第十二节齿轮的材料和许用应力

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1、 (1) 齿面应有足够的硬度，以抵抗齿面磨损、点蚀、胶合以及塑性变形等； (2) 齿芯应有足够的强度和较好的韧性，以抵抗齿根折断和冲击载荷； (3) 应有良好的加工工艺性能及热处理性能，使之便于加工且便于提高其力学性能。二、齿轮的许用应力二、齿轮的许用应力limHHHSlimFFFS例：开式圆柱齿轮的设计计算例：开式圆柱齿轮的设计计算 开式圆柱齿轮的设计计算开式圆柱齿轮的设计计算2117 5.1787.89zz i 21885.1817kziz取整取整 则开式齿轮的实际传动比为：则开式齿轮的实际传动比为：开式圆柱齿轮的设计计算开式圆柱齿轮的设计计算lim10.83800.8 260380588

2、(MPa)FHBSlim20.72750.7 252275451.4(MPa)FHBS5 . 1limFSlimlimFFFS1lim1lim1588 1.5470.4(MPa)FFFS2lim2lim2451.4 1.5300.93(MPa)FFFS开式圆柱齿轮的设计计算开式圆柱齿轮的设计计算13212(mm)FSdFYKTmzKKKKVA开式圆柱齿轮的设计计算开式圆柱齿轮的设计计算 114.51 470.40.0096FSFY223.972 300.930.0132FSFY开式圆柱齿轮的设计计算开式圆柱齿轮的设计计算1119550(N m)PTn11195509550 4.847.75(N

3、 m)960PTn开式圆柱齿轮的设计计算开式圆柱齿轮的设计计算开式圆柱齿轮的设计计算开式圆柱齿轮的设计计算 322 1.65 47.75 10000.01322.74(mm)0.35 17m13212FSdFYKTmz开式圆柱齿轮的设计计算开式圆柱齿轮的设计计算113.5 1759.5(mm)dmz223.5 88308(mm)dmz210.35 59.520.825()dbdmm1520.825525.825(mm)bb1259.5308183.75(mm)22dda开式圆柱齿轮的设计计算开式圆柱齿轮的设计计算lim10.873800.8 250380597.5(MPa)HHBSlim20.

4、72750.7200275554(MPa)HHBS25. 1limFSlimlimHHHS1lim1lim1597.5 1.25478(MPa)HHHS2lim2lim2554 1.25443.2(MPa)HHHS按表按表12-1212-12查取最小安全系数：查取最小安全系数：代入数值：代入数值：许用接触应力许用接触应力 小齿轮的转矩：小齿轮的转矩： 传递的功率传递的功率P =P =18.5kW18.5kW小齿轮的转速小齿轮的转速n n1 1 =730rpm=730rpm1119550PTn11195509550 18.5242.02(N m)730PTn确定齿宽系数（表确定齿宽系数（表12-

5、912-9）：）： 1d5 . 1AK2 . 11 . 1VK08. 1K944. 108. 12 . 15 . 1KKKKVA 213121EHdHKT uZ Zdu式中：载荷系数式中：载荷系数KKKKVA中等冲击中等冲击2 . 1VK213121EHdHKT uZ ZduMPaZE8 .1895 . 2HZ弹性系数弹性系数 ( (由表由表12-712-7 ): :节点区域系数节点区域系数: : 传动比传动比: :69. 3i21313232(1)()2 1.944 240.02 10(3.69 1)189.8 2.5()1 3.69443.2111.09(mm)EHdHKT uZ Zdu

6、确定齿数：确定齿数： 取小齿轮的齿数为取小齿轮的齿数为Z Z1 1 =23=23，则大齿轮的齿数为则大齿轮的齿数为2123 3.6984.87zz i 21853.69623ziz取整取整 z z2 2 =85=85则齿轮的实际传动比则齿轮的实际传动比传动比误差传动比误差: :%5%15. 069. 3696. 369. 3iiii小齿轮的分度圆直径：小齿轮的分度圆直径：115 23115(mm)dmz 大齿轮的分度圆直径大齿轮的分度圆直径：大齿轮齿宽：大齿轮齿宽：小齿轮齿宽：小齿轮齿宽：两齿轮中心距：两齿轮中心距：225 85425(mm)dmz 211 115115(mm)dbd 1251

