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[推荐] 渐开线齿轮设计计算书

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发表于 2008-8-21 20:24:59 | 显示全部楼层 |阅读模式 来自: 中国山东聊城

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渐开线齿轮设计计算书
 楼主| 发表于 2008-8-21 21:52:04 | 显示全部楼层 来自: 中国山东聊城

渐开线齿轮设计计算书

渐开线齿轮设计计算书
( ^, z, v  M! u$ q- L8 J9 y渐开线齿轮设计计算书 6 n& H; g" U  ~( s
已知条件:增速齿轮5 E" l" r; q4 |, E) `
齿轮传递功率 P=3300 kW
! P0 G; B* I3 G4 B+ `高速轴转速 n1=11600 r/min
1 q% a: r, I2 F0 s2 O2 m3 O# J) `, a传动比 i=1.6
0 w- n0 ~1 t3 E3 b; s7 c9 m+ l工作时间:50000小时
# D/ W- i% I: |7 F
2 L. }1 R& _4 z# ^3 N/ q
 楼主| 发表于 2008-8-21 21:53:22 | 显示全部楼层 来自: 中国山东聊城

渐开线齿轮设计计算书

渐开线齿轮设计计算书 / P# o% Y& Q9 s% Y0 X
一、确定齿轮类型, c2 e( r5 v. N' t! J9 s
标准斜齿轮,齿轮配合为外啮合传动。
' r; R8 c7 \# r& g4 G
3 }9 _1 y& `) m+ X- Q- t二、选择材料2 e1 F  A) M% H/ d% H
小齿轮:50SiMn,调质,HB=207~255
- H4 {$ J- p& ?- a0 w; T' w, b大齿轮:42SiMn,调质,HB=196~2556 G( y; {0 `1 ?+ K, ~( [
根据图2.5-14(a)和图2.5-43(a),取σHlim1=1350 MPa,σHlim2=1350 MPa,σFlim1=360 MPa,σFlim2=360 MPa。
9 I4 i# r4 C. Y2 ^齿面粗糙度Rz1=3.2 μm,Rz2=3.2 μm,
* r8 m& I. s- f- O3 b9 P6 J齿根表面粗糙度Rz1=10 μm,Rz2=10 μm。( N2 c, z/ S8 q4 j/ H
大、小齿轮设计修缘量Ca1=30 μm,Ca2=30 μm。
& [$ p6 _5 R9 l/ m. g油浴润滑,ν50=20 mm^2/s,胶合承载能力为FZG7级。
% R+ M; F. w! R
9 o& F1 ?) |$ d( j* |0 o三、初步确定主要参数
2 i% H: V! h: c/ E6 I0 J/ d, f1.按接触强度初步确定中心距a(根据表2.5-1)
7 D- a( c# S  X2 a5 m( F# X* S5 C系数Aa:螺旋角β=8~12°,根据表2.5-2,对于钢对钢的齿轮副Aa=4765 G% D) f& r6 I/ [0 Z
载荷系数k:取k=2; f# J0 M4 F. E8 D6 j3 l
齿宽系数φa:根据表2.5-4,φa=0.5
7 l% o5 a( _3 e/ i小齿轮的名义转矩:T1=9549*P/n1=2717 N·m0 q4 h) K$ ?! u- R5 \5 B7 C
许用接触应力:σHlim=min{σHlim1,σHlim2}=1350 MPa6 i$ D: T" v# s6 `
σHP=0.9*σHlim=1215.00 MPa
+ W) \$ c/ ^+ d计算:a=Aa*(u+1)*[(K*T1)/(Φa*u*бHP^2)]^(1/3)≥205.83 mm. I* A2 e: ~5 B; r' Q0 p0 `+ G! H
圆整为a=250 mm。
; c  h8 X3 m. ^2.初步确定模数、齿数、螺旋角( h/ J! w& x0 I  V; R' J  Q
根据表2.1-1,取模数m=3.5 mm* H0 U) X' `( W* f- ?& c) i* ~3 P
由表2.2-1的公式可导出0 _  m) W7 [! s$ {9 |7 n( s  L+ Q
初选β=12°' Y9 E% `1 H- }* D
Ζ1=2acosβ/[m*(u+1)]=53.74
4 @6 Q  R. A; Z  ^/ b5 O8 `取Ζ1=54,Ζ2=u*Ζ1=86.40,取Ζ2=87。
! n/ g7 u, f9 ]& G# k& m8 BΖ2经圆整后,齿数比发生了变化,实际齿数比为u=Ζ2/Ζ1=1.611。7 c/ M! Q+ `' s
精算β=arccos[m*(Ζ2+Ζ1)/2a]=9°14′55″' w1 F0 [5 }( H2 w$ V6 y! |
, {$ r2 E5 ?, y# s, ^  A
四、其他几何参数的计算(根据表2.2-1)  m. q& G8 u8 p: h
1.分度圆压力角
! N& O5 c3 n% r' D' yαn=20°00′00″) t4 u0 ~8 l9 f3 ]
2.齿顶高系数
7 Q! B% b5 t, X7 m, {; K4 Uhanˇ=14 Y0 e% z# P4 p& Q# t1 O# g0 f
3.顶隙系数' D4 Q. ?4 M2 W) ?9 p, H' V- j
