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齿轮材料的许用应力
齿轮强度计算中的许用应力是根据试验齿轮的接触疲劳极限和弯曲疲劳极限确定的。齿轮极限应力的试验条件是:高精度直齿轮,a=20°,a=100mm,m=3~5mm,b=10~50mm,失效概率为1%。进行吃面接触疲劳试验时,齿面粗糙R=3um;进行轮齿弯曲疲劳试验时,齿根表面粗糙度R=10um。当所设计齿轮的工作条件与试验条件不同时,需加以修正。
1.许用弯曲应力
----试验齿轮齿根的弯曲疲劳极限,查图5-32
----试验齿轮的应力修正系数,本书采用国家标准给定的Qflim值计算时,Yst=2;
----弯曲疲劳强度计算的寿命系数,一般取Yn=1。当考虑齿轮工作在有限寿命时,弯曲疲劳许可应力可以提高的系数,查图5-34;
----弯曲强度的最小安全系数。一般传动取Sfmin=1.31.5;重要传动取Sfmin=1.6~3.0。
图5-32中给出了Q放里面的变动范围,当齿轮材质及热处理质量达到很高要求时,Qflim可取上限(ME),达到中等要求时去中限(MQ),达到最低要求时取下限(ML)。
对双向传动,即在对称循环变应力下工作的齿轮(如行星齿轮、中间齿轮等),其值应将图示值乘以系数0.7。
对于开式齿轮传动,用降低20%左右的许用弯曲应力来考虑磨损的影响。
2.齿面许用接触应力QHP
两齿轮的许用接触应力Qhp、Qhp2(MPa)分别按下式确定
-----试验齿轮的解除疲劳极限,查图5-33;
-----接触强度的最小安全系数,一般传动取Shmin=1.0~1.2,重要传动取Smin=1.3~1.6;
-----接触疲劳强度计算的寿命系数,一般Zn=1,当考虑齿轮只要求有限寿命时,接触疲劳许用应力可以提高的系数,查图5-35;
-----工作硬化系数,它是用以考虑经磨齿的硬齿面小齿轮与调质钢大齿轮相啮合时,对大齿轮齿面产生冷作硬化的作用,从而使大齿轮的Qhlim得到提高的系数,大齿轮的Z由图5-36查取,小齿轮的Z应略去,当两轮均为硬齿面或软齿面时,Z=1。
当要求按有限寿命计算时,齿轮的循环次数N计算式如下(图5-36)
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