机械设计第八版第十章齿轮传动课件

1、第十章 齿轮传动10-2 齿轮传动的失效形式及设计准则 10-3 齿轮材料及选用原则 10-6 齿轮传动的设计参数、许用应力与精度选择 10-4 齿轮传动的计算载荷 10-5 标准直齿圆柱齿轮传动的强度计算 10-8 标准圆锥齿轮传动的强度计算 10-9 齿轮的结构设计 10-10 齿轮传动的润滑 10-1 概述10-7 标准斜齿圆柱齿轮传动的强度计算 内容提要东莞理工学院专用1一、作用： 不仅用来传递运动、而且还要传递动力。二、要求： 运转平稳、足够的承载能力。三、分类开式传动 10-1 概述 半开式传动闭式传动按类型分按装置型式分按使用情况分软齿面齿轮（齿面硬度350HBS） 直齿圆柱齿轮

2、传动斜齿圆柱齿轮传动锥齿轮传动人字齿轮传动动力齿轮 传动齿轮 按齿面硬度分硬齿面齿轮（齿面硬度350HBS） 东莞理工学院专用2四、齿轮传动的特点： 传动效率高可达99； 结构紧凑; 工作可靠，寿命长； 传动比稳定; 制造及安装精度要求高，价格较贵。学习本章的目的 本章学习的根本目的是掌握齿轮传动的设计方法，也就是要能够根据齿轮工作条件的要求，能设计出传动可靠的齿轮。设计齿轮-设计确定齿轮的主要参数以及结构形式。主要参数有：模数m、齿数z、螺旋角以及压力角a、 齿高系数h*a、径向间隙系数c*。东莞理工学院专用310-2 齿轮传动的失效形式及设计准则 轮齿折断一、轮齿的失效形式 失效形式闭式硬

3、齿面、脆性材料齿轮传动的主要破坏形式发生部位:齿根东莞理工学院专用4提高轮齿抗折断能力的措施：1）增大齿根过渡圆角半径，消除加工刀痕，减小齿根应力集中； 2）增大轴及支承的刚度，使轮齿接触线上受载较为均匀； 3）采用合适的热处理，使轮齿芯部材料具有足够的韧性； 4）采用喷丸、滚压等工艺，对齿根表层进行强化处理。 东莞理工学院专用5齿面点蚀10-2 轮齿的失效形式及设计准则 轮齿折断失效形式一、轮齿的失效形式 提高轮齿抗点蚀能力的措施：1）限制齿面接触应力；2）提高齿面硬度，减小齿面表面粗糙度值；3）采用粘度高的润滑油及适宜的添加剂。齿面点蚀闭式软齿面齿轮传动的主要破坏形式。发生部位：一般首先出

4、现在齿根表面靠近节线处。东莞理工学院专用6齿面点蚀齿面胶合措施： 1.提高齿面硬度2.减小齿面粗糙度3.增加润滑油粘度4.加抗胶合添加剂10-2 齿轮传动的失效形式及设计准则 轮齿折断失效形式一、轮齿的失效形式 高速重载、低速重载闭式传动的主要破坏形式。东莞理工学院专用7齿面胶合齿面磨损措施：1.减小齿面粗糙度2.改善润滑条件，清洁环境磨粒磨损跑合磨损跑合磨损、磨粒磨损。齿面点蚀10-2 齿轮传动的失效形式及设计准则 轮齿折断失效形式一、轮齿的失效形式 3.提高齿面硬度开式齿轮传动易发生磨粒磨损。东莞理工学院专用8从动齿主动齿从动齿主动齿从动齿主动齿从动齿主动齿齿面胶合齿面磨损齿面点蚀10-2

