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专业外语资料翻译直齿圆柱齿轮与斜齿轮机械-04班赵剑飞20090520312012-6-1514章 直齿圆柱齿轮和斜齿轮14-1 Lewis弯曲方程 89814-2 表面耐磨性 90714-3 AGMA应力方程 90914-4 AGMA强度方程 91014-5 几何系数I和J（Z1和Y1）91514-6 弹性系数Cp（ZE） 92014-7 动载系数Kv 92014-8 过载系数KO 92214-9 表面条件系数 92214-10 尺寸系数 Ks 92314-11 载荷分布系数Km或KH 92314-12 硬度比例系数CH 924 14-13载荷循环系数YN和ZN 92614-14 可靠性系数 KR和YZ 92714-15 温度系数 KT和Y 92814-16 边缘厚度系数 KB 92814-17 安全系数SF和SH 92914-18 分析 92914-19 轮齿啮合的合理估计 94014-20轮齿啮合设计 942Bending failure of the teeth轮齿的弯曲失效 pitting failure of tooth surface齿面点蚀失效在这章我们专门分析和设计直齿圆柱齿轮和斜齿齿轮如何避免轮齿弯曲失效与齿面点蚀失效的影响。occur发生 equals or exceeds 大于等于 yield strength 屈服强度 bending endurance strength抗弯强度当轮齿应力大于等于屈服强度或抗弯强度时，将发生轮齿弯曲失效。当齿面应力大于等于接触疲劳强度时，发生齿面失效。present描述 a little of the history of the analysis 少量的分析过程 current methodology developed这两部分是当前方法学发展的分析过程，这也是它发展中的一小部分。从而一个还很初级的想法被引入其中。Applications of fundamentals基本应用原则 在书的第一部分阐述过这些应用的基本原则。Appreciate领会 protocol协议，礼仪 address处理 complicated circumstance复杂情况 由于已经介绍了AGMA方法学，读者可以领会这些原则是如何被编写成规则，并有能力处理更多的负责情况。AGMA 美国齿轮制造商协会 responsible散播 pertaining归属美国齿轮制造商协会已在保护齿轮设计制造的归属权上负责多年。Present提出 in general总体上看 wear耐久性该组织提出的这种主要考虑强度和耐久性的方法普遍应用到美国各州。从这个观点上看，学习AGMA提出的方法是非常重要的。一般的AGMA方法需要大量图标这里在本书中作为单独一章。我们在书中对选择单一压力角和单独使用全齿身齿轮的部分做了删减fication词缀化 complexity复杂性 prevent妨碍 development形成这样降低了它的复杂性但并没有妨碍理解这种方法的形成。Furthermore而且，此外 ideal理想的 constitute建立，形成这种简化使基本原理更好的发展成为可能，因此应对AGMA方法建立一个理想数学模型。Elementary基本的 14-1节和14-2节都是基础章节，提供AGMA方法的基础习题表14-1是AGMA中中主要的名词符号。表14-1符号名称出处b最小单元面的净宽式14-16Ce啮合线校正系数式14-35Cf表面工况系数式14-16CH硬度比系数式14-18Cma啮合线系数式14-34Cmc载荷校正系数式14-3Cmf齿面载荷分布系数式14-30Cp弹性系数式14-13Cpf小齿轮比例系数式14-32Cpm小齿轮比例修正式14-33d小齿轮运转节圆半径式14-1dp小齿轮节圆式14-22dG大齿轮节圆半径式14-22E弹性模量式14-10F最小单元净表面宽式14-15fp小齿轮表面光洁度式14-13H功率图14-17HB布氏硬度例14-3HBG大齿轮布氏硬度14-12节HBP小齿轮布氏硬度14-12节hp马力例14-1hf齿根高14-16节I抗点蚀几何系数式14-16J弯曲强度几何系数式14-15K（抗点蚀）接触载荷系数式7-72KB边缘厚度系数式14-40Kf疲劳应力书式14-9Km载荷分布系数式14-30KO过载系数式14-15KR安全系数式14-17KS尺寸系数14-10节KT温度系数式14-17KV动态系数式14-17m米制模数式14-15mB辅助系数式14-34mG齿轮系数（1）式14-22mN载荷分担系数式14-21N应力循环系数图14-14NG大齿轮齿数式14-22NP小齿轮齿数式14-22n转速例14-1nP小齿轮转速例14-4P节圆直径式14-2Pd小齿轮节圆直径式14-15PN一般基准节圆式14-24Pn普通循环节圆式14-24PX轴式14-19QV精确传递级数式14-29R安全可靠性式14-38Ra粗糙度平方根图14-13rf轮齿圆角半径图14-1rG大齿轮圆角半径标准*因为ANSI/AGMA2001-C95提供了一些新的重要数据，这些汇总和参考提供给大家使用，直到读者的专业水平得到提高。14-1 Lewis 弯曲方程 estimate判断 stress应力enter into构成的一部分，分担formulation公式 announce发展Wilfred Lewis引入了判断齿轮上弯曲应力方程并作为公式的一部分。这个在1892年提出的方程至今仍是齿轮设计的基础。Derive 推导出 refer to 参考 cantilever悬臂梁 cross-sectional 截面的Dimensions 尺寸 uniformly 均匀的 distribute 分布Lewis基本方程的到处参见图14-1a，图中是悬臂梁的界面尺寸F和t，长度l，载荷Wt，载荷分布宽度为F端面模数I/c是Ft2/6，因此=MI/c=6WtlFt2 (a)denote 意思为 components（组）成（部）分齿轮设计者为齿轮力的各个组成命名为Wt，Wr，Wa或Wt，Wr Notation记法 subscript下角标 essential 必不可少的 diagram任何两个字母的组合Wa为可交换的。