基于齿面接触强度和齿根弯曲强度的齿轮可靠性设计方法

基于齿面接触强度和齿根弯曲强度的齿轮可靠性设计方法

娄云,赵卫兵 ,朱命怡
(1. 河南机电高等专科学校机械工程系,河南新乡　453002 ;2. 安阳工学院机械系,河南安阳　455000)
摘要:探讨了圆柱齿轮的可靠性设计方法,可以定量地给出齿轮的可靠度和根据可靠度对齿轮进行可靠性设计,是对齿轮可靠性问题研究的一次重要探索。通过对实例的设计计算,表明其结果与实际运行情况吻合。说明该计算方法是一种行之有效的方法。
关键词:齿轮;可靠性;设计;计算
中图分类号: TH132. 417 　　文献标识码:A 　　文章编号:1001 – 2354 (2006) 09 – 0031 – 03

　齿轮传动广泛应用于各种类型的机械设备,由于齿轮是结构复杂的零件,影响齿轮可靠性的因素很多,且工况多变,受载和工艺水平各异,因而增加了研究这一问题的难度,因此,对齿轮可靠性设计迄今尚无定论。尽管人们明确地知道齿轮的可靠性问题一般可以通过可靠性试验来完成,然而,常常由于试验条件、人力、物力、时间的限制,使得可靠性试验难以实现,所以,探讨一种有效的计算方法是十分必要的。根据国家标准GB3480 – 1983 ,应用摄动方法和可靠性设计理论,提出了对圆柱齿轮进行可靠性设计的一种计算方法,结果表明,该方法简单明确,易于应用,是一种实用有效的圆柱齿轮可靠性设计方法。
1 　基于齿面接触强度的可靠性设计
2 　基于齿根弯曲强度的可靠性设计
3 　基本随机参量的数字特征
4 　计算举例
5 　实际应用举例
按此方法设计一减速器,齿轮精度为8 级( n = 8) 。要求传动功率P1 = 11 kW,高速轴转速n1 = 200 r/ min ,传动比i =u = 5 ,载荷平稳,三班制工作,使用5 年,设备利用率为90 %,可靠度R = 0. 999 。计算结果圆整及标准化后得到:模数m =3. 5 mm, 小轮齿数z1 = 24 , 齿宽系数φd = 0. 905 。原设计为m = 4 mm; z1 = 32 ;φd = 1. 2 。由此可见,可靠性优化设计的效益是显著的。
6 　结论
探讨了圆柱齿轮的可靠性设计方法, 可以定量地给出齿轮的可靠度和根据可靠度对齿轮进行可靠性设计,是对齿轮可靠性问题研究的一次重要探索。通过对实例的设计计算, 表明其结果与实际运行的情况相吻合。可见, 文中计算方法是一种行之有效的方法。
参考文献
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