設(shè)計(jì)：潘存云O2O1ttω1（主動(dòng)）N1N2cα

α

d12α

FnT1漸開線直齒圓柱齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)一、輪齒受力分析和計(jì)算載荷圓周力徑向力法向力小齒輪上的轉(zhuǎn)矩1、各作用力的大小及方向O2ω2（從動(dòng)）O1N1N2ttω1（主動(dòng)）T1cα

α

d12d22α

FtFrFnFn2、計(jì)算載荷Fn——名義載荷受力變形制造誤差安裝誤差附加動(dòng)載荷載荷集中用計(jì)算載荷KFn代替名義載荷Fn以考慮載荷集中和附加動(dòng)載荷的影響，K——載荷系數(shù)Fnb()maxFnb()min（如電動(dòng)機(jī)、汽輪等）（如多缸內(nèi)燃機(jī)）（如單缸內(nèi)燃機(jī)）平穩(wěn)和比較平穩(wěn)中等沖擊嚴(yán)重沖擊1~1.21.2~1.61.6~1.81.2~1.61.6~1.81.9~2.11.6~1.81.8~2.02.2~2.4原動(dòng)機(jī)工作情況工作平穩(wěn)輕微沖擊中等沖擊工作機(jī)械的載荷特性注：（1）齒輪在兩軸承之間并且對(duì)稱布置時(shí)取較小值

（2）齒輪在兩軸承之間不對(duì)稱布置時(shí)取較大值（3）斜齒圓柱齒輪、圓周速度較低、精度高、齒寬較小時(shí)，

取較小值載荷系數(shù)K

設(shè)計(jì)：潘存云二、齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算O2ω2（從動(dòng)）O1N1N2ttω1（主動(dòng)）T1cα

α

d12d22α

Cρ1ρ2對(duì)于一對(duì)鋼制標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪傳動(dòng)齒面接觸疲勞強(qiáng)度校核公式:齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)公式:內(nèi)嚙合“+”，外嚙合“-”按可推導(dǎo)得1、許用接觸應(yīng)力[σH]

σHlim——接觸疲勞極限,由實(shí)驗(yàn)確定,在[σH1][σH2]數(shù)值不同時(shí)，應(yīng)將較小的一個(gè)代入計(jì)算。2、Φa稱為齒寬因數(shù)=b/a,一般減速器Φa取0.4

3、在作齒面接觸強(qiáng)度計(jì)算時(shí)，前面兩個(gè)公式只適用于鋼制標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪，若配對(duì)材料不是鋼對(duì)鋼，則應(yīng)按其材料確定相應(yīng)的材料系數(shù)推薦按下式確定公式應(yīng)用注意：潘存云教授研制灰鑄鐵的接觸疲勞極限應(yīng)力σHlimσHlim

/MPa500400200600700100200300HBS300MEMQ=ML潘存云教授研制鑄鐵材料的接觸疲勞極限應(yīng)力σHlimσHlim

/MPa500400600700100200300HBS300MEMQ=MLMEMQ=ML球墨鑄鐵黑色可鍛鑄鐵潘存云教授研制正火處理的結(jié)構(gòu)鋼和鑄鋼的接觸疲勞極限應(yīng)力σHlimσHlim

/MPa500400600200100150200250HBS300正火處理的結(jié)構(gòu)剛正火處理的鑄剛MEMEML=MQML=MQ潘存云教授研制調(diào)質(zhì)處理鋼的接觸疲勞極限應(yīng)力σHlim合金調(diào)質(zhì)剛碳鋼調(diào)質(zhì)合金鑄剛調(diào)質(zhì)碳鋼鑄鋼調(diào)質(zhì)MEMEMQ=MLML=MQMXMEMQMLMEMLMQ50040060025030070080090010001100σHlim

/MPa100200300400HBS潘存云教授研制滲氮及氮碳共滲調(diào)質(zhì)鋼的接觸疲勞極限應(yīng)力σHlim120013006001500140070080090010001100σHlim

/MPa潘存云教授研制300400500600700800900HVI3535404550556065HRCMQ調(diào)質(zhì)-氣體滲氮處理的滲氮鋼調(diào)質(zhì)或正火-氮碳共滲處理的調(diào)質(zhì)鋼調(diào)質(zhì)-氣體滲氮處理的調(diào)質(zhì)鋼ME=MQMQMEMLMLMLME潘存云教授研制潘存云教授研制400500600700800HVI12001300160015001400170080090010001100σHlim

/MPaMQMEMLMQMEML滲碳合金鋼火焰或感應(yīng)淬火鋼滲碳淬火鋼和表面淬火鋼的接觸疲勞極限應(yīng)力σHlim潘存云教授研制rbO30?

30?

二、齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算

假定載荷僅由一對(duì)輪齒承擔(dān)，按懸臂梁計(jì)算。齒頂嚙合時(shí)，彎矩達(dá)最大值。hFnF2F1Sγ分量F2產(chǎn)生壓縮應(yīng)力可忽略不計(jì)，彎曲力矩M=KFnhcosγ危險(xiǎn)界面的彎曲截面系數(shù)輪齒彎曲強(qiáng)度校核公式：危險(xiǎn)截面：齒根圓角30?

