齿轮的承载能力
简述齿轮机构相对于连杆机构、 凸轮机构的优缺点。
简述齿轮机构相对于连杆机构、凸轮机构的优缺点。
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齿轮模数选取及相关国家标准
渐开线齿轮有五个基本参数,它们分别是：名称符号意义标准化数值齿数teeth number Z在齿轮整个圆周上轮齿的总数称为齿数模数module m 齿距分度圆齿距p与π的比值模数及齿轮的承载能力.压力角特指分度圆压力角pressure angle 决定渐开线齿形和齿轮啮合性能的重要参数我国规定标准化压力角为20度齿顶高系数齿顶高计算系数:我国规定标准化齿顶高系数为1顶隙系数顶隙clearance计算系数我国规定标准化顶隙系数为标准齿轮：模数、压力角、齿顶高系数、顶隙系数为标准值,且分度圆上的齿厚等于齿槽宽的渐开线齿轮.我国规定的标准模数系列表注:选用模数时,应优先采用第一系列,其次是第二系列,括号内的模数尽可能不用.系列1渐开线圆柱齿轮模数GB/T 1357-1987第一系列 1 2 3 4 5 6 8 10 1216 20 25 32 40 50第二系列7 9 11 14 18 22 28 3036 452锥齿轮模数GB/T 12368-1990 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 14 16 18 20 22 25 2830 32 36 40 45 50注: 1.对于渐开线圆柱斜齿轮是指法向模数.2.优先选用第一系列,括号内的模数尽可能不用.3.模数代号是m,单位是mm名称含有蜗轮的标准SH/T 0094-91 1998年确认蜗轮蜗杆油 94KBSJ 1824-81 小模数蜗轮蜗杆优选结构尺寸 206KBJB/T 8809-1998 SWL 蜗轮螺杆升降机型式、参数与尺寸 520KBJB/T 高精度蜗轮滚齿机技术条件 206KBJB/T 高精度蜗轮滚齿机精度 261KB名称含有蜗杆的标准SH/T 0094-91 1998年确认蜗轮蜗杆油 94KBQC/T 620-1999 A型蜗杆传动式软管夹子 347KBQC/T 619-1999 B型和C型蜗杆传动式软管夹子 83KBGB／T 19935-2005蜗杆传动蜗杆的几何参数-蜗杆装置的铭牌、中心距、用户提供给制造者的参数 121KBSJ 1824-81 小模数蜗轮蜗杆优选结构尺寸 206KBJB/T 蜗杆磨床技术条件 160KBJB/T 蜗杆磨床精度检验 244KBJB/T 9051-1999 平面包络环面蜗杆减速器 922KBJB/T 8373-1996 普通磨具蜗杆砂轮 250KBJB/T 7936-1999 直廓环面蜗杆减速器 731KBJB/T 7935-1999 圆弧圆柱蜗杆减速器 467KBJB/T 7848-1995 立式圆弧圆柱蜗杆减速器 175KBJB/T 7847-1995 立式锥面包铬圆柱蜗杆减速器 203KBJB/T 7008-1993 ZC1型双级蜗杆及齿轮蜗杆减速器 548KBJB/T 6387-1992 轴装式圆弧圆柱蜗杆减速器 679KBJB/T 5559-1991 锥面包络圆柱蜗杆减速器 524KBJB/T 5558-1991 蜗杆减速器加载试验方法 96KBJB/T 53662-1999 圆弧圆柱蜗杆减速器产品质量分等 274KBJB/T 3993-1999 蜗杆砂轮磨齿机精度检验 287KBJB/T 10008-1999 测量蜗杆 267KBHG/T 釜用立式减速机 CW系列圆柱齿轮、圆弧圆柱蜗杆减速机 646KB HG/T 2738-1995 轮胎定型硫化机用平面二次包络环面蜗杆减速机系列与基本参数 182KB。