7、155120(mm)bb12115425270(mm)22dda模数模数11111.094.8323dmz由表由表12-112-1取取 m=5m=5 lim10.72750.7250275450(MPa)FHBSlim20.72750.7200275415(MPa)FHBS5 . 1limFSlimlimFFFS1lim1lim1450 1.5300(MPa)FFFS2lim2lim2415 1.5276.7(MPa)FFFS12-1012-10，Z Z1 1=23, Y=23, YFS1FS1=4.27=4.27 Z Z2 2=85, Y=85, YFS2FS2=3.975=3.975111

8、13122 1.944 242.02 104.2760.76(MPa)115 115 5FFSFKTYbd m221213.97560.7656.57(MPa)4.17FSFFFFSYY 由渐开线特性由渐开线特性可知：齿轮相邻两可知：齿轮相邻两齿同侧齿廓在啮合齿同侧齿廓在啮合线上的齿距等于基线上的齿距等于基圆上的齿距（基节）圆上的齿距（基节） P P = P= PPb1 1、在圆柱齿轮传动设计中，为什、在圆柱齿轮传动设计中，为什么通常取小齿轮的宽度大于大齿么通常取小齿轮的宽度大于大齿轮的宽度？在强度计算时采用哪轮的宽度？在强度计算时采用哪个齿宽？个齿宽？ 为了便于安装，保证接触线长度为了便于安

9、装，保证接触线长度及小齿轮接触强度提高。及小齿轮接触强度提高。 在强度计算时采用大齿轮的齿宽。在强度计算时采用大齿轮的齿宽。1 1、一对圆柱齿轮传动，大小齿轮齿面接触、一对圆柱齿轮传动，大小齿轮齿面接触应力相等，大小齿轮的接触强度不相等，应力相等，大小齿轮的接触强度不相等，对吗？对吗？ 正确正确2 2、在什么条件下两个齿轮的接触强度相等？、在什么条件下两个齿轮的接触强度相等？ 当两个齿轮的材料牌号、热处理方式及齿面硬度当两个齿轮的材料牌号、热处理方式及齿面硬度值相同时，它们的接触强度相等值相同时，它们的接触强度相等 一对圆柱齿轮传动，大小齿轮齿根弯曲应一对圆柱齿轮传动，大小齿轮齿根弯曲应力相等

10、，大小齿轮的弯曲强度不相等，对力相等，大小齿轮的弯曲强度不相等，对吗？吗？ 不对不对 在什么条件下两个齿轮的弯曲强度相等？在什么条件下两个齿轮的弯曲强度相等？ 当两个齿轮的材料牌号、热处理方式及齿面硬当两个齿轮的材料牌号、热处理方式及齿面硬度值、齿数相同时，它们的弯曲强度相等度值、齿数相同时，它们的弯曲强度相等 一对圆柱齿轮，小齿轮分度圆直径一对圆柱齿轮，小齿轮分度圆直径d d1 1=50=50mm,mm,齿宽齿宽b b1 1=55mm=55mm；大齿轮分度圆直径；大齿轮分度圆直径d d2 2=90mm,=90mm,齿宽齿宽b b2 2=50mm=50mm，则齿宽系数，则齿宽系数d d= = 。 A A1 1；B B5/95/9；C C1.11.1；D D1.31.3。 A A1 1 设计一对齿轮传动时，若保持模数和传动设计一对齿轮传动时，若保持模数和传动比不变，而齿数增多，则齿轮的弯曲强度比不变，而齿数增多，则齿轮的弯曲强度提高，接触强度提高。对吗？提高，接触强度提高。对吗？ 不对不对 弯曲强度不变，接触强度提高。弯曲强度不变，接触强度提高。