齿轮接触强度与弯曲强度.doc

1. 齿轮接触强度计算1.1齿轮接触的计算应力 式中：工况系数；动载系数；接触强度的端面载荷分配系数；齿向载荷分布系数；节点域系数；弹性系数；一重合度系数； 1.1.1 工况系数由于齿轮的载荷特性为工作稳定状况下，故取工况系数为=1.0.1.1.2 动载系数由于 =15.96m/s齿轮重合度再根据机械设计手册图8-32与8.33得；)=1.48-0.44(1.48-1.22)=1.361.1.3 端面载荷分配系数查表8-120得其中查图8-34为0.865.1.1.4 齿向载荷分布系数查图8.35可得=1.13.1.1.5 节点域系数式中：为端面分度圆压力角；为基圆螺旋角； 为端面啮合角；经计算最后得到=2.254 1.1.6 弹性系数带入各值后，得=189.87。1.1.7 重合度系数与1.13的分母约去，不需考虑。最后得到理论接触应力为：1.2 接触疲劳极限式中： 表示计算齿轮的接触疲劳极限； 表示试验齿轮的接触疲劳极限； 表示接触强度的寿命系数； 表示润滑剂系数； 表示速度系数； 表示光洁度系数； 表示工作硬化系数。1.2.1 试验齿轮的接触疲劳极限由手册中图8-38d查得=1690MPa。1.2.2 接触强度的寿命系数查表8-123得，取。1.2.3 润滑剂系数取，由图8-40查得=1.1.2.4 速度系数由图8-41，按V=1米/秒和查得。1.2.5 光洁度系数由图8-42，按、a=253.1mm、查得=0.92.1.2.6 工作硬化系数大、小齿轮都是硬齿面，=1.计算齿轮的接触疲劳极限：1.3 许用接触应力查表8-121得最小安全系数=1.1，则：2 齿轮弯曲强度计算2.1 齿轮弯曲的计算应力式中：工况系数；动载系数；弯曲强度的端面载荷分配系数；齿向载荷分布系数；齿形系数；弯曲强度的重合度系数；螺旋角系数；2.1.1 弯曲强度的端面载荷分配系数由表8-120查得：其中查图8-34为0.895.2.1.2 齿形系数查渐开线圆柱齿轮承载能力计算方法图18c，当=24.49，。2.1.3 弯曲强度的重合度系数由于端面载荷分配系数中含有，可以与之约去，故不需要知道具体值。2.1.4 螺旋角系数由机械手册中图8-46，根据，查得。最后得到理论弯曲应力：2.2 齿轮弯曲疲劳极限式中： 表示计算齿轮的弯曲疲劳极限； 表示试验齿轮的弯曲疲劳极限；表示弯曲强度的寿命系数；表示应力集中系数；表示尺寸系数。2.2.1 试验齿轮的弯曲疲劳极限查图8-47d，得=535MPa。2.2.2 弯曲强度的寿命系数查表8-124，根据，取。2.2.3 应力集中系数查图8-49，根据=24，x=0；=53，x=0.查得；=1.18。2.2.4 尺寸系数查图8-50，根据=6.35，查得=0.99.最后得弯曲疲劳极限2.3 许用弯曲应力查表8-121得最小安全系数=1.25（具有较高的可靠性），则：3 齿轮接触有限元分析结果由于齿轮接触的重合度小于2,为了减少计算内存,只取相互接触的三个齿分析,模型如下图所示。齿轮接触简化模型图经网格划分后，有限元模型如图所示。施加4153632Nmm转矩，并设置摩擦系数f=0.05，刚度系数K=1。最后计算得到接触应力云纹图与弯曲应力图如图所示。接触应力云