简化齿轮传动设计计算的方法

对于一般机械中的闭式齿轮传动，以齿面接触疲劳强度和轮齿弯曲疲劳强度作为其承载能力的计算依据。按照GB10063“通用机械渐开线圆柱齿轮-承载能力简化计算方法”，对圆柱齿轮传动进行简化设计计算。

齿轮传动设计一般已知小齿轮传递功率、转速、载荷性质和传动比等条件，要求选择齿轮材料和热处理方式，通过强度计算和参数协调，确定齿轮传动的基本参数和主要几何尺寸。

（1）根据齿面接触疲劳强度估算齿轮传动尺寸（中心距a或分度圆直径d₁）的计算公式

式中，“+”用于外啮合；“-”用于内啮合。

（2）根据齿根弯曲疲劳强度估算齿轮模数m的计算公式

（3）齿轮强度计算公式中的有关参数说明

●A_a、A_d和A_m是与齿轮螺旋角有关的常系数值。

●K是载荷系数，一般为1.2～2，当载荷平稳、齿宽较小、轴承对称布置、轴的刚度较大、齿轮精度6级以上，以及齿轮螺旋角较大时，取较小值；反之，取较大值。(www.xing528.com)

●T₁是小齿轮传递的转矩，，根据小齿轮的功率P₁（kW）和转速n₁确定。

●u=z₂/z₁是齿数比。

●ψ_a=b/a和ψ_d=b/d₁是齿宽系数，分别表示齿轮宽度b与齿轮副中心距a的比值；或齿轮宽度b与小齿轮分度圆直径d₁的比值；它们的关系是。

●Y_FS是复合齿形系数，用以考虑齿形与齿根的应力集中、以及压应力和切应力等对齿根弯曲应力的影响，它的拟合公式是，其中，当量齿数。

●[σ_H]和[σ_F]分别是试验齿轮的许用接触应力和许用弯曲应力，单位为MPa。在失效概率不大于1%时，可取[σ_H]=0.9σ_Hlim；[σ_F]=1.4σ_Flim（单向传动）或[σ_F]=σ_Flim（双向传动）。其中，σ_Hlim和σ_Flim是试验齿轮的齿面接触疲劳和齿根弯曲疲劳的极限应力，单位为MPa。

式（13-10）～式（13-12）中各个参数的选取，见参考文献[1]。