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1、載荷系數(shù) 4個 K 是考慮齒輪嚙合過程中由于外部因素(載荷變動、沖擊、過 載等)引起的附加動載荷對齒輪承載能力影響的系數(shù)。 與原動機和工作機的特性、聯(lián)軸器的緩沖性能、回轉(zhuǎn)質(zhì)量的 轉(zhuǎn)動慣量以及機器的運轉(zhuǎn)情況等有關(guān)。 如果條件允許的話,應(yīng)通過精確測量或?qū)ο到y(tǒng)進行分析來確 定。 使用系數(shù) AK 注: 1 對于增速傳動, 根據(jù)經(jīng)驗 建議取上表值的 1.1倍。 2 當(dāng)外部機械與齒輪裝置之間撓性聯(lián)接時,通常 KA值可適當(dāng)減小 齒輪制造及裝配的誤差,輪齒受載后產(chǎn)生的 彈性變形,將使嚙合輪齒的 法向 齒距 Pb1與 Pb2不相等(見下圖),因而輪齒就不能正 確嚙合傳動,齒輪傳動瞬時傳動比
2、就不是定 值,就會產(chǎn)生角加速度,于是引起動載荷或 沖擊。 是考慮齒輪在嚙合過程中因其 制造精度 和 運轉(zhuǎn)速度 而引起的內(nèi) 部附加動載荷影響的系數(shù)。 對于直齒輪傳動,由雙對齒嚙合過渡到單對齒嚙合,或是由單對齒 嚙合過渡到雙對齒嚙合的期間,嚙合齒對的剛度變化,也要起動載荷。 動載系數(shù) vK VK 影響因數(shù) 主要因素有: 基圓齒距 (基節(jié))偏差、齒形誤差、圓周速 度、大小齒輪的質(zhì)量、輪齒的嚙合剛度及其在嚙合過程中的 變化、載荷、軸及軸承的剛度、齒輪系統(tǒng)的阻尼特性等。 其中:齒輪的制造精度和圓周速度對動載荷系數(shù)影響最大, 精度越低,基圓齒距誤差和齒形誤差就越大。
3、為了減小動載荷,對于重要的齒輪可采用 齒頂修緣 ,即對齒 頂一小部分漸開線齒廓適量修削。注意,若修緣量過大,不 僅重合度會減小,動載荷也不一定就相對減少。 對于一般齒輪傳動強度計算,動載荷系數(shù) 可根 據(jù)下圖查取,或按標準 GB/T 3480-1997所推薦的方法 確定。 vK 另:若為直齒錐齒輪傳動, 應(yīng)按圖中低一級的精度及其平 均分度圓處的圓周速度 在圖 中查取值 。 vK mv 齒寬方向載荷分布不均的現(xiàn)象:一對齒輪在受載前,軸無 彎曲變形,齒輪嚙合正常,兩個節(jié)圓柱 剛好相切 。受載后, 齒輪、軸、箱體和基座的 制造和安裝誤差 與受力后的變形 都會使載荷沿
4、齒寬方向分布不均。此外,軸與齒輪的扭矩 變形也會引起載荷沿接觸線分布不均。 定義 :齒向載荷分布系數(shù) K是考慮沿齒寬方向載荷分布不 均勻?qū)X輪強度影響的系數(shù)。 K的實質(zhì)是一單位齒寬上的最大載荷 Wmax作為設(shè)計依據(jù), 從而避免因載荷集中而導(dǎo)致輪齒的強度破壞。 齒向載荷分布系數(shù) K 可分為:影響 齒面接觸強度 的系數(shù) 影響 齒根彎曲強度 的系數(shù) 影響齒向載荷分布系數(shù)的因素主要有: 1.齒輪和箱體的制造和安裝誤差; 2.齒輪、軸、支承座和箱體的剛度; 3.軸承間隙及變形,磨合效果,熱膨脹和熱變形; 4.齒寬 及齒面硬度( P90);
5、5.齒輪 布置形式 。 HK FK K 一、影響齒面接觸強度的系數(shù) 是單位齒寬上的最大載荷與平均載荷之比 H =Wmax/Wav 式中 Wmax 單位齒寬上的最大載荷, N/mm Wav 單位齒寬上的平均載荷, N/mm 其中 Wav=KA Kv Ft/b (請自動忽略 ) 式中 KA 使用系數(shù) Kv 動載系數(shù) Ft 分度圓上的圓周力, N b 齒寬, mm HK HK KH計算的簡化公式(表 4-5) 對于一般圓柱齒輪傳動的齒面接觸疲勞強度計算用的 齒向載荷分布系數(shù) KH 值可根據(jù)齒輪在軸上布置形式
6、、 齒輪的精度等級、齒寬 b及齒寬系數(shù) d ( =b/d)從表 查取。 由計算公式可知,在 A、 B、 C、 b、 d1的值確定的情況下, 懸臂支承 的 KH最大,對稱支承最小。 二、影響齒根彎曲強度的系數(shù) 定義式 =Mmax/Mav 式中 Mmax單位齒寬齒根處的最大彎矩 Mav 單位齒寬齒根處的平均彎矩 實際應(yīng)用中,為簡化計算與方便使用,齒 根彎曲疲勞強度計算用的齒向載荷分布系 數(shù) KF 值可根據(jù) 值、齒寬與齒高比 ( b/h)按右圖(圖 4-16)查取。 其中, b/h應(yīng)取大、小齒輪中的小值。 FK FK HK 改善齒向載荷分布狀態(tài)的措施
7、: 1)適當(dāng)提高零件的制造和安裝精度; 2)增大軸、軸承及其支座的剛度,合理布置齒輪在軸上 的位置(盡可能采用對稱支承,避免懸臂支承形式); 3)將一對齒輪中的一個齒輪做成鼓形齒; 4)輪齒的螺旋角修形; 5)齒輪最好布置在遠離轉(zhuǎn)矩輸入端的位置。 4.齒間載荷分配系數(shù) K K是考慮 同時嚙合 的各對輪齒間載荷分配不均的影響系數(shù)。 在齒面接觸強度計算中記為 ,在輪齒彎曲強度計算中記為 引入原因 :實際的齒輪嚙合中,由于輪齒受載后的輪齒變形、 輪齒制造誤差(特別是基圓齒距誤差)、齒廓修形量及跑合量 等多種因素的影響,總載荷在各對齒之間的分配不均勻,強度 計算時應(yīng)當(dāng) 按較大值計算 。 HK FK 本書中介紹的齒輪傳動計算方法只適用于一般精度及低速齒輪傳動,故不 需作精確計算的直齒輪和 30 的斜齒圓柱齒輪的傳動的 K值可查下表。 1.對于硬齒面和軟齒面相嚙合小齒輪精度等不同時的 齒輪副, ka取其平均值,若大,則按精度等級較低 的取值。 2.對 修形 齒輪 kFa=kHa=1 3.若 kFaeg/(eaYe),則取 kFa=eg/(eaYe) 4.ea=1.88-3.2(1/z11/z2)cosb, +用于外嚙合, -用于 內(nèi)嚙合。