06第五章齿轮机构与传动 - 图文(7)

（2）应用式5.19和5.20进行初步设计时，参数确定同直齿圆柱齿轮。 3、直齿圆锥齿轮的接触疲劳强度计算 对于轴交角为90°的直齿圆锥齿轮传动，齿面接触疲劳强度的条件和齿面接触疲劳强度的设计公式为

（1）齿面接触疲劳强度的条件（校核公式）为

?H?ZHZE2KT1bd12?1?0.5?R?32u2?1???H? MPa 5.24 u2（2）齿面接触疲劳强度的设计公式为

d1?4KT1?Ru?1?0.5?R?2?ZHZE??????H??? mm 5.25 ?dm1代替b式中，载荷系数K?KAKvK?，查图5.13选K?时，用bd1；

齿宽系数?R?bR，一般?R?0.2~0.35，常用?R?0.3。

补充说明：

应用式5.25进行初步设计时，一般试取载荷系数Kt?1.2~1.6。对于单级直齿圆锥齿轮传动，一般u?1~5。

二、齿根弯曲疲劳强度的计算

齿根弯曲疲劳与齿根弯曲应力大小有关，设汁准则是限制齿根弯曲应力，以避免发生齿根疲劳。所以，齿根疲劳强度条件为

?F???F? 5.26

1、直齿圆柱齿轮的齿根弯曲疲劳强度计算 （1）弯曲疲劳强度的校核公式

?F?2KT1YFaYsaY????F? MPa 5.27 bd1m（2）弯曲疲劳强度的设计公式

3m?32KT1YFaYsaY? mm 5.28 2?dz1??F?m?4KT1YFaYsaY? mm 5.29

?a?u?1?z12??F?式中，YFa—齿形系数，考虑载荷作用于齿顶时齿形对弯曲应力的影响。外齿轮的YFa可根据

齿数z由图5.14查取，内齿轮近似地按齿条（齿数z→∞）取YFa?2.063；

Ysa—应力修正系数，用于综合考虑齿根过渡曲线处的应力集中效应和弯曲应力以外的

其他应力对齿根应力的影响。外齿轮应力修正系数查图5.15取得，内齿轮近似地按齿条（齿数z→∞）取Ysa?1.97；

Y?—重合度系数，用于修正按齿顶受全部载荷计算齿根弯曲应力产生的偏差，

Y??0.25?补充说明：

（1）应用式5.28和5.29进行初步设计时，试选KtY?t?0.8~1.4，待参数确定后，最后

30.75?a；

求得KY?。若两者相差很大，模数按m?mtKY?进行修正。 KtY?t （2）由于大、小齿轮齿根弯曲应力和许用弯曲应力不同，在进行齿轮弯曲强度计算时，应分别对大、小齿轮进行校核。

（3）对于开式齿轮传动，只进行齿轮的齿根弯曲应力计算。考虑磨损的影响，将许用弯曲应力??F?降低20％～35％。

图5.14 外齿轮齿形系数YFa（标准正常齿，an?20?，ha?1.25）

*

*图5.15 外齿轮应力修正系数Ysa（标准正常齿，an?20?，ha?1.25）

2、斜齿圆柱齿轮的齿根弯曲疲劳强度计算 （1）弯曲疲劳强度的校核公式

?F?2KT1YFaYsaY?Y????F? MPa 5.30

bd1mn（2）弯曲疲劳强度的设计公式

3mn?32KT1cos2?YFaYsaY?Y? mm 5.31 2??F??dz14KT1cos2?YFaYsaY?Y? mm 5.32 2????a?u?1?z1Fmn?式中，齿形系数YFa和应力修正系数Ysa按当量齿数z??zcos3?分别由图5.14和5.15查取； Y?—螺旋角系数，Y??1????120?，当???1时，按???1计算；当??30?时，取

??30? 计算；当Y??0.75时，取Y??0.75。

重合度系数Y?按公式Y??0.25?0.75cos2?b?a计算。

3、直齿圆锥齿轮的齿根弯曲疲劳强度计算

（1）弯曲疲劳强度的校核公式

?F?2KT1YFaYsa???F? MPa 5.30

??bd1m1?0.5?R（2）弯曲疲劳强度的设计公式

3m?4KT1?z?1?0.5?R?2R12u?1??F?2YFaYsa mm 5.31

式中，齿形系数YFa和应力修正系数Ysa按当量齿数z??zcos?分别由图5.14和5.15查取；

第九节 齿轮的结构设计和其他设计保证

一、齿轮的结构设计

齿轮的毛坯制造有锻造、铸造、焊接等工艺方法。齿轮的结构形式有齿轮轴式、实心式、腹板式和轮辐式等，设计时根据尺寸大小和工艺要求来确定。

顶圆直径da?400~600mm的齿轮，一般用锻造。图5.16所示为齿轮轴结构，这种结构用于齿轮的直径与轴的直径相近，或齿根与键槽的距离e?2m（m为模数）的情况（图5.17）。当齿轮直径比轴的直径大得较多时，应将齿轮和轴分开制造，可采用实心式结构（图5.17）。

顶圆直径da?400~600mm的齿轮，一般用铸钢和铸铁制造。齿宽较小（如b?160mm）的铸造齿轮宜采用腹板式结构（图5.18）；齿轮宽度和直径较大时．宜采用轮辐式结构（图5.19）。

图5.18为da?500mm的锻造或铸造腹板式圆柱齿轮的结构。图5.19为da?400mm的铸造十字形轮辐式圆柱齿轮的结构。图5.20为da?500mm的锻造腹板式锥齿轮的结构。图5.21为da?300mm的铸造腹板式锥齿轮的结构。

（a）圆柱齿轮轴 （b）圆锥齿轮轴

图5.16 齿轮轴

（a）圆柱齿轮 （b）圆锥齿轮

图5.17 实心式齿轮结构

图5.18 腹板式圆柱齿轮的结构

图5.19 十字形轮辐圆柱齿轮的结构