计算选型
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在变动载荷下工作的齿轮强度核算 |
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在变动载荷下工作的齿轮，应通过测定和分析计算确定其整个寿命的载荷图谱，按疲劳累积假说(Miner法则)确定当量转矩Teq，并以当量转矩Teq代替名义转矩T按表轮齿受力分析求出切向力Ft，再分别进行齿面接触强度核算和轮齿弯曲强度核算，此时取KA＝1。当无载荷图谱时，则可用名义载荷近似校核齿轮的齿面强度和轮齿弯曲强度 当量载荷(转矩Teq)求法如下 |
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下图是以对数坐标的某齿轮的承载能力曲线与其整个工作寿命的载荷图谱，图中T1、T2、T3、…为经整理后的实测的各级载荷，N1、N2、N3、…为与T1、T2、T3、…相对应的应力循环次数。小于名义载荷T的50%的载荷(如图中T5)，认为对齿轮的疲劳损伤不起作用，故略去不计，则当量应力循环次数Neq为
式中 Ni——第i级载荷应力循环次数； ni——第i级载荷作用下齿轮的转速； k——齿轮每转一周同侧齿面的接触次数； hi——在i级载荷作用下齿轮的工作小时数 |
承载能力曲线与载荷图谱 |
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根据Miner法则(疲劳累积假说)，此时的当量载荷为
常用齿轮材料的p值列于下表 |
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常用的齿轮材料的特性数 |
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计算方法 |
齿轮材料及热处理方法 |
N0 |
工作循环次数NL |
p |
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接触强度 (疲劳点蚀) |
结构钢；调质钢；珠光体、贝氏体球墨铸铁；珠光体可锻铸铁；调质钢、渗碳钢经表面淬火 (允许有一定量点蚀) |
6×105 |
6×105＜NL≤107 |
6.77 |
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107＜NL≤109 |
8.78 |
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109＜NL≤1010 |
7.08 |
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结构钢；调质钢；珠光体、贝氏体球墨铸铁；珠光体可锻铸铁；调质钢、渗碳钢经表面淬火 (不允许出现点蚀) |
105 |
105＜NL≤5×107 |
6.61 |
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5×107＜NL≤1010 |
16.30 |
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调质钢、氮化钢经氮化，灰铸铁，铁素体球墨铸铁 |
105 |
105＜NL≤2×106 |
5.71 |
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2×106＜NL≤1010 |
26.20 |
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碳氮共渗的调质钢、渗碳钢 |
105 |
105＜NL≤2×106 |
15.72 |
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2×106＜NL≤1010 |
26.20 |
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弯曲强度 |
调质钢，珠光体、贝氏体球墨铸铁，珠光体可锻铸铁 |
104 |
104＜NL≤3×106 |
6.23 |
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3×106＜NL≤1010 |
49.91 |
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调质钢、渗碳钢经表面淬火 |
103 |
103＜NL≤3×106 |
8.74 |
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3×106＜NL≤1010 |
49.91 |
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调质钢、氮化钢经氮化，结构钢，灰铸铁，铁素体球墨铸铁 |
103 |
103＜NL≤3×106 |
17.03 |
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3×106＜NL≤1010 |
49.91 |
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调质钢、渗碳钢经碳氮共渗 |
103＜NL≤3×106 |
84.00 |
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3×106＜NL≤1010 |
49.91 |
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当计算Teq时，若Neq＜N0(材料疲劳破坏最少应力循环次数)时，取Neq＝N0；当Neq＞Nc时，取Neq＝Nc 在变动载荷下工作的齿轮又缺乏载荷图谱可用时，可近似地用常规的方法即用名义载荷乘以使用系数KA来确定计算载荷。当无合适的数值可用时，使用系数KA可参考表使用系数KA中表1确定。这样，就将变动载荷工况转化为非变动载荷工况来处理 |
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