cnˇ=0.25
7 M. A4 J8 W9 t/ [8 F; a9 l5 h4.齿宽
- [" O# b9 V( y" i  s; P5 w7 }4 o2 I& yb1=140 mm,b2=140 mm
# M# S3 a$ t2 G, e5 L8 C, Y7 K5.齿数比
$ Q  b7 M. G) A! q) V- Nu=Ζ2/Ζ1=1.6114 y/ o3 `; E+ E7 W
6.分度圆直径% a; J9 F5 [5 y9 K$ @0 F7 B
d1=mn*Ζ1/cosβ=191.489 mm7 p/ e( f$ ]9 w" ]( p( [/ h2 ?/ ?
d2=mn*Ζ2/cosβ=308.511 mm! J6 b( e6 ]  H% q3 s' _6 R
7.基圆直径
. A( @9 P6 O; h, G1 m9 F9 qαt=arctan(tanαn/cosβ)=20°14′32″+ k& {! `# Z" T
db1=d1*cosαt=179.662 mm. L' K/ c5 }1 A; Z: Z  K
db2=d2*cosαt=289.457 mm
" n* f: {3 E, _# o& d8 m; Y8 T( ?8.齿顶高, {# y" @+ M. `, L, E& j
ha1=ha2=hanˇ*mn=3.500 mm, t. w" R; J' U+ V
9.齿根高
" P" i2 d7 ]. S9 qhf1=hf2=(hanˇ+cnˇ)*mn=4.375 mm% m1 M9 K( X3 G
10.全齿高/ A! R7 X0 a* W4 S7 z9 n
h1=h2=ha1+hf1=ha2+hf2=7.875 mm
/ n& Z1 ^# _" ]$ [, a0 w5 e11.齿顶圆直径9 }: |: Q: d: O% V6 \7 x( P
da1=d1+2*ha1=198.489 mm
; z) w: ]$ q$ A5 u/ mda2=d2+2*ha2=315.511 mm: e8 i5 `0 N$ ]4 V  ?! j* N
12.齿根圆直径8 D* [" O) _7 }; u
df1=d1-2*hf1=182.739 mm
+ {& k  H, u  W. kdf2=d2-2*hf2=299.761 mm* R9 E4 B( Y  S! N+ @+ ~7 l
13.齿顶压力角% O& d9 F3 \* Z: x6 U4 @2 T' k6 U
αat1=arccos(db1/da1)=25°9′24″9 Q- O  Y3 E1 Z; Q' r* e/ U
αat2=arccos(db2/da2)=23°26′52″
/ ^4 [3 t* p1 N* C9 d6 g14.端面重合度
. W7 J+ @  d/ o, _; U& H2 ]: D9 q( mα′t=αt3 |2 x& T' E; s; J+ E# H
εα=[Ζ1(tanαat1-tanα′t)+Ζ2(tanαat2-tanα′t)]/2π=1.767' K- a. F0 p! j/ {6 ?5 q$ l
15.轴向重合度
% d+ f/ n; A& u% s7 }0 b6 h) i" T0 R- k! aεβ=b*sinβ/(π*mn)=2.046(b=min{b1,b2})
) u, J8 }1 e  _+ L$ s# H) [16.总重合度) u7 G: T$ W% @; H
εγ=εα+εβ=3.813
1 R/ W! g8 w) k6 |* d6 D  H7 o17.当量齿数
5 o# C% {4 v! F: i8 ~( A  l+ y: dΖv1=Ζ1/(cosβb^2*cosβ)=55.988
; g+ @& {( l( y- @8 F4 H5 \Ζv2=Ζ2/(cosβb^2*cosβ)=90.203
 楼主| 发表于 2008-8-21 21:57:35 | 显示全部楼层 来自: 中国山东聊城
五、齿厚测量尺寸的计算
' P( ^9 A8 Y1 L1.公法线长度0 N& x! c  s! T+ Q( Q6 W9 h: T
' a4 b. _1 V% @5 ]
跨齿数:Ζ1′=Ζ1*invαt/invαn=56.06: z4 g/ n0 U2 g. @5 N! a7 E0 Y
Ζ2′=Ζ2*invαt/invαn=90.311 w4 Z- Y0 X, S4 y7 W8 G9 G1 H% V0 N
k1=αn*Ζ1′/180°+0.5=6.737 @8 D  k7 ~3 }; ?6 ~/ A. O
k2=αn*Ζ2′/180°+0.5=10.53
% }) j. B. P4 B1 S5 z4 n6 v3 K. c& m/ J1 ?2 H, j
取k1=7,k2=115 k; g# G  Y* x" I( y- q
Wk1=Wk1ˇ*mn=cosαn*[π(k1-0.5)+Ζ1′*invαn]*mn=69.9088 mm8 Z8 X" L; @4 X( q5 y
Wk2=Wk2ˇ*mn=cosαn*[π(k2-0.5)+Ζ2′*invαn]*mn=112.9178 mm
& B* X) J$ N$ ~2.分度圆弦齿厚、弦齿高+ i* ]  E0 s$ ]' `. Y- \+ Q
1 M( ^9 G( T0 ]1 ]
弦齿厚:s1¨=mn*Ζv1*sin(π/2Ζv1)=5.4971 mm* @2 c; B5 X' Q/ ~
s2¨=mn*Ζv2*sin(π/2Ζv2)=5.4975 mm1 T5 \  ~; i+ B2 T9 G( {