齿轮副传动精度和承载能力验算
某变速箱一档齿轮副验算目录第一部传动几何计算 (3)一、基本参数的计算及验算： (4)二、传动质量指标验算 (5)三、齿厚测量尺寸的计算 (6)四、变位系数的选取 (6)五、能否满足侧隙要求验算 (10)第二部齿轮副强度校核 (13)一、载荷 (13)二、疲劳强度校核 (13)第三部总结 (19)第一部传动几何计算一、基本参数的计算及验算：表2针对计算结果，做以下陈述：1)在用无侧隙啮合方程计算啮合角时，采用图纸给出变位系数计算的啮合角和图纸给出的啮合角有少许误差，为10−4级误差，可以忽略。
其实这与设计计算精度有关，一般最终的计算结果的10−4级及以下误差都不产生实际意义，变位系数的选取同样也不会到10−4级。
2)同样的啮合中心距的误差也是同样的原因，其实设计本身给了一个圆整的传动中心距。
不过有的设计，它的中心距也许故意不是一个圆整的数，这虽然给生产和检测带来了一些不方便，不过这样的话，产品将很难被测绘。
3)在计算齿顶高和齿根高中，是先根据图纸给出的齿顶圆直径及全齿高推算齿顶高系数和顶隙系数，然后再验算图纸尺寸和给出的参数。
二、传动质量指标验算针对验算结果，做以下陈述：1)有足够大的重合度来保证传动平稳，满足一般要求ϵ≥1.2的要求。
2)两齿轮齿根的滑动率相差有点大，不过相比传动比，滑动率也接近了不少了，实际啮合线已经向大齿轮端移动，若想使滑动率接近，势必要使大齿轮负变位程度变大，这就会造成大齿轮齿顶厚减薄，这也是相互制约的，在后面的“变位系数的选取”中会有较为详细的验算和描述。
从等寿命设计的角度去看的话，最好是选取小齿轮材料的耐磨性优于大齿轮，不过，从图纸上看，两齿轮材料不同，但是齿形部位的热处理基本相同，渗碳深度和淬火回火后硬度指标都一样，估计耐磨性也应该相差不大，不过，这要进一步求证。
三、齿厚测量尺寸的计算跨棒距尺寸的控制主要是为了满足设计侧隙的要求，不过对于齿轮齿厚还有其他要关心的要素，这在后面变位系数的选取中将会提到。
齿轮的载荷系数解析
本书中介绍的齿轮传动计算方法只适用于一般精度及低速齿轮传动，故不 需作精确计算的直齿轮和β≤30°的斜齿圆柱齿轮的传动的Kα值可查下表。
1.对于硬齿面和软齿面相啮合小齿轮精度等不同时的 齿轮副，ka取其平均值，若大，则按精度等级较低 的取值。
2.对修形齿轮kFa=kHa=1
3.若kFa>eg/(eaYe)，则取kFa=eg/(eaYe) 4.ea={1.88-3.2(1/z11/z2)}cosb，+用于外啮合，-用于 内啮合。
齿轮制造及装配的误差，轮齿受载后产生的
弹性变形，将使啮合轮齿的法向齿距Pb1与 Pb2不相等（见下图），因而轮齿就不能正 确啮合传动，齿轮传动瞬时传动比就不是定 值，就会产生角加速度，于是引起动载荷或
冲击。
•影响因数
主要因素有：基圆齿距（基节）偏差、齿形误差、圆周速 度、大小齿轮的质量、轮齿的啮合刚度及其在啮合过程中的 变化、载荷、轴及轴承的刚度、齿轮系统的阻尼特性等。 其中：齿轮的制造精度和圆周速度对动载荷系数影响最大， 精度越低，基圆齿距误差和齿形误差就越大。 为了减小动载荷，对于重要的齿轮可采用齿顶修缘，即对齿 顶一小部分渐开线齿廓适量修削。注意，若修缘量过大，不 仅重合度会减小，动载荷也不一定就相对减少。
