标准直齿圆柱齿轮传动的强度计算

1、10-5 标准直齿圆柱齿轮传动的强度计算,（1）轮齿的受力分析 （2）齿根弯曲疲劳强度计算 （3）齿面接触疲劳强度计算 （4）齿轮传动的强度计算说明,轮齿的受力分析,法向载荷Fn 圆周力Ft 径向力Fr,T1小齿轮传递的转矩，N.mm； d1小齿轮的节圆直径，对标准齿轮即为分度圆直径，mm； 啮合角，对标准齿轮，=20。,齿根弯曲疲劳强度计算,计算弯曲应力时危险截面的确定危险截面AB。,齿根弯曲疲劳强度计算,齿根所受的弯矩最大； 当轮齿在齿顶处啮合时，处于双对齿啮合区； 齿根所受的最大弯矩发生在轮齿啮合点位于单对齿啮合区最高点时。,对于制造精度较低的齿轮传动（如7、8、9级精度），通常按全部载

2、荷作用于齿顶来计算齿根的弯曲强度。,受载分析及应力计算公式,当齿顶受载时，轮齿根部的应力如图。载荷 pca 对危险截面产生的应力有弯曲应力和压应力。 注意：在齿根危险截面处的压应力仅为弯曲应力的百分之几，故可忽略。计算时仅考虑水平分力产生的弯曲应力。,受载分析及应力计算公式,取h = Khm，S = KSm，并将,代入，得：,齿形系数YFa及应力校正系数YFs,在实际计算时，还应计入齿根危险截面处的过渡圆角所引起的应力集中作用以及弯曲应力以外对齿根应力的影响，因此，引入应力校正系数YSa。,齿根弯曲疲劳强度校核计算公式 ：,YFa是一个无量纲系数，它只与轮齿的齿廓形状有关，而与齿的大小（模数m

3、）无关。,齿形系数YFa及应力校正系数YSa 表,齿根弯曲疲劳强度公式,齿根弯曲疲劳强度校核计算公式 ：,按齿根弯曲疲劳强度设计齿轮的计算公式：,按齿根弯曲疲劳强度设计时，F1/(YFa1YSa1)或F2/(YFa2YSa2)中较小的数值代入设计公式进行计算。,齿宽系数,注：1）大、小齿轮皆为硬齿面时，d 应取表中偏下限的数值； 大齿轮为软齿面时，d 应取表中偏上限的数值； 2）括号内数值用于人字齿，此时b为人字齿的总宽； 3）金属切削机床的齿轮传动，若传递的功率不大时， d 可小到0.2； 4）非金属齿轮可取d = 0.5-1.2。,齿面接触疲劳强度计算,弹性影响系数,注：表中所列夹布塑胶的

4、泊松比为0.5，其余材料的均为0.3。,齿面接触应力,下面讨论按节点啮合进行接触应力的计算方法。（由于z120时非常接近精确计算的结果）,节点啮合的综合曲率,区域系数 ZH,ZH为区域系数：对于标准直齿轮20时，ZH2.5。,式中：b为齿轮的设计工作宽度，最后取定的齿宽B由于结构、安装上的需要，应略大于b。,齿面接触疲劳强度公式,齿面接触疲劳强度计算公式：,应将H1或H2中较小的数值代入设计公式进行计算。,齿面接触疲劳强度校核公式：,齿轮传动的强度计算说明,（1）按齿根弯曲疲劳强度设计时： 按F1/(YFa1YSa1)或F2/(YFa2YSa2)中较小的数值代入设计公式进行计算。 （2）按齿面接触疲劳强度设计直齿轮传动时： 应将H1或H2中较小的数值代入设计公式进行计算。 （3）当配对两齿轮的齿面均属硬齿面时，两轮的材料、热处理方法及硬度均可取成一样的。设计这样的齿轮传动时，可分别按齿根弯曲疲劳强度和齿面接触疲劳强度两设计公式进行计算，取其中较大的作为设计结果。,齿轮传动的强度计算说明,（4）当用设计公式初步计算齿轮的分度圆直径d1（或模数mn）时，KV、K及K不能预先确定，此时可试选一载荷系数Kt（Kt = 1.21.4）。 然后修正分度圆直径：,（5）在齿宽系数、齿数及材料已定的情况下，影响齿轮弯曲疲劳强