齿轮强度计算公式
齿轮疲劳强度计算公式
齿轮疲劳强度计算公式齿轮疲劳强度是评估齿轮在长期使用条件下承受载荷的能力。
齿轮在传递动力时经常会受到不断的变负载,存在疲劳断裂的风险。
为了确保齿轮的可靠性和安全性,需要进行疲劳强度的计算。
本文将介绍齿轮疲劳强度的计算公式以及相关参数和注意事项。
齿轮疲劳强度计算公式可以通过公式如下表示:\[S = Y \cdot Z \cdot F \cdot Y_N \cdot K_H \cdot K_X \cdot K_V \cdot K_A\]其中,S表示齿轮的疲劳强度,单位为MPa。
下面依次介绍每个参数的含义:Y:齿轮基本强度系数,是齿轮的材料和硬度的函数。
齿轮的基本强度系数可以通过查询相关的标准进行获取。
Z:齿数。
齿数是指齿轮上的齿的数量。
通常情况下,大齿数齿轮的疲劳强度较高。
F:载荷系数。
是描述齿轮所承受载荷大小的参数。
载荷系数可以根据载荷的类型和工况条件进行计算。
Y_N:安全系数。
是为了确保齿轮具有足够的安全边际而引入的。
通常情况下,安全系数会根据齿轮的质量等级和使用条件进行选择。
K_H:应力循环系数。
考虑齿轮在使用过程中遇到高低温、湿润和杂质等因素引起的不同的应力循环。
K_X:位错系数。
表示齿轮的制造精度和装配精度对疲劳强度的影响。
通常情况下,制造工艺的精度越高,位错系数越小。
K_V:动载系数。
描述齿轮承受动载的影响。
K_A:危险系数。
考虑齿轮在特定工况下的工作环境和振动等因素对疲劳强度的影响。
上述的公式中,各个参数的计算方法一般可以参考相关标准、手册和理论知识。
同时,在实际应用中,还需要根据具体情况进行修正和调整。
当计算得到齿轮的疲劳强度之后,通常需要将其与应力计算强度进行比较,以确定齿轮的可靠性。
如果疲劳强度大于应力计算强度,则齿轮在设计工作条件下是可靠的。
然而,如果疲劳强度小于应力计算强度,则需要重新考虑齿轮的材料、设计和制造等方面,以提高其可靠性。
总而言之,齿轮疲劳强度的计算公式是评估齿轮承受载荷能力的一个重要工具。
直齿圆柱齿轮传动的弯曲强度计算
齿轮传动设计时,按主要失效形式进行强度计算,确 定主要尺寸,然后按其它失效形式进行必要的校核。
软齿面闭式齿轮传动: 按接触强度进行设计,按弯曲强度校核:
2
d1
3
2KT1
H
mm
F
2KT1YFaYSa bmd1
2KT1YFaYSa bm2 z1
[ F ]
MPa
硬齿面闭式齿轮传动: 按弯曲强度进行设计,按接触强度校核:
[ F1] [ F 2 ]
3.对于传递动力的齿轮模数一般应大于1.5~2mm。
4.对于开式传动,为考虑齿面磨损,可将算得模 数值加大10%~ 15%。
三.许用弯曲应力:
[
F
]
FE
SF
MPa
弯曲疲劳极限σFE由实验确定。 SF为安全系数,查表11-5确定。
因弯曲疲劳造成的轮齿折断可能造成重大事故,而疲劳 点蚀只影响寿命,故:SF>SH
m
3
2KT1
d Z12
. YFaYsa
[ ]F
mm
H ZE ZH
2KT1 bd12
u
1 u
[
H
]
开式齿轮传动:按弯曲强度设计:
m
3
2KT1
d Z12
. YFaYsa
[ ]F
mm
载荷作用点:啮合过 程中,载荷作用点是 不断变化的。为简化 计算,一般可将齿顶 作为载荷作用点。