改善齿向载荷分布状态的措施：
•1）适当提高零件的制造和安装精度； •2）增大轴、轴承及其支座的刚度，合理布置齿轮在轴上
的位置（尽可能采用对称支承，避免悬臂支承形式）；
•3）将一对齿轮中的一个齿轮做成鼓形齿； •4）轮齿的螺旋角修形； •5）齿轮最好布置在远离转矩输入端的位置。
4.齿间载荷分配系数Kα
Kα是考虑同时啮合的各对轮齿间载荷分配不均的影响系数。 在齿面接触强度计算中记为 KH ,在轮齿弯曲强度计算中记为 KF
齿轮设计参数
齿轮设计参数齿轮是一种常用的机械元件，它通过互相啮合实现传动作用。
齿轮设计参数是指影响齿轮传动效果的各种参数，下面将分别介绍。
一、模数模数是齿轮设计中最基本的参数之一，它是齿轮齿数和齿轮直径之比。
模数越大，齿轮直径越大，齿轮的承载能力越大，但齿数较少，精度较低；模数越小，齿数较多，精度较高，但齿轮的承载能力较小。
二、齿数齿数是指齿轮上的齿的数量，通常用z表示。
齿数越多，齿轮的传动平稳性和精度越高，但是齿数过多会导致齿轮体积增大，制造成本增加。
三、齿轮宽度齿轮宽度是指齿轮的啮合面上的宽度，通常用b表示。
齿轮宽度越大，齿轮的承载能力越大，但是齿轮体积和重量也会增加。
四、啮合角啮合角是指两个啮合齿轮的啮合面上的夹角，通常用α表示。
啮合角越小，齿轮传动效率越高，但是齿轮的承载能力和强度也会降低。
五、压力角压力角是指齿轮齿面上的主导压力方向与法向的夹角，通常用γ表示。
压力角越小，齿轮传动效率和精度越高，但是齿轮承载能力和强度也会降低。
六、齿形齿形是指齿轮齿面的几何形状，常见的有圆弧齿、渐开线齿等。
不同的齿形对齿轮的传动效率、噪音和磨损等方面都有不同的影响。
七、材料齿轮的材料对其承载能力和耐磨性等性能有很大影响。
常见的齿轮材料有高速钢、合金钢、硬质合金等。
八、精度齿轮的精度包括齿形精度、距离精度、轴向偏差、跳动等指标。
精度越高，齿轮传动效率越高，但是制造成本也会增加。
以上是齿轮设计中的一些重要参数，不同的应用场景需要根据不同的需求进行选择和优化。
齿轮设计需要考虑到齿轮的传动效率、承载能力、精度和噪音等因素，从而实现最佳的传动效果。
模数5的齿轮参数
模数5的齿轮参数1. 概述齿轮是机械传动中常用的元件，用于传递动力和转速。
模数是描述齿轮齿数和齿轮参数的一个重要指标。
本文将着重介绍模数为5的齿轮参数，包括齿轮的基本概念、计算公式以及应用。
2. 齿轮基本概念齿轮是一种圆盘状的机械元件，具有一定的齿数和齿形，常用于传递动力和转速。
齿轮通常由两个或多个相互啮合的齿轮组成，通过齿与齿的啮合来实现动力的传递。
2.1 齿数齿数是指齿轮上的齿的数量，它决定了齿轮的大小和传动比。
对于模数为5的齿轮来说，齿数可以是5的倍数，如10、15、20等。
2.2 齿形齿形是齿轮齿的形状，在模数为5的齿轮中，常见的齿形有直齿、斜齿和螺旋齿等。
不同的齿形适用于不同的工作条件和传动要求。
3. 模数为5的齿轮参数计算在设计和制造模数为5的齿轮时，需要计算齿轮的一些重要参数，以确保其正常工作和传动效果。
下面是一些常见的齿轮参数计算公式。
3.1 齿顶高齿顶高是齿轮齿的高度，它决定了齿轮的强度和承载能力。
齿顶高的计算公式为：Ht = 2.25 * m其中，Ht为齿顶高，m为模数。
