系數(shù)：重合度系數(shù) Y：螺旋角系數(shù)：螺旋角系數(shù) 圓柱齒輪齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算系數(shù)圓柱齒輪齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算系數(shù) 齒形系數(shù)齒形系數(shù)Y YFa Fa YFa 考慮載荷作 用于齒頂時(shí)齒 形對(duì)彎曲應(yīng)力 的影響，取決 于輪齒的形狀 （齒數(shù)z和變位 系數(shù)x），而與 模數(shù)大小無(wú)關(guān)。 可由p80圖2- 20查得

42、。 圓柱齒輪齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算系數(shù)圓柱齒輪齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算系數(shù) 考慮齒根過(guò)渡 曲線處的應(yīng)力 集中效應(yīng)以及 彎曲應(yīng)力以外 其它應(yīng)力對(duì)齒 根應(yīng)力的影響。 可由p81圖2- 21查得。 應(yīng)力修正系數(shù)應(yīng)力修正系數(shù)Y YSa Sa 圓柱齒輪齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算系數(shù)圓柱齒輪齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算系數(shù) 重合度系數(shù)重合度系數(shù)Y Y 0.75 0.25Y 圓柱齒輪齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算系數(shù)圓柱齒輪齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算系數(shù) 考慮螺旋角造 成的接觸線傾 斜對(duì)齒根應(yīng)力 的影響?？捎?p82圖2-22查 得。 螺旋角系數(shù)螺旋角系數(shù)Y Y 圓錐齒輪齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算公式圓錐齒輪齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算公式 按照當(dāng)量圓柱齒

43、輪計(jì)算，然后轉(zhuǎn)為大端參數(shù) F 1 FaSa 2232 RR1 4.7 (10.5)1 KT Y Y Y z mu e yy = -+ FP s FaSa1 3 222 RR1 4.7 (10.5)1FP Y Y YKT m zu e s yy -+ 輪齒靜強(qiáng)度核算輪齒靜強(qiáng)度核算 當(dāng)齒輪工作可能出現(xiàn)短時(shí)間、少次數(shù)（小于NC）的超 過(guò)額定工況的大載荷（異常重載或重復(fù)性中等甚至嚴(yán)重 沖擊）時(shí)，可能引起齒面塑性變形或齒面破碎現(xiàn)象。嚴(yán) 重時(shí)還可能引起齒輪的整體塑性變形或折斷，需進(jìn)行靜 強(qiáng)度校核。 輪齒靜強(qiáng)度計(jì)算,一般為在疲勞強(qiáng)度計(jì)算基礎(chǔ)上的校核 計(jì)算，屬于驗(yàn)算性質(zhì)，故多采用驗(yàn)算公式形式 在計(jì)算工作應(yīng)力時(shí)

44、，載荷系數(shù)中不考慮使用系數(shù)。對(duì)于 起動(dòng)階段或低速工況下工作的齒輪，也不考慮動(dòng)載系數(shù)； 其次，疲勞強(qiáng)度計(jì)算公式中的轉(zhuǎn)矩要相應(yīng)代以過(guò)載時(shí)的 最大轉(zhuǎn)矩。 在齒輪的設(shè)計(jì)壽命期內(nèi)，對(duì)于較大的非經(jīng)常性的短時(shí)過(guò) 載只需要校核輪齒材料的抗屈服能力。 F概述 F齒輪傳動(dòng)主要參數(shù)及其計(jì)算 F齒輪傳動(dòng)失效形式與計(jì)算準(zhǔn)則 F齒輪常用材料選擇與熱處理 F齒輪傳動(dòng)載荷與應(yīng)力 F齒輪傳動(dòng)強(qiáng)度計(jì)算 F齒輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 第七節(jié)第七節(jié) 齒輪傳動(dòng)的效率齒輪傳動(dòng)的效率 123 hh h h= 1是考慮齒輪嚙合損失的效率；2是考慮攪油損失的 效率；3是軸承的效率。 齒輪傳動(dòng)的潤(rùn)滑齒輪傳動(dòng)的潤(rùn)滑 輪齒嚙合時(shí)，由于齒面間存在相對(duì)滑動(dòng)而發(fā)生摩擦

45、磨損。故在齒輪 傳動(dòng)中潤(rùn)滑是非常必要的。主要方式包括： （1）閉式齒輪傳動(dòng)，當(dāng)齒輪的圓周速度v15 m/s時(shí)，常將大齒輪的 輪齒浸入油池采用油浴潤(rùn)滑。為了減少齒輪的攪油阻力和潤(rùn)滑油的溫 升，齒輪浸入油中的深度，一般不超過(guò)一個(gè)齒高（但不少于10mm）， 最大浸油深度不應(yīng)超過(guò)大齒輪半徑的1/3。對(duì)于錐齒輪，浸油深度至 少為齒寬b的一半，或至整個(gè)齒寬。 （2）當(dāng)齒輪圓周速度v15 m/s時(shí)，應(yīng)采用噴油潤(rùn)滑。 齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 輪轂輪轂 輪輻輪輻輪緣輪緣 齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 當(dāng)齒輪的直徑當(dāng)齒輪的直徑d da a=500mm=500mm時(shí)采用鍛造齒輪。時(shí)采用鍛造齒輪。 e1.6me

46、1.6m時(shí)，將齒輪與軸做成一體，稱為齒輪軸。時(shí)，將齒輪與軸做成一體，稱為齒輪軸。 齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 當(dāng)當(dāng)d da a=180 mm =180 mm 時(shí)，齒輪做成實(shí)心結(jié)構(gòu)。時(shí)，齒輪做成實(shí)心結(jié)構(gòu)。 齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 當(dāng)當(dāng)180180 = = d da a=500mm=500mm=500mm時(shí)，齒輪鍛造困難，采用鑄造的時(shí)，齒輪鍛造困難，采用鑄造的 輪輻式結(jié)構(gòu)。輪輻式結(jié)構(gòu)。 齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)作業(yè)習(xí)題齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)作業(yè)習(xí)題 218 設(shè)計(jì)步驟設(shè)計(jì)步驟 設(shè)計(jì)內(nèi)容設(shè)計(jì)內(nèi)容 設(shè)計(jì)依據(jù)設(shè)計(jì)依據(jù) 設(shè)計(jì)結(jié)果設(shè)計(jì)結(jié)果 215 Each machine consists in principle of three basic parts: a motor or another prime mover (that sets the machine in motion), an actuating mec