5輪齒折斷和安全系數(shù)

通常輪齒折斷使齒輪工作壽命結(jié)束，有時(shí)由于一個(gè)輪齒的折斷引起齒輪箱的所有齒輪損壞；在某些情況時(shí)，全使輸入和輸出軸間的傳動(dòng)裝置損壞。

因此，選用的彎曲強(qiáng)度安全系數(shù)S_F應(yīng)大于接觸強(qiáng)度安全系數(shù)S_H的平方（選用安全系數(shù)的一般說(shuō)明見GB/T 10062.1）。

彎曲強(qiáng)度的最小安全系數(shù)，對(duì)于弧齒錐齒輪應(yīng)取S_Fmin≥1.3；對(duì)于直齒輪或β_m＜5°的弧齒錐齒輪，應(yīng)取S_Fmin≥1.5。最小安全系數(shù)的值建議由制造商和用戶協(xié)商確定。

6計(jì)算輪齒彎曲強(qiáng)度的公式

6.1概述

比較下面的應(yīng)力值，可以確定輪齒的抗彎承載能力：

——彎曲應(yīng)力，根據(jù)輪齒的幾何尺寸，制造精度，輪緣、軸承和軸承座的剛性，傳遞的轉(zhuǎn)矩等，用彎曲應(yīng)力公式（見6.2）進(jìn)行計(jì)算。

——許用應(yīng)力，考慮齒輪運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)工作條件的影響，用許用齒根應(yīng)力公式（見6.3）進(jìn)行計(jì)算。計(jì)算的齒根應(yīng)力應(yīng)σ_F小于許用齒根應(yīng)力σ_FP

注：許用應(yīng)力是一個(gè)參考的應(yīng)力“數(shù)”；因?yàn)槭怯稍囼?yàn)得到的一個(gè)單純的應(yīng)力，而不是由GB/T 10062本部分計(jì)算得到的，所以采用這個(gè)名稱。為了使和設(shè)計(jì)的齒輪狀況相類似，應(yīng)用一個(gè)完全獨(dú)立的計(jì)算值修正試驗(yàn)得到的極限應(yīng)力為許用應(yīng)力。

6.2齒根應(yīng)力

6.2.1概述

大小齒輪的齒根應(yīng)力分別按下式計(jì)算：

σ_F=σ_F0K_AK_VK_FβK_Fα≤σ_FP…………………………（1）

式中：

σ_F0——齒根應(yīng)力基本值，其定義是一個(gè)理想的齒輪在名義轉(zhuǎn)矩下引起的齒根處的最大拉應(yīng)力。

K_A、K_V、K_Fβ、K_Fα見GB/T10062.1。

6.2.2齒根應(yīng)力基本值σ_F0-B1——B1法

齒根應(yīng)力基本值是根據(jù)齒根處（齒根圓角與30°切線相切處）最大的拉應(yīng)力計(jì)算的。載荷作用的位置為：

a)單對(duì)齒嚙合區(qū)外界點(diǎn)（ε_νβ=0）；

b)接觸區(qū)中點(diǎn)（ε_νβ≥1）；

c)作用在a)和b)之間的位置。

d)用Y_ε把作用在齒頂?shù)妮d荷轉(zhuǎn)換到作用的位置。

式中：

F_mt——齒寬中點(diǎn)分度圓錐上的名義切向力（見GB/T 10062.1）；

b——齒寬；

Y_Fa——齒形系數(shù)（見第7章）；Y_Fa是考慮載荷作用在齒頂時(shí)，齒形對(duì)名義彎曲應(yīng)力的影響；

Y_Sa——應(yīng)力修正系數(shù)（見第7章），Y_Sa是考慮把載荷作用在齒頂時(shí)的名義彎曲應(yīng)力轉(zhuǎn)換為齒根應(yīng)力基本值的系數(shù)，所以Y_Sa考慮到齒根危險(xiǎn)截面處（齒根圓角處）齒根應(yīng)力增加的影響，和該處應(yīng)力集中的影響一致，但不影響彎矩的力臂；

Y_ε——重合度系數(shù)（見第8章）是考慮把載荷作用在齒頂時(shí)的齒根應(yīng)力基本值，換算為載荷在作用位置時(shí)的齒根應(yīng)力基本值；

Y_K——錐齒輪系數(shù)，是考慮較小的l_b′值與齒寬b的比及接觸線傾斜的影響；

Y_LS——載荷分擔(dān)系數(shù)，是考慮兩對(duì)或多對(duì)相嚙合輪齒間的載荷分配。

6.2.3齒根應(yīng)力基本值σ_F0-B2——B2法

應(yīng)用B2法時(shí)，用復(fù)合幾何系數(shù)Y_P­代替計(jì)算齒根應(yīng)力基本值的式（2）中的系數(shù)Y_Fa、Y_sa、Y_ε、Y_LS和Y_K，所以

Y_P­的值用下式計(jì)算

代入式（3），得