3.2 齿根高齿根高是齿轮齿的高度，它决定了齿轮的强度和承载能力。
齿根高的计算公式为：Hr = 1.75 * m其中，Hr为齿根高，m为模数。
3.3 齿宽齿宽是齿轮齿的宽度，它决定了齿轮的传动效果和承载能力。
齿宽的计算公式为：b = m * z其中，b为齿宽，m为模数，z为齿数。
3.4 齿间距齿间距是齿轮齿之间的距离，它决定了齿轮的传动效果和啮合性能。
齿间距的计算公式为：P = π * m其中，P为齿间距，m为模数。
4. 模数为5的齿轮的应用模数为5的齿轮广泛应用于各种机械传动系统中，具有以下优点：1.高承载能力：模数为5的齿轮具有较大的齿宽，能够承受较大的载荷。
2.传动效率高：模数为5的齿轮的齿形优化，啮合平稳，传动效率高。
3.运行平稳：模数为5的齿轮制造精度高，运行平稳，噪音低。
4.易于制造和维修：模数为5的齿轮具有常见的齿数和齿形，易于制造和维修。
小模数齿轮 (2)
小模数齿轮简介小模数齿轮是一种齿轮传动装置，具有模数(M)较小的特点。
模数是用于描述齿轮尺寸的一个重要参数，表示每毫米的齿数。
小模数齿轮的模数一般小于1。
它由两个以上的齿轮组成，通过齿轮间的啮合传递动力，常用于工业机械设备中。
特点1.小体积：小模数齿轮由于模数相对较小，因此齿轮的体积也相对较小，可以在狭小的空间中使用。
2.转速高：小模数齿轮由于齿数多，因此可以实现较高的传动比，带来更高的转速。
3.精度高：由于小模数齿轮的齿数多，齿轮间的相对位置更加精确，因此具有更高的传动精度。
4.承载能力强：小模数齿轮由于齿数多，分布均匀，因此能够承受较大的载荷。
应用领域小模数齿轮广泛应用于各个领域的机械设备中，特别适用于空间有限的场景。
以下是一些常见的应用领域：1.精密仪器：小模数齿轮的高传动精度使其成为精密仪器中常见的传动装置，如显微镜、测量仪器等。
2.机器人：小模数齿轮由于体积小、载重能力强的特点，非常适用于机器人的关节传动部件，能够提供稳定的动力传递。
3.汽车工业：小模数齿轮在汽车工业中被广泛应用于发动机、变速器等传动装置，提供可靠的动力传递。
4.医疗设备：小模数齿轮在医疗设备中承担着重要的角色，如电动手术床、血液透析机等。
材料选择小模数齿轮对材料的选择有一定要求，需要具备高强度、高硬度和高耐磨性等特点。
常用的材料包括：1.铸钢：铸钢具有高强度和良好的可加工性，适用于一般的小模数齿轮。
2.不锈钢：不锈钢具有良好的耐腐蚀性和耐磨性，在对环境要求较高的场合中使用。
3.铝合金：铝合金具有优良的导热性和轻量化的特点，适用于一些轻载荷的场合。
制造工艺小模数齿轮的制造工艺相对复杂，需要经过一系列的加工过程才能完成。
常见的制造工艺包括：1.切削加工：通过切削工具切削齿轮的齿廓，常用的切削加工方法包括铣削、车削等。
2.热处理：通过加热和冷却的处理过程，改变齿轮材料的组织结构，提高其硬度和强度。
3.精密磨削：通过砂轮磨削齿轮的齿廓和齿面，提高齿轮的加工精度。
齿轮传动承载计算
润滑与密封问题 设计举例： 某带式输送机传动装置简图如教材图 9.11.8所示。试设计该两级直齿圆柱齿轮减速器中的低 速级齿轮传动。已知：传递的功率P=10Kw，电动机 驱动，低速级主动轮转速n1=400r/min，传动比i=3.5， 单向运转，载荷有轻微冲击。