5、齿轮传动的失效形式及设计准则 轮齿折断失效形式齿面塑性变形一、轮齿的失效形式 表面凸出表面凹低速重载软齿面闭式传动的主要破坏形式。东莞理工学院专用9措施：1.提高齿面硬度2.改善润滑条件（高粘度）3.减小齿面粗糙度东莞理工学院专用10折断:疲劳折断过载折断全齿折断(齿根)(直齿)局部折断(斜齿受载不均)H反复裂纹扩展麻点状脱落靠近节线的齿根表面 齿面胶合:齿面磨粒磨损:磨粒磨损齿形破坏齿面塑性变形:齿面沿摩擦力方向塑性变形 主凹、从凸齿面点蚀:齿面失效 *闭式传动 *开式传动 *闭式高速重载传动软齿面硬齿面齿面点蚀轮齿折断齿面磨粒磨损齿面胶合*低速重载软齿面齿面塑性变形各种场合的主要失效形式小

6、结：润滑失效表面粘连沿运动方向撕裂东莞理工学院专用11东莞理工学院专用12二、齿轮的设计准则 保证足够的齿根弯曲疲劳强度，以免发生齿根折断。保证足够的齿面接触疲劳强度，以免发生齿面点蚀。由工程实践得知（常用的计算方法）：对高速重载齿轮传动，除以上两设计准则外，还应 按齿面抗胶合能力的准则进行设计。 硬齿面(折断):以齿面接触疲劳强度设计为主(先求d1) 再校核齿根弯曲疲劳强度以齿根弯曲疲劳强度设计为主(先求m ) 再校核齿面接触疲劳强度按弯曲疲劳强度设计(求m ) 考虑磨损将 m适当增大软齿面(点蚀): 开式传动: (磨损)闭式传动大功率齿轮传动散热计算东莞理工学院专用13一、对齿轮材料性能的

7、要求 齿轮的齿体应有较高的抗折断能力，齿面应有较强的抗点蚀、抗磨损和较高的抗胶合能力，即要求：齿面硬、芯部韧。 10-3 齿轮材料及选用准则 常用齿轮材料锻钢 铸钢 铸铁常作为低速、轻载、不太重要的场合的齿轮材料；适用于高速、轻载、且要求降低噪声的场合。 非金属材料 二、常用齿轮材料 钢材的韧性好，耐冲击，通过热处理和化学处理可改善材料的机械性能，最适于用来制造齿轮。 耐磨性及强度较好，常用于大尺寸齿轮。含碳量为(0.150.6)%的碳素钢或合金钢。一般用齿轮用碳素钢，重要齿轮用合金钢。东莞理工学院专用14表10-1 常用齿轮材料及其机械性能 材料牌号 热处理方法 强度极限 屈服极限 硬度 (

8、HBS)B / MPa S / MPa 齿芯部 齿面HT250 250 170241 HT300 300 187255 HT350 350 197269 QT500-5 500 147241 QT600-2 600 229302 ZG310-570 常化 580 320 156217 ZG340-640 650 350 169229 45 580 290 162217 45 217255 4050HRC 40Cr 241286 4855HRC 调质后表面淬火东莞理工学院专用15续表10-1 常用齿轮材料及其机械性能 材料牌号 热处理方法 强度极限 屈服极限 硬度 (HBS)B / MPa S

9、/ MPa 齿芯部 齿面ZG340640 700 380 241269 45 650 360 217255 30CrMnSi 1100 900 310360 35SiMn 750 450 217269 38SiMnMo 700 550 217269 40Cr 700 500 241286 20Cr 650 400 300 20CrMnTi 1100 850 300 12Cr2Ni4 1100 850 320 35CrAlA 950 750 255321 85HV 渗碳后淬火调质20Cr2Ni4 1200 1100 350 38CrMnAlA 1000 850 255321 85HV 夹布胶木

10、100 2535 调质后氮化(氮化层0.30.5)东莞理工学院专用16热处理方法表面淬火渗碳淬火调质正火渗氮 一般用于中碳钢和中碳合金钢，如45、40Cr等。表面淬火后轮齿变形小，可不磨齿，硬度可达5256HRC，面硬芯软，能承受一定冲击载荷。1.表面淬火-高频淬火、火焰淬火三、齿轮材料的热处理和化学处理 2. 渗碳淬火 渗碳钢为含碳量0.150.25%的低碳钢和低碳合金钢，如20、20Cr等。齿面硬度达5662HRC，齿面接触强度高，耐磨性好，齿芯韧性高。常用于受冲击载荷的重要传动。通常渗碳淬火后要磨齿。东莞理工学院专用17 调质一般用于中碳钢和中碳合金钢，如45、40Cr、35SiMn等。