受力分析图
危险截面
危险截面:用30°切线法确定。 作与轮齿对称中线成30°角并 与齿根过渡圆角相切的切线, 通过两切点作平行于轴线的截 面即为危险截面(左图所示)。
弯曲应力: F
M W
6KFt hF cos F bsF2 cos
齿轮传动强度计算
(一) 轮齿的受力分析
假设:单齿对啮合,力作用在节点P,不计Ff 轮齿间的法向力Fn, 沿啮合线指向齿面
1. Fn 的分解:
Fn -圆周力Ft :沿节圆切线方向指向齿面 \径向力Fr :沿半径方向指向齿面(轮心)
2. 作用力的大小: Ft=2T1/d1 Fr=Ft·tgα
N=60njLh
n——齿轮的转速(r/min)
j——齿轮转一周时,同一齿面参加啮合的次数
Lh——齿轮的工作寿命 Lh=年数×300×班数×8(h)
㈢ 齿轮精度的选择 (表10—8)
㈣ 齿轮设计基本步骤 选材料、精度、Z、φd
设计计算(d或m) →由接触、弯曲 设计出模数,依
(校核计算) 强度特点取其中 一个套标准。适
H 2.5Z E
KFt bd1
u 1 u
H
d1
2.323
2KT1
d
u
u
1
Z
E H
2
(四)齿轮传动强度计算说明
⒈ 因配对齿轮σH1 =σH2,按接触设计时取 [σH] 1 与[σH] 2的较小者代入设计公式
2. 硬齿面齿轮传动,材料、硬度一样,设计时
㈠齿轮传动的设计参数选择
⒈ 压力角α的选择: 一般齿轮 α=20°; 航空用齿轮α=25°
⒉ 齿数的选择:
d1一定,齿数Z1 ↑→重合度↑平稳性好 →m小→加工量↓,但齿轮弯曲强度差
闭式软齿面 :Z1宜取多→提高平稳性,Z1 =20~40 开式或闭式硬齿面:Z1宜取少→保证轮齿弯曲强度
Z1 ≥17 (ha*=1,C*=0.25)
齿轮强度计算公式
5.齿轮材料的选择及热处理的原则是什么?为什么?
6.已知直齿圆柱齿轮传动小齿轮分度圆直径、扭矩。Ft1=?、Fr1=?、
Fn1=?、Ft2=?、Fr2=?、Fn2=?。怎样确定方向?
7.已知斜齿圆柱齿轮传动小齿轮分度圆直径、扭矩。Ft1=?、Fr1=?、
3)初步设计计算
在设计式中,K等与齿轮尺寸参数有关,故需初步估算:
d)初取K=Kt
e) 计算mnt
f)修正mn
第8节
一.
二.
1. 锥齿轮设计计算简化
2. 锥距
3.齿数比:
u=Z2/Z1=d2/d1=tan2=cot1
4.齿宽中点分度圆直径
dm/d=(R-0.5b)/R=1-0.5b/R
记R=b/R---齿宽系数R=0.25~0.3
5)许用应力:[H]=([H1]+[H2])/21.23[H2]
6)分度圆直径的初步计算
在设计式中,K等与齿轮尺寸参数有关,故需初步估算:
a)初取K=Kt
b) 计算dt
c)修正dt
二.
1.
2.
设计式:
3.
1)YFa、YSa---齿形系数和应力修正系数。Zv=Z/cos3YFa、YFa
2)Y---螺旋角系数。
Fa1=?、Fn1=?、Ft2=?、Fr2=?、Fa2=?、Fn2=?。
怎样确定方向?
8.齿轮传动中载荷系数包含哪几部分?它们的含义是什么?
9.何谓齿轮修缘?为什么要修缘?
10.什么是鼓形齿轮?作成鼓形齿轮的目的?
11.齿面接触疲劳强度计算式中,计算的是哪点的接触应力?
12.一对啮合的齿轮,大、小齿轮的接触应力哪个大?
