《机械设计基础设计时用尺寸大汇总》由会员分享，可在线阅读，更多相关《机械设计基础设计时用尺寸大汇总（36页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、69 直齿圆柱齿轮传动的受力分析和计算载荷,一、 轮齿的受力分析,以节点 P 处的啮合力为分析对象，并不计啮合轮齿间的摩擦力，可得：,由于两轮所受的法向力Fn大小相等、方向相反，所以两轮的Ft和Fr也分别大小相等、方向相反。,设计齿轮传动时，当已知小齿轮传递的名义功率P1（kW）及转速n1（r/min）时，则小齿轮的名义转矩T1（Nm）为：,69 直齿圆柱齿轮传动的受力分析和计算载荷,二、计算载荷,实际工作时，还要考虑：原动机和工作机的性能；齿轮啮合过程中产生的动载荷；由于制造安装误差和受载后轮齿产生的弹性变形，而使得载荷沿齿宽方向分布不均匀或同时啮合的各轮齿间载荷分布不均等因素的影响。,考虑
2、上述因素后，将名义载荷乘以载荷系数K，得计算载荷：,载荷系数通常可近似取K=1.31.7。,69 直齿圆柱齿轮传动的受力分析和计算载荷,610 直齿圆柱齿轮传动的强度计算,一、 轮齿弯曲疲劳强度计算,根据该力学模型可得齿根理论弯曲应力,YFa为齿形系数。,考虑压应力、切应力和应力集中等对F的影响，引入重合度系数Y及载荷作用于齿顶时得应力修正系数YSa，令,再考虑影响齿轮载荷的各种因素，将Ft1乘以系数K，可得齿根弯曲强度校核式为：,为载荷作用于齿顶时的复合齿形系数。是仅与齿形有关而与模数m无关的系数，其值可根据齿数查表获得。,610 直齿圆柱齿轮传动的强度计算,取齿宽系数d=b/d1，可得设计
3、公式,610 直齿圆柱齿轮传动的强度计算,或,图示两圆柱体在承受载荷Fn时，接触区内产生接触应力。最大接触应力发生在接触区的中 线上，根据Hertz公式，其最大接 触应力：,综合曲率半径。,两圆柱体的曲率半径。,两圆柱体材料的弹性模量。,两材料的泊松比。,610 直齿圆柱齿轮传动的强度计算,二、齿面接触强度计算,齿面接触疲劳强度的校核式：,齿面接触疲劳强度的设计式：,节点处的综合曲率半径为：,上述式中：u齿数比，u=z2/z1；ZE 弹性影响系数；ZH 区域系数；,610 直齿圆柱齿轮传动的强度计算,610 直齿圆柱齿轮传动的强度计算,三、许用应力,1、许用弯曲应力,对双向传动，即在对称循环变
4、应力下工作的齿轮（如行星齿轮、中间齿轮等），其Flim值应乘以系数0.7。,610 直齿圆柱齿轮传动的强度计算,许用弯曲应力,610 直齿圆柱齿轮传动的强度计算,2、许用接触应力,610 直齿圆柱齿轮传动的强度计算,许用接触应力,610 直齿圆柱齿轮传动的强度计算,齿轮在制造、安装中，总要产生误差。例如，齿形齿距、齿向误差和轴线变形产生的误差，将产生三个方面的影响：1）相啮合齿轮在一转角范围内，实际转角和理论转角不一致，影响传动的准确性；2）不能保持瞬时传动比恒定，出现速度波动，引起振动、冲击等，影响传动平稳性；3）齿向误差造成载荷的不均匀性。,四、设计参数的选择,1、精度等级,610 直齿圆
5、柱齿轮传动的强度计算,GB1009688规定了渐开线圆柱齿轮传动的精度等级和公差。GB1136689规定了锥齿轮传动的精度等级和公差。按误差特性和它们对传动性能的影响，将齿轮的各项公差分为三个组，见表所示。,610 直齿圆柱齿轮传动的强度计算,两标准将齿轮精度等级分为12个级别，1级最高，12级最低，其中常用为69级。根据使用要求不同，允许各项公差组选用不同的精度等级，但在同一公差组内，各项公差与极限偏差应保持相同的精度等级。齿轮的精度等级，应根据齿轮传动的用途、使用条件、传递的功率、圆周速度以及经济性等技术要求选择。具体选择时可根据齿轮的圆周速度参考下表进行。注意：锥齿轮传动的圆周速度按齿宽
6、中点分度圆直径计算。,610 直齿圆柱齿轮传动的强度计算,要求较低,1.5,4,2,9,一般机械,4,10,5,8,高速中载或中速重载,8,15,10,7,高速重载,9,30,15,6,直齿锥齿轮,斜齿圆柱齿轮,直齿圆柱齿轮,应用举例,圆周速度,精度等级,610 直齿圆柱齿轮传动的强度计算,齿轮精度的标注 标注齿轮的精度和齿厚偏差代号,2、齿数和模数,闭式软齿面齿轮传动,提高平稳性,模数小,降低齿高减小滑动系数,闭式硬齿面、开式、铸铁齿轮传动,适当选多些,切削量小,一般,增大模数提高弯曲强度,大、小齿轮的齿数互质,适当选少些,一般,610 直齿圆柱齿轮传动的强度计算,3、齿宽系数d,支承刚度好,对称布置,轴的刚度差,悬臂布置,取小值,取大值,齿宽系数,轴向尺寸,载荷沿齿宽分布不均,齿轮传动径向尺寸,4、齿数比u,直齿圆柱齿轮，u5；,斜齿圆柱齿轮，u67；,610 直齿圆柱齿轮传动的强度计算,