11、调质处理后齿面硬度为：220260HBS 。因为硬度不高，故可在热处理后精切齿形，且在使用中易于跑合。3.调质4. 正火 正火能消除内应力、细化晶粒、改善力学性能和切削性能。机械强度要求不高的齿轮可用中碳钢正火处理。大直径的齿轮可用铸钢正火处理。 渗氮是一种化学处理。渗氮后齿面硬度可达6062HRC。氮化处理温度低，轮齿变形小，适用于难以磨齿的场合，如内齿轮。材料为：38CrMoAlA.5. 渗氮东莞理工学院专用18总结：特点及应用 调质、正火处理后的硬度低，HBS 350，属软齿面，工艺简单、用于一般传动。当大小齿轮都是软齿面时，因小轮齿根薄，弯曲强度低，故在选材和热处理时，小轮比大轮硬度高

12、: 3050HBS 表面淬火、渗碳淬火、渗氮处理后齿面硬度高，属硬齿面。其承载能力高，但一般需要磨齿。常用于结构紧凑的场合。东莞理工学院专用19四、齿轮材料选用的基本原则 1) 齿轮材料必须满足工作条件的要求，如强度、寿 命、可靠性、经济性等； 2)应考虑齿轮尺寸大小，毛坯成型方法及热处理和 制造工艺； 3)正火碳钢，只能用于制作在载荷平稳或轻度冲击 下工作的齿轮；调质碳钢可用于在中等冲击载荷 下工作的齿轮； 6)钢制软齿面齿轮，其配对两轮齿面的硬度差应保 持在3050HBS或更多。 4)合金钢常用于制作高速、重载并在冲击载荷下工 作的齿轮； 5)航空齿轮要求尺寸尽可能小，应采用表面硬化处 理

13、的高强度合金钢； 东莞理工学院专用2010-4 齿轮传动的计算载荷 一、计算载荷Pca实际传动中由于原动机、工作机性能的影响以及制造误差的影响，载荷会有所增大，且沿接触线分布不均匀。接触线单位长度上的最大载荷称为计算载荷：二、载荷系数KFn 为轮齿所受的公称法向载荷。式中：KA 使用系数Kv 动载系数K齿间载荷分配系数K齿向载荷分布系数齿轮传动强度计算中所用的载荷，通常取沿齿面接触线单位长度上所受的载荷，即：K为载荷系数，其值为：KKA Kv K K 东莞理工学院专用21表10-2 使用系数KA 1、使用系数KA 东莞理工学院专用22动载系数Kv 1.8 1.6 1.4 1.2 1.0 0 1

14、0 20 30 40 50 m/s Kv 十分精密的齿轮装置10 8 7 6 9 表10-3 齿间载荷分配系数K 精度等级II组 5 6 7 8 5级及更低KAFl/b 100N/mm 100N/mm经表面硬化的直齿轮 1.0 1.1 1.2 经表面硬化的斜齿轮 1.0 1.1 1.2 1.4 1.4未经表面硬化的直齿轮 1.0 1.1 未经表面硬化的斜齿轮 1.0 1.1 1.2 1.4K HK F K HK F K HK F K HK F 1.2 1.2 1.2 1.22、动载系数KV 3、齿间载荷分配系数K 东莞理工学院专用23（1）KH： 表10-4 齿向载荷分配系数 KH受力变形制造

15、误差安装误差附加动载荷载荷集中Fnb( )maxFnb( )min4、齿向载荷分布系数K东莞理工学院专用24续表10-4 齿向载荷分配系数 KH东莞理工学院专用25（2）KF1）增大轴、轴承及支座的刚度；5）轮齿修形（腰鼓齿）。4）尽可能避免悬臂布置；3）适当限制轮齿宽度；2）对称轴承配置；b(0.00050.001)b改善齿向载荷不均匀的措施： 已知KH 、齿宽b、齿高h查图10-13求KF东莞理工学院专用26T1圆周力：径向力：法向力：小齿轮上的转矩：P为传递的功率（KW）1-小齿轮的角速度，n1-小齿轮的转速d1-小齿轮的分度圆直径，-压力角 例10-1各作用力的方向如图O22（从动）O

