標(biāo)準(zhǔn)斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算

《標(biāo)準(zhǔn)斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。

1、標(biāo)準(zhǔn)斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算（一）輪齒的受力分析　　在斜齒輪（斜齒輪結(jié)構(gòu)虛擬現(xiàn)實(shí)）傳動(dòng)中，作用于齒面上的法向載荷?Fn。仍垂直于齒面。如圖<斜齒輪的輪齒受力分析>所示，F(xiàn)n?位于法面Pabc內(nèi)，與節(jié)圓柱的切面Pa'ae傾斜一法向嚙合角αn。力Fn可沿齒輪的周向、徑向及軸向分解成三個(gè)相互垂直的分力。圖<斜齒輪受力分析>　　首先，將力Fn在法面內(nèi)分解成沿徑向的分力(徑向力)Fr和在Pa'ae面內(nèi)的分力，然后再將力F'在Pa'ae面內(nèi)分解成沿周向的分力(圓周力)Ft及沿軸向的分力(軸向力)Fa。各力的方如圖所示；各力的大小為：　　　　　　　　　式中：β—節(jié)圓螺旋角，對(duì)標(biāo)準(zhǔn)斜

2、齒輪即分度圓螺旋角；　　　βb—嚙合平面的螺旋角，亦即基圓螺旋角；　　　αn—法面壓力角，對(duì)標(biāo)準(zhǔn)斜齒輪，αn=20°；　　　αt—端面壓力角。　　由上式可知軸向力Fa與tgβ成正比。為不使軸承承受過大的軸向力，斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)的螺旋角β不宜選得過大，常在β=8°～20°之間選擇。在人字齒輪傳動(dòng)中，同一個(gè)人字齒上按力學(xué)分析所得的兩個(gè)軸向分力大小相等，方向相反，和力為零。因而人字齒輪的螺旋角β可取較大數(shù)值（15°～40°），傳遞功率也很大。人字齒輪傳動(dòng)的受力分析及強(qiáng)度分析都可沿用斜齒輪的傳動(dòng)公式。（二）計(jì)算載荷　　齒輪上的計(jì)算載荷與嚙合輪齒齒面上接觸線長度有關(guān)。對(duì)于斜齒輪，

3、如右圖所示，嚙合區(qū)中的實(shí)線為實(shí)際接觸線，每一條全齒寬的接觸線長為b/cosβb，接觸線總長為所有嚙合齒上接觸線長度之和。在嚙合過程中，嚙合線總長一般是變動(dòng)的，據(jù)研究，可用作為總長度的代表值。因此　　　　　式中為斜齒輪傳動(dòng)的端面重合度,可按《機(jī)械原理》所述公式計(jì)算，或由圖標(biāo)準(zhǔn)圓柱齒輪傳動(dòng)的端面重合度查取。圖<標(biāo)準(zhǔn)圓柱齒輪傳動(dòng)的端面重合度>斜齒輪的縱向重合度可按以下公式計(jì)算:　　　　　斜齒輪計(jì)算中的載荷系數(shù)，其中使用系數(shù)與齒向載荷分布系數(shù)的查取與直齒輪相同；動(dòng)載系數(shù)可由圖<動(dòng)載系數(shù)值>中查?。积X間載荷分配系數(shù)?與可根據(jù)斜齒輪的精度等級(jí)、齒面硬化情況和載荷大小由表<齒間載荷分

4、配系數(shù)>中查取。(三)齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算??如下圖所示，斜齒輪齒面上的接觸線為一斜線。受載時(shí)，齒輪的失效形式為局部折斷。斜齒輪的彎曲強(qiáng)度，若按輪齒局部折斷分析則較繁?，F(xiàn)對(duì)比直齒輪的彎曲強(qiáng)度計(jì)算，僅就其計(jì)算特點(diǎn)作必要的說明?！　∈紫?，斜齒輪的計(jì)算載荷要比直齒輪的多計(jì)入一個(gè)參數(shù)，其次還應(yīng)計(jì)入反映螺旋角β對(duì)輪齒彎曲強(qiáng)度影響的因素，即計(jì)入螺旋角影響系數(shù)Yβ。由上述特點(diǎn)，可得斜齒輪輪齒的彎曲疲勞強(qiáng)度公式為：式中：YFa—斜齒輪的齒形系數(shù)，可近似地按當(dāng)量齒數(shù)zv由表查取；　　　YSa—斜齒輪的應(yīng)力校正系數(shù)，可近似地按當(dāng)量齒數(shù)zv由表<齒形系數(shù)及應(yīng)力校正系數(shù)>查取；　　　Yβ—螺旋

5、角影響系數(shù)，數(shù)值查圖螺旋角影響系數(shù)?！　　∩鲜椒謩e為校核計(jì)算公式和設(shè)計(jì)計(jì)算公式。?齒形系數(shù)YFa及應(yīng)力校正系數(shù)z(zv)17181920212223242526272829YFa2.972.912.852.802.762.722.692.652.622.602.572.552.53YSa1.521.531.541.551.561.571.5751.581.591.5951.601.611.62z(zv)303540455060708090100150200∞YFa2.522.452.402.352.322.282.242.222.202.182.142.122.06YS

6、a1.6251.651.671.681.701.731.751.771.781.791.831.8651.97　　?注：1）基準(zhǔn)齒形的參數(shù)為α=20°、、ρ=0.38m(m為齒輪模數(shù))；　　　　2）對(duì)內(nèi)齒輪：當(dāng)α=20°、、ρ=0.15m時(shí)，齒形系數(shù)YFa＝2.65，YSa＝2.65。(四)齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算　　斜齒輪的齒面接觸疲勞強(qiáng)度仍按赫茲公式計(jì)算，節(jié)點(diǎn)的綜合曲率1/ρ∑＝1/ρn1+1/ρn2。如下左圖所示，對(duì)于漸開線斜齒圓柱齒輪，在嚙合平面內(nèi)，節(jié)點(diǎn)P處的法面曲率ρn與端面曲率半徑ρt的關(guān)系由幾何關(guān)系得：　　　　　　　　　　　　　　　　斜齒輪端面上節(jié)點(diǎn)的曲率半徑

7、為　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　因而　斜齒圓柱齒輪法面曲率半徑于是得：　　　　　　　　　　　　　　　　　令　　?　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　ZH稱為區(qū)域系數(shù)。上右圖為法面壓力角αn=20°的標(biāo)準(zhǔn)齒輪的ZH值。于是得　　　　　　　　　　　　　　?同前理，由上式可得　??　　應(yīng)該注意，對(duì)于斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)，因齒面上的接觸線是傾斜的（如右圖），所以在同一齒面上就會(huì)有齒頂面(其上接觸線段為e1P)與齒根面(其上接觸線段為e2P)同時(shí)參與嚙合的情況(直齒輪傳動(dòng)，齒面上的接觸線與軸線平行，就沒有這種現(xiàn)象)?！　∪缜八?/p>