切線兩切點(diǎn)連線處。齒頂受力Fn，可分解成兩個(gè)分力：F1=Fncosγ

F2=Fnsinγ——產(chǎn)生彎曲應(yīng)力——產(chǎn)生壓應(yīng)力，可忽略FnABABσFσF對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)齒輪,YFs僅取決于齒數(shù)Z。一般YFs1≠YFs2，[σF1]≠[σF2]計(jì)算時(shí)取較大者計(jì)算結(jié)果取標(biāo)準(zhǔn)值,且m≥1.5mm。引入齒寬系數(shù)ψa=b/a一般齒輪減速箱ψa取0.4代入得設(shè)計(jì)公式潘存云教授研制潘存云教授研制3.73.63.53.43.33.23.13.02.92.82.72.62.52.42.32.22.12.01.91.81.73.73.63.53.43.33.23.13.02.92.82.72.62.52.42.32.22.12.01.91.81.7111213141516182025304050100400齒形系數(shù)YF計(jì)算根切極限實(shí)際根切極限標(biāo)準(zhǔn)齒輪許用彎曲應(yīng)力彎曲疲勞極限σFlim由實(shí)驗(yàn)確定。

在滿足彎曲強(qiáng)度的條件下可適當(dāng)選取較多的齒數(shù)，使傳動(dòng)平穩(wěn)。在中心距a一定時(shí)，z增多則m減小，da減小，節(jié)省材料和工時(shí)。推薦按下式計(jì)算輪齒單向受力時(shí)：輪齒雙向受力或開式齒輪：潘存云教授研制6004000200100200300HBSσFlim

/MPa球墨鑄鐵黑色可鍛鑄鐵灰鑄鐵MEMEMQMLMQ=MLMEMQ=ML鑄鐵材料的σFlim潘存云教授研制6004000200σFlim

/MPa100200HBS正火鋼的σFlimMEMEML=MQlML=MQl正火處理的鑄鋼正火處理的結(jié)構(gòu)鋼潘存云教授研制調(diào)質(zhì)鋼的σFlim合金調(diào)質(zhì)鋼碳鋼調(diào)質(zhì)合金鑄鋼調(diào)質(zhì)碳素鑄鋼調(diào)質(zhì)100200300400HBS600400200σFlim

/MPa8001000MLMEMQMLMEMQMQ=MLMQ=ML潘存云教授研制σFlim/MPa滲碳淬火鋼及表面硬化鋼的σFlim60040020080010001200450500600700800HVI50556065HRCMEMQMLMEMQML滲碳淬火鋼表面硬化鋼潘存云教授研制氮化及氮碳共滲調(diào)質(zhì)鋼的σFlimσFlim

/MPa60040020080010001200300400500600700800900HVI3035404550556065HRC調(diào)質(zhì)、氣體氮化處理的氮化鋼（不含鋁）調(diào)質(zhì)、氣體氮化處理的調(diào)質(zhì)鋼調(diào)質(zhì)或正火、碳氮共滲處理的調(diào)質(zhì)鋼MEMQMLMEMQMLME=MQML軟齒面閉式齒輪傳動(dòng)按接觸強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì)按彎曲強(qiáng)度校核硬齒面閉式齒輪傳動(dòng)按彎曲強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì)按接觸強(qiáng)度校核開式齒輪傳動(dòng)按彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)四、圓柱齒輪傳動(dòng)參數(shù)的選擇和設(shè)計(jì)步驟

齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)時(shí)，按主要失效形式進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算，確定主要尺寸，然后按其它失效形式進(jìn)行必要的校核。強(qiáng)度計(jì)算注意點(diǎn)：1、小齒輪硬度比大齒輪高30~50HBW2、小齒輪要比大齒輪略寬5~10mm3、長(zhǎng)期兩側(cè)工作的齒輪，應(yīng)將許用彎曲應(yīng)力值降低，可取原值的70%4、一對(duì)互相嚙合齒輪，兩個(gè)齒輪的接觸應(yīng)力相同，而彎曲應(yīng)力往往是不同的(一)、齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)主要參數(shù)的選擇1．壓力角a的選擇2．齒數(shù)模數(shù)的選擇一般，閉式齒輪傳動(dòng)z1=25~40z1↑m↓重合度e↑傳動(dòng)平穩(wěn)抗彎曲疲勞強(qiáng)度降低齒高h(yuǎn)↓切削量↓、滑動(dòng)率↓因此，在保證彎曲疲勞強(qiáng)度的前提下，齒數(shù)選得多一些好！一般情況下取a=20°開式齒輪傳動(dòng)z1=17~20z2=uz1對(duì)于傳遞動(dòng)力的齒輪，可按m=（0.007～0.02）a初選，但應(yīng)保證模數(shù)m≥2mm。3．齒寬系數(shù)fd的選擇fd↑齒寬b↑強(qiáng)度↑，但fd過大將