16、1N1N2tt1（主动）T1P d12d22 FtFrFnFn10-5 标准直齿圆柱齿轮传动的强度计算 O2O1tt1（主动）N1N2P d12Fn一、轮齿受力分析 东莞理工学院专用27作用力的方向判断及关系：t t1(主):Ft1Fr1Ft1Fr1Fr2Ft2Ft2Fr2r1 r2与1 反向 与2 同向t2 (从) :分别指向各自轮心：画受力图时，各分力画在啮合点上关系：1 = -2关系：t1 = t2 r1 = r2东莞理工学院专用28rbO30 30 二、齿根弯曲疲劳强度计算 假定：载荷仅由一对轮齿承担，按悬臂梁计算。齿顶啮合时，弯矩达最大值。hFnF2F1S弯曲力矩： M=KFnhco

17、s危险截面的弯曲截面系数：弯曲应力：危险截面：齿根圆角30 切线两切点连线处。齿顶受力：Fn，可分解成两个分力：F1 = Fn cos F2 = Fn sin-产生弯曲应力；- -产生压应力，可忽略FnABBAFc东莞理工学院专用29h和S与模数m相关，轮齿弯曲强度计算公式：故YFa与模数m无关。弯曲应力：对于标准齿轮, YFa仅取决于齿数Z，取值见下页表。 YFa 齿形系数F0 -理论弯曲应力，考虑齿根处应力集中的影响：东莞理工学院专用3010-5 齿形系数YFa以及应力校正系数YSaYFa 2.97 2.91 2.85 2.8 2.76 2.72 2.69 2.65 2.62 2.60 2

18、.57 2.55 2.53YSa 1.52 1.53 1.54 1.55 1.56 1.57 1.575 1.58 1.59 1.595 1.60 1.61 1.62YFa 2.52 2.45 2.40 2.35 2.32 2.28 2.24 2.22 2.2 2.18 2.14 2.12 2.06YSa 1.625 1.65 1.67 1.68 1.70 1.73 1.75 1.77 1.78 1.79 1.83 1.865 1.97Z(Zv) 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 Z(Zv) 30 35 40 45 50 60 70 80 90 10

19、0 150 200 注：1)基准齿形的参数为 =20 、h*a=1、C*=0.25 、 =0.38m (m-模数) 2)对内齿轮：当 =20 、h*a=1、C*=0.25 、 =0.15m 时， 齿形系数：YFa =2.053 ; 应力校正系数：YSa =2.65东莞理工学院专用31注意：计算时取： 较大者，计算结果应圆整, 且m 1.5一般YF1 YF2， YS1 YS2， F1 F2引入齿宽系数：d=b/d1得设计公式： 在满足弯曲强度的条件下可适当选取较多的齿数，以使传动平稳。代入： d1 = m z1东莞理工学院专用32三、齿面接触疲劳强度计算赫兹公式：“+”用于外啮合，“-”用于内啮

20、合 节圆处齿廓曲率半径：齿数比: u= z2 /z1 = d2 /d1 = 2 /1 1O22（从动）O1N1N2tt1（主动）T1c d12d22 P12东莞理工学院专用33-弹性影响系数节点处，载荷由一对轮齿来承担：将ZE和Fn代入赫兹公式表10-6 弹性影响系数ZE (MPa)1/2弹性模量EMPa齿轮材料配对齿轮材料灰铸铁 球墨铸铁 铸钢 锻 钢 夹布塑料 11.8104 17.3104 20.2104 20.6104 0.785104 锻 钢 162.0 181.4 188.9 189.8 56.4 铸 钢 161.4 180.5 188.0 - - 球墨铸铁 156.6 173.9

