机械设计基础 课件 4.14标准直齿圆柱齿轮强度计算

项目四齿轮减速器传动机构的分析与设计机械设计基础机械设计基础标准直齿圆柱齿轮强度计算机械设计基础机械设计基础目录12齿面接触疲劳强度计算齿根弯曲疲劳强度计算3齿轮传动设计中参数选择机械设计基础任务引入知识储备机械设计基础？齿轮设计准则为：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。那么该如何计算齿面接触疲劳强度和齿根弯曲疲劳强度？任务实施知识总结齿轮强度计算是根据齿轮可能出现的失效形式与设计准则来进行的，对一般闭式齿轮传动只作齿面接触疲劳强度计算和齿根弯曲疲劳强度计算。机械设计基础任务引入知识储备机械设计基础任务实施知识总结齿面接触疲劳强度计算为了防止齿面点蚀的发生，就必须限制啮合齿面的接触应力。考虑到点蚀常发生在节点附近，故取节点处的接触应力为计算依据。根据弹性力学接触应力的公式，代入齿轮参数经整理可导得一对钢制标准直齿圆柱齿轮在节点处最大接触应力的计算公式：齿面接触疲劳强度校核公式:齿面接触疲劳强度设计公式:机械设计基础任务引入知识储备机械设计基础任务实施知识总结齿面接触疲劳强度计算公式中的参数：K——载荷系数；T1——小齿轮上的转矩（N.mm）；±——+用于外啮合,-用于内啮合；b——啮合齿宽（mm）；通常b1比b2宽5~10mm，b应按b2值代入。

i——齿数比，；

d1——小齿轮分度圆直径（mm）；

——齿宽系数，；机械设计基础任务引入知识储备机械设计基础任务实施知识总结齿面接触疲劳强度计算公式中的参数：——许用接触应力（MPa），推荐按下式确定：[σH]=0.9σHlim，σHlim为试验齿轮的接触疲劳极限（MPa），各种材料齿轮在不同加工方法及热处理条件下的σHlim可由图查的。实验齿轮接触疲劳极限机械设计基础任务引入知识储备机械设计基础任务实施知识总结齿面接触疲劳强度计算应用公式计算时应注意以下两点：（1）由于啮合时两齿轮接触处的接触应力相等，即σH1=σH2,但两齿轮材料及齿面硬度不同，许用应力也不同，故以[σH1]、[σH2]中较小值代入。（2）如齿轮配对并非钢对钢，则式中常数671应修正为，ZE为材料系数，取值见下表。材料系数ZE机械设计基础任务引入知识储备机械设计基础任务实施知识总结齿根弯曲疲劳强度计算轮齿折断与齿根弯曲强度有关。计算时假设全部载荷仅由一对轮齿承担，并认为载荷Fn作用于轮齿的齿顶。受载轮齿可视作悬臂梁。一般认为齿轮的根部容易出现折断现象，故将齿轮根部所在的截面定为危险截面。经推导整理后，可得齿根危险截面弯曲应力的验算公式为：齿根弯曲疲劳强度校核公式:齿根弯曲疲劳强度设计公式:机械设计基础任务引入知识储备机械设计基础任务实施知识总结齿根弯曲疲劳强度计算公式中，M—危险截面的最大弯矩（N.mm）；W—危险截面的抗弯截面系数（mm3）；σF—齿根弯曲应力（MPa）；K—载荷系数；b—齿宽（mm）；T1—主动轮转矩（N.mm）；YFS—复合齿形系数；外齿轮的复合齿形系数机械设计基础任务引入知识储备机械设计基础任务实施知识总结齿根弯曲疲劳强度计算

实验齿轮弯曲疲劳极限机械设计基础任务引入知识储备机械设计基础任务实施知识总结齿根弯曲疲劳强度计算

机械设计基础任务引入知识储备机械设计基础任务实施知识总结直齿圆柱齿轮传动设计中参数选择

机械设计基础任务引入知识储备机械设计基础任务实施知识总结直齿圆柱齿轮传动设计步骤1）对于软齿面齿轮闭式传动，可用齿面接触疲劳强度公式初估分度圆直径d，确定齿轮传动参数和几何尺寸，再进行齿根弯曲疲劳强度校核；2）对于硬齿面齿轮闭式传动，按齿根弯曲疲劳强度求出模数，确定齿轮传动参数和几何尺寸，再校核齿面接触疲劳强度；3）对于开式齿轮传动或铸铁齿轮通常只按弯曲疲劳强度求出模数，并适当加大10％~30％后，最终按齿轮标准模数系列来取。机械设计基础任务引入机械设计基础知识储备知识总结任务实施任务：试设计两级齿轮减速器中一对低速直齿圆柱齿轮传动。原动机是电动机，工作机是货物提升机(中等冲击载荷)。齿轮相对于轴承位置非对称，单向运转。已知传递功率P=10kW，小齿轮转速n1=400r／min，传动比i=3.5。机械设计基础任务引入机械设计基础知识储备知识总结任务实施

机械设计基础任务引入机械设计基础知识储备知识总结任务实施

机械设计基础任务引入机械设计基础知识储备知识总结任务实施

机械设计基础任务引入机械设计基础知识储备知识总结任务实施

7）齿轮结构设计大齿轮工作图，如下。机械设计基础任务引入机械设计基础知识储备知识总结任务实施圆柱齿轮零件工作图机械设计基础任务引入知识储备机械设计基础任务实施知识总结齿面接触疲劳强度计算齿根弯曲疲劳强度计算齿面接触疲劳强度校核公式:齿面接触疲劳强度设计公式:齿根弯曲疲劳强度校核公式:齿根弯曲疲劳强度设计公式:机械设计基础任务引入知识储备机械设计基础任务实施知识总结齿轮传动设计中参数选择与设计步骤圆柱齿轮传动设计（闭式传动）软齿面