) P- d7 T: D% T( c# f弦齿高:h1¨=ha1+0.5*mn*Ζv1*[1-cos(π/2Ζv1)]=3.5386 mm
1 w1 K$ Z0 \- h7 j- th2¨=ha2+0.5*mn*Ζv2*[1-cos(π/2Ζv2)]=3.5239 mm" R* z4 l9 b$ }8 P0 h: B' O* x
3.固定弦齿厚、弦齿高) b: _2 P$ n" w% n6 i

% R3 @: E- x9 f7 u弦齿厚:sc1¨=0.5*π*mn*cosαn^2=4.8547 mm
1 s+ ?6 e4 }( Z0 b- u! _2 W, D4 ~; ysc2¨=0.5*π*mn*cosαn^2=4.8547 mm  S" K! i+ {7 K: `6 c( f

7 `8 ?, u+ H  F. b  A( c# c  x弦齿高:hc1¨=ha1-π*mn*sin(2αn)/8=2.6165 mm8 H$ \9 t( \8 ^) L; I6 A! {3 ?
hc2¨=ha2-π*mn*sin(2αn)/8=2.6165 mm, w6 W$ o( i6 P' O" f, p
4.量柱(球)直径、量柱(球)跨距
4 x8 b5 W: z% p6 C, J; `5 x! c# v0 y$ I& O
量柱(球)直径:dp1=1.68*mn=5.8800 mm- z  s& a, y8 ?7 P. h
dp2=1.68*mn=5.8800 mm+ S2 U, x' ^) N5 O; z4 }' x
# h, z1 w+ p5 k
量柱(球)中心的渐开线端面压力角:
" Y7 [( \7 I- {3 f- x% GinvαMt1=invαt+dp1/(mn*Ζ1*cosαn)-π/2Ζ1,αMt1=21°48′1″
* C8 H/ z3 s: |0 A: E5 `invαMt2=invαt+dp2/(mn*Ζ2*cosαn)-π/2Ζ2,αMt2=21°14′19″9 t' t! e& `4 ^/ n' E9 N

