直齿圆柱齿轮传动的齿面接触强度计算
弹性力学的Hertz公式:
分析:1. 啮合点不同,曲率半径不同;
2.一般情况下,ε>1,1对齿,2对齿啮合时,
σH不同(Fn不同)。
应该按齿廓的哪一点来计算σH?
研究表明:
点蚀最容易发生在齿根靠近节圆处(单对齿啮合区的边界)。
故:1. 综合曲率半径按节圆处两齿廓的曲率半径计算
其中,u是大轮与小轮的齿数比
2. Fn按单对齿啮合计算
针对钢制齿轮,引入钢的泊松比μ1= μ2 =0.3,钢的弹性模量
E=2.06×105 MPa,载荷系数K,中心距a,得齿面接触强度的验算公式:令齿宽系数ψa =b/d1,代入上式得中心距:
分析:当一对齿轮的材料、传动比、齿宽系数一定时,接触应力σH 仅取决于分度圆直径d或中心矩a,与模数m无关。
即:两对分度圆直径对应相等的齿轮传动,具有相同的接触强度,与各自模数无关。
即:增大模数m(但d不改变),不能提高齿面接触强度。
关于齿宽系数ψa
理论上讲,ψa越大,a越小,结构越紧凑。
但实际上,ψa↑,可能降低结构的刚性,载荷分布越不均匀,轮齿更易折断。
许用接触应力按下式计算:
式中: σHlim为试验齿轮的接触疲劳强度
极限,按图11-7查得;
S H为齿面接触疲劳安全系数,查表11-4得到。
图11-7。