21、 - - - 灰铸铁 143.7 - - - - 注：表中所列夹布塑料的泊松比为0.5，其余材料的均为0.3东莞理工学院专用34代入赫兹公式得：引入齿宽系数：d=b/d1-区域系数齿面接触疲劳强度校核公式： 得设计公式：标准齿轮：ZH=2.52、模数m不能成为衡量齿轮接触强度的依据。说明：1、因两个齿轮的H1= H2 ，故按此强度准则设计齿轮传动时，公式中应代入H 1和H 2中较小者。 东莞理工学院专用35 用设计公式初步计算齿轮分度圆直径d1(或模数mn)时，因载荷系数中的KV、K、K不能预先确定，故可先试选一载荷系数Kt。算出d1t(或 mnt）后，用d1t再查取KV、K、K从而计算K 。

22、若K与Kt接近，则不必修改原设计。否则，按下式修正原设计。3、弯曲强度设计公式：接触强度设计公式：东莞理工学院专用36 4、 齿轮传动设计时，按主要失效形式进行强度计算，确定主要尺寸，然后按其它失效形式进行必要的校核。（1）软齿面闭式齿轮传动：按接触强度进行设计，按弯曲强度校核：（2）硬齿面闭式齿轮传动：按弯曲强度进行设计，按接触强度校核:（3）开式齿轮传动：按弯曲强度设计，再视具体需要将所求得的模数适当增大。其失效形式为磨损，点蚀形成之前齿面已磨掉。东莞理工学院专用37一、齿轮传动设计参数的选择 1压力角a的选择2齿数的选择一般，闭式齿轮传动: z1=20403齿宽系数fd的选择z1m重合度

23、e传动平稳抗弯曲疲劳强度降低齿高h 切削量 、滑动率fd 齿宽b 强度 ，但fd过大将导致K一般情况下取 a =20 fd的选取可参考齿宽系数表 10-6 齿轮传动的设计参数、许用应力与精度选择 开式齿轮传动: z1=1720 z2=uz14齿宽b大齿轮：b= fd d1 ,小齿轮：b1=b+(510) mm东莞理工学院专用38说明：1)大小齿轮皆为硬齿面时， fd应取小值，否则取大值； 2)括号内的数值用于人字齿轮； 3）机床中的齿轮，若传递功率不大时， fd可小到0.2 4)非金属齿轮可取： fd =0.51.2表10-7 圆柱齿轮的齿宽系数表fd =b/d1 装置状况两支撑相对小齿轮对称

24、布置两支撑相对小齿轮作非对称布置悬臂布置fd 0.91.4 (1.21.9) 0.71.5 (1.11.65) 0.40.6二、齿轮传动的许用应力 许用应力：lim -疲劳极限(FE、Hlim ), 由实验确定, S -疲劳强度安全系数，K N-寿命系数(KFN、KHN)，可查图求得。东莞理工学院专用39弯曲疲劳寿命系数KFN调质钢、珠光体、贝氏体球铁、可锻铸铁渗碳淬火钢、表面淬火钢氮化钢、铁素体球铁、结构钢、灰铸铁氮碳共渗调质钢东莞理工学院专用40东莞理工学院专用41氮化及氮碳共渗调质钢的FE灰铸铁的接触疲劳极限铸铁材料的接触疲劳极限东莞理工学院专用42正火处理的结构钢和铸钢的接触疲劳极限调

25、质处理钢的接触疲劳极限东莞理工学院专用43渗碳淬火钢和表面淬火钢的接触疲劳极限渗氮及氮碳共渗调质钢的Hlim 东莞理工学院专用44三、 齿轮传动的精度等级误差的影响：1.转角与理论不一致，影响运动的不准确性；2.瞬时传动比不恒定，出现速度波动，引起振动、 冲击和噪音影响运动平稳性；3.齿向误差导致轮齿上的载荷分布不均匀，使轮齿提 前损坏，影响载荷分布的不均匀性。 国标GB10095-88给齿轮副规定了12个精度等级。其中1级最高，12级最低，常用的为69级精度。 按照误差的特性及它们对传动性能的主要影响，将齿轮的各项公差分成三组，分别反映传递运动的准确性，传动的平稳性和载荷分布的均匀性。精度选