差速器齿轮的强度计算
差速器齿轮的强度计算
差速器齿轮的尺寸受结构限制,而且承受的载荷较大,它不像主减速器齿轮那样经常处于啮合状态,只有当汽车转弯或左右轮行驶不同的路程时,或一侧车轮打滑而滑转时,差速器齿轮才能有啮合传动的相对运动。
因此对于差速器齿轮主要应进行弯曲强度校核。
轮齿弯曲强度w σ为
w σ=J
m bz K K K TK v m s 2203102⨯ MPa (3.6)
式中:T ——差速器一个行星齿轮传给一个半轴齿轮的转矩,在此T 为1006
N ·m ;
n ——差速器的行星齿轮数;
2z ——半轴齿轮齿数;
0K 、v K 、s K 、m K ——见式(2.9)下的说明;
J ——计算汽车差速器齿轮弯曲应力用的综合系数,由图3-2可得J
=0.225
根据式(3.6)得:
w σ=32101006 1.00.64 1.01113.3820 4.16 4.160.289
⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯=971 MPa 〈980 MPa 所以,差速器齿轮满足弯曲强度要求[15]。
图3.2 弯曲计算用综合系数。
齿轮设计中的强度计算方法
齿轮设计中的强度计算方法齿轮作为机械传动中常用的元件,其设计中的强度计算是十分重要的。
强度计算是为了保证齿轮在工作过程中能够承受所受力的作用,不会发生破坏或变形。
本文将介绍齿轮设计中的强度计算方法。
我们需要了解齿轮的受力情况。
齿轮主要受到两种力的作用,一种是齿面上的接触力,另一种是轴向力。
接触力是由于齿轮齿面间的相互作用而产生的,其大小与传动比、输入功率、齿轮材料等因素有关。
轴向力则是由于齿轮的传动力矩而产生的,其大小与传动比、输入功率等因素有关。
在进行强度计算时,首先需要确定齿轮的材料强度。
常用的齿轮材料有铸铁、钢和铜合金等。
不同材料的强度不同,需要根据具体情况选择合适的材料。
接下来,我们来分析齿轮的受力情况。
齿轮的接触力会使齿面产生弯曲应力和接触应力。
弯曲应力是由于齿轮齿面弯曲而产生的,其大小与齿轮的模数、齿轮的参数等因素有关。
接触应力则是由于齿轮齿面间的接触而产生的,其大小与接触面积、接触力、齿轮的参数等因素有关。
在进行强度计算时,我们需要计算齿轮的弯曲强度和接触强度。
弯曲强度是指齿轮在受到弯曲应力作用时能够承受的最大应力值,接触强度是指齿轮在受到接触应力作用时能够承受的最大应力值。
弯曲强度的计算可以使用刘易斯公式或双曲线公式。
刘易斯公式适用于模数较大的齿轮,双曲线公式适用于模数较小的齿轮。
这两种公式都是根据齿轮的几何参数和材料强度来计算弯曲强度的。
接触强度的计算可以使用弗·里兰德公式或哈克公式。
弗·里兰德公式适用于传动比较小的齿轮,哈克公式适用于传动比较大的齿轮。
这两种公式都是根据齿轮的几何参数和材料强度来计算接触强度的。
除了弯曲强度和接触强度的计算外,我们还需要考虑齿轮的疲劳寿命。
疲劳寿命是指齿轮在反复受力下能够工作的时间,其大小与齿轮的材料、强度、工作条件等因素有关。
我们需要通过疲劳寿命计算来确定齿轮是否能够满足使用要求。
齿轮设计中的强度计算方法包括确定材料强度、计算弯曲强度和接触强度,以及考虑疲劳寿命等因素。
齿轮传动强度设计计算
直齿轮箱尺寸变化影响传动强度分析阮超传递:功率P,转速n,扭矩T齿轮:齿数Z,齿宽b,模数m,材料强度σ 强度公式: 弯曲 T∝b(Zm)mσ 接触 T∝b(Zm)2σ2(体积关联) 条件变化: 1.齿轮箱外形尺寸不变,n2=3600r/min, m2=4mm,求P2? 弯曲 模数变化4/3,转速变化3600/3000, P2=120*4/3KW 接触 体积不变,转速变化3600/3000,P2=120KW;弯曲变化机理:齿形变大 接触变化机理:P=T*n/9550已知:功率P1=100KW,转速n1=3000r/min,模数m1=3mm直齿轮箱尺寸变化影响传动强度分析阮超传递:功率P,转速n,扭矩T齿轮:齿数Z,齿宽b,模数m,材料强度σ 强度公式: 弯曲 T∝b(Zm)mσ 接触 T∝b(Zm)2σ2(体积关联) 条件变化: 2.