后者的记法的下角标为两个字母的任意组合留下必要的空间。例如，齿轮2和3为相互啮合，W23t是齿轮2在齿轮3上的传递力，W32t是齿轮3在齿轮2上的传递力。Reduction speed reducers减速器例如当减速器有两到三个齿轮工作时，使用该记法使结构紧凑，让读者思路清晰。Rarely难得 components分力 exponent指数式中该分力运用指数形式，这是因为指数形式不复杂Express表达如果必要，会用Bythagrean组合或三角学关系来避免这种情况。参考图14-1b，我们假定齿轮上的最大应力发生在点a，由相似三角形得t/2x=lt/2或x=t24l (b)整理并带入a式=6WtlFt2=WtF1t26l=WtF1t24l146 (c)numerator分子 denominator分母如果我们用b式中的x值替代c式，分子分母同乘节圆p，可得=WtpF(23)xp (d)letting令令y=23/3p,有=WtFpy (14-1)digital computation数值计算这就是Lewis方程的形成过程，系数y为Lewis系数，这可由轮齿的作图法或数值计算得到在应用这个方程时，大多数工程师愿意用节圆直径确定该应力。基圆直径可由P=/p和Y=y确定由此，得=WtPFY (14-2)其中Y=2xP3 (14-3)等式Y的应用必须由唯一的轮齿弯曲应力确定Compress压缩 due to 归于 radical径向 neglect忽略该化简是忽略了径向分力，式中y的值见表14-2表14-2 Lewis系数值Y，（这些数值均在压力角20，齿全高，单位节圆直径，平面旋转的情况下测得。）齿数Y120.245130.261140.277150.290160.296170.303180.309190.314200.322210.328220.331240.337260.346280.353300.359340.371380.384430.397500.409600.422750.4351000.4471500.4603000.4724000.480其余0.485Exert 施加 tip 顶端式14-3的运用也意味着齿轮不承担该载荷，施加在齿定的力最大。Somewhat greater than 略大于我们知道重合度应该略大于单位一，大约为1.5时性能最好Sufficient accuracy 足够的精度事实上，如果两齿轮相切有足够的精度，齿顶受载的情况并不是最坏的，因为当这种情况发生时，另一对齿轮就会接触。齿轮磨合的最大重载发生在齿轮中心附近，因此最大应力可能发生在两齿轮满载时，另一对齿轮接触的边缘。动力影响AGMA标准ANSI/AGMA2110-C95和2101-C95中又这列注意事项：Reciprocal相互作用动力系数Kv的规定是由AGMA标准限定，现在标准里Kv大于1.0，而以前的AGMA标准Kv小于1.0。Publish 发表，公开 transition过渡 period时期 appropriately适当的 confusion 混淆这本书出版在技术的过渡时期，许多信息都基于至今仍在使用的早期的标准，我们在所有方程中将要用到的符号Kv都使用其新含义，以便减少混淆。Driven n从动轮 a协动 moderate 适度的 generate造成 certain 不可避免的一对齿轮以高速运转并伴有噪声，这在动态作用中式不可避免的。Test 测试 destruction 破坏，消灭在测试中一些齿轮以啮合且零速度受载的方式破坏，余下的齿轮在节线上施加不同的速度知道损坏。例如，一对齿轮以500lbf的切应力失灵和以V1速度，250lbf的切应力失灵，则齿轮速度V1被规定为速度系数，记Kv。Identical 同一的 assume假定 tangential正切的同样的，以节线速度V1运转的齿轮副可以假定有两个载荷方程，正切载荷和传递载荷。在19世纪，Carl G Barth首先提出速度因数Kv=600+v600(浇注成型) (14-4a)Kv=1200+v1200(铣削成型) (14-4b)Quiet完全 conduct实施(方式) cycloidal圆形的 involute 摆线 profile 齿廓V为每分钟节线速度。这完全有可能是在该实验的年代，轮齿是摆线齿廓而不是渐开线齿廓。摆线齿廓在19世纪很普遍，因为它比渐开线齿轮更容易被制造出来，式(14-4a)被称为Barth方程。由于切削或铣削轮齿，Barth方程经常写成式(14-4b)。接下来说明AGMAKv=50+V50(浇注成型) (14-5a)Kv=78+V78(铣削成型) (14-5b)untis单位制在SI单位制中，式(14-4a)通过(14-5b)得Kv=3.05+v3.05(浇注成型) (14-6a)Kv=6.1+v6.1(铣削成型) (14-6b)Kv=3.56+V3.56(浇注成型) (14-6c)Kv=5.56+V5.56(铣削成型) (14-6d)V的单位是米每秒(m/s)把速度系数带入式(14-2)得=KvWtPFY (14-7)该方程以米制形式写出为=KvWtFmY (14-8)表面宽度F和模数m都是一毫米为单位(mm)，载荷Wt的正切分力的单位是牛顿(N)所以应力的单位是(MPa)。一般来说，直齿圆柱齿轮的表面宽度是节圆P的1/3到1/5，式14-7和式14-8很重要，因为这两个式子都是基于AGMA方法求得轮齿的弯曲应力。当寿命和可靠性不重点考虑时，这两个等式通常用作判断轮齿传动的最大限度。Preliminary初步判断这两个方程在对不同用途的齿轮尺寸的初步判断是非常有用的。例14-1 一直齿圆柱齿轮的节圆半径为每英寸8齿，轮齿接触面1.5英寸，共16个齿，压力角20，全齿深齿轮，材料为AISI钢1020轧制，设计系数选用nd=3相配的齿轮输出马力1200转/每分钟，一般工况。解： 术语一般工况的含义是一屈服强度作为失效标准的，从表E-20，可得Sut=55kpsi；Sy=30kpsi，设计系数3的含义为许可弯曲应力为30/3=10kpsi