齒輪的載荷系數(shù)解析PPT學(xué)習(xí)教案

1、齒輪的載荷系數(shù)解析 是考慮齒輪嚙合過(guò)程中由于外部因素（載荷變動(dòng)、沖擊、過(guò)載等）引起的附加動(dòng)載荷對(duì)齒輪承載能力影響的系數(shù)。 與原動(dòng)機(jī)和工作機(jī)的特性、聯(lián)軸器的緩沖性能、回轉(zhuǎn)質(zhì)量的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量以及機(jī)器的運(yùn)轉(zhuǎn)情況等有關(guān)。 如果條件允許的話(huà)，應(yīng)通過(guò)精確測(cè)量或?qū)ο到y(tǒng)進(jìn)行分析來(lái)確定。使用系數(shù)AK第1頁(yè)/共14頁(yè)注：1 對(duì)于增速傳動(dòng)，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)建議取上表值的1.1倍。2 當(dāng)外部機(jī)械與齒輪裝置之間撓性聯(lián)接時(shí)，通常KA值可適當(dāng)減小第2頁(yè)/共14頁(yè)齒輪制造及裝配的誤差，輪齒受載后產(chǎn)生的彈性變形，將使嚙合輪齒的法向齒距Pb1與Pb2不相等（見(jiàn)下圖），因而輪齒就不能正確嚙合傳動(dòng)，齒輪傳動(dòng)瞬時(shí)傳動(dòng)比就不是定值，就會(huì)產(chǎn)生角加速度

2、，于是引起動(dòng)載荷或沖擊。 是考慮齒輪在嚙合過(guò)程中因其制造精度和運(yùn)轉(zhuǎn)速度而引起的內(nèi)部附加動(dòng)載荷影響的系數(shù)。 對(duì)于直齒輪傳動(dòng)，由雙對(duì)齒嚙合過(guò)渡到單對(duì)齒嚙合，或是由單對(duì)齒嚙合過(guò)渡到雙對(duì)齒嚙合的期間，嚙合齒對(duì)的剛度變化，也要起動(dòng)載荷。動(dòng)載系數(shù)動(dòng)載系數(shù) vKVK第3頁(yè)/共14頁(yè)影響因數(shù) 主要因素有：基圓齒距（基節(jié)）偏差、齒形誤差、圓周速度、大小齒輪的質(zhì)量、輪齒的嚙合剛度及其在嚙合過(guò)程中的變化、載荷、軸及軸承的剛度、齒輪系統(tǒng)的阻尼特性等。其中：齒輪的制造精度和圓周速度對(duì)動(dòng)載荷系數(shù)影響最大，精度越低，基圓齒距誤差和齒形誤差就越大。為了減小動(dòng)載荷，對(duì)于重要的齒輪可采用齒頂修緣，即對(duì)齒頂一小部分漸開(kāi)線(xiàn)齒廓適量修

3、削。注意，若修緣量過(guò)大，不僅重合度會(huì)減小，動(dòng)載荷也不一定就相對(duì)減少。 第4頁(yè)/共14頁(yè) 對(duì)于一般齒輪傳動(dòng)強(qiáng)度計(jì)算，動(dòng)載荷系數(shù) 可根據(jù)下圖查取，或按標(biāo)準(zhǔn)GB/T 3480-1997所推薦的方法確定。vK 另：若為直齒錐齒輪傳動(dòng)，應(yīng)按圖中低一級(jí)的精度及其平均分度圓處的圓周速度 在圖中查取值 。vKmv第5頁(yè)/共14頁(yè)齒寬方向載荷分布不均的現(xiàn)象：一對(duì)齒輪在受載前，軸無(wú)彎曲變形，齒輪嚙合正常，兩個(gè)節(jié)圓柱剛好相切。受載后，齒輪、軸、箱體和基座的制造和安裝誤差與受力后的變形都會(huì)使載荷沿齒寬方向分布不均。此外，軸與齒輪的扭矩變形也會(huì)引起載荷沿接觸線(xiàn)分布不均。定義：齒向載荷分布系數(shù)K是考慮沿齒寬方向載荷分布不

