《机械设计基础》课程PPT教学课件（讲稿）第十二章 齿轮传动（12.4）齿轮的强度计算

第12章齿轮传动 12.1齿轮传动的失效形式和设计准则 12.2齿轮材料 12.3齿轮轮齿受力 12.4齿轮的强度计算 12.4.0接触强度 12.4,1直齿圆柱齿轮的强度计算 12.4.2斜齿圆柱齿轮的强度计算 12,4,3锥齿齿轮的计算

1 第12章 齿轮传动 12.4齿轮的强度计算 12.4.0接触强度 12.4.1直齿圆柱齿轮的强度计算 12.4.2斜齿圆柱齿轮的强度计算 12.4.3锥齿齿轮的计算 12.1齿轮传动的失效形式和设计准则 12.2齿轮材料 12.3齿轮轮齿受力

第12章齿轮传动 12.5齿轮传动设计 12.5.1齿轮传动的参数选择 12.5.2齿轮传动的设计步骤

2 第12章 齿轮传动 12.5齿轮传动设计 12.5.1齿轮传动的参数选择 12.5.2齿轮传动的设计步骤

12.4.0接触强度 赫兹公式 ui te E p 设 OH E E1 E p FE FE =0.56|m yrbp

3 12.4.0接触强度    Fn ] 1 1 [ ) 1 1 ( 2 2 2 1 2 1 1 2 E E b Fn H       − + −  = 2 2 2 1 2 1 1 1 1 E E E  −  + − 设： = 1 2 1 1 1    =      b F E b Fn E n H = = 0.56 赫兹公式

12.4.1直齿圆柱齿轮的强度计算 一、齿面接触疲劳强度计算 二、齿根弯曲疲劳强度计算 三、齿轮传动强度计算说明

4 12.4.1直齿圆柱齿轮的强度计算 一、齿面接触疲劳强度计算 二、齿根弯曲疲劳强度计算 三、齿轮传动强度计算说明

12.4.1直齿圆柱齿轮的强度计算 齿面接触疲劳强度计算 1、满足接触疲 劳强度的条件:Oso

5 12.4.1直齿圆柱齿轮的强度计算 一、齿面接触疲劳强度计算 [ ]  H   H 1、满足接触疲 劳强度的条件：

12.4.1直齿圆柱齿轮的强度计算 2、齿面接触疲劳强度计算 综合弹性模量 根据赫兹公式 FE H 丌bO综合曲率半径 由书P195图12-15,节 点处的综合曲率半径为2sino 若大小齿轮的齿数比 2 (1±.1) p d, sin a d, sin a d, sin a 2L±1 (±1)2 d, sin a u ·a.sma

6 12.4.1直齿圆柱齿轮的强度计算 2、齿面接触疲劳强度计算    b Fn E 根据赫兹公式 H = 综合弹性模量  sin 2 i i d =       sin 1 ( 1) sin 2 1 sin 2 sin 2 sin 1 2 2 1 2 1 1 2 1    =  = =  =   u a u u u d d d d d d （ ） （ ） 由书P195图12-15，节 点处的综合曲率半径为 综合曲率半径 1 2 , , 2 1 1 1 2  = = = u a d ud d z z u 若大小齿轮的齿数比

12.4.1直齿圆柱齿轮的强度计算 2、齿面接触疲劳强度计算 对钢齿轮E1=E2=2.06X105MPa,u1=2=0.3 FE KT(u±1)3 H 335 zb bu 接触疲劳许用应力[σn 齿轮的接触疲劳强度,P196 hli 图12-16 齿面接触疲劳安全 系数,P195表12-3

7 12.4.1直齿圆柱齿轮的强度计算 2、齿面接触疲劳强度计算 a bu KT u b Fn E H 2 3 1 ( 1) 335  = =    一对钢齿轮E1= E2=2.06X105MPa,1= 2=0.3 3、接触疲劳许用应力 [ ]  H H H H S lim [ ]   = 齿轮的接触疲劳强度，P196 图12-16 齿面接触疲劳安全 系数，P195表12-3

4、接触疲劳强度公式 KT(u±1)≤on 校核公式=35yab2 250:一对 引入齿宽系数 铸铁齿轮 335、KT 则a≥(l±1) 设计公式 285:钢对铸铁齿轮

8 4、接触疲劳强度公式 校核公式 设计公式 [ ] ( 1) 335 2 3 1 H H a bu KT u     = 引入齿宽系数 a b  a = 则 3 2 1 ) [ ] 335 ( 1) ( u KT a u  H  a   285：钢对铸铁齿轮 250：一对 铸铁齿轮

齿根弯曲疲劳强度计算 1、计算依据 满足弯曲疲劳 强度的条件Ons

9 二、齿根弯曲疲劳强度计算 1、计算依据 [ ]  F   F 满足弯曲疲劳 强度的条件

12.4.1直齿圆柱齿轮的强度计算 2、齿根弯曲疲劳应力计算 卫建立力学模型 孓假设全部载荷作用于齿顶; Fn2OSOn×不计齿根的压应力 用30°切线法确定危险截面 危险截面处的弯曲应力 m KF cos a h F "F因 为 F cos C ke 6(R)COSaF F 30°30° F b 齿形系数 cos a P198 KEYE 图12-19 bm 10

10 12.4.1直齿圆柱齿轮的强度计算 2、齿根弯曲疲劳应力计算 建立力学模型： 假设全部载荷作用于齿顶； 不计齿根的压应力； 用30°切线法确定危险截面 2 6 cos F n F F F S b KF h W M   = = 危险截面处的弯曲应力 bm KFY m S m h bm KF t F F F F t F =  =     ( ) cos 6( ) cos 2 因 为 cos t n F F = YF 齿形系数， P198 图12-19