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1、2020/9/26,机械设计,1,第12章 齿轮传动,12.4齿轮的强度计算,12.4.0接触强度 12.4.1直齿圆柱齿轮的强度计算 12.4.2斜齿圆柱齿轮的强度计算 12.4.3锥齿齿轮的计算,12.1齿轮传动的失效形式和设计准则,12.2齿轮材料 12.3齿轮轮齿受力,2020/9/26,机械设计,2,第12章 齿轮传动,12.5齿轮传动设计,12.5.1齿轮传动的参数选择 12.5.2齿轮传动的设计步骤,2020/9/26,机械设计,3,12.4.0接触强度,Fn,赫兹公式,2020/9/26,机械设计,4,12.4.1直齿圆柱齿轮的强度计算,一、齿面接触疲劳强度计算,二、齿根弯曲疲
2、劳强度计算,三、齿轮传动强度计算说明,2020/9/26,机械设计,5,12.4.1直齿圆柱齿轮的强度计算,一、齿面接触疲劳强度计算,1、满足接触疲劳强度的条件：,2020/9/26,机械设计,6,12.4.1直齿圆柱齿轮的强度计算,2、齿面接触疲劳强度计算,根据赫兹公式,综合弹性模量,由书P195图12-15，节点处的综合曲率半径为,综合曲率半径,2020/9/26,机械设计,7,12.4.1直齿圆柱齿轮的强度计算,2、齿面接触疲劳强度计算,一对钢齿轮E1= E2=2.06X105MPa,1= 2=0.3,3、接触疲劳许用应力,齿轮的接触疲劳强度，P196图12-16,齿面接触疲劳安全系数，
3、P195表12-3,2020/9/26,机械设计,8,4、接触疲劳强度公式,校核公式,设计公式,引入齿宽系数,则,285：钢对铸铁齿轮,250：一对铸铁齿轮,2020/9/26,机械设计,9,二、齿根弯曲疲劳强度计算,1、计算依据,满足弯曲疲劳强度的条件,2020/9/26,机械设计,10,12.4.1直齿圆柱齿轮的强度计算,2、齿根弯曲疲劳应力计算,建立力学模型： 假设全部载荷作用于齿顶； 不计齿根的压应力； 用30切线法确定危险截面,危险截面处的弯曲应力,因为,YF 齿形系数， P198 图12-19,2020/9/26,机械设计,11,12.4.1直齿圆柱齿轮的强度计算,2、齿根弯曲疲劳
4、应力计算,危险截面处的弯曲应力,考虑齿根应力集中，且,应力修正系数，P199图12-20,2020/9/26,机械设计,12,3、弯曲疲劳许用应力,齿轮的弯曲疲劳极限，P200图12-21,弯曲疲劳安全系数，表12-3,对称循环许用弯曲应力取70%,2020/9/26,机械设计,13,4、齿根弯曲疲劳强度计算,校核公式,设计公式,2020/9/26,机械设计,14,直齿圆柱齿轮的强度计算总结：,按齿面接触疲劳强度,齿根弯曲疲劳应力计算,设计公式,设计公式,2020/9/26,机械设计,15,应力、许用应力、强度的关系,2.齿轮弯曲强度比较,三、齿轮传动强度计算说明,1、两齿轮弯曲应力是否相同？
5、许用应力呢？,2020/9/26,机械设计,16,3.两轮接触强度比较,三、齿轮传动强度计算说明,2020/9/26,机械设计,17,对开式齿轮：只按弯曲疲劳强度设计，然后将模数放大1015， 对软齿面齿轮：按接触疲劳强度设计，按弯曲疲劳强度校核， 对硬齿面齿轮：按弯曲疲劳强度设计，按接触疲劳强度校核。,4、注意,2020/9/26,机械设计,18,分析中间齿轮接触应力和弯曲应力的特点？,2020/9/26,机械设计,19,12.4.2斜齿圆柱齿轮的强度计算,强度计算的模型：,斜齿轮法面上的当量直齿轮,当量齿数,当量齿宽为,当量直齿轮,2020/9/26,机械设计,20,1、齿面接触疲劳强度公
6、式,校核公式,设计公式,钢制齿轮,12.4.2斜齿圆柱齿轮的强度计算,2020/9/26,机械设计,21,2、齿根弯曲疲劳强度计算,校核公式,设计公式,法向模数,12.4.2斜齿圆柱齿轮的强度计算,2020/9/26,机械设计,22,12.4.3锥齿齿轮的计算,强度计算的模型：,简化为锥齿轮齿宽中点的当量直齿圆柱齿轮的强度计算,当量齿数,齿宽为,当量直齿轮,2020/9/26,机械设计,23,1、齿面接触疲劳强度公式,校核公式,设计公式,钢制齿轮,12.4.3锥齿齿轮的计算,齿宽系数,2020/9/26,机械设计,24,2、齿根弯曲疲劳强度计算,校核公式,设计公式,大端模数,12.4.3锥齿圆
7、柱齿轮的计算,2020/9/26,机械设计,25,12.5.1齿轮传动设计参数的选择,弯曲强度 接触强度,压力角 齿厚 曲率半径,z1 重叠系数大，传动平稳； 模数小，齿高减小，降低VS，抗磨损和胶合能力强；减少加工量；但抗弯强度差。,开式传动 ：z1 =1720；闭式传动：z1 =2040,1.压力角a,2.小轮齿数z1,（d不变，即中心距a为定值）,2020/9/26,机械设计,26,齿愈宽，承载能力强，但载荷分布不均,12.5.1齿轮传动设计参数的选择,3.齿宽、齿宽系数,小齿轮的齿宽,大齿轮的齿宽,2020/9/26,机械设计,27,12.5.1齿轮传动设计参数的选择,4.螺旋角,一般=8-250,2020/9/26,机械设计,28,12.5.2齿轮传动的设计步骤,明确设计要求,由失效形式，定设计准则,选材料,定齿轮参数,定齿轮结构,定齿轮的润滑等,P207例题,