齿轮箱齿数不变,n2=3600r/min, m2=4mm,求P2? 弯曲 模数变化4/3,转速变化3600/3000, P =120*(4/3) KW 接触 模数变化4/3,转速变化3600/3000, P =120*(4/3) KW2 2 2 2弯曲变化机理:力臂和曲率半径增大 接触变化机理:单位齿宽负载和直径增大已知:功率P1=100KW,转速n1=3000r/min,模数m1=3mm直齿轮箱尺寸变化影响传动强度分析阮超传递:功率P,转速n,扭矩T齿轮:齿数Z,齿宽b,模数m,材料强度σ 强度公式: 弯曲 T∝b(Zm)mσ 接触 T∝b(Zm)2σ2(体积关联) 条件变化: 3.齿轮箱尺寸放大4/3倍,n2=3600r/min, 求P2? 弯曲 模数变化4/3,转速变化3600/3000, P =120*(4/3) KW 接触 模数变化4/3,转速变化3600/3000, P =120*(4/3) KW2 2 3 3弯曲变化机理:齿宽b,模数m增大 接触变化机理:齿宽b,模数m增大已知:功率P1=100KW,转速n1=3000r/min,模数m1=3mm直齿轮箱尺寸变化影响传动强度分析阮超传递:功率P,转速n,扭矩T齿轮:齿数Z,齿宽b,模数m,材料强度σ 强度公式: 弯曲 T∝b(Zm)mσ 接触 T∝b(Zm)2σ2(体积关联) 条件变化: 4.齿轮材料选用1.2倍σ,n2=3600r/min, 求P2? 弯曲 模数变化4/3,转速变化3600/3000, P =120*1.2KW 接触 模数变化4/3,转速变化3600/3000, P =120*(1.2) KW2 2 2弯曲变化机理:材料增强 接触变化机理:材料增强已知:功率P1=100KW,转速n1=3000r/min,模数m1=3mm。
齿轮强度计算公式.
二.
1.
2.
设计式:
3.
1)YFa、YSa---齿形系数和应力修正系数。Zv=Z/cos3YFa、YFa
2)Y---螺旋角系数。
3)初步设计计算
在设计式中,K等与齿轮尺寸参数有关,故需初步估算:
d)初取K=Kt
e) 计算mnt
f)修正mn
第8节
一.
二.
1. 锥齿轮设计计算简化
Fa1=Ft1tansin1(=Fr2)
方向:
四.
1.
1)计算公式:
按齿宽中点当量直齿圆柱齿轮计算,并取齿宽为0.85b,则:
以齿轮大端参数代替齿宽中点当量直齿圆柱齿轮参数,代入
整理得:
校核式:
对于a=200的标准齿轮ZH=2.5。
故:
设计式:
2)参数说明
a)K=KAKvKK
Kv---按平均分度圆速度查取。
锥弯曲
思考题
1.什么是开式、闭式齿轮传动?软齿面、硬齿面齿轮传动?
2.齿轮的失效形式有哪些?提高抗轮齿表面失效的措施有哪些?
3.开式齿轮传动的主要失效形式是什么?设计准则是什么?
4.闭式软齿面齿轮传动的主要失效形式是什么?设计准则是什么?
5.齿轮材料的选择及热处理的原则是什么?为什么?
6.已知直齿圆柱齿轮传动小齿轮分度圆直径、扭矩。Ft1=?、Fr1=?、
考虑轮齿啮合时的效率
考虑搅油时的效率
轴承的效率
小
第十二章齿轮传动小结
1.齿轮传动特点
2.分类:开式、闭式、半开式;软(硬)齿面齿轮传动
轮齿折断
疲劳点蚀
3. 失效形式及设计准则磨损
塑性变形
胶合
4.选材及热处理原则
齿轮各参数计算公式知识讲解
齿轮各参数计算公式13-1什么是分度圆?标准齿轮的分度圆在什么位置上? 13-2 一渐开线,其基圆半径r b = 40 mm ,试求此渐开线压力角 =20。
处的半径r 和曲率半径p的大小。