/ r8 Z6 L; T5 K9 E& ?& Z* B; T量柱(球)跨距:M1=d1*cosαt/cosαMt1+dp1=155.2486 mm4 g0 W! E" z  B: K+ z9 T
M2=d2*cosαt*cos(π/2Ζ2)/cosαMt2+dp2=245.5618 mm
4 i2 j4 b, M( J, ~( c, Z4 a4 M  _
$ _; e# s- f5 P) f" \8 v" H# Y六、接触疲劳强度的校核
0 ?9 s- O" c2 n4 c1.名义切向力
8 P  g4 C9 g. W" V* X3 m( hFt=2000T1/d1=28373 N. P  `4 }, O' y2 z0 g
2.使用系数(根据表2.5-7)
/ U4 W- ?, Q" w# q* g' n% pΚA=1.25,因为增速传动乘以1.1,得ΚA=1.375
4 C1 S$ Z4 `8 m" @) L3.动载系数(根据表2.5-11)
2 v8 f0 Q" j0 m! w
: E$ S: A' v: K3 ^计算单对齿刚度和啮合刚度(根据表2.5-32)
% o" h8 ?' y- e" ?$ ]( o1 {  I" b" \* m  \+ q5 B( }. h1 b! J/ \8 E
理论修正值:Cm=0.8
; f6 D9 d) H# b- o" K0 a' n# q0 C4 H  d2 K  u5 b6 {- z' k
轮坯结构系数:实心齿轮CR=1
/ B6 ^& ^/ M) X- K% v% W4 @" |& N" f& z5 p" I5 K: \
基本齿廓系数:CB1=[1+0.5*(1.2-hfp1/mn)]*[1-0.02*(20°-αn)]=0.97  t& z- d0 t+ x7 O
CB2=[1+0.5*(1.2-hfp2/mn)]*[1-0.02*(20°-αn)]=0.97
2 k4 @" X4 O1 D+ n# l/ g/ hCB=(CB1+CB2)/2=0.97
; D9 E$ ?1 _7 A8 l9 a" d% d' H4 V
0 R7 y; e+ {. {6 P0 V2 t齿轮柔度的最小值:. }5 G" H# G' O* I. O
q′=0.04723+0.15551/Ζv1+0.25791/Ζv2=0.05287 (mm?μm)/N  ~1 @: t, J8 {+ D4 J, w

1 r/ N* O; L  w% Z! a单对齿刚度理论值:Cth′=1/q′=18.92 N/(mm?μm)+ i" q5 }% p2 A
ξ=2*E1*E2/(E1+E2)=1.001 j0 D5 A1 ]' b; r  p& N. ?

/ O- J3 K1 o0 H* ?" c/ t单对齿刚度:c′=ξ*Cth′*Cm*CR*CB*cosβ=14.5623 N/(mm?μm)4 _2 G5 h( ?. r' q- J6 Q1 \2 M

$ M; B" ?4 L9 u! V" @啮合刚度:cr=(0.75*εα+0.25)*c′=22.9392 N/(mm?μm). M* A3 f$ O3 Q' ^: o: b6 O( l" `

! f) I4 @$ E1 B- ~计算临界转速比(根据表2.5-12)& O4 R0 D, f, x) w! H6 W
) Q. D7 z) B+ I( S! J
平均直径:dm1=(da1+df1)/2=190.614 mm) i9 ~* G; W( |: x
dm2=(da2+df2)/2=307.636 mm( L, y" C# o) s

