起升和开闭齿轮传动强度计算方法

功率P=500kW，n=1000r/min，齿数z₂/z₁=84/17，则齿数比u=84/17=4.941，小齿轮为轴齿轮，采用20CrMnMo，齿面淬火，硬度56～60HRC；大齿轮采用20CrMnMo，渗碳淬火，齿面硬度56～60HRC，输入轮齿上的转矩。

（1）按前苏联库德略采夫方法计算 小齿轮z₁的分度圆直径为

则模数m=142/17mm=8.35mm，采用m_n=10。

各系数的确定如下：

使用系数K_A=1.75；

动载系数K_V为

式中 v——小齿轮z₁的速度，

接触强度计算时的齿向载荷分布系数为

K_Hβ=1.15+0.18（b/d₁）2+0.0003b

=1.15+0.18×（160/170）2+0.0003×160=1.33

弯曲强度计算时的齿向载荷分布系数为

K_Fβ=（K_Hβ）0.9=（1.33）0.9=1.29

齿轮间载荷分配系数为

K_Hα=H_Fα=1

则综合系数为

K_H=K_AK_VK_HβK_Hα=1.75×1.04×1.33×1=2.42

K_F=K_AK_VK_FβK_Fα=1.75×1.04×1.29×1=2.35

齿形系数Y_F1由z₁=19，x_n1=0.4查图7-20可得，Y_F1=0.296。

（2）按GB/T 19406—2003方法计算

1）接触强度校核计算。齿面接触应力为

式中 Z_E——钢制齿轮的弹性系数，；

Z_H——节点区域影响系数，Z_H=2.38；

Z_β——螺旋角系数，；

Z_ε——重合度系数，纵向重合度，端面重合度ε_α=1.674，对于ε_β≥1时，(https://www.xing528.com)

F_t——圆周力，。

齿面许用接触应力为

式中 Z_L——润滑系数，

Z_V——速度系数，；

Z_R——表面粗糙度系数，

Z_W——工作硬化系数，Z_W=1；

Z_X——接触强度计算时的尺寸系数，Z_X=1.05-0.005m_n=1.05-0.005×10=1。

接触强度的安全系数为

S_H=σ_HP/σ_H=1183/598=1.98

2）齿轮弯曲强度校核。齿根弯曲应力为

式中 Y_ε——重合度系数，；

Y_β——螺旋角系数，

Y_FS——齿形系数，Y_FS=4.9。

轮齿许用弯曲应力为

式中 Y_ST——试验齿轮的应力修正系数，Y_ST=2；

Y_δrelT——相对齿根圆角的敏感系数，Y_δrelT=1；

Y_RrelT——相对齿根表面状况系数，Y_RelT=0.9；

Y_X——弯曲强度计算的尺寸系数，Y_X=1.05-0.01m_n=1.05-0.01×10=0.95

σ_Flim——试验齿轮弯曲疲劳极限，σ_Flim=400MPa；

S_F——弯曲强度的安全系数，S_F=1.25。

轮齿弯曲强度的安全系数为

S_F=σ_FP/σ_F=547/123=4.45