13-3有一个标准渐开线直齿圆柱齿轮,测量其齿顶圆直径 da = 106.40 mm ,齿数z=25,问是哪一种齿制的齿轮,基本参数是多少?13-4两个标准直齿圆柱齿轮,已测得齿数 z i = 22、z 2 = 98,小齿轮齿顶圆直径d ai = 240 mm ,大 齿轮全齿高h = 22.5 mm ,试判断这两个齿轮能否正确啮合传动 ?名称 代号 计算公式 模数 m m=p/n =d/z=da/(z+2)(d 为分度圆直径齿距 P p= n m=t d/z 齿数 z z=d/m=n d/p 分度圆直径 d d=mz=da-2m齿顶圆直径 da da=m(z+2)=d+2m=p(z+2)/ n 齿根圆直径 df df=d-2.5m=m(z-2.5)=da-2h=da-4.5m齿顶咼 ha ha=m=p/n 齿根高 hf hf=1.25m齿高 h h=2.25m 齿厚 s s=p/2= n m/2中心距 a a=(z1+z2)m/2=(d1+d2)/2跨测齿数 k k=z/9+0.5公法线长度ww=m[2.9521(k-0.5)+0.014z]模数齿轮计算公式 ,z 为齿数)13-5有一对正常齿制渐开线标准直齿圆柱齿轮,它们的齿数为z i = 19、Z2 = 81,模数m= 5 mm,压力角=20°若将其安装成a' = 250 mm的齿轮传动,问能否实现无侧隙啮合?为什么?此时的顶隙(径向间隙)C是多少?13-6已知C6150车床主轴箱内一对外啮合标准直齿圆柱齿轮,其齿数Z1 = 21、Z2 = 66,模数m =3.5 mm,压力角 =20°正常齿。
试确定这对齿轮的传动比、分度圆直径、齿顶圆直径、全齿高、中心距、分度圆齿厚和分度圆齿槽宽。
齿轮传动的强度设计计算
1. 齿面接触疲劳强度的计算齿面接触疲劳强度的计算中,由于赫兹应力是齿面间应力的主要指标,故把赫兹应力作为齿面接触应力的计算基础,并用来评价接触强度。
齿面接触疲劳强度核算时,根据设计要求可以选择不同的计算公式。
用于总体设计和非重要齿轮计算时,可采用简化计算方法;重要齿轮校核时可采用精确计算方法。
分析计算表明,大、小齿轮的接触应力总是相等的。
齿面最大接触应力一般出现在小轮单对齿啮合区内界点、节点和大轮单对齿啮合区内界点三个特征点之一。
实际使用和实验也证明了这一规律的正确。
因此,在齿面接触疲劳强度的计算中,常采用节点的接触应力分析齿轮的接触强度。
强度条件为:大、小齿轮在节点处的计算接触应力均不大于其相应的许用接触应力,即:⑴圆柱齿轮的接触疲劳强度计算1)两圆柱体接触时的接触应力在载荷作用下,两曲面零件表面理论上为线接触或点接触,考虑到弹性变形,实际为很小的面接触。
两圆柱体接触时的接触面尺寸和接触应力可按赫兹公式计算。
两圆柱体接触,接触面为矩形(2axb),最大接触应力σHmax位于接触面宽中线处。
计算公式为:接触面半宽:最大接触应力:•F——接触面所受到的载荷•ρ——综合曲率半径,(正号用于外接触,负号用于内接触)•E1、E2——两接触体材料的弹性模量•μ1、μ2——两接触体材料的泊松比2)齿轮啮合时的接触应力两渐开线圆柱齿轮在任意一处啮合点时接触应力状况,都可以转化为以啮合点处的曲率半径ρ1、ρ2为半径的两圆柱体的接触应力。
在整个啮合过程中的最大接触应力即为各啮合点接触应力的最大值。
节点附近处的ρ虽然不是最小值,但节点处一般只有一对轮齿啮合,点蚀也往往先在节点附近的齿根表面出现,因此,接触疲劳强度计算通常以节点为最大接触应力计算点。
参数直齿圆柱齿轮斜齿圆柱齿轮节点处的载荷为综合曲率半径为接触线的长度为,3)圆柱齿轮的接触疲劳强度将节点处的上述参数带入两圆柱体接触应力公式,并考虑各载荷系数的影响,得到:接触疲劳强度的校核公式为:接触疲劳强度的设计公式为:•KA——使用系数•KV——动载荷系数•KHβ——接触强度计算的齿向载荷分布系数•KHα——接触强度计算的齿间载荷分配系数•Ft——端面内分度圆上的名义切向力,N;•T1——端面内分度圆上的名义转矩,N.mm;•d1——小齿轮分度圆直径,mm;•b ——工作齿宽,mm,指一对齿轮中的较小齿宽;•u ——齿数比;•ψd——齿宽系数,指齿宽b和小齿轮分度圆直径的比值(ψd=b/d1)。
齿轮的强度计算
