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齿轮校核学习方法齿轮的校核计算准则

中考 2025-09-12 14:28中考时间www.ettschool.cn

一、齿轮校核的核心准则

1. 双强度校核原则

  • 齿面接触疲劳强度:基于赫兹接触理论,防止点蚀失效,计算公式为:
  • \\[

    \\sigma_H = Z_E Z_H Z_\\varepsilon \\sqrt{\\frac{K F_t}{b d_1} \\cdot \\frac{u+1}{u}} \\leq [\\sigma_H]

    \\]

    其中\\(Z_E\\)为材料弹性系数(钢对钢取189.8 MPa),\\(Z_H\\)为节点区域系数(20°压力角取2.5)。

  • 齿根弯曲疲劳强度:基于悬臂梁模型,防止断齿失效,计算公式为:
  • \\[

    \\sigma_F = \\frac{K F_t}{b m} Y_{Fa} Y_{Sa} Y_\\varepsilon \\leq [\\sigma_F]

    \\]

    需重点校核小齿轮(因齿根应力更大)。

    2. 失效形式导向设计

  • 闭式硬齿面齿轮优先校核弯曲强度,闭式软齿面齿轮优先校核接触强度。
  • 开式齿轮需额外考虑磨损影响,通常仅校核弯曲强度。
  • 二、学习方法与流程

    1. 参数设计基础

  • 模数优先选用GB/T 1357标准系列(如1、1.25、1.5等),齿数闭式传动推荐20-40齿。
  • 压力角常选20°,重载工况可选25°;齿宽系数ψ_d取0.8-1.4。
  • 2. 载荷系数分解

    综合载荷系数\\(K = K_A K_v K_\\beta K_\\alpha\\),其中:

  • \\(K_A\\)为使用系数(平稳载荷取1.0,冲击载荷取1.5);
  • \\(K_v\\)为动载系数(7级精度取1.1);
  • \\(K_\\beta\\)为齿向载荷系数(悬臂支撑取1.3)。
  • 3. 材料与工艺匹配

  • 硬齿面齿轮推荐20CrMnTi渗碳淬火,软齿面可用45钢调质。
  • 表面粗糙度Ra≤1.6μm,淬硬层≥0.1倍模数以抗点蚀。
  • 三、工具与标准应用

    1. 专业软件辅助

  • 使用Kisssoft、Romax等工具自动计算安全系数,优化齿形参数。
  • 2. 国际标准参考

  • 接触强度校核依据ISO 6336(GB/T 3480),弯曲强度校核需结合Lewis公式修正。
  • 四、典型问题解决

  • 啸叫异响:提高加工精度至6级,调整齿廓修形量。
  • 偏磨严重:检查箱体刚度,修正齿向载荷分布系数。
  • 通过理论公式、标准规范与工程实践结合,可系统掌握齿轮校核方法。建议结合具体案例(如减速器齿轮设计)进行分步演练。

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