4、均勻?qū)X輪強(qiáng)度影響的系數(shù)。K的實(shí)質(zhì)是一單位齒寬上的最大載荷Wmax作為設(shè)計(jì)依據(jù)，從而避免因載荷集中而導(dǎo)致輪齒的強(qiáng)度破壞。齒向載荷分布系數(shù)K第6頁(yè)/共14頁(yè) 可分為：影響齒面接觸強(qiáng)度的系數(shù) 影響齒根彎曲強(qiáng)度的系數(shù) 影響齒向載荷分布系數(shù)的因素主要有： 1.齒輪和箱體的制造和安裝誤差； 2.齒輪、軸、支承座和箱體的剛度； 3.軸承間隙及變形，磨合效果，熱膨脹和熱變形； 4.齒寬及齒面硬度（P90）； 5.齒輪布置形式。HKFKK第7頁(yè)/共14頁(yè) 一、影響齒面接觸強(qiáng)度的系數(shù) 是單位齒寬上的最大載荷與平均載荷之比H=Wmax/Wav 式中 Wmax單位齒寬上的最大載荷，N/mm Wav單位齒寬上的平均載

5、荷，N/mm 其中 Wav=KA Kv Ft/b (請(qǐng)自動(dòng)忽略) 式中 KA使用系數(shù) Kv動(dòng)載系數(shù) Ft分度圓上的圓周力，N b 齒寬，mmHKHK第8頁(yè)/共14頁(yè) KH計(jì)算的簡(jiǎn)化公式（表4-5）對(duì)于一般圓柱齒輪傳動(dòng)的齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算用的齒向載荷分布系數(shù)KH 值可根據(jù)齒輪在軸上布置形式、齒輪的精度等級(jí)、齒寬b及齒寬系數(shù)d （=b/d）從表查取。由計(jì)算公式可知，在A、B、C、b、d1的值確定的情況下，懸臂支承的KH最大，對(duì)稱(chēng)支承最小。第9頁(yè)/共14頁(yè) 二、影響齒根彎曲強(qiáng)度的系數(shù)定義式 =Mmax/Mav式中Mmax單位齒寬齒根處的最大彎矩 Mav 單位齒寬齒根處的平均彎矩實(shí)際應(yīng)用中，為簡(jiǎn)化計(jì)

6、算與方便使用，齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算用的齒向載荷分布系數(shù)KF 值可根據(jù) 值、齒寬與齒高比（b/h）按右圖（圖4-16）查取。其中，b/h應(yīng)取大、小齒輪中的小值。FKFKHK第10頁(yè)/共14頁(yè) 改善齒向載荷分布狀態(tài)的措施：1）適當(dāng)提高零件的制造和安裝精度；2）增大軸、軸承及其支座的剛度，合理布置齒輪在軸上的位置（盡可能采用對(duì)稱(chēng)支承，避免懸臂支承形式）；3）將一對(duì)齒輪中的一個(gè)齒輪做成鼓形齒；4）輪齒的螺旋角修形；5）齒輪最好布置在遠(yuǎn)離轉(zhuǎn)矩輸入端的位置。第11頁(yè)/共14頁(yè)4.齒間載荷分配系數(shù)K K是考慮同時(shí)嚙合的各對(duì)輪齒間載荷分配不均的影響系數(shù)。在齒面接觸強(qiáng)度計(jì)算中記為 ,在輪齒彎曲強(qiáng)度計(jì)算中記為 引入原因：實(shí)際的齒輪嚙合中，由于輪齒受載后的輪齒變形、輪齒制造誤差（特別是基圓齒距誤差）、齒廓修形量及跑合量等多種因素的影響，總載荷在各對(duì)齒之間的分配不均勻，強(qiáng)度計(jì)算時(shí)應(yīng)當(dāng)按較大值計(jì)算。 HKFK第12頁(yè)/共14頁(yè)本書(shū)中介紹的齒輪傳動(dòng)計(jì)算方法只適用于一般精度及低速齒輪傳動(dòng)，故不需作精確計(jì)算的直齒輪和 3030的斜齒圓柱齒輪的傳動(dòng)的KK值可查下表。1.對(duì)于硬齒面和軟齒面相嚙合小齒輪精度等不同時(shí)的齒輪副，ka取其平均值，若大，則按精度