机械设计第4章：齿轮传动2016概念.pptVIP

* * * * 公式推导（2） 圆柱齿轮接触疲劳强度设计公式 ψd：齿宽系数，参照教材p75表2-14 ZH：节点区域系数 ZE：弹性系数 Zε：齿面接触强度计算的重合度系数 Zβ：螺旋角系数 接触疲劳强度计算中的系数 节点区域系数ZH 考虑节点处齿廓曲率对接触应力的影响。参照教材p76图2-18取值。 接触疲劳强度计算中的系数 弹性系数ZE 考虑材料弹性模量和泊松比对接触应力的影响。参照教材p77表2-15取值。 接触疲劳强度计算中的系数 考虑重合度对单位齿宽载荷的影响。 重合度系数Zε 接触疲劳强度计算中的系数 考虑螺旋角造成的接触线倾斜对接触应力的影响。 螺旋角系数Zβ Zβ = cosβ 直齿圆锥齿轮的简化 为简化直齿锥齿轮传动的 强度计算，将一对直齿锥 齿轮传动转化为一对当量 直齿圆柱齿轮传动进行强 度计算：用锥齿轮齿宽中 点处的当量圆柱齿轮代替 该锥齿轮，其分度圆半径 即为齿宽中点处的背锥母 线长，模数即为中点的平 均模数mn ，法向力即为齿轮中点的合力Fn 。 设计公式 校核公式 直齿圆锥齿轮接触疲劳强度计算 ψR：齿宽系数 d1：小齿轮大端分度圆直径 K＝KAKVKHβKHα：载荷系数 KA、KV、 KHα分别参照p61表2-7、p62图2-6和p63表2-8， KHβ参照p65表2-9。 齿根弯曲疲劳强度计算概论 载荷作用侧的齿廓根部最大拉应力作为名义齿根弯曲应力，经系数修正后得到计算弯曲应力，此为齿根弯曲应力的计算基础，并用来核算弯曲强度 齿根弯曲疲劳强度的核算分简化计算方法（附录B）、常用计算方法（本章重点介绍）以及精确计算方法（安全系数法） 齿根弯曲疲劳强度条件为：大小齿轮在齿根处的计算弯曲应力σF均不大于相应的许用弯曲应力σFP 假定：载荷作用于齿顶 危险截面：作与轮齿对称中线夹角30度并与齿根过渡曲线相切的切线。过两切点平行于齿轮轴线的截面，即齿根危险截面。 圆柱齿轮齿根弯曲疲劳强度计算依据 圆柱齿轮名义齿根应力计算 FH Fn l FV s Fn ?F 法向力Fn FH = FncosαF（弯曲） Fv = FnsinαF（压缩） 圆柱齿轮齿根弯曲疲劳强度校核计算公式 考虑应力修正系数、重合度系数、螺旋角系数和载荷系数的影响，得到圆柱齿轮齿根弯曲疲劳强度校核公式 圆柱齿轮齿根弯曲疲劳强度设计计算公式 3 mn：法向模数 ψd：齿宽系数，参照教材p75表2-14 z1：小齿轮齿数 YFa：齿形系数 YSa：应力修正系数 Yε：重合度系数 Yβ：螺旋角系数 圆柱齿轮齿根弯曲疲劳强度计算系数 齿形系数YFa YFa 考虑载荷作用于齿顶时齿形对弯曲应力的影响，取决于轮齿的形状（齿数z和变位系数x），而与模数大小无关。可由p80图2-20查得。 圆柱齿轮齿根弯曲疲劳强度计算系数 考虑齿根过渡曲线处的应力集中效应以及弯曲应力以外其它应力对齿根应力的影响。可由p81图2-21查得。 应力修正系数YSa 圆柱齿轮齿根弯曲疲劳强度计算系数 重合度系数Yε 圆柱齿轮齿根弯曲疲劳强度计算系数 考虑螺旋角造成的接触线倾斜对齿根应力的影响。可由p82图2-22查得。 螺旋角系数Yβ 圆锥齿轮齿根弯曲疲劳强度计算公式 按照当量圆柱齿轮计算，然后转为大端参数 轮齿静强度核算 当齿轮工作可能出现短时间、少次数（小于NC）的超过额定工况的大载荷（异常重载或重复性中等甚至严重冲击）时，可能引起齿面塑性变形或齿面破碎现象。严重时还可能引起齿轮的整体塑性变形或折断，需进行静强度校核。 轮齿静强度计算,一般为在疲劳强度计算基础上的校核计算，属于验算性质，故多采用验算公式形式 在计算工作应力时，载荷系数中不考虑使用系数。对于起动阶段或低速工况下工作的齿轮，也不考虑动载系数；其次，疲劳强度计算公式中的转矩要相应代以过载时的最大转矩。 在齿轮的设计寿命期内，对于较大的非经常性的短时过载只需要校核轮齿材料的抗屈服能力。 概述 齿轮传动主要参数及其计算 齿轮传动失效形式与计算准则 齿轮常用材料选择与热处理 齿轮传动载荷与应力 齿轮传动强度计算 齿轮结构设计 第七节 齿轮传动的效率 η1是考虑齿轮啮合损失的效率；η2是考虑搅油损失的效率；η3是轴承的效率。 齿轮传动的润滑 轮齿啮合时，由于齿面间存在相对滑动而发生摩擦磨损。故在齿轮传动中润滑是非常必要的。主要方式包括： （1）闭式齿轮传动，当齿轮的圆周速度v≤15 m/s时，常将大齿轮的轮齿浸入油池采用油浴润滑。为了减少齿轮的搅油阻力和润滑油的温升，齿轮浸入油中的深度，一般不超过一个齿高（但不少于10mm），最大浸油深度不应超过大齿轮半径的1/3。对于锥齿轮，浸油深度至少为齿宽b的一半，或至整个齿宽。 （2）当齿轮圆周速度v＞15 m/s时，应采用喷油润滑。 齿轮的结构设计 轮