齿轮应力的极限应力

轮缘上有齿能连续啮合传递运动囷动力的机械元件齿轮应力是能互相啮合的有齿的机械零件,齿轮应力在传动中的应用很早就出现了19世纪末,展成切齿法的原理及利鼡此原理切齿的专用机床与刀具的相继出现随着生产的发展,齿轮应力运转的平稳性受到重视潍坊广华精密机械有限公司专业生产齿輪应力、花键轴、齿轮应力箱厂家,欢迎新老客护来电咨询!

轮齿折断在运行工程中承受载荷的齿轮应力如同悬臂梁,其根部受到脉冲嘚周期性应力超过齿轮应力材料的疲劳极限时会在根部产生裂纹,并逐步扩展当剩余部分无法承受传动载荷时就会发生断齿现象。齿輪应力由于工作中严重的冲击、偏载以及材质不均匀也可能引起断齿齿面塑性变形在冲击载荷或重载下,齿面易产生局部的塑性变形從而使渐开线齿廓的曲面发生变形。

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有关文献指出,汽车齿轮应力的寿命主要由两大指标考核一是齿轮应力的接触疲劳强度,二是齿轮应力的弯曲疲劳强度前者主要由渗碳淬火质量决定,后者主要由齿轮应力材料决定为此,有必要对汽车齿轮应力用渗碳钢的要求、性能及其热处理特点有一个较铨的了解长期以来,我国载货汽车齿轮应力使用最普遍的钢种是20CrMnTi这是上世纪50年代我国从原苏联引进的中型的汽车齿轮应力18XTr钢种(即20CrMnTi钢)。

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  齿轮应力强度计算中的许用應力是根据试验齿轮应力的接触疲劳极限和弯曲疲劳极限确定的齿轮应力极限应力的试验条件是:高精度直齿轮应力,a=20°,a=100mmm=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当所设计齿轮应力的工作条件与试验条件不同時,需加以修正

  ----试验齿轮应力齿根的弯曲疲劳极限,查图5-32

  ----试验齿轮应力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。当考虑齿轮应力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;

  图5-32中给出叻Q放里面的变动范围当齿轮应力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)

  對双向传动,即在对称循环变应力下工作的齿轮应力(如行星齿轮应力、中间齿轮应力等)其值应将图示值乘以系数0.7。

  对于开式齿轮应仂传动用降低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

  两齿轮应力的许用接触应力Qhp、Qhp2(MPa)分别按下式确定

  -----试驗齿轮应力的解除疲劳极限查图5-33;

  -----接触疲劳强度计算的寿命系数,一般Zn=1当考虑齿轮应力只要求有限寿命时,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应力与调质钢大齿轮应力相啮合时对大齿轮应力齿面产生冷莋硬化的作用,从而使大齿轮应力的Qhlim得到提高的系数大齿轮应力的Z由图5-36查取,小齿轮应力的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,齿轮应力的循环次数N计算式如下(图5-36)

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