齿轮传动的设计计算

齿轮传动的设计计算，直齿锥齿轮设计步骤轮传动的计算载荷Fnc载荷状况工作机举例原动机电动机多缸热机单缸热机平稳轻微冲击匀称加料的运输机和喂料机、发电机、透平鼓风机和压缩机、机床辅助传动等1~1.21.2~1.61.6~1.8中等冲击不匀称加料的运输机和喂料机、重型卷扬机、球磨机、多缸往复式压缩机等1.2~1.61.6~1.81.8~2.0较大冲击冲床、剪床、钻探机、轧机、挖掘机、重型给抽水机、破碎机、单缸往复式压缩机1.6~1.81.9~2.12.2~2.4齿面的接触疲劳强度计算齿面接触应力的计算是以两圆柱体接触时的最大接触应力推导出来的。接触区的最大接触应力可根据弹性力学的中的计算：（9-17-2）公式中的参数含义：为两圆柱体的宽度，、为两圆柱体接触处的曲率半径，"土”号分别表示外接触或者内接触，、为两圆柱体质料的泊桑比，为综合曲率半径，，为配对齿轮的质料系数，，其值见表9-17-2:配对齿轮的质料系数（）齿轮相对于轴承位置齿面硬度<350HBS>350HBS对称布置0.8~1.40.4~0.9非对称布置0.6~1.20.3~0.6悬臂布置0.3~0.40.2~0.25根据渐开线的性子，一对齿轮啮应时轮齿外貌啮合位置是不同的，可以看作是两个曲率半径任何时间变化的平行圆柱体的接触过程，所以各个啮合位置的接触应力也不相同。思量到轮齿在节点处啮应时凡是有一对轮齿承担载荷，而且点蚀多发生在节线附近的齿根区域，因此，在工程上，常计算节点处的接触应力。如图所示，一对尺度直齿圆柱齿轮在节点C接触，节点处的曲率半径为：代入公式9-17-2可得齿面接触应力计算公式为...（9-17-3）公式中为节点啮合因数，反映节点处齿廓形状对接触应力的影响，其值可查表9-17-3。设（为齿宽因数，其值可查表9-17-4），而，代入公式9-17-3，表9-17-4表9-17-4配对齿轮的质料系数（）齿宽因数齿轮相对于轴承位置齿面硬度<350HBS>350HBS对称布置0.8~1.40.4~0.9非对称布置0.6~1.20.3~0.6悬臂布置0.3~0.40.2~0.25并引入载荷因数K,则得齿面接触强度的校核公式：...（9-17-4）按齿面接触强度设计齿轮时，需要确定小齿轮的分度圆直径，将上式变换可得齿面接触强度的设计公式...（9-17-5）为质料的接触疲劳许用应力，实际应用时，一对齿轮的和可能会不同样，应将较小的一个作为代入公式（9-17-5）。的计算方法：...（9-17-6）为接触疲劳极限，其值可查表9-17-4。为接触疲劳强度的最小安全系数，凡是取=1，其值可查表9-17-5。为接触强度的计算的寿命系数，其值可查图9-17-3。圆柱齿轮传动参数的选择※1.齿数的选择：当中心距确定时，齿数增多，重合度增大，能提高传动的平稳性，并降低摩擦损耗，提高传动效率。因此，对于软齿面的闭式传动，在满足弯曲疲劳强度的前提下，宜接纳较多齿数，一般取=20~40。对于硬齿面的闭式传动及开式传动，齿根抗弯曲疲劳破坏能力较低，宜取较少齿数，以增大模数，提高轮齿弯曲疲劳强度，但要避免发扎根切，一般取=17~20。...<<2.模数的选择：模数影响轮齿的抗弯强度，一般在满足轮齿弯曲疲劳强度的前提下，宜取较小模数，以增大齿数，削减咬紧牙齿量。对于传递动力的齿轮，可按=（0.007~0.02）a初选，但要包管>2mm。...<<>>模数<<>>齿宽系数=0.4<<>>齿宽系数=0.8<<齿宽因数的选择：增大齿宽因数，可减小齿轮传动装配的径向尺寸，降低齿轮的圆周速度。但齿宽因数过大则需提高结构刚度，不然将会浮现载荷分布严重不均。齿宽系数小，齿宽小；齿宽系数大，齿宽大。为了便于安装和补偿轴向尺寸的变更，在齿轮减速器中，一般将小齿轮的宽度取得比大齿轮的宽度大5~10mm（图），但在强度计算时，仍按大齿轮的宽度计算。...<<齿数比的选择:齿数比是大齿轮数与小齿轮齿数之比，其值大于或者等于1。对于一般单级减速器齿轮传动，凡是取£7。当>7时，宜接纳多级传动，以免传动装配的外廓尺寸过大。对于开式或者手动的齿轮传动，可取=8~12。对增速齿轮传动，常取<2.5~30一般齿轮传动，若对速比不作严格要求时，则实际传动（或者齿数比）容许有±2.5%（<4.5时）或者±4%（>4.5时）的偏差。...<<直齿圆柱齿轮的设计步骤※选择质料及热处理齿轮质料及热处理方法的选择可参考9-14节的有关内部实质意义，结合思量选取材料的方便和经济性的原则。确定齿轮传动的精度等级齿轮传动精度等级的选择可参阅9-15节的有关内部实质意义，在满足使用要求的前提下选择尽可能低的精度等级可削减加工难度，降低制造成本。简化设计计算按本节所确定的设计计算准则，进行设计计算并确定齿轮传动的主要参数。例如，对软齿面的闭式传动，可按齿面接触疲劳强度确定(或者)，再选择合适的和，最后作齿根弯曲疲劳强度计算;而对硬齿面的闭式传动，则可按齿根弯曲疲劳强度确定模数，再选择合适的齿数和，最后校核因面接触疲劳强度等等。计算齿轮的几何尺寸按9-4节表所列公式计算齿轮的几何尺寸。直齿圆锥齿轮传动的强度计算※因为锥齿轮沿齿宽标的目的从大端到小断逐渐缩小，轮齿刚度从大端到小断逐渐变小，所以锥齿轮的载荷沿齿宽分布不均，为了简化计算，凡是接纳当量齿轮的概念，将一对直齿圆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。一般以齿宽中点处确当量直齿圆柱齿轮作为计算基础。有关直齿圆锥齿轮和的强度计算均可引用直齿圆柱齿轮的类似公式，导出轴角角为90°的强度计算公式。7.1齿面的接触疲劳强度计算锥齿轮齿面接触疲劳强度，可按齿宽中点处当量直齿圆柱齿轮强度计算方法进行。将当量齿轮有关参数代入，并思量到直齿锥齿轮一般制造精度较低，取有用齿宽为0.85b。根据公式9-17-4可得校核公式：...(9-17-17)设计公式：...(9-17-18)为齿宽因数，，一般取=0.25~0.30o公式中其余各符号意义同直齿圆柱齿轮。斜齿圆柱齿轮传动的强度计算※与直齿圆柱齿轮的计算相似包孕：和，但它的受力情况是按轮齿的法向进行的。6.1齿面的接触疲劳强度计算斜齿圆柱齿轮传动不产生疲劳点蚀的条件与直齿圆柱齿轮相似，推导计算公式的出发点和直齿圆柱齿轮相似。思量到倾侧的齿面接触线对提高接触强度有利，故引入螺旋角因数。根据公式9-17-4可得校核公