高速渐开线平行轴齿轮的设计及程序开发(4)

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式中卜速比。

埘一端面模数。

滑动率的分布见图２．１，从中可以看出：

１．滑动率为啮合点位置的函数，其值在Ｏ～００之间变化。其ｆ的绝对值是表示磨损程度的标志之一。

２．啮合线在基圆柱上的切点Ⅳｌ和Ⅳ２的滑动率为无穷大，因此两齿轮应避免在Ⅳｌ或％点啮合，否则两齿轮的齿根磨损非常严重。

３．轮齿上各点的实际滑动率为图中斜线部分，轮齿根部的滑动率大于其齿．．９．．

东北大学项士学位论文第二章高速齿轮啮合参数的选择

图２．１滑动率的变化

Ｆｉ９２．１Ｃｈａｎｇｅｏｆｓｌｉｄｉｎｇｒａｔｉｏ

顶的滑动率，而小齿轮齿根的滑动率又大于大齿轮齿根的滑动率。

根据实践经验，对于齿轮圆周速度大于２５ｍ／ｓ时，要求滑动率ｆ≤２。此外还可对小齿轮采用较硬的材料提高耐磨性；采取降低大齿轮的齿顶高，增加小齿轮的齿顶高，使啮合段向左移，以降低小齿轮齿根的最大滑动率：还可采用变位齿轮改变啮合线段的位置来达到同样的目的。一１０．

东北大学硕士学位论文第三章高速齿轮的承载能力计算

第三章高速齿轮的承载能力计算

３．１高速渐开线齿轮的损伤形式及强度计算分类方法

齿轮轮齿损伤的主要破坏形式有：断齿、点蚀、胶合、磨损和塑性变形等。高速传动中，由于齿面负载较大，齿间润滑油因摩擦发热，使油质变稀，造成油膜破裂，导致齿面金属直接接触，发生强烈摩擦，以致熔化在一起，进而撕裂而引起表面损伤，这种现象称为胶合。从图３．１中可以看出，对高速齿轮限制齿面承载能力的主要失效形式是胶合‘１４１。

权限转矩

图３．ｔ齿轮的失效区域

Ｆｊ９３．１Ａｒｅａｏｆｇｅａｒｉｎｖａｌｉｄａｔｉｏｎ

３．２高速齿轮承载能力的设计准则

由于高速齿轮在机组中的地位非常重要，必须具有高度的可靠性，较长的寿命，必须避免齿轮的各种损坏，要有足够的承载能力。

３．２．１齿面接触疲劳强度计算准则

为防止齿面点蚀和剥落，须进行齿面接触疲劳强度计算。为防止齿面塑性变形和压溃，须进行齿面接触静强度计算。在高速齿轮传动中，齿面由于接触疲劳产生点蚀，特别在软齿面齿轮中，这种破坏形式更普遍，因此该计算是高速齿轮

东北大学硕士学位论文第三章高速齿轮的承栽能力计算的主要计算项目［８１【９１１１５］。

３．２．２齿根弯曲疲劳强度计算准则

为防止齿根弯曲疲劳折断，须进行齿根弯曲疲劳强度计算，为防止轮齿塑性变形和脆性折断，须进行弯曲静强度计算。在高速齿轮传动计算中，齿轮的尺寸主要由接触强度确定，由于高可靠度和长寿命的要求，在计算中许用接触应力取得较小，这样安全系数会更高些。但是在高速齿轮中，硬齿面的齿轮越来越多，根据接触强度计算的几何尺寸缩小，在此情况下，轮齿的齿根弯曲应力增加，因此校核弯曲强度很重要【１６】【１７１

０

３．２．３胶合计算准则

为防止齿面发生胶合破坏，须进行胶合计算或弹性流体动压润滑计算。

３．２．４安全系数的选择

由于高速齿轮的速度高，传递功率大，且多为斜齿或人字齿，故扭转变形和弯曲变形较大，同时齿间高速滑动摩擦使轮齿产生热变形，因此高速齿轮的动载荷较大，而目前我国高速齿轮仍采用一般齿轮的接触和弯曲强度计算方法，所以安全系数要适当放大。

以上三种计算准则中，齿面接触强度计算和轮齿弯曲强度计算，由于研究比较深入，目前已形成了比较成熟的计算方法。关于胶合计算虽然已形成计算方法，制定了标准（ＩＳＯ／ＤＰ６３３６一ＩＶ－１９８５，ＧＢ６４１３．８６），但其计算结果与实际尚有出入。３．３齿面接触疲劳强度校核

ＧＢ／Ｔ３４８０—１９９７标准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，赫兹应力是齿面间应力的主要指标。

３．３．１强度条件

接触强度的计算安全系数品应不小于接触强度的最小安全系数品。，即

禺≥品ｌｌｌｌｎ

式中（３．１）品——接触强度的计算安全系数；

岛－ｎ——接触强度的最小安全系数。对高速齿轮，高可靠度要求时，品。取１．６。．１７—