五、齿轮传动参数的选择 1 齿数和模数—当齿轮分度圆直径确定后，增加齿数，相应 减小模数，可增大重合度，有利于传动平稳，并可节省加工 工时和材料。对于软齿面闭式传动，在满足轮齿弯曲强度条 件下，可适当增加齿数，减小模数。一般z1=20∽40，模数可 按 m= （ 0.007∽0.02 ） a 选 取 ； 传 递 动 力 的 齿 轮 ， 模 数 m≮2mm，，硬齿面常取z1=17∽20。 2 齿宽b和齿宽系数φa— 增大齿宽能减小齿轮径向尺寸，可 降低齿轮的圆周速度，且使齿轮传动结构紧凑。但宽度过大， 载荷沿齿宽分布愈不均匀，载荷集中越严重。因此必须考虑 各方面的影响因素，合理地选择齿宽系数。
（1）齿轮轴-齿轮的齿顶圆直径da小于轴孔直径的2倍，或齿 根圆与键槽底部的距离 δ≤（2∽2.5）mn（mn为法面模数）都 应将齿轮与轴制成一体，称为齿轮轴。 ；
（2）锻造齿轮 -齿顶圆直径da≤200mm时，锻造成实体型式； 齿顶圆直径da<500mm时的锻造圆柱齿轮，采用腹板型式 ;
（3）铸造齿轮-齿轮齿顶圆直径da>400-500mm时，不宜锻造， 常用铸钢或铸造铸造。当400mm<da≤500mm，采用腹板式结构 或图9.11.7（b）所示的轮辐式结构；当da>500~1000mm时， 只能采用图9.11.7（b）所示的轮辐式结构；当齿轮的齿顶 圆直径da>1000mm，齿轮宽度大于200mm时，应采用如图 9.11.7（c）所示的轮辐式铸造结构
直齿轮和斜齿轮承载能力计算方法第2部分：齿面接触(点蚀)强度计算编制说明
GB/T 3480.2—XXXX直齿轮和斜齿轮承载能力计算第2部分：齿面接触（点蚀）强度计算（征求意见稿）编制说明课题工作组2020年3月《直齿轮和斜齿轮承载能力计算第2部分：齿面接触(点蚀)强度计算》（征求意见稿）编制说明一、工作简况1任务来源本项目是根据国家标准化管理委员会制、修订国家标准项目计划（国标委综合[2010]年87号文），计划编号：20101311-T-469，项目名称“直齿轮和斜齿轮承载能力计算方法第2部分：齿面接触（点蚀）强度计算”进行修订，等同采用ISO 6336-2:2019，部分代替GB/T 3480—1997。
主要起草单位：郑州机械研究所有限公司、湖南大学、中机轨道交通装备科技有限公司、西安法士特汽车传动有限公司、山东华成中德传动设备有限公司、中机生产力促进中心、河南中豫远大重工科技有限公司、苏州绿控传动科技股份有限公司、郑州高端装备与信息产业技术研究院有限公司、江苏中工高端装备研究院有限公司。
计划完成时间：2020年6月。
GB/T 3480系列标准引进自ISO 6336系列。
ISO 6336在“直齿轮和斜齿轮承载能力计算”的总标题下包括以下5个部分：——第1部分：基本原理、概述和通用影响因素；——第2部分：齿面接触（点蚀）强度计算；——第3部分：轮齿弯曲强度计算——第5部分：材料的强度和质量——第6部分：变载荷条件下的使用寿命计算其中，GB/T 3480.1—2019（ISO 6336-1:2006,IDT ）、GB/T 3480.5—2008（ISO 6336-5:2006,IDT ）和GB/T 3480.6—2018（ISO 6336-6:2006,IDT ）已经先后发布，GB/T 3480.2—XXXX （ISO 6336-2:2019,IDT ）和GB/T 3480.3—XXXX （ISO 6336-3:2019,IDT ）已完成征求意见稿，现在开始向全社会征集修改意见。
齿轮承载能力
εβ＞1
