齿轮传动的设计参数、许用应力与精度选择

(二)齿轮传动的许用应力

　　本书荐用的齿轮的疲劳极限是用m=3～5mm、α=20°、b=10～50mm、v=10m/s、Ra约为0.8 的直齿圆柱齿轮副试件，按失效概率为1%，经持久疲劳试验确定的。对一般的齿轮传动，因绝对尺寸、齿面粗糙度、圆周速度及润滑等对实际所用齿轮的疲劳极限的影响不大，通常都不予考虑，故只要考虑应力循环次数对疲劳极限的影响即可。

　　齿轮的许用应力[σ]按下式计算：　　　　式中：

　　S—疲劳强度安全系数。对接触疲劳强度计算，由于点蚀破坏发生后引起噪声、振动增大，并不立即导致不能继续工作的后果，故可取S＝S_H＝1。但是，如果一旦发生断齿，就会引起严重的故事，因此在进行齿根弯曲疲劳强度计算时取S＝S_F＝1.25～1.5。

　　K_N—考虑应力循环次数影响的系数，称为寿命系数。弯曲疲劳寿命系数和接触疲劳寿命系数分别见下图。设n为齿轮的转速，r/min；j为齿轮每转一圈时，同一齿面啮合的次数；L_h为齿轮的工作寿命，h，则齿轮的工作应力循环次数N按下式计算：N＝60njL_h。

　σ_lim—齿轮的疲劳极限。弯曲疲劳强度极限值用σ_FE带入，查图<齿轮的弯曲疲劳强度极限>，图中的σ_FE＝σ_Flim·Y_ST，Y_ST为试验齿轮的应力校正系数；接触疲劳强度极限值σ_Hlim查图<齿轮的接触疲劳强度极限>。

1—调质钢；球墨铸铁（珠光体、贝氏体）；珠光体可锻铸铁

2—渗碳淬火的渗碳钢；全齿廓火焰或感应淬火的钢、球墨铸铁

3—渗氮的渗氮钢；球墨铸铁（铁素体）；灰铸铁；结构钢。

4—氮碳共渗的调质钢、渗碳钢。

弯曲疲劳寿命系数

(当N>Nc时，可根据经验在网纹区内取值)

1— 允许一定点蚀时的结构钢；调质钢；球墨铸铁（珠光体、贝氏体）；珠光体可锻铸铁；渗碳淬火的渗碳钢

2— 结构钢；调质钢；渗碳淬火钢；火焰或感应淬火的钢、球墨铸铁；球墨铸铁（珠光体、贝氏体）；珠光体可锻铸铁；

3— 灰铸铁；球墨铸铁（铁素体）；渗氮的渗氮钢；调质钢、渗碳钢

4— 氮碳共渗的调质钢、渗碳钢

接触疲劳寿命系数

(当N>Nc时，可根据经验在网纹区内取值)

　　图<齿轮的弯曲疲劳强度极限>、图<齿轮的接触疲劳强度极限>所示极限应力值，一般选取其中间偏下值，即在MQ及ML中间选值。使用图<齿轮的弯曲疲劳强度极限>及图<齿轮的接触疲劳强度极限>时，若齿面硬度超出图中荐用的范围，可大体按外插法查取相应的极限应力值。图<齿轮的弯曲疲劳强度极限>所示为脉动循环应力的极限应力。对称循环应力的极限应力值仅为脉动循环应力的70%。

　　夹布塑料的弯曲疲劳许用应力=50MPa,接触疲劳许用应力=110MPa。