直齿圆柱齿轮的强度计算受力分析:圆周力F t =112d T 径向力αtan ∙=t r F F 法向载荷αcos t n F F = 1T :小齿轮传递的转矩,mm N ∙ 1d :小齿轮的节圆直径,mm α:啮合角,对标准齿轮, 20=α齿根弯曲疲劳强度的计算: 校核公式:[]F d Sa Fa Sa Fa F z m Y Y KT bmd Y Y KT σφσ≤==21311122 计算公式:[]32112F d Sa Fa z Y Y KT m σφ≥d φ:齿宽系数,1d b d =φ Fa Y :齿形系数 Sa Y :应力校正系数齿面接触疲劳强度的计算: 校核公式:[]H E H uu bd KT Z σσ≤±∙=125.2211 设计公式:[]3211132.2⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∙±∙=H E d Z u u KT d σφ标准斜齿圆柱齿轮的强度计算 受力分析: 圆周力:112d T F T = 径向力:βαcos tan n t r F F ∙= 轴向力:βtan ∙=t a F F齿根弯曲疲劳强度计算: 校核公式:[]F n Sa Fa t F bm Y Y Y KF σεσαβ≤=设计计算:[]32121cos 2F Sa Fa d n Y Y z Y KT m σεφβαβ∙=齿面接触疲劳强度计算: 校核计算:H E H Z Z uu bd KT ∙±∙=111αεσ 设计计算:[]321112⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∙±∙≥H Sa Fa d Y Y u u KT d σεφαu :齿数比标准锥齿轮的强度计算 受力分析:11212m t t d T F F == 121cos tan δαt a r F F F == 121cos tan δαt r a F F F == αcos 1t n F F =齿根弯曲疲劳强度计算: 校核公式:()[]F R Sa Fa t F bm Y Y KF σφσ≤-=5.01 设计公式:()[]32212115.014F Sa Fa R R Y Y u z KT m σφφ∙+-≥齿面接触疲劳强度计算: 校核公式:()[]H R R E H u d KT Z σφφσ≤-=31215.015设计公式:[]()321215.0192.2u KT Z d R R H E φφσ-∙⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛≥。
齿轮疲劳强度计算公式
齿轮疲劳强度计算公式齿轮疲劳强度是评价齿轮工作可靠性和耐久性的重要参数。
根据齿轮的传动方式不同,其强度计算公式也有所区别。
以下将介绍常见的副伞齿轮对齿轮疲劳强度的计算公式及其相关参考内容,帮助读者了解和应用相关知识。
副伞齿轮是一种常见的齿轮传动类型,其传动公式及工作原理较为简单清晰。
对于副伞齿轮而言,齿轮疲劳强度的计算可基于AGMA(美国齿轮制造商协会)标准进行推导。
常用的副伞齿轮疲劳强度计算公式包括以下几种:1. 根据AGMA 2001标准计算常规弯曲疲劳强度公式:Sf = (Y*F*Zi*Kv*Ko*Ks) / [(R*V*Sw*hv)^(1/n)]其中,Sf为弯曲疲劳强度,Y为几何系数,F为载荷系数,Zi为齿数影响系数,Kv为速度系数,Ko为工况系数,Ks为大小系数,R为齿轮传动比,V为线速度,Sw为底隙磨损系数,hv为齿顶高度,n为齿数。
2. 按照AGMA 2101-D04标准计算循环弯曲疲劳强度公式:Sf = 1.355(De2/mi)^2*(fen*Zi*Kv*Ks)*Kr*Ks其中,Sf为弯曲疲劳强度,De为最大有效齿轮外径,mi为模数,fen为等效载荷系数,Zi为齿数影响系数,Kv为速度系数,Ks为大小系数,Kr为可靠性系数。
3. 考虑曲轴轴向载荷的综合疲劳强度计算公式公式:S = Km * (σHb / Yn) * КF * kh * J * Kv * Ko * KB * KR* KT其中,S为综合疲劳强度,Km为可靠度系数,σHb为齿根弯曲接触应力,Yn为弯曲疲劳极限,КF为载荷比例系数,kh为动荷载系数,J为几何修正系数,Kv为速度系数,Ko为工况系数,KB为尺寸系数,KR为可靠性系数,KT为温度系数。
以上是常见的副伞齿轮疲劳强度计算公式,根据具体应用需求可选取适用的公式进行计算。
