轮齿刚度——单对齿刚度c' 和啮合刚度cγ

轮齿刚度定义为使一对或几对同时啮合的精确轮齿在1mm齿宽上产生1μm挠度所需的啮合线上的载荷。直齿轮的单对齿刚度c' 为一对轮齿的最大刚度,斜齿的c' 为一对轮齿在法截面内的最大刚度。啮合刚度cγ为端面内轮齿总刚度的平均值

影响轮齿刚度的主要因素有:轮齿参数、轮体结构、法截面内单位齿宽载荷、轴毂连接结构和形式、齿面粗糙度和齿面波度、齿向误差、齿轮材料的弹性模量等

轮齿刚度的精确值可由实验测得或由弹性理论的有限元法计算确定。在无法实现时,可按下述方法之一确定

①一般方法 对于基本齿廓符合GB/T 1356、单位齿宽载荷KAFt/b100N/mm、轴-毂处圆周方向传力均匀(小齿轮为轴齿轮形式、大轮过盈连接或花键连接)、钢质直齿轮和螺旋角β45°的外啮合齿轮,c' cγ可按下表给出的公式计算。对于不满足上述条件的齿轮,如内啮合、非钢质材料的组合、其他形式的轴-毂连接、单位齿宽载荷KAFt/b100N/mm的齿轮,也可近似应用

②简化方法 对基本齿廓符合GB/T 1356的钢制刚性盘状齿轮,当β30°1.2εα1.9KAFt/b100N/mm时,取c' 14N/(mm·μm)cγ20N/(mm·μm)。非实心齿轮的c' cγ用轮坯结构系数CR折算。其他基本齿廓的齿轮的c' cγ可用下表中基本齿廓系数CB折算。非钢对钢配对的齿轮的c' cγ可用下表中cγ计算式折算

c'cγ计算公式

   

单对齿刚度c'/N·mm-1·μm-1

钢对钢齿轮c'c'thCMCRCBcosβ

其他材料配对c'c'stζ

c'st为钢的c'

轮坯结构系数CR

对于实心齿轮可取CR1

对轮缘厚度SR和辐板厚度bs的非实心齿

bs/b0.2bs/b0.2bs/b1.2bs/b1.2SR/mn1SR/mn1

单对齿刚度的理论值c'th/N·mm-1·μm-1

基本齿廓系数CB

对基本齿廓符合α20°hapmnhfp1.2mnρfp0.2的齿轮CB1

若小轮和大轮的齿根高不一致

CB0.5(CB1+CB2)CB1CB2分别为小、大齿轮基本齿廓系数按上式计算

轮齿柔度的最小值q'/mm·μm·N-1

q' 0.04723+

0.00635x1

(式中-”用于外啮合,“+”用于内啮合)

对于内啮合齿轮zn2应取为无限大

系数ζ

Est为钢的E

对钢与铸铁配对ζ0.74

对铸铁与铸铁配对ζ0.59

理论修正系数CM

一般取CM0.8

啮合刚度cγ

cγ(0.75εα+0.25)c'

1KAFt/b100N/mmc'c'thCMCRCBcosβ

2一对齿轮副中若一个齿轮为平键联接配对齿轮为过盈或花键联接由表中公式计算的c' 增大5% 若两个齿轮都为平键联接由公式计算的c' 增大10%

3啮合刚度cγ的计算式适用于直齿轮和螺旋角β30°的斜齿轮。对εα1.2的直齿轮的cγ需将计算值减小10%

4zn1zn2为小、大()齿轮的当量齿数分别见表标准齿轮传动的几何计算中的zv1zv2