- f' ]# M4 r" N0 x3 v, ~轮缘内腔直径比:q1=Di1/dm1=0.000
: J; S% R4 U/ a- A* hq2=Di2/dm2=0.000
- u" a1 g- c+ |' p+ K* f
2 i$ L2 E# `4 p8 d, x* ]转动惯量:I1=πρ1*b1*(1-q1^4)*dm1^4/32=1415277.860 kg?mm^2
# N1 l. G' Y) m( U/ ?+ J4 Y# |I2=πρ2*b2*(1-q2^4)*dm2^4/32=9602209.037 kg?mm^2
( h7 M9 b; C" i7 q' U  p* Y$ c# d/ u6 T- q  E
当量质量:m1=I1/(b1*rb1^2)=1.253 kg/mm% [5 b. w  J0 \8 x: m9 z% }, U0 ^% w5 Y' L
m2=I2/(b2*rb2^2)=3.274 kg/mm
; r# ?+ B1 ~+ }0 q! |6 W8 C+ F
1 [; \' z6 l0 h: K& a6 c' u! N8 U6 j诱导质量:mred=m1*m2/(m1+m2)=0.9061 kg/mm
; t. ^! D4 f. I) K6 S5 I. {# @/ M. l6 D4 F
临界转速:nE1=30000/(πΖ1)*(cr/mred)^0.5=889.778 r/min
* ]$ S3 p" s; {+ ^; K+ C, V1 d1 Q# k% L: Z8 Q# \5 |
临界转速比:N=n1/nE1=13.037
, A, B+ _2 E7 o) [% \2 m" h( d* N' o9 q. }* `) p; V& P( K" l
计算齿廓跑合量(根据表2.5-30)
5 K, F' q1 b6 _/ _  {  D( Aya1=160/σHlim1*fpb1=0.759 μm# z# _/ z$ |- ^# [
ya2=160/σHlim2*fpb2=0.853 μm
- H4 Z" d0 l) l. q' |ya=(ya1+ya2)/2=0.806 μm
0 t- c, M; S% E$ l  ^% u, y( M, ?, h. K, H- p$ Z& s
计算系数Bp,Bf,Bk(根据表2.5-16)9 Z; A1 e4 Y( ^9 o# _4 Y" _# k6 J* `' n

8 A" d5 S- l3 E/ X% {7 l有效基节偏差:fpbeff=fpb2-yp=fpb2-ya=6.394 μm
2 p+ h: x% {7 ?+ K* s' T, ], n4 u2 D3 Z( U4 i
有效齿形公差:ffeff=ff2-yf=ff2-ya=7.094 μm2 @' \' }# o$ e; K+ T& b4 a( L
% f/ L. B: t# h
设计修缘量:Ca=(Ca1+Ca2)/2=30.000 μm
- `, T6 M6 A' pBp=c′*fpbeff/(Ft*ΚA/b)=0.334
8 J; d' p0 F  t/ X: x0 pBf=c′*ffeff/(Ft*ΚA/b)=0.3715 g% Q' S5 z; J/ K& ]4 }, F
Bk=|1-c′*Ca/(Ft*ΚA/b)|=0.568
  g: @( D/ p, @8 `2 Z' D; z7 N" n& i3 V: x, c. {
计算系数Cv(根据表2.5-15)
3 J! O0 a3 ~/ Z( W) Z; Jεγ>2,取Cv1=0.32) e+ D! H$ M* F% Q7 R# ]
Cv2=0.57/(εγ-0.3)=0.162
% H+ M: }$ J8 `- s* y( HCv3=0.096/(εγ-1.56)=0.043
' z! v# m) U4 p/ |4 P$ }' A1 s0 XCv4=(0.57-0.05*εγ)/(εγ-1.44)=0.160
- h9 R$ ~. W  gCv5=0.47$ c+ Y! ~( B* V9 P2 S1 _
Cv6=0.12/(εγ-1.74)=0.0585 y1 ^% }- q4 Y# ~
εγ>2.5,取Cv7=1.0
8 F# u( @( x4 ?/ E6 G2 C& l# p' B! YN≥1.5,属于超临界区
: q* e/ |: E* \2 X" n& F, lΚv=Cv5*Bp+Cv6*Bf+Cv7=1.17858 ^7 ^) N8 a1 z6 P( t! ^
4.齿向载荷分布系数(根据表2.5-18)
3 K4 n& g! J5 S# o; E, u, q% B* m# s
计算加工、安装误差产生的啮合齿向误差分量) t  B( B  S& z3 K( z. o: T* w

