《齒輪的載荷系數》PPT課件.ppt

載荷系數 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。 與原動機和工作機的特性、聯軸器的緩沖性能、回轉質量的 轉動慣量以及機器的運轉情況等有關。 如果條件允許的話，應通過精確測量或對系統(tǒng)進行分析來確 定。 使用系數 AK 注： 1 對于增速傳動， 根據經驗 建議取上表值的 1.1倍。 2 當外部機械與齒輪裝置之間撓性聯接時，通常 KA值可適當減小 齒輪制造及裝配的誤差，輪齒受載后產生的 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就不是定 值，就會產生角加速度，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 運轉速度 而引起的內 部附加動載荷影響的系數。 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 vK VK 影響因數 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影響最大， 精度越低，基圓齒距誤差和齒形誤差就越大。 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 可根 據下圖查取，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 K是考慮沿齒寬方向載荷分布不 均勻對齒輪強度影響的系數。 K的實質是一單位齒寬上的最大載荷 Wmax作為設計依據， 從而避免因載荷集中而導致輪齒的強度破壞。 齒向載荷分布系數 K 可分為：影響 齒面接觸強度 的系數 影響 齒根彎曲強度 的系數 影響齒向載荷分布系數的因素主要有： 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.齒輪 布置形式 。 HK FK K 一、影響齒面接觸強度的系數 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 Kv 動載系數 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 KH 值可根據齒輪在軸上布置形式、 齒輪的精度等級、齒寬 b及齒寬系數 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 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 KF 值可根據 值、齒寬與齒高比 （ b/h）按右圖（圖 4-16）查取。 其中， b/h應取大、小齒輪中的小值。 FK FK HK 改善齒向載荷分布狀態(tài)的措施： 1）適當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矩輸入端的位置。 4.齒間載荷分配系數 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。 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 計算時應當 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 內嚙合。