式中:at——端面分度圓壓力角;
βb——基圓螺旋角;
βb=arctan(tanβcos at)…………………………………………(159)
a′t——端面嚙合角;
上式中“+”用于外嚙合,“-”用于內(nèi)嚙合。
圖9 an=25°時的節(jié)點區(qū)域系數(shù)ZH
7.1.2 彈性系數(shù)ZE
彈性系數(shù)ZE是用以考慮材料彈性模量E和泊桑比對赫茲應力的影響。其數(shù)值可按實際材料彈性模量E和泊桑比ν由式(161)計算得出。對于某些常用材料組合的ZE可參考表18查取。
當兩齒輪材料均勻鋼時,E1=E2=E,V2=V2=V,則
當兩齒輪材料的彈性模量不同時,其當量彈性模量為;
表18 彈性系數(shù)ZE
齒輪 1 |
齒輪 2 |
ZE |
材料 |
彈性模量
E1(N/mm2) |
泊桑比
V1 |
材料 |
彈性模量
E2(N/mm2) |
泊桑比
V2 |
|
鋼 |
206 000 |
0.3 |
鋼 |
206 000 |
0.3 |
189.8 |
鑄鋼 |
202 000 |
188.9 |
球墨鑄鐵 |
173 000 |
181.4 |
灰鑄鐵 |
118 000~126 000 |
162.0~165.4 |
鑄鋼 |
202 000 |
0.3 |
鑄鋼 |
202 000 |
0.3 |
188.0 |
球墨鑄鐵 |
173 000 |
180.5 |
灰鑄鐵 |
118 000 |
161.4 |
球墨鑄鐵 |
173 000 |
0.3 |
球墨鑄鐵 |
173 000 |
0.3 |
173.9 |
灰鑄鐵 |
118 000 |
156.6 |
灰鑄鐵 |
118 000~126 000 |
0.3 |
灰鑄鐵 |
118 000 |
0.3 |
143.7~146.70 |
7.1.3重合度系數(shù)Zε
重合度系數(shù)Zε是用以考慮重合度對單位齒寬載荷的影響。Zε可由式(164)、(165)、(166)計算得出,也可根據(jù)端面重合度εa和縱向重合度εβ由圖10查得。
圖10 重合度系數(shù)Zε
直齒輪:
斜齒輪:
當εβ<1時,
當εβ≥1時
以上式中;εβ——端面重合度,
εβ——縱向重合度,
εβ計算式中,符號“±”和“ ”,上面的用于外嚙合傳動,下面的用于內(nèi)嚙合傳動;
εβ計算式中,當大小齒輪的齒寬b不一樣時,采用其中較小值。對人字齒,b=2bB,bB為單個斜齒寬度。
7.1.4螺旋角系數(shù)Zβ
螺旋角系數(shù)Zβ是考慮螺旋角造成的接觸線傾斜對接觸應力影響的系數(shù)。Zβ數(shù)值可由式(169)計算,也可根據(jù)分度圓螺旋角β由圖11查得。
7.1.5單對齒嚙合系數(shù)ZB,ZD
ZB是把節(jié)點C處的接觸應力折算到小輪單對齒嚙合區(qū)內(nèi)界點B處的接觸應力的系數(shù);ZD則是把節(jié)點C處的接觸應力折算到大輪單對齒嚙合區(qū)內(nèi)界點D處的接觸應力的系數(shù)(參見圖12)。
ZB和ZD可由下述的計算來得到。
端面重合度εa2的外嚙合齒輪4)(4)對于端面重合度,2<εα<3的外嚙合齒輪,ZB和ZD按兩對齒嚙合的外界點計算):
先計算參數(shù)M1和M2:
式中da1(da2),db1(db2),Z1(Z2)分別為小輪(大輪)的齒根圓、基圓直徑和齒數(shù);a′t為端面分度圓嚙合角,見式(160);εa為端面重度,見式(167)。
直齒輪:
當M1>1時,ZB=M1;當M1≤1時,ZB=1。
當M2>1時,ZD=M2;當M2≤1時,ZD=1。
斜齒輪:
當縱向重合度εβ≥1.0時,ZB=1,ZD=1。
當縱向重合度εβ<1.0,ZB、ZD由式(172),式(173)確定。
ZB= M1-εβ(M1-1)……………………………(172)
當ZB<1時,取ZB=1。
ZD= M2-εβ(M2-1)……………………………(173)
當ZD<1時,取ZD=1。
對內(nèi)嚙合齒輪,取ZB=1,ZD=1。
圖12 節(jié)點C及單對齒嚙合區(qū)B、D處的曲率半徑
4)對于端面重合度,2<εa<3的外嚙合齒輪,ZB和ZD按兩對齒嚙合的外界點計算。