26、择是以传动的用途，使用条件，传递功率，圆周速度等为依据来确定。东莞理工学院专用457-6-6-XX 8-7-7-XX 6-5-5-XX 7-6-6-XX 圆柱齿轮传动 0 20 40 60 80 100 4003002001000Pca(N/mm)v(m/s)圆锥齿轮传动 0 20 40 60 80 100 4003002001000Pca(N/mm)v(m/s)机器名称 精度等级 机器名称 精度等级 汽轮机 36 拖拉机 68 切削机床 38 通用减速器 68 航空发动机 48 锻压机床 69 轻型汽车 58 起重机 710 载重汽车 79 农机 811 注：主传动齿轮或重要齿轮传动，选靠上

27、限； 辅助齿轮传动或一般齿轮传动，居中或靠下限选择。表10-8 各类机器所用齿轮传动的精度等级范围东莞理工学院专用46四、直齿圆柱齿轮设计的步骤（总结） 选择齿轮的材料、精度等级和热处理选择齿数，选齿宽系数fd初选载荷系数(如Kt=1.2)按接触强度确定直径d1计算得mH=d1/z1按弯曲强度确定模数mF确定模数mt=maxmH ,mF计算确定载荷系数K= KAKvKK修正计算模数m模数标准化计算主要尺寸：d1=mz1 d2=mz2 计 算 齿 宽： b=fd d1确定齿宽：b2=int(b) b1= b2+(510)mm开 始东莞理工学院专用47说明：齿轮传动设计时，按主要失效形式进行强度计

28、算，确定主要尺寸，然后按其它失效形式进行必要的校核。（1）软齿面闭式齿轮传动：按接触强度进行设计，按弯曲强度校核：（2）硬齿面闭式齿轮传动：按弯曲强度进行设计，按接触强度校核:（3）开式齿轮传动：按弯曲强度设计。其失效形式为磨损，点蚀形成之前齿面已磨掉。东莞理工学院专用48d12FFF10-7 标准斜齿圆柱齿轮传动的强度计算一、轮齿上的作用力1T1圆周力：径向力：轴向力：轮齿所受总法向力Fn可分解为三个分力 :FrFtFt长方体底面长方体对角面即轮齿法面F=Ft /cos Fr = F tgn nFrFnFnFnPFaFa学习要点：东莞理工学院专用491. 旋向:左、右旋 的判断 右 左旋向判

29、定：沿轴线方向站立，可见侧轮齿左边高即为左旋，右边高即为右旋。502. n 的分解： n 圆周力t 径向力r 轴向力a 与轴线平行并指向齿面 轴向力a的判断 依主动轮左或右旋定左或右手 四手指代表轮转向，握拳大拇 指指向为方向 （ 不能用在从动轮上）左右手定则：t21d1rttgncosattg 3. 作用力的大小：514.主从关系：t1 = t2 r1 = r2 a1 = a2 配对齿轮旋向相反 attgFa1Ft1Fr1Ft1Fr1Fr2Ft2Fr2左右Fa1Fa2Fa2Ft2分析： 平稳性好，但a 轴承要求高， 一般取 =820 采用人字齿轮可消除轴向力可取 =154052trb1ra1

30、r1r2rb2ra2O2O1 由于Fatanb，为了不使轴承承受的轴向力过大，螺旋角b不宜选得过大，常在 之间选择。二、计算载荷 pbtpbtL-为参与啮合接触线长度之和。 近似计算公式：代入得： -端面重合度b=820bpbtbpa载荷系数K：KKA Kv K K 单位长度上的载荷： 东莞理工学院专用53表10-2 使用系数KA 载荷系数K：KKA Kv K K 东莞理工学院专用541.8 1.6 1.4 1.2 1.0 0 10 20 30 40 50 m/s 十分精密的齿轮装置10 8 7 6 Kv 9 表10-3 齿间载荷分配系数K 精度等级II组 5 6 7 8 5级及更低KAFt/

