齿轮强度以及寿命计算

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1、由于4个齿轮组合（包括8个齿轮）所选材料一致，其传动关系也一一对应，故只需求出连接输入轴的1号大齿轮和4号小齿轮的受力情况和寿命校核即可知其他齿轮的状态能否满足要求。一、1号大齿轮（转速最快）（1）调质硬度HB285~341HB，查图按MQ级质量要求取值，得轮齿接触疲劳极限为σHlim=760N/mm2,轮齿弯曲疲劳极限σFlim=300N/mm2（2）齿面接触强度核算：T1=Tdi0n01=9549×0.45/5547×（42×32×33/11×15×14）×0.97=14.43n1=1387b=0.35a=11.551）分度圆上名义切向力Ft=2000

2、T1/d1=549.712）使用系数KA=13）动载系数KV齿轮线速度v=лd1n1/60000=3.81m/s其传动精度系数C=-0.5048ln(z)-1.144ln(m)+2.825ln(ƒpt)+3.32=8.84取C=9，查图得KV=1.154)螺旋线载荷分布系数KHBKHB=1.12+0.18(b/d)2+0.23*10-3b=1.135)齿间载荷分布系数KHAKAFt/b=109.3/11.55=9.46查表，得KHA=1.26）弹性系数ZE查表，ZE=189.87)重合度系数Zε端面重合度ε1=0.865ε2=0.675则εa=(1+0.3

3、2)×0.865+(1-0.32)×0.675=1.607查图，得Zε=0.898)小齿轮、大齿轮的单对齿啮合系数ZB、ZD都等于19）计算接触应力σH1=ZB（KAKVKHBKHA）0.5ZEZε[Ft/d1b×(u+1)/u]0.5=1×(1×1.15×1.13×1.2)0.5×189.8×0.89×(549.71/606.375×4.82/3.82)0.5=225.6N/mm210）寿命系数ZNT考虑到车身翻转机构并不要时刻运转，只需偶尔性的使用，取其满载工作时间10000小时做寿命校核。应力循环次数NL1=60n1t=60×1387×10000=8

4、.32×108　则ZNT1=（10/8.32）0.057=1.0111)润滑油膜影响系数ZLZVZR查表，经展成法滚、插的齿轮副RZ10大于4um，ZLZVZR=0.8512)齿面工作硬化系数ZW查图，得ZW=1.0813)尺寸系数ZX对于调质刚，ZX=114）安全系数SH=σHlimZNT1ZLZVZRZWZX/σH1=760×1.01×0.85×1.08/225.6=3.12大于一般可靠度时规定的最小安全系数为SHlin=1~1.1的要求，故齿面接触强度核算通过。（1）轮齿弯曲强度核算1）螺旋线载荷分布系数KFBKFB=（KHB）NN=(b/h)2/[

5、1+b/h+(b/h)2]b=11.55h=2.25m=2.25×1.25=2.81N=16.89/(1+4.11+16.89)=0.768KFB=（KHB）N=(1.13)0.768=1.102）螺旋线载荷分布系数KFAKFA=KHA=1.23）齿廓系数YFAZ=42，查图得YFA=2.234）应力修正系数YSAZ=42，查图得YSA=1.775）重合度系数YεYε=0.25+0.75/εanεan=εa/cos2β=1.607/(1-cos220)=1.93Yε=0.25+0.75/εan=0.25+0.39=0.646)计算赤根应力ΣfσF=FtYF

6、AYSAYεKAKVKFBKFA/(bm)=549.71×2.23×1.77×0.64×1×1.15×1.10×1.2/(1.25×11.55)=145.857)试验齿轮的应力修正系数YST根据查表，知YST=2.08）寿命系数YNTYNT=（3×106/NL）0.02=0.8939)相对齿根角敏感系数Yξ=1.0,相对赤根表面状况系数YR=1.010）尺寸系数YX由表，YX=1.03-0.006×1.25=1.0211）安全系数SFSF=σFlimYSTYNTYξYRYX/σF=300×2.0×0.893/145.85=3.674由上可知，安全系数大于一

7、般可靠度时最小安全系数1.6的要求，轮齿弯曲强度核算通过。二、四号小齿轮（受力最大）（1）齿面接触强度核算：T1=Tdi0n01=9549×0.45/[5547×（42×32×32×33）/（15×15×14×11）×0.97]=30.784n1=1387b=0.35a=16.451）分度圆上名义切向力Ft=2000T1/d1=2706.252）使用系数KA=13）动载系数KV齿轮线速度v=лd1n/60000=0.04m/s其传动精度系数C=-0.5048ln(z)-1.144ln(m)+2.825ln(ƒpt)+3.32=8.84取C=9，查图得KV=

8、1.154)螺旋线载荷分布系数KHBKHB=1.12+0.18(b