齿轮接触强度与弯曲强度

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1、1.齿轮接触强度计算1.1齿轮接触的计算应力式中：—工况系数；—动载系数；—接触强度的端面载荷分配系数；—齿向载荷分布系数；—节点域系数；—弹性系数；一重合度系数；1.1.1工况系数由于齿轮的载荷特性为工作稳定状况下，故取工况系数为=1.0.1.1.2动载系数由于=15.96m/s齿轮重合度再根据《机械设计手册》图8-32与8.33得；)=1.48-0.44(1.48-1.22)=1.361.1.1端面载荷分配系数查表8-120得其中查图8-34为0.865.1.1.2齿向载荷分布系数查图8.35可得=1.1

2、3.1.1.3节点域系数式中：为端面分度圆压力角；为基圆螺旋角；为端面啮合角；经计算最后得到=2.2541.1.4弹性系数带入各值后，得=189.87。1.1.5重合度系数与1.13的分母约去，不需考虑。最后得到理论接触应力为：1.2接触疲劳极限式中：表示计算齿轮的接触疲劳极限；表示试验齿轮的接触疲劳极限；表示接触强度的寿命系数；表示润滑剂系数；表示速度系数；表示光洁度系数；表示工作硬化系数。1.2.1试验齿轮的接触疲劳极限由手册中图8-38d查得=1690MPa。1.2.2接触强度的寿命系数查表8-123得

3、，，取。1.2.3润滑剂系数取，由图8-40查得=1.1.2.4速度系数由图8-41，按V=1米/秒和查得。1.2.5光洁度系数由图8-42，按、a=253.1mm、查得=0.92.1.2.6工作硬化系数大、小齿轮都是硬齿面，=1.计算齿轮的接触疲劳极限：1.3许用接触应力查表8-121得最小安全系数=1.1，则：2齿轮弯曲强度计算2.1齿轮弯曲的计算应力式中：—工况系数；—动载系数；—弯曲强度的端面载荷分配系数；—齿向载荷分布系数；—齿形系数；—弯曲强度的重合度系数；—螺旋角系数；2.1.1弯曲强度的端面载

4、荷分配系数由表8-120查得：其中查图8-34为0.895.2.1.2齿形系数查《渐开线圆柱齿轮承载能力计算方法》图18c，当=24.49，。2.1.3弯曲强度的重合度系数由于端面载荷分配系数中含有，可以与之约去，故不需要知道具体值。2.1.4螺旋角系数由《机械手册》中图8-46，根据，，查得。最后得到理论弯曲应力：2.2齿轮弯曲疲劳极限式中：表示计算齿轮的弯曲疲劳极限；表示试验齿轮的弯曲疲劳极限；表示弯曲强度的寿命系数；表示应力集中系数；表示尺寸系数。2.2.1试验齿轮的弯曲疲劳极限查图8-47d，得=53

5、5MPa。2.2.2弯曲强度的寿命系数查表8-124，根据，取。2.2.3应力集中系数查图8-49，根据=24，x=0；=53，x=0.查得；=1.18。2.2.4尺寸系数查图8-50，根据=6.35，查得=0.99.最后得弯曲疲劳极限2.3许用弯曲应力查表8-121得最小安全系数=1.25（具有较高的可靠性），则：3齿轮接触有限元分析结果由于齿轮接触的重合度小于2,为了减少计算内存,只取相互接触的三个齿分析,模型如下图所示。齿轮接触简化模型图经网格划分后，有限元模型如图所示。施加4153632N·mm转矩，

6、并设置摩擦系数f=0.05，刚度系数K=1。最后计算得到接触应力云纹图与弯曲应力图如图所示。接触应力云纹图弯曲应力云纹图通过接触应力和弯曲应力云纹图可知，最大接触应力为788.32Mpa，最大弯曲应力为380.58MPa，都在允许的应力范围内。