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3.5 名義切向力F_t

一般齒輪傳動的名義切向力由齒輪傳遞的名義功率或轉(zhuǎn)矩確定。名義切向力作用于端面內(nèi)并切于分度圓，可按下式計算：

F_t = （12）

式中：F_t—名義切向力，N；

d—齒輪分度圓直徑，mm；

T—名義轉(zhuǎn)矩，N.m。

當(dāng)傳遞的名義功率P以KW計時，

T = 9549· （13）

當(dāng)傳遞的名義功率P以PS計時，

T=7024· （14）

n—齒輪轉(zhuǎn)速，r/min。

3.6 修正載荷系數(shù)

1、使用系數(shù)K_A

使用系數(shù)K_A是考慮由于齒輪嚙合外部因索引起附加動載荷影響的系數(shù)。這種外部附加動載荷取決于原動機(jī)和從動機(jī)的特性、軸和聯(lián)軸器系統(tǒng)的質(zhì)量和剛度以及運(yùn)行狀態(tài)。取值如下表：

表1 使用系數(shù)K_A

原動機(jī)工作特性	工作機(jī)工作特性
原動機(jī)工作特性	均勻平穩(wěn)	輕微沖擊	中等沖擊	嚴(yán)重沖擊
均勻平穩(wěn)	1.00	1.25	1.50	1.75
輕微沖擊	1.10	1.35	1.60	1.82
中等沖擊	1.25	1.50	1.75	2.0
嚴(yán)重沖擊	1.50	1.75	2.0	2.25或更大
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(jī)械與齒輪裝置之不理之間撓性聯(lián)接時，通常KA值可適當(dāng)減小。

2、動載系數(shù)K_V

動載系數(shù)K_V是考慮齒輪制造精度、運(yùn)轉(zhuǎn)速度對輪齒內(nèi)部附加動載荷影響的系數(shù)，定義為：

K_V =

a、高精度齒輪

傳動精度系數(shù)C<5的高精度齒輪，在良好的安裝和對中精度以及合適的潤滑條件下，K_V的值取1.1。

b、其他齒輪

其他齒輪的符合下述條件時，K_V值可由式（22）計算。適用的重要依據(jù)是：

（1）法向模數(shù)m_n=1.25～50mm

（2）齒數(shù)z=6至120（當(dāng)m_n>8.33mm時，用取代1200）

（3）傳動精度系數(shù)C=6～12，C的計算見式（25）

（4）齒輪節(jié)線速度V不超過V_maX

式（15）中：

A=50+56（1.0-B）（17）

B=0.25（C-0.5）^0.667 （18）

C=-0.50481n（z）-1.1441n（m_n）+2.8521n（f_pt）+0.32 （19）

式（19）計算的C值應(yīng)作圓整，C=6～12；

Z——大、小輪中計算得C值大者的齒數(shù)；

m_n——法向模數(shù)的值；

f_pt——大、小輪中最大的單個齒距偏差的值。

3、齒向載荷分布系數(shù)K_Hβ，K_Fβ

a、K_Hβ的定義

齒向載荷分布系數(shù)KHβ是考慮沿齒寬方向載荷分布不均勻?qū)X面接觸應(yīng)力影響的系數(shù)，其定義為：

式中：W_max——單位齒寬最大載荷，N/mm；

W_m——單位齒寬平均載荷，N/mm；

F_m——圓上平均計算切向力，N。F_m=F_tK_AK_V

式中：b——齒寬，mm。對人字齒輪或雙斜齒輪，應(yīng)取兩個斜齒輪寬度之和。

b、K_Fβ的計算公式

齒向載荷分布系數(shù)K_Fβ是考慮沿齒寬載荷分布對齒根彎曲應(yīng)力的影響。對于所有的實際應(yīng)用范圍，K_Fβ可按下式計算：

K_Fβ=（K_Hβ）^N （22）

式中：K_Hβ接觸強(qiáng)度計算的齒向虎荷分布系數(shù)

N——冪指數(shù)。

其中：b——齒寬，mm。對人字齒或及雙斜齒齒輪，用單個斜齒輪的函寬；

h——齒高，mm。

b/h應(yīng)取大小齒輪中的小值。

4、齒間載荷分配系數(shù)K_Ha、K_Fa

齒間載荷分配系數(shù)是考慮同時嚙合的各對輪齒間載荷分配不均勻影響的系數(shù)。齒間載荷分配系數(shù)按下式確定。

當(dāng)總重合度εr≤2時

3.7 修正計算應(yīng)力的系數(shù)