取 1 ； β ＞30°取 30°
谢 谢
2006.3.10
5. KV 动载系数 P.810 图12-8 与基节偏差、齿形误差、圆周速度、齿轮质量 、 啮合刚度、载荷、轴承刚度等有关。
6. Yεβ
弯曲强度计算的重合度与螺旋角系数 Yεβ = Yε ×Y β
对于1＜εα＜2
Yε = 0.25 + 0.75/ εα Y β = 1 - εβ × β/120 °
齿形误差 误差
齿向误差
二、变速器的载荷组成
1.工作载荷 1.工作载荷 变速器在等速运行状态下计算载荷(扭矩T) 变速器在等速运行状态下计算载荷(扭矩T) 2.外部附加动载荷 2.外部附加动载荷 变速器外部因素引起的载荷，如：发动机、 传动轴、车桥、车轮等。 (使用系数KA) 使用系数K 3.内部附加动载荷 3.内部附加动载荷 变速器齿轮啮合引起的载荷，与齿轮制造精 度相关。 (动载系数KV ) 动载系数K
三、齿轮强度计算方法
《机械零件设计手册》 第三版 上册 机械零件设计手册》 《渐开线圆柱齿轮承载能力计算方法》GB/T3480-1997 渐开线圆柱齿轮承载能力计算方法》
1.接触疲劳安全系数 1.接触疲劳安全系数
⑴
σHP 许用接触应力
⑵ σH 计算接触应力
2. 弯曲疲劳安全系数
⑴
许用弯曲应力
2. 计算弯曲应力
齿轮承载能力
2006.7.18
一、影响齿轮强度的主要因素
1.材料： 1.材料： 主要是根据需要。 2.齿轮几何结构： 2.齿轮几何结构： ⑴ 结构参数 ⑵ 几何参数 m、α、 x、β、h″ 3.加工工艺方法： 3.加工工艺方法： 滚、插； 剃； 磨；锻；强力抛丸； 热处理方法 等。
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齿轮承载能力
作者：佚名文章来源：网络转载点击数： 3 更新时间：2006-5-2
在齿轮传动中﹐齿轮失效前所能传递的最大允许载荷。
齿轮的承载能力取决於齿轮的尺寸﹑结构﹑材质﹑製造水平﹑润滑条件﹑允许的损伤程度﹑要求的寿命和可靠度等。
失效形式齿轮的齿圈﹑轮辐和轮轂等部分通常按经验设计﹐结构尺寸的安全係数较大﹐一般很少遭受破坏。
齿轮的失效主要出现在轮齿上。
轮齿的失效形式主要有轮齿摺断﹑点蚀﹑胶合﹑磨损和塑性变形等(图1 齿轮轮齿的主要失效形式 )。
不过﹐轮齿每一种失效形式的出现并不是孤立的﹐齿面一旦出现了点蚀或胶合﹐就会加剧齿面的磨损﹔齿面的严重磨损又将导致轮齿的摺断等。
轮齿摺断轮齿受载后齿根处的弯曲应力最大﹐当轮齿弯曲应力超过其极限应力时就会发生过载摺断或疲劳摺断。
轮齿摺断一般发生在齿根部分﹐可能一个或多个齿沿齿长整体摺断﹐也可能发生局部摺断。
点蚀在润滑良好的闭式传动中﹐齿面在过高的循环变化的接触应力作用下產生疲劳裂纹﹐裂纹不断扩展蔓延﹐导致工作齿面小块金属剥落﹐形成麻点﹐即点蚀。
点蚀严重时会產生强烈振动和机械噪声﹐使齿轮不能正常工作。
点蚀一般首先出现在节线附近的齿根表面。
胶合在高速重载齿轮传动中﹐油膜会因瞬时高温而破坏﹐相嚙合齿面的金属形成局部熔焊﹐导致较软齿面上的金属撕落﹐形成沟痕。
在低速重载齿轮传动中﹐有时也常因局部压应力很高﹐两接触齿面间油膜被刺破而黏著。
胶合时振动和噪声增大﹐轮齿很快失效。
磨损在闭式传动中﹐润滑油供应不足﹐油不清洁﹐齿面易產生磨损。
在开式传动中﹐灰尘和各种颗粒等进入嚙合齿面会造成磨料磨损。
