标准直齿圆柱齿轮传动的强度计算.doc

文档介绍：[标签:标题](一)轮齿的受力分析进行齿轮的强度计算时,首先要知道齿轮上所受的力,这就需要对齿轮传动作受力分析。当然,对齿轮传动进行力分析也是计算安装齿轮的轴及轴承时所必需的。齿轮传动一般均加以润滑,啮合轮齿间的摩擦力通常很小,计算轮齿受力时,可不予考虑。沿啮合线作用在齿面上的法向载荷Fn垂直于齿面,为了计算方便,将法向载荷Fn在节点P处分解为两个相互垂直的分力,即圆周力Ft与径向力Fr,。由此得Ft=2T1/d1;Fr=Fttan;Fn=Ft/cos(a)式中:T1小齿轮传递的转矩,Nmm;d1小齿轮的节圆直径,对标准齿轮即为分度圆直径,mm;啮合角,对标准齿轮,=20。(二)齿根弯曲疲劳强度计算轮齿在受载时,齿根所受的弯矩最大,因此齿根处的弯曲疲劳强度最弱。当轮齿在齿顶处啮合时,处于双对齿啮合区,此时弯矩的力臂虽然最大,但力并不是最大,因此弯矩并不是最大。根据分析,齿根所受的最大弯矩发生在轮齿啮合点位于单对齿啮合区最高点。因此,齿根弯曲强度也应按载荷作用于单对齿啮合区最高点来计算。由于这种算法比较复杂,通常只用于高精度的齿轮传动(如6级精度以上的齿轮传动)。对于制造精度较低的齿轮传动(如7,8,9级精度),由于制造误差大,实际上多由在齿顶处啮合的轮齿分担较多的载荷,为便于计算,通常按全部载荷作用于齿顶来计算齿根的弯曲强度。当然,采用这样的算法,齿轮的弯曲强度比较富余。右边动画所示为齿轮轮齿啮合时的受载情况。动画演示为齿顶受载时,轮齿根部的应力图。在齿根危险截面AB处的压应力c仅为弯曲应力F的百分之几,故可忽略,仅按水平分力pcacos所产生的弯矩进行弯曲强度计算。假设轮齿为一悬臂梁,则单位齿宽(b=1)时齿根危险截面的弯曲应力为取,并将(a)式代入。对直齿圆柱齿轮,齿面上的接触线长L即为齿宽b(mm),得令YFa是一个无量纲系数,只与齿轮的齿廓形状有关,而与齿的大小(模数m)无关。因此,称为齿形系数。S值