齿轮传动的计算载荷
为了便于分析计算，通常取沿齿面接触线单位长度上所受的载荷进行计算。沿齿面接触线单位长度上的平均载荷p(单位为
N/mm)为
式中：Fn--作用于齿面接触线上的法向载荷，N；L --沿齿面的接触线长，mm。
法向载荷Fn为公称载荷，在实际传动中，由于原动机及工作机性能的影响，以及齿轮的制造误差，特别是基节误差和齿形误差的影响，会使法向载荷增大。此外，在同时啮合的齿对间，载荷的分配并不是均匀的，即使在一对齿上，载荷也不可能沿接触线均匀分布。因此在计算齿轮传动强度时，应按接触线单位长度上的最大载荷，即计算载荷pca(单位为N/mm)进行计算。即
式中K为载荷系数。
计算齿轮强度用的载荷系数K，包括使用系数KA,动载系数Kv,齿间载荷分配系数Kα及齿向载荷分布系数Kβ,即
KA--使用系数
的啮合传动，瞬时传动比就不是定值，从动齿轮在运转中就会产生角加速度，于是引起了动载荷或冲击。对于直齿轮传动，轮齿在啮合过程中，不论是由双对齿啮合过渡到单对齿啮合，或是由单对齿啮合过渡到双对齿啮合的期间，由于啮合齿对的刚度变化，也要引起动载荷。为了计及动载荷的影响，引入了动载系数Kv。
齿轮的制造精度及圆周速度对轮齿啮合过程中产生动载荷的大小影响很大。提高制造精度，减小齿轮直径以降低圆周速度，均可减小动载荷。
为了减小动载荷，可将轮齿进行齿顶修缘，即把齿顶的小部分齿廓曲线（分度圆压力角α=20°的渐开线）修正成α>20°的渐开线。如图1所示，因Pb2>Pb1,则后一对轮齿在未进入啮合区时就开始接触，从而产生动载荷。为此将从动轮2进行齿顶修缘，图中从动轮2的虚线齿廓即为修缘后的齿廓，实线齿廓则为未经修缘的齿廓。由图明显地看出，修缘后的轮齿齿顶处的法节P'b2Pb1时，对修缘了的轮齿，在开始啮合阶段(如图1)，相啮合的轮齿的法节差就小一些，啮合时产生的动载荷也就小一些。
图1
又如图2主动轮齿修缘动画演示所示，若Pb1>Pb2，则在后一对齿已进入啮合区时，其主动齿齿根与从动齿齿顶还未啮合。要待前一对齿离开正确啮合区一段距离以后，后一对齿才能开始啮合，在此期间，仍不免要产生动载荷。若将主动轮1也进行齿顶修缘（如图主动轮齿修缘中虚线齿廓所示），即可减小这种载荷。
图2
高速齿轮传动或齿面经硬化的齿轮，轮齿应进行修缘。但应注意，若修缘量过大，不仅重合度减小过多,而且动载荷也不一定就相应减小,故轮齿的修缘量应定得适当。
动载系数Kv的实用值，应针对设计对象通过实践确定，或按有关资料确定。对于一般齿轮传动的动载系数Kv,可参考动载系数图选用。若为直齿圆锥齿轮传动，应按图中低一级的精度线及锥齿轮平均分度圆处的圆周速度Vm插取Kv值。
α--齿间载荷分配系数
图3
一对相互啮合的斜齿（或直齿）圆柱齿轮，如在啮合区中有两对（或多对）齿同时工作时，则载荷应分配在这两对（或多对）齿上。
恰好相切；受载后，轴产生弯曲变形（图<轮齿所受的载荷分布不均>）,轴上的齿轮也就随之偏斜，这就使作用在齿面的载荷沿接触线分布不均匀（图<轮齿所受的载荷分布不均>）。
图<轮齿所受的载荷分布不均>
当然，轴的扭转变形，轴承、支座的变形以及制造，装配的误差也是使齿面上载荷分布不均的因素。
计算轮齿强度时，为了计及齿面上载荷沿接触线分布不均的现象，通常以系数Kβ来表示齿面上分布不均的程度对轮齿强度的影响。
为了改善载荷沿接触线分布不均的程度，可以采用增大轴、轴承及支座的刚度，对称的配置轴承，以及适当的限制轮齿的宽度等措施。同时应尽可能避免齿轮作悬臂布置（即两个支承皆在齿轮的一边）。对高速、重载（如航空发动机）的齿轮传动应更加重视。
除上述一般措施外，也可把一个齿轮的轮齿做成鼓形（右图）。当轴产生弯曲变形而导致齿轮偏斜时，鼓形齿齿面上载
图<鼓形齿>
齿向载荷分布系数Kβ可分为KHβ和KFβ。其中KHβ为按齿面接触疲劳强度计算时所用的系数，而KFβ为按齿根弯曲疲劳强度计算时所用的系数。下表是用于圆柱齿轮（包括直齿及斜齿）的齿向载荷分布系数KHβ。可根据齿轮在轴上的支承情况，齿轮的精度等级，齿宽b与齿宽系数φd从下表种查取。齿轮的KFβ可根据KHβ之值，齿宽b与齿高h之比值b/h从图弯曲疲劳强度计算用齿向载荷分布系数KFβ查得。
接触疲劳强度计算用齿向载荷分布系数KHβ的简化计算公式
调质齿轮精度
等级
小齿轮相对支
承的布置
KHβ
6
对称KHβ =1.11+0.18+0.15× b
非对称KHβ =1.11+0.18(1+0.6)+0.15× b 悬臂KHβ =1.11+0.18(1+6.7)+0.15× b
7
对称KHβ =1.12+0.18+0.23× b
非对称KHβ =1.12+0.18(1+0.6)+0.23× b 悬臂KHβ =1.12+0.18(1+6.7)+0.23× b
8
对称KHβ =1.15+0.18+0.31× b
非对称KHβ =1.15+0.18(1+0.6)+0.31× b 悬臂KHβ =1.15+0.18(1+6.7)+0.31× b
硬齿面齿轮精度
等级
限制条件
小齿轮相
对支承的
布置
KHβ
5
KHβ≤1.34
对称KHβ =1.05+0.26+0.10× b
非对称
KHβ =1.05+0.26(1+0.6)
+0.10× b
悬臂
KHβ =1.05+0.26(1+6.7)
+0.10× b
KHβ> 1.34
对称KHβ =0.99+0.31+0.12× b
非对称
KHβ =0.99+0.31(1+0.6)
+0.12× b
悬臂
KHβ =0.99+0.31(1+6.7)
+0.12× b
