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齿轮联轴器的强度计算 |
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齿轮联轴器的主要失效形式是磨损,极少发生断齿的情况,因此一般情况下不必计算轮齿的弯曲强度。通常对直齿联轴器计算其齿面挤压强度;对鼓形齿联轴器则计算其齿面接触强度 ① 直齿联轴器齿面的挤压应力σp应符合下式要求
式中 T——传递转矩,N·m; KA——使用系数,见表使用系数KA中表1; Km——轮齿载荷分布系数,见表3; d——节圆直径,mm; z——齿数; bw——齿宽,mm; h——轮齿径向接触高度,mm; Kw——轮齿磨损寿命系数,见表2,根据齿轮转速而定,齿轮联轴器每转一转时,轮齿有一个向前和一个向后的摩擦,而导致磨损; σpp——许用挤压应力,MPa,见表1 ② 鼓形齿联轴器齿面的接触应力σH应符合下式要求
式中 Re——齿廓曲线鼓形圆弧半径,mm; σHp——许用接触应力,MPa,见表1 其余代号意义同上 |
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表1 许用应力σpp和σHp |
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材 料 |
硬 度 |
许用挤压应力 σpp/MPa |
许用接触应力 σHp/MPa |
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HB |
HRC |
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钢 |
160~200 |
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10.5 |
42 |
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钢 |
230~260 |
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14 |
56 |
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钢 |
302~351 |
33~38 |
21 |
84 |
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表面淬火钢 |
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48~53 |
28 |
84 |
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渗碳淬火钢 |
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58~63 |
35 |
140 |
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表2 磨损寿命系数KW |
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循环次数 |
1×104 |
1×105 |
1×106 |
1×107 |
1×108 |
1×109 |
1×1010 |
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KW |
4 |
2.8 |
2.0 |
1.4 |
1.0 |
0.7 |
0.5 |
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表3 轮齿载荷分布系数Km |
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单位长度径向位移量 /cm·cm-1 |
齿 宽 /mm |
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12 |
25 |
50 |
100 |
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0.001 |
1 |
1 |
1 |
1.5 |
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0.002 |
1 |
1 |
1.5 |
2 |
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0.004 |
1 |
1.3 |
2 |
2.5 |
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0.008 |
1.5 |
2 |
2.5 |
3 |
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