齿轮强度计算公式

第7节

标准斜齿圆柱齿轮的强度计算

一．

令狐采学

二． 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) Z E---弹性系数

2) Z H---节点区域系数 3) ---斜齿轮端面重合度

4) ---螺旋角。斜齿轮：=80～250；人字齿轮=200～350 5) 许用应力：[H]=([H1]+[H2])/2 1.23[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

三． 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) Y Fa 、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 []

H t H E H u u bd KF Z Z σεσα≤±=1

1[]32

1112 ⎪⎪⎭

⎫ ⎝⎛±≥H H E d t t Z Z u u T K d σψ[]3

2121cos 2F sa

Fa d n Y Y z Y KT m σεψβα

β≥[]

32

121cos 2F sa

Fa d t nt Y Y z Y T K m σεψβα

β≥

f) 修正mn

第8节 标准圆锥齿轮传动的强度计算

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=tan 2=cot 1

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 dm=(1-0.5R)d 5. 齿宽中点模数

mn=m(1-0.5R)

三．

受力分析 大小：

Ft1=2T1/dm1(=Ft2) Fr1=Ft1tan cos Fa2) Fa1=Ft1tan sin 1(=Fr2)

方向：

四． 强度计算

1. 齿面接触疲劳强度计算

1)计算公式：

按齿宽中点当量直齿圆柱齿轮计算，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 n 1

n 2

相交轴

n 2

两轴夹角900

n 1

2

2

2122212

21Z Z m d d R +=+=

d 1 d m

b R d m2 d 2

δ1 δ2

O C

2 C 1

A 2

A 1

q Fr

α

δ

Fa

Fn

Ft

Fa1 Fr 2 2

1 n 1

Fa2 Fr 1

Ft 1

Ft 2

[]H v

v v v H E H u u bd

KT Z Z σσ≤+=1

85.023

1

1

d a

d a

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 =KAKvK K

Kv---按平均分度圆速度查取。 K --- K =1

K ---锥齿轮齿向载荷分布系数 b) Z E 、ZH 、[H]同直齿圆柱齿轮 c) R=b/R 1/3

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)YFa---锥齿轮齿形系数 b)Ysa---锥齿轮应力修正系数 五． 例题（略）

第9节 齿轮结构

一． 齿轮轴(龆(tiao)轮轴) d<1.8dS 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

()][5.0143

21

1H R R H E H u

d KT Z Z σψψσ≤-=()][5.015321

1H R R E H u

d KT Z σψψσ≤-=设计式：

设计式：

d

d S

第10节齿轮传动的效率和润滑

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

小结

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

直

5.受力分析：斜大小、方向、旋向

锥

6.计算载荷：K=KAKvK K

直接触

7.强度计算：斜

锥弯曲

思考题