磨损使齿厚减薄﹑侧隙加大﹐造成衝击﹐降低弯曲强度﹐严重时使轮齿过载摺断。
塑性变形在过大的应力作用下﹐轮齿材料因屈服而產生的塑性流动﹐如齿面碾击塑变﹑鳞皱﹑起脊﹑齿体的歪扭和齿形剧变等。
这些现象多发生在硬度低的齿轮上﹐严重时会破坏正常齿廓﹐使之失去工作能力。
强度计算在机械工程中﹐轮齿的强度计算方法主要有两种。
一种是以轮齿点蚀为依据的齿面接触强度计算法﹔一种是以轮齿摺断为依据的齿根弯曲强度计算法。
此外﹐对於齿面抗胶合能力也有相应的强度计算法。
对於轮齿的磨损和塑性变形﹐由於缺乏试验数据和手段﹐尚无较为成熟的计算法。
中国参照 ISO直齿和斜齿轮承载能力计算的基本原则﹐制定了关於渐开线圆柱齿轮承载能力计算方法的国家标準。
齿面接触强度计算由於点蚀常首先在节线附近发生﹐通常以节点处两齿廓的曲率半径p1和p2为半径﹐分别作两个圆柱体(图2 齿面接触强度计算 )﹐根据赫兹公式导出齿轮的接触强度计算公式﹐其强度条件为
式中H为最大接触应力(兆帕)﹔Ft 为分度圆上名义切向力(牛)﹔K 为载荷係数﹐考虑工作情况﹑製造误差和弹性变形等对齿轮承载能力的影响﹔b 为齿轮的工作宽度(毫米)﹔ d1为小齿轮的分度圆直径(毫米)﹔u为齿数比﹐
Z 2﹑Z 1分别为大轮和小轮的齿数﹔式中“＋”号用於外嚙合﹐“－”号用於内嚙合﹔Z H为节点区域係数﹐主要考虑节点处齿廓曲率对接触应力的
影响﹔Z E为弹性係数()﹐考虑材料弹性模量和泊桑比对最大接触应力的影响﹔HP为许用接触应力(兆帕)。
齿根弯曲强度计算主要根据1892年美国W.刘易斯提出的论点(把轮齿看作悬臂樑)为基础来进行计算。
轮齿在齿顶处嚙合时弯曲力臂最大﹐齿根危险截面AB 处的弯曲应力也最大(图3 齿顶嚙合受载和齿根应力图 )。
由於齿轮传动重合度大於1﹐在齿顶嚙合时载荷由几对齿来分担。
对较低精度的齿轮传动﹐考虑到製造误差的影响﹐仍以一对齿嚙合进行计算为宜。
略去压应力和切应力后其强度条
件为
式中 F 为齿根弯曲应力(兆帕)﹔m为模数(毫米)﹐对斜齿轮用法模数mn﹔yF为齿形係数﹐考虑齿形对弯曲应力的影响﹔FP为许用弯曲应力(兆帕)。
齿面胶合计算通常以限制接触齿面的温度作为胶合计算的依据。
常用方法有两种﹕一种是计算齿面各接触点的最高瞬时温度﹐使之小於某极限温度的闪温法﹔另一种是计算齿面嚙合过程的平均温度﹐使之小於某极限温度的积分温度法。
润滑为充分发挥齿轮的承载能力﹑减少失效﹑延长寿命和提高传动效率﹐润滑是重要环节。
齿轮齿面工作时每一点的嚙合时间非常短促﹐接触应力大﹐而且常存在加工和装配误差等﹐故在一般条件下较难形成流体动压润滑状态﹐而处於边界润滑和混合润滑状态。
为了提高齿轮的承载能力﹐必须改进润滑材料和使用特殊的润滑剂。
一般是在齿轮装配后先加入硫﹑磷型极压添加剂﹐然后进行跑合﹐以降低齿面粗糙度﹐增加油膜厚度﹐提高润滑效果。
润滑剂和润滑方式根据齿轮圆周速度和工作条件来选择。
对开式﹑半开式齿轮传动﹐通常用人工定期加润滑脂或黏度大的润滑油进行润滑。
对於齿轮圆周速度v≦12米/秒的闭式齿轮传动﹐常採用浸油润滑。
高速级轮齿浸入油中深度约为一个齿高﹐但不小於10毫米﹐低速级齿轮也不宜大於100毫米。
当v 〉12～15米/秒时﹐应採用喷油润滑。
对高速轻载齿轮﹐应选黏度较小的润滑油﹐对低速重载齿轮﹐应选黏度较大的润滑油。
为了改善润滑油的性能﹐一般在润滑油中加二硫化鉬﹑石墨或氯﹑铅的烷基化合物﹑硫氰化合物等﹐有普遍採用硫-磷型极压齿轮油的趋势。