一、轮齿的受力分析 各力的大小: 圆周力 径向力 各力的方向: 主动轮圆周力方向与转向相反; 从动轮圆周力方向与转向相同; 径向力指向各自的轮心。
二、齿面接触疲劳强度计算
基本公式 弹性系数
综合曲率 本文来自www.eadianqi.com 本文来自www.eadianqi.com 圆柱体外接触 按节点处计算
齿面接触疲劳强度校核式
一对钢制齿轮: 本文来自www.eadianqi.com 齿面接触疲劳强度设计式 取齿宽系数 齿面接触强度计算的说明: 1、影响齿面接触强度的主要参数是α; α增大,减少,接触强度提高; 当其它条件和 a(或d1)不变时,不同m、z的组合对接触强度影响不大。 例如:一对齿轮m=4mm、=20、=40 本文来自www.eadianqi.com 另一对齿轮m=2mm、=40、=80 在材料、传动比、转矩、齿宽系数一定时,这两对齿轮齿面接触疲劳强度是相同的。 2、相啮合齿轮接触应力相等, 如,大的齿轮接触强度高; 设计时应代入小的求α。 本文来自www.eadianqi.com 3、或者按经验公式计算 为试验齿轮的接触疲劳极限,用各种材料的齿轮试验测得,按图(表)查取。 式中: 为齿面接触疲劳安全系数, 试验齿轮的接触疲劳极限 本文来自www.eadianqi.com 铸铁 正火结构钢和铸钢 调质钢和铸钢 渗碳淬火及表面淬火钢
三、齿根弯曲疲劳强度计算
齿根危险截面用30°切线法确定。 产生的压缩应力略去不计 齿形系数 是一个无量纲数,考虑轮齿的几何形状对齿根弯曲应力的影响。 自动控制网www.eadianqi.com版权所有 齿形系数只与齿形有关,而与模数无关。因此,标准齿轮只与齿数有关。 齿根弯曲疲劳强度校核式为 将代入,得: 齿根弯曲疲劳强度设计式为
齿根弯曲疲劳强度计算的说明: 自动控制网www.eadianqi.com版权所有 本文来自www.eadianqi.com 两齿轮相等两齿轮不相等 比值大的齿轮弯曲强度高; 设计时应代入小的求m, 即代入大的求m。 自动控制网www.eadianqi.com版权所有
3、或者按经验公式计算
式中:为试验齿轮单侧工作时,齿根的弯曲疲劳极限,按图(表)查取。 轮齿受双向弯曲(双齿侧受载)时,齿根弯曲疲劳极限为0.7×图中值。 轮齿弯曲疲劳安全系数
试验齿轮的弯曲疲劳极限查表 自动控制网www.eadianqi.com版权所有 铸铁 正火结构钢和铸钢 调质钢和铸钢 渗碳淬火及表面淬火钢 四、齿轮传动基本参数的选择 1.小齿轮齿数 闭式软齿面齿轮传动,按齿面接触强度设计,在保证弯曲强度的条件下,宜选较多的齿数较小的模数。一般工业用齿轮 自动控制网www.eadianqi.com版权所有 =20~40 闭式硬齿面齿轮和开式齿轮传动,按弯曲强度设计,为避免模数过小,不要多选,一般 2.传动比 i 一般传动比不宜过大,否则传动装置的尺寸过大,一般。 传动比超过8时,宜采用二级或多极传动。 3、齿宽系数, 本文来自www.eadianqi.com 选的大时,传动的平面尺寸减小,轴向尺寸增加。但过大,将导致齿向偏载严重。 的数值一般按下列推荐值选取: 对轻型减速器取=0.2~0.4;中型减速器取=0.3~0.6;重型减 速器可取到0.8;特殊情况下, 可达1~1.2。齿轮对轴承对称布置时 可取大值;反之,取小值;悬臂布置时应取下限值。 自动控制网www.eadianqi.com版权所有 软齿面齿轮传动齿宽系数可取较大值;硬齿面齿轮传动齿宽系数可取较小值。 齿宽的b确定: 设计时,根据 例4 直齿圆柱齿轮的受力分析 本文来自www.eadianqi.com 已知:主动齿轮1转向。试确定齿轮2的转向以及轮齿上各分力的方向。 例5:一对标准直齿圆柱齿轮传动,参数见表,试分析哪个齿轮接触强度高; 哪个齿轮弯曲强度高。 解:因为相啮合齿轮接触应力相等,即: 所以大 的接触强度高,既齿轮1接触强度高。 因为相啮合齿轮值不相等,值大的弯曲强度高,求: 本文来自www.eadianqi.com 所以齿轮2弯曲强度高。 例6 设计一轻型减速器中的标准直齿圆柱齿轮传动,传动比i=3.2,允许传动比有不超过±5%的误差。通过强度计算已确定中心距a=320mm,模数m=5mm。试确定下列几何尺寸: 例7 设计一减速器的直齿圆柱齿轮传动。已知输入轴转速=750r/min,传动比i=4,传递功率P=10kw,此减速器用于带式输送机. 自动控制网www.eadianqi.com版权所有 解1.齿面接触强度计算(1)确定作用在小齿轮上的转矩 (2)选择齿轮材料,确定许用接触应力根据工作要求,采用齿面硬度 小齿轮选用45钢,调质,硬度为260HBS 大齿轮选用45钢,调质,硬度为220HBS 由表9-5的公式,可确定许用应力: 小齿轮 大齿轮 本文来自www.eadianqi.com (3)选择齿宽系数取 (4)确定载荷系数k因齿轮相对轴承对称布置,且载荷较平稳,故取K=1.35 (5)计算中心距 (6)选择齿数并确定模数 取=28则 取标准模数(表9-1),m=2.5mm (7)齿轮几何尺寸计算小齿轮分度圆直径及齿顶圆直径 自动控制网www.eadianqi.com版权所有 大齿轮分度圆直径及齿顶圆直径 中心距 大齿轮宽度 小齿轮宽度 因小齿轮齿面硬度高,为补偿装配误差,避免工作时在大齿轮的齿面上造成压痕,一般应比宽些,取 |