5.11渐开线正齿轮传动的设计计算.ppt

5.11渐开线正齿轮传动的设计计算5. 11.1齿轮齿的力分析和计算负载5.11.2齿面的接触疲劳强度计算5.11.3齿根的根部疲劳强度计算5.11.1齿轮的应力分析和计算负载1齿轮齿的力分析为了计算根据齿轮齿的强度以及轴和轴承装置等的设计，需要确定作用在齿轮齿上的力. 图5-25显示了一对正齿轮啮合并驱动时的力. 如果忽略齿面之间的摩擦力，则齿轮齿之间的总力Fn将遵循齿轮齿啮合点的共同法线N1N2的方向直齿圆柱齿轮传动设计，因此也称为法向力. 法向力Fn可以分解为两个分力: 圆周力Ft和径向力Fr. 1.在齿轮齿的力分析中: T1是小齿轮上的扭矩，T1 = 9.55×106N·mm； P1是小齿轮传输的功率，kW； d1是小齿轮圆的直径，mm； α是划分圆上的压力角. 圆周力Ft的方向与驱动轮上的圆周速度的方向相反，并且与从动轮上的圆周速度的方向相同. 径向力Fr的方向是从作用点到两个车轮的车轮中心. 2.计算的负载名义负载Fn通常由计算的负载KFn代替. K是负载系数，其值可从下表获得. 5.11.2齿面接触疲劳强度的计算为避免齿面点蚀，应限制齿面的接触应力. 牙齿表面的点蚀通常发生在齿根的节线附近. 因此，选择齿轮传动的节距线作为接触应力计算位置.

一对齿轮在节距线上的啮合近似被认为是两个具有半径的圆柱体？ 1和？ 2沿齿宽压缩. 载荷作用下在接触区域产生的最大接触应力为: 齿面的接触疲劳强度Fn——作用在气缸上的载荷； b是接触长度； “ +”-用于外部联系； ZE——弹性系数，该值与两个齿轮的材料有关. Ρ1= N1C =，ρ2= N2C =牙齿表面的接触疲劳强度是有序的，然后检查牙齿表面的接触疲劳强度的公式为弹性系数，单位（）由接触强度确定齿面将齿轮分度圆直径d1的宽度因子代入上式，即，小齿轮分度圆直径d1的公式可以根据齿面的接触强度来确定. 2.计算齿根的弯曲疲劳强度. 危险区域的弯曲应力称为复合齿形. 系数，齿轮抗弯强度≤Mpa的检验公式复合齿形系数YFS齿根抗弯疲劳强度的计算对于i≠1的齿轮传动，由于z1≠z2，所以YF1≠YF2和材料和两个车轮的热处理方法硬度也不同，那么[？ F1]≠[？ [F2]，因此，应分别检查两个齿轮的抗弯强度. 在公式（5-27）中，令ψd=，则应获得齿轮齿的弯曲强度. 将齿根弯曲疲劳强度的计算中应注意的问题代入较大的部分，计算出的模量应符合表5-1的四舍五入为标准值. 对于传递动力的齿轮，其模数应大于1.5mm，以防止意外断齿.

在满足弯曲强度的条件下，应尽可能增加齿数，以增加传动的重合性，以提高传动的稳定性和负荷分配；当中心距α固定时，齿数增加，模量减小，齿尖高度和齿根高度相应减小，可以节省材料，减少金属切削量. 5.11.4齿轮传动设计参数和设计准则的选择1）齿数在一对齿轮传动过程中直齿圆柱齿轮传动设计，如果中心距a不变，则齿数越多，重合度越大. 传输更顺畅. 它还可以减小模量和齿高，从而减少金属切削量并节省制造成本. 减小齿高还可以减小齿形之间的相对滑动速度，减少磨损和胶水. 但是，如果减小模量，则齿厚将减小，齿轮的弯曲强度将减小. 对于闭式齿轮传动，传动尺寸主要取决于齿面的接触强度. 在确保分割圆的直径不变并且齿轮齿的弯曲强度足够的前提下，齿的数量可以更多，这有利于增加重合度. 使传动平稳. 通常取z1 = 24〜40. 对于开式或半开式齿轮传动装置，由于齿轮齿主要磨损，因此传动尺寸主要取决于齿轮齿的弯曲疲劳强度，因此通常使用较少的齿数. ，这会增加模量和齿厚. 切割时，通常取z1 = 17〜20. 参数的选择2）模数通常，在满足轮齿弯曲疲劳强度的条件下，模块应尽可能小，但要避免齿轮意外断裂牙齿，m≥1.5〜2mm. 3）齿宽系数齿宽系数ψd= b / d1.

齿宽b =ψdd1并四舍五入. 对于相互啮合的一对齿轮，为了防止在组装后齿轮在轴向上稍微错位，减小了齿的齿宽. 通常，大齿轮的齿宽b2 = b =ψdd1，小齿轮的齿宽b1 = b2 + 5〜10mm. 齿宽系数ψd4）传动比传动比i =. 为了避免传动装置的结构尺寸太大，并且减小两个齿轮的应力循环数的差异，一对齿轮的传动比i不应该太大. 通常，直齿圆柱齿轮的传动比为i≤5. i≤6〜7. 当变速箱比较大时，可以使用两级或多级齿轮传动. 2.齿轮传动的设计标准（1）在封闭齿轮传动中，对于具有软齿面（HBS≤350）的齿轮，其耐点蚀性较低. 通常，首先设计接触疲劳强度，然后检查其弯曲度. 疲劳强度;对于封闭式硬齿面（HBS> 350）齿轮传动，其抗点蚀性更高. 通常，根据弯曲疲劳强度进行设计，然后检查其接触疲劳强度. （2）在开式齿轮传动中，主要故障模式是齿面磨料磨损和齿轮齿断裂. 由于目前没有可靠的牙齿表面磨损计算方法，因此通常仅计算齿根的弯曲疲劳强度. 同时，认为磨损将使齿厚变薄，从而降低齿轮齿的弯曲疲劳强度. 计算时，计算出的模量通常会增加10％至15％，然后采用标准值. * *返回目录并单击以查看或隐藏图5-25直齿圆柱齿轮传动的力分析周向力N径向力Fr =FttanαN法向力Fn = N返回目录以查看或隐藏以返回至目录，然后单击以查看或隐藏到目录，单击以查看或隐藏图片5-26两个圆柱体接触时的接触应力. 返回目录. 返回目录. 返回目录，弹性系数；节点面积系数，对于标准直齿圆柱齿轮= 2.5； b——齿轮的有效接触长度，通常取，b1，b2分别是大齿轮和小齿轮的齿宽； T1——驱动轮的扭矩； i——传动比，i = n1 / n2，n1，n2分别是小齿轮和大齿轮的转速. 返回目录单击以查看图片或隐藏图片5-27齿轮力分析返回目录返回目录m≥mm返回目录返回目录返回目录返回目录返回目录返回目录返回目录单击以查看图片或隐藏回到目录查看图片或隐藏

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