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9  輪齒靜強度核算

9.1  適用范圍

當齒輪工作可能出現(xiàn)短時間、少次數(shù)（不大于表25和26中規(guī)定的N0值）的超過額定工況的大負荷，如使用大起動轉(zhuǎn)矩電機，在運行中出現(xiàn)異常的重載荷或有重復(fù)性的中等甚至甚至沖擊時應(yīng)進行靜強度核算。作用次數(shù)超過上述表中規(guī)定的載荷應(yīng)納入疲勞強度計算。

9.1 載荷及其修正系數(shù)

9.2.1 載荷

應(yīng)取載荷譜中或?qū)崪y的最大載荷來確定計算切向力。當無上述數(shù)據(jù)可用時，可取預(yù)期的最大載荷T_max（如起動轉(zhuǎn)矩、堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩、短路或其他最大過載轉(zhuǎn)矩）為靜強度計算載荷。

計算切向力和最大轉(zhuǎn)矩的關(guān)系式如下：

式中：F_cal——計算切向載荷，N；

      d——齒輪分度圓直徑，mm;

      T_max——最大轉(zhuǎn)矩，N·m。

9.2.2 修正載荷的系數(shù)

a)因已按最大載荷計算，取使用系數(shù)K_A=1。

b)對在起動或堵轉(zhuǎn)時產(chǎn)生的最大載荷或低速工況，可取動載系數(shù)K_V=1；其余情況K_V按6.2取值。

c)齒向載荷分布系數(shù)F_Hβ，K_Fβ見6.3,但此時單位齒寬載荷應(yīng)取。

d)齒向載荷分配系數(shù)F_Ha，K_Fa取值同6.4。

9.3  靜強度核算公式

9.3.1  齒面靜強度核算

齒面靜強度必須保證：

σ_Hst≤σ_HPst……………………………………………………(254)

當大、小齒輪材料σ_HPst不同時，應(yīng)取小者進行核算。

式中：σ_Hst——靜強度最大齒面應(yīng)力，N/mm²，見9.3.1.1;

      σ_HPst——靜強度許用齒面應(yīng)力，N/mm²，見9.3.1.2。

9.3.1.1  靜強度最大齒面應(yīng)力σ_Hst

式中K_V,K_Hβ,KHa取值見9.2.2,Z_H,Z_E,Z_ε,Z_β及u,b等代號意義及計算同7.1和4.1。

9.3.1.2 靜強度許用齒面接觸應(yīng)力σ_HPst

式中：σ_Hlim——接觸疲勞極限應(yīng)力，N/mm²,見8.1;

       Z_NT——靜強度接觸壽命系數(shù)，此時取N_L=N₀，見表25；

       ZW——齒面工作硬化系數(shù)，見8.4;

       S_Hlim——接觸強度最小安全系數(shù)，參見附錄A。

9.3.2 彎曲靜強度核算

彎曲靜強度應(yīng)保證：

σ_Fat≤σ_FPst………………………………………………(257)

式中：σ_Fat——靜強度最大齒根彎曲應(yīng)力，N/mm²,見9.3.2.1 

      σ_FPst——靜強度許用齒根彎曲應(yīng)力，N/mm²,見9.3.2.2。

9.3.2.1靜強度最大齒根彎曲應(yīng)力σ_Fat

9.3.2.2靜強度最大齒根彎曲應(yīng)力σ_FPst

式中：

σ_Flim——彎曲疲勞極限應(yīng)力，N/mm²,見8.1;

Y_ST——試驗齒輪的應(yīng)力修正系數(shù)，如用本標準給出的σ_Flim值計算時，Y_ST =2.0;

Y_NT——彎曲強度壽命系數(shù)，此時取N_L=N₀，見8.2表26；

Y_σrelT——相對齒根圓角敏感系數(shù)，見8.6;

S_Flim——彎曲強度最小安全系數(shù)，參見附錄A。