1、計算接觸應(yīng)力的系數(shù)

a、節(jié)點區(qū)域系數(shù)Z_H

節(jié)點區(qū)域系數(shù)Z_H是考慮節(jié)點處齒廓曲率對接觸應(yīng)力的影響，并將分度圓上切向力折算為節(jié)圓上法向力的系數(shù)。Z_H數(shù)值可由式（26）計算得出。

b、彈性系數(shù)Z_E

彈性系數(shù)Z_E是用以考慮霉?fàn)€彈性模量E和泊桑比v對赫茲應(yīng)力的影響。其數(shù)值可按實際材料彈性模量E和泊桑比v由式（30）計算得出。

c、重合度系數(shù)Z_ε

重合度系數(shù)Z_ε是用以考慮重合度對單位齒寬載荷的影響。Z_ε可由式（33）、（34）、（35）計算得出。
直齒輪：

斜齒輪：

ε_a計算式中，符號“±”和“+”，上面的用于外嚙合傳動，下面的用于內(nèi)嚙合傳動；

ε_β計算式中，當(dāng)大小齒輪的齒寬b不一樣時，采用其中較小值。對人字齒，b=2b_B，b_B為單個斜齒寬度。

d、螺旋角系數(shù)Z_β

螺旋角系數(shù)Z_β是考慮螺旋角造成的接觸線傾斜對接觸應(yīng)力影響的系數(shù)。Z_β數(shù)值可由式（38）計算。

Z_β= （38）

e、單對齒嚙合系數(shù)Z_B、Z_D

Z_B是把節(jié)點處的接觸應(yīng)力折算到小輪單對齒嚙合區(qū)內(nèi)界點處的接觸應(yīng)力的系數(shù)；Z_D則是把節(jié)點處的接觸應(yīng)力折算到大輪單對齒嚙合區(qū)內(nèi)界點處的接觸應(yīng)力的系數(shù)。Z_B和Z_D可由下述的計算得到：

端面重合度ε_a<2的外嚙合齒輪

式中d_a1(d_a2）、d_b1(d_b2）、Z₁(Z₂）分別為小輪（大輪）的齒頂圓，基圓直徑和齒數(shù)；α_t為端面分度圓嚙合角，見式（29)，ε_α為端面重合度，見式（36）。

直齒輪：

當(dāng)M₁>1時，Z_a=M₁；當(dāng)M₁≤1時，Z_B=l。

當(dāng)M₂>1時，Z_D=M₂；當(dāng)M₂≤l時，Z_D=1。

斜齒輪：

當(dāng)縱向重合度ε_β≥1.0時，Z_B=1,Z_D=1。

當(dāng)縱向重合度ε_β＜1.0,Z_B，Z_D由式（41)，式（42）確定。

Z_B=M₁-ε_β（M₂-1） (4l)

當(dāng)Z_B<1時，取Z_B=l

當(dāng)Z_D<1時，取Z_D=1

Z_D=M₂-ε_β（M₂-1） (42)

對內(nèi)嚙合齒輪，取Z_B=1,Z_D=1。

2、計算彎曲應(yīng)力的系數(shù)

a、齒形系數(shù)Y_F和應(yīng)力修正系數(shù)Y_s

斷形系數(shù)是用以考慮齒形對名義彎曲應(yīng)力的影響，以過齒廓根部左右兩過渡曲線與30°切線相切點的截面作為危險截面進(jìn)行計算。

應(yīng)力修正系數(shù)是將名義彎曲應(yīng)力換算成齒根局部應(yīng)力的系數(shù)。它考慮了齒根過渡曲線處的應(yīng)力集中效應(yīng)，以及彎曲應(yīng)力以外的其他應(yīng)力對齒根應(yīng)力的影響。應(yīng)力修正系數(shù)不僅取決于齒根過渡曲線的曲率，還和載荷作用點的位置有關(guān)。

b、彎曲強(qiáng)度計算的重合度系數(shù)Y_ε

重合度系數(shù)Y_ε是將載荷由齒頂轉(zhuǎn)換到單對齒嚙合區(qū)外界點的系數(shù)。

Y_ε的計算見下式：

Y_ε=0.25+ （43）

式中一當(dāng)量齒輪的端面重合度。

=/cos²β_b（44）

c、彎曲強(qiáng)度計算的螺旋角系數(shù)Y_β

螺旋角系數(shù)Y_β是考慮螺旋角造成的接觸線傾斜對齒根應(yīng)力產(chǎn)生影響的系數(shù)。其數(shù)值可以通過式（45）和（46）計算。

上式中，當(dāng)ε_β>1，取ε_β=1，當(dāng)Y_β>0.75，取Y_β=0.75；當(dāng)β>30°時，取β=30°。

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