31、b 100N/mm 1.23 H 2 ，应取H =1.23 H 2， H 2为较软齿面的许用接触应力。3) 齿顶面比齿根面具有较高的接触疲劳强度。1) 斜齿轮的接触线是倾斜的；2) 小齿轮比大齿轮的接触疲劳强度要高; 近似公式：H =（ H 1 + H 2 ）/ 2东莞理工学院专用64dm是平均分度圆直径 强度计算时，是以锥齿轮齿宽中点处的当量齿轮作为计算时的依据。11-8 直齿圆锥齿轮传动（=90）对轴交角为90的直齿锥齿轮传动： 一、设计参数大端参数为标准值，锥距： 当量齿轮的锥距： Rm=R-0.5b 令fR=b/R为齿宽系数，设计中常取:fR =0.250.35Rd1d2bb/212R

32、-0.5bdm2dm1学习要点：东莞理工学院专用65Rd1d2bb/212R-0.5bdm2dm112ao1o2当量齿轮分度圆直径：o1o2当量齿轮的齿数：当量齿轮的齿数比：为了保证不根切，应有： Zv17 平均模数：东莞理工学院专用661dm12p圆周力：径向力：轴向力：轮齿所受总法向力Fn可分解为三个分力 :1T1FtFaFrFFnFtFFrFasin1=cos2cos1=sin2当1+2 = 90 时，有： Ft1 =Fa2Fa1 =Ft2于是有：Fn 二、轮齿受力分析 力的方向： Ft主反从同 Fr指向各自的轴线 Fa指向大端 东莞理工学院专用67三、齿根弯曲疲劳强度计算 一对直齿圆锥

33、齿轮传动与其当量齿轮的强度近似相等。可直接套用直齿轮的计算公式，代入当量齿轮参数。载荷系数K的计算：KKA Kv K K （1） KA ：同前 表10-2 使用系数KA 说明：东莞理工学院专用68-轴承系数（2）动载系数Kv按比直齿轮低一级精度选取。（4）齿向载荷分配系数： KF KH 1.5 KHbe飞机、车辆 1.00 1.10 1.25 工业、船舶 1.00 1.25 1.50两者都是两端支承 一个两端支承一个悬臂 都是悬臂 应用 小轮和大轮的支承 表10-9 轴承系数KHbe 1.8 1.6 1.4 1.2 1.0 0 10 20 30 40 50 m/s 十分精密的齿轮装置10 8

34、7 6 Kv 9 8（3）齿间载荷分配系数K ： K F KH 1东莞理工学院专用69代入 由 得： 代入得设计公式： 又 得校核公式： 东莞理工学院专用70四、齿面接触疲劳强度计算 综合曲率为：校核计算公式： 设计计算公式： 计算所得模数m ,应圆整为标准值。 锥齿轮模数（GB12368-90） mm 1 1.125 1.25 1.375 1.5 1.75 2 2.25 2.5 2.75 3 3.25 3.5 3.75 4 4.5 5 6 6.5 7 8 9 10东莞理工学院专用71109 变位齿轮传动强度计算概述1、齿根弯曲疲劳强度计算 a) 要按变位系数X1、Z、查齿形系数YFa和应力修

35、正系数YSab) X0时一般（Z80）齿顶变尖，齿根变厚，弯曲强度（正变位） X0时一般（Z80）齿顶变尖，齿根变厚，弯曲强度（负变位）为保证一对齿轮等弯曲强度，小齿轮采用正变位，而大齿轮则采用负变位。 东莞理工学院专用722、齿面接触疲劳强度计算 3、齿轮传动变位的目的 1）使Zmin即可得到不根切的最少齿数2）接高弯曲疲劳强度和接触疲劳强度3）提高耐磨性和抗胶合性。 正传动接触疲劳强度提高 负传动接触疲劳强度降低 东莞理工学院专用7310-10 齿轮的结构设计 1、由强度计算只能确定齿轮的主要参数：如齿数z、模数m、齿宽b、螺旋角b、分度圆直径d 等。方法：经验设计为主 即在综合考虑齿轮几何尺寸，毛坯，材料，加工方法，使用要求及经济性等各方面因素的基础上，按齿轮的直径大小，选定合适的结构形式，再根据推荐的经验