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齒輪材料的許用應力
齒輪強度計算中的許用應力是根據試驗齒輪的接觸疲勞極限和彎曲疲勞極限確定的。齒輪極限應力的試驗條件是:高精度直齒輪,a=20°,a=100mm,m=3~5mm,b=10~50mm,失效概率為1%。進行吃面接觸疲勞試驗時,齒面粗糙R=3um;進行輪齒彎曲疲勞試驗時,齒根表面粗糙度R=10um。當所設計齒輪的工作條件與試驗條件不同時,需加以修正。
1.許用彎曲應力
----試驗齒輪齒根的彎曲疲勞極限,查圖5-32
----試驗齒輪的應力修正系數,本書采用國家標準給定的Qflim值計算時,Yst=2;
----彎曲疲勞強度計算的壽命系數,一般取Yn=1。當考慮齒輪工作在有限壽命時,彎曲疲勞許可應力可以提高的系數,查圖5-34;
----彎曲強度的最小安全系數。一般傳動取Sfmin=1.31.5;重要傳動取Sfmin=1.6~3.0。
圖5-32中給出了Q放里面的變動范圍,當齒輪材質及熱處理質量達到很高要求時,Qflim可取上限(ME),達到中等要求時去中限(MQ),達到最低要求時取下限(ML)。
對雙向傳動,即在對稱循環(huán)變應力下工作的齒輪(如行星齒輪、中間齒輪等),其值應將圖示值乘以系數0.7。
對于開式齒輪傳動,用降低20%左右的許用彎曲應力來考慮磨損的影響。
2.齒面許用接觸應力QHP
兩齒輪的許用接觸應力Qhp、Qhp2(MPa)分別按下式確定
-----試驗齒輪的解除疲勞極限,查圖5-33;
-----接觸強度的最小安全系數,一般傳動取Shmin=1.0~1.2,重要傳動取Smin=1.3~1.6;
-----接觸疲勞強度計算的壽命系數,一般Zn=1,當考慮齒輪只要求有限壽命時,接觸疲勞許用應力可以提高的系數,查圖5-35;
-----工作硬化系數,它是用以考慮經磨齒的硬齒面小齒輪與調質鋼大齒輪相嚙合時,對大齒輪齒面產生冷作硬化的作用,從而使大齒輪的Qhlim得到提高的系數,大齒輪的Z由圖5-36查取,小齒輪的Z應略去,當兩輪均為硬齒面或軟齒面時,Z=1。
當要求按有限壽命計算時,齒輪的循環(huán)次數N計算式如下(圖5-36)
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