需要注意的是,齿轮疲劳强度的计算不仅依赖于传动方式和材料性质,还受到载荷、速度、尺寸、工况等多种因素的影响,因此在实际应用中应综合考虑各个因素进行计算,以确保齿轮的可靠性和耐久性。
齿面接触疲劳设计公式
齿面接触疲劳设计公式
齿面接触疲劳设计公式如下:
1. 柯赛尔公式(Koester formula):
T = K × (p × d)^(1/2)
其中,T表示齿面接触疲劳设计寿命(单位:小时),K为材
料系数,p为齿轮齿数,d为模数。
2. 承载能力公式:
P = K × (b × m × Y) / (d × Fd)
其中,P表示齿面接触疲劳承载能力(单位:N),K为齿轮
系数,b为齿轮宽度(单位:mm),m为模数(单位:mm),Y为弯曲强度几何修正系数,d为齿轮分度圆直径(单位:mm),Fd为齿面接触疲劳强度进给修正系数。
3. 耐疲劳强度公式:
[σ] = σ × (GH × GV)^0.5
其中,[σ]表示齿面接触疲劳强度(单位:MPa),σ为材料疲
劳强度(单位:MPa),GH为齿轮齿高系数,GV为齿轮齿
顶系数。
请注意,以上公式仅供参考,具体的齿面接触疲劳设计需要综合考虑材料特性、工作条件等因素,并结合实际情况进行合理调整。
齿轮齿面强度
齿轮齿面强度齿轮齿面强度是指齿轮表面所能承受的最大接触应力,它是齿轮传动的重要参数之一。
齿面强度的计算涉及多个因素,如材料的强度、齿轮的几何形状以及齿轮的工作条件等。
下面将从这些方面分别阐述齿轮齿面强度的相关内容。
1. 材料的强度:齿轮的材料一般是通过硬度和抗拉强度来评估其强度。
硬度是指齿轮表面的抗压能力,抗拉强度则是指材料在拉伸状态下的最大承载能力。
通过硬度和抗拉强度,可以计算出齿轮材料的强度参数,如弯曲强度和弯曲疲劳强度等。
2. 齿轮的几何形状:齿轮的几何形状对齿面强度有一定影响。
常用的几何参数有模数、齿数、齿宽、分度圆直径等。
这些参数可以通过计算得到齿形修正因子和应力修正因子,进而计算出齿面强度。
3. 齿轮的工作条件:齿轮的工作条件是指齿轮在传动中承受的载荷和转速等。
载荷分为动载荷和静载荷,动载荷是指齿轮在传动过程中承受的实际力的大小,静载荷是指齿轮受力情况下的应力和变形。
转速是指齿轮的转动速度,它与齿轮的强度和耐用性密切相关。
工作条件是齿轮齿面强度计算的基础,需要在计算过程中充分考虑。
4. 相关公式和计算方法:齿轮齿面强度的计算可以采用一些经典的公式和计算方法。
例如弯曲强度计算公式:σb = σF / YB * SNP弯曲疲劳强度计算公式:σfb = σF / YB * SNP * SF其中,σb和σfb分别为弯曲强度和弯曲疲劳强度,σF为载荷应力,YB为弯曲强度系数,SNP为额定寿命弯曲应力循环次数。
此外,还可以应用齿轮强度计算软件进行齿面强度的计算,通过输入相关参数,软件可以自动计算齿轮齿面的强度。
综上所述,齿轮齿面强度的计算涉及多个因素,包括材料的强度、几何形状和工作条件等。
通过对这些因素的综合考虑和计算,可以得到齿轮齿面的强度参数,用于评估齿轮传动的可靠性和耐久性。
这些参数的计算可以采用经典公式和计算方法,也可以借助计算软件进行。
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一.润滑方式
1.人工润滑:用于开式、半开式(速度低)。
2.浸油润滑:v<12m/s
3.喷油润滑:v>25m/s
二. 齿轮传动效率
考虑轮齿啮合时的效率
考虑搅油时的效率
轴承的效率
第十二章齿轮传动小结
1.齿轮传动特点
2.分类:开式、闭式、半开式;软(硬)齿面齿轮传动
轮齿折断
疲劳点蚀
第7节标准斜齿圆柱齿轮的强度计算
一.齿面接触疲劳强度计算
1. 斜齿轮接触方式
2.计算公式校核式:
设计式:
3.参数取值说明
1)
2)
3)
4)---螺旋角。斜齿轮:=80~250;人字齿轮=200~350
5)许用应力:[H]=([H1]+[H2])/2[H2]
6)分度圆直径的初步计算
在设计式中,等与齿轮尺寸参数有关,故需初步估算:
的模数,对吗?
