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第八章 齿 轮 传 动 四、齿轮的变位 1、用改变刀具与轮坯径向相对位置来切制齿轮的方法称径向变位法。 变位齿轮 xm——移距或变位 x——移距系数或变位系数 规定： 正变位 零变位 负变位 切削变位齿轮：分度圆不变，节线变 变位齿轮和标准齿轮相比： m、α、r齿距、rb、不变 齿厚、齿顶高、齿根高变化 2、最小变位系数（变位齿轮不发生根切的现象的条件） 正变位 负变位 五、变位齿轮的尺寸变化及计算 1、分度圆上的齿厚 见图：刀具节线的齿槽宽比中线齿槽宽 ，∴被切齿轮分度圆上的齿厚增加 在△IJK中： 分度圆的齿厚： 2、齿顶高和齿根高 齿根高hf：刀具加工节线到顶 刃线之间的距离 对正变位：x>0， hf比标准减小xm 对负变位：x<0， hf比标准增加xm ∴变位齿轮的齿根圆半径： 齿顶高： ∵变位齿轮的分度圆与相应标准齿轮的分度圆一样， ∴变位齿轮的齿顶高仅决定于轮坯顶圆的大小。 为保证齿全高 由于 所以 §8—7 轮齿的失效形式和齿轮材料 一、失效形式 1、轮齿折断 （1）疲劳折断 （2）过载折断 2、齿面疲劳点蚀 3、齿面磨损 4、齿面胶合 5、齿面塑性变形 设计准则 主要失效形式 设计准则 闭式软齿面齿轮传动 齿面疲劳点蚀 齿面接触疲劳强度准则 闭式硬齿面齿轮传动 齿根弯曲疲劳折断 齿根弯曲疲劳强度准则 二、齿轮材料及热处理 一）常用的齿轮材料 1、钢 （1）锻钢 软齿面齿轮（HBS≤350） 硬齿面齿轮（HBS>350） （2）铸钢 2、铸铁 3、非金属材料 二）齿轮材料的选择原则 钢制软齿面齿轮要求小齿轮硬度大于大齿轮30-50 HBS 原因：1）小齿轮齿根强度较弱 2）小齿轮的应力循环次数较多 3)当大小齿轮有较大硬度差时，较硬的小齿轮会对较软的大齿轮齿面产生冷作硬化的作用，可提高大齿轮的接触疲劳强度 §8—8 直齿圆柱齿轮传动的强度计算 一、轮齿的受力分析 力的方向 Ft 主反从同 Fr 指向轴线 圆周力 Ft=2T/d1 径向力 Fr=Ft / tgα 法向力Fn 力的大小 §8—8 直齿圆柱齿轮传动的强度计算 齿面接触线上的法向载荷Fn——名义载荷 计算载荷 Fnc = K Fn 载荷系数 KA——工作情况系数 Kv ——动载荷系数 Kβ ——齿向载荷分布系数 Kα ——齿间载荷分配系数 1、工作情况系数KA 2、动载荷系数KV 考虑齿轮制造误差及弹性变形引起的附加动载荷 考虑了齿轮啮合时，外部因素引起的附加动载荷对传动的影响它与原动机与工作机的类型与特性，联轴器类型等有关 3、齿向载荷分布系数Kβ 4、齿间载荷分配系数 Kα 考虑同时有多对齿啮合时各对轮齿间载荷分配的不均匀 轮齿变形曲线 齿轮啮合过程 轮齿刚度的影响 基圆误差的影响 二、齿根弯曲疲劳强度计算 齿根应力分析 齿根应力变化 校核公式： 设计公式： YFa—齿形系数 YSa —应力修正系数 Yε—重合度系数 —齿宽系数 三、齿面接触疲劳强度计算 接触应力 两圆柱体接触赫兹公式 —— 啮合点齿廓综合曲率半径 —— 弹性影响系数 计算点： 节点 啮合点齿廓综合曲率半径 齿数比 实际啮合时，并不总是单齿对啮合 ——重合度系数 ——节点区域系数 接触疲劳强度的校核公式 接触疲劳强度的设计公式 四、齿轮传动强度计算说明： 1、弯曲强度校核，要求 ， ，按照弯曲强度设计大小齿轮 其它参数均相同只有 不同，应将 和 中较大者代入计算。 2、接触强度计算公式中， ， 3、轮齿面——按齿面接触疲劳强度设计，再校核齿根弯曲疲劳强度 硬齿面——按齿根弯曲疲劳强度设计，再校核齿面接触疲劳强度 4、在用设计公式定d1或m时，∵ 、 、 预先未知→试取Kt代K→计算得d1t(mnt)→按d1t计算v查 、 、 →计算 若K与Kt相差较大，则应对d1t(mnt)进行修正。 5、在其它参数相同的条件下，弯曲疲劳强度与m成正比，接触疲劳强度与d1或中心距a成正比，即与mz乘积成正比，而与m无关。 2、小轮齿数Z1 3、齿宽系数 二）许用应力 S——疲劳强度安全系数 KN——寿命系数 ——齿轮疲劳极限应力 三）齿轮精度等