15.选择齿数时要考虑哪些因素?开式齿轮宜选择多的齿数
还是闭式软齿面齿轮传动宜选择多的齿数?
16.圆锥齿轮的受力分析是在什么条件下进行的?
怎样计算各分力?两齿轮分力有何关系?方向如何确定?
17.圆锥齿轮的强度计算公式是在什么假设条件下导出的?
3. 失效形式及设计准则磨损
塑性变形
胶合
4.选材及热处理原则
直
5.:斜大小、方向、旋向
锥
6.:K=KAKvKK
直接触
7.强度计算:斜
锥弯曲
思考题
1.什么是开式、闭式齿轮传动?软齿面、硬齿面齿轮传动?
2.齿轮的失效形式有哪些?提高抗轮齿表面失效的措施有哪些?
3.开式齿轮传动的主要失效形式是什么?设计准则什么?a)初取K=Kt
b) 计算dt
c)修正dt
二.齿根弯曲疲劳强度计算
1.轮齿断裂
2.计算公式校核式:
设计式:
3.参数取值说明
1)。Zv=Z/cos3YFa、YFa
2)。
3)初步设计计算
在设计式中,等与齿轮尺寸参数有关,故需初步估算:
d)初取K=Kt
e) 计算mnt
f)修正mn
第8节标准圆锥齿轮传动的强度计算
b)ZE、ZH、[H]同直齿圆柱齿轮
c)R=b/R1/3
2.齿根弯曲疲劳强度计算
1)计算公式
按齿宽中点当量直齿圆柱齿轮计算、代入大端参数、整理得:
2)参数说明
a)
b)
五.例题(略)
第9节齿轮结构
一. 齿轮轴(龆(tiao)轮轴)d<
二.实心式da<160
三.腹板式da<500,锻造或铸造
四.轮辐式da>400,铸钢或铸铁
Fa1=?、Fn1=?、Ft2=?、Fr2=?、Fa2=?、Fn2=?。
怎样确定方向?
8.齿轮传动中载荷系数包含哪几部分?它们的含义是什么?
9.何谓齿轮修缘?为什么要修缘?
10.什么是鼓形齿轮?作成鼓形齿轮的目的?
11.齿面接触疲劳强度计算式中,计算的是哪点的接触应力?
12.一对啮合的齿轮,大、小齿轮的接触应力哪个大?
Fr1=Ft1tancosFa2)
Fa1=Ft1tansin1(=Fr2)
方向:
四.强度计算
1.齿面接触疲劳强度计算
1)计算公式:
计算,并取齿宽为,则:
以齿轮大端参数代替齿宽中点当量直齿圆柱齿轮参数,代入
整理得:
校核式:
对于a=200的标准齿轮ZH=。
故:
设计式:
2)参数说明
a)K=KAKvKK
。
K---K=1
一.作用:用于传递相交轴之间的运动和动力。
二.几何计算
1.锥齿轮设计计算简化
2.锥距
3.齿数比:
u=Z2/Z1=d2/d1=tan2=cot1
4.齿宽中点分度圆直径
dm/d=/R=R
记R=b/R---齿宽系数R=~
dm=R)d
5.齿宽中点模数
mn=mR)
三.受力分析
大小:
Ft1=2T1/dm1(=Ft2)
4.闭式软齿面齿轮传动的主要失效形式是什么?设计准则是什么?
5.齿轮材料的选择及热处理的原则是什么?为什么?
6.已知直齿圆柱齿轮传动小齿轮分度圆直径、扭矩。Ft1=?、Fr1=?、
Fn1=?、Ft2=?、Fr2=?、Fn2=?。怎样确定方向?
7.已知斜齿圆柱齿轮传动小齿轮分度圆直径、扭矩。Ft1=?、Fr1=?、
(1)
由此式可以看出,分度圆直径越小,接触应力越大;
(2)而直径不同的一对齿轮啮合时,两齿轮的接触应力是
一对作用应力与反作用应力,因此,二者应相等。
(1)和(2)结论不同,错在哪里?
13.大小不同的两齿轮,齿根弯曲应力是否相同?
14.齿轮材料及热处理一定时,轮齿的齿面接触疲劳强度主要
取决于齿轮分度圆直径、齿根弯曲应力主要取决于齿轮