( r/ c4 ~! k' c8 ]装配时进行检验调整,fma=0.5*Fβ1=6.000 μm% M) Z! I4 W" D6 S

5 I' s# v$ ~' g取小齿轮结构系数(根据表2.5-21)
6 ^5 {1 Z4 K# `# O7 B9 X3 `' a9 M! ?* S$ B/ @4 T2 m8 Y+ A
刚性,Κ′=0.48
+ c; e/ o9 _' ?( A, e
* v( ~/ |; X4 e2 P  k! D计算小齿轮结构尺寸系数(根据表2.5-22)
: v9 D1 I1 n% T; p
" K+ z- k! I6 n; e9 i( m! Z% D通过该对齿轮的功率Κ=100%
  p+ g1 I8 j3 eB′=1+2*(100-Κ)/Κ=1.000/ x4 q% K% y7 o, S, g
γ=[|B′+Κ′*l*s/d1^2*(d1/dsh)^4-0.3|+0.3]*(b/d1)^2=0.550 (μm?mm)/N
, c8 H2 `; g* V8 o( e3 l+ q& `" ~* W2 _+ V) ~1 @( P# T
计算单位载荷作用下的啮合齿向误差(根据表2.5-20)
3 W) [+ `. d! B7 z, a2 s7 w0 x- o+ k' ^% {" s1 H3 z$ `8 I
一般齿轮fsh0=0.023*γ=0.013 (μm?mm)/N. ]) R* M7 ], E; }
5 F( E8 C) `) }
综合变形产生的啮合齿向误差分量fsh=(Ft*ΚA*ΚV/b)*fsh0=4.157 μm7 m. p3 ]7 W/ s5 s: W& }8 A
3 D. T# K2 r/ f0 K3 d1 P
初始啮合齿向误差:9 G, D" l# G0 \, }
' ?; |" w4 w: @' i) Z6 @$ }& `+ R
受载时接触不良Fβx=1.33*fsh+fma=11.529 μm
1 R( j! b  B3 v. u$ d4 q: f1 r7 ~/ T- \' s8 M2 Q% H1 `% b( ~
计算齿向跑合系数(根据表2.5-23)+ R4 e$ I. M  X# N0 |
xβ1=1-320/σHlim1=0.763 μm" s: ]# p2 Q0 I3 l7 Y! m
xβ2=1-320/σHlim2=0.763 μm
/ _# ~) B" \0 l9 o  dxβ=(xβ1+xβ2)/2=0.763 μm: ~9 I0 L  K4 K: z
  v4 z" V) S; L6 q; U- B/ g
跑合后啮合齿向误差Fβy=Fβx*xβ=8.796 μm
$ Q$ z3 C6 s8 x" h# @& AΚHβ=1+0.5*Fβy*cr/(Ft*ΚA*ΚV/b)=1.3072- p8 a, \/ B* a* D# \( Y: A- z
5.齿间载荷分配系数(根据表2.5-29)
# O, o& V  N8 R6 aΚtH/b=Ft*ΚA*ΚV*ΚHβ/b=429.291 N
0 c( M. V, {8 L$ s7 dΚHα=0.9+0.4*[2*(εγ-1)/εγ]^0.5*cr*(fpb-ya)/(ΚtH/b)=1.0660* c2 Q$ n1 h: |6 Y+ p/ O
6.节点区域系数' b* Y  b( M8 B7 L/ q
' ]1 W  M2 j4 c2 ?
基圆螺旋角βb=arccos{[1-(sinβ*cosαn)^2]^0.5}=8°41′11″
) n* U4 |- A. Y8 o2 jΖH=[2*cosβb*cosα′t/(cosαt^2*sinα′t)]^0.5=2.4641( E" q3 \$ T  m8 S9 W4 P  e
7.弹性系数, h$ m$ C) q9 M: C* v  r. }2 w
ΖE={1/π[(1-ν1^2)/E1+(1-ν^2)/E2]}^0.5=189.81 MPa^0.5
/ x8 k, f) P, {, [1 }5 {/ n6 G9 u8.重合度系数(根据表2.5-35)
3 @; {7 d: j" ^Ζε=(1/εα)^0.5=0.7523
& ~/ P! ~& y6 h) h% e. }3 a' `: H8 a9 U( }2 y
经验算:ΚHα≤εγ/(εα*Ζε^2)
+ ]* P( M; f0 T* P原文来自:http://bbs.21mould.net/viewthread.php?tid=4141
 楼主| 发表于 2008-8-21 21:58:09 | 显示全部楼层 来自: 中国山东聊城
9.螺旋角系数
2 j) U% F# q) bΖβ=(cosβ)^0.5=0.9935: ]% B4 I4 y4 D$ W- \0 k
10.单对齿啮合系数(根据表2.5-33)
  d, D3 i% r9 J% r  GΖB=tanα′t/{[(da1^2/db1^2-1)^0.5-2π/Ζ1]*[(da2^2/db2^2-1)^0.5-(εα-1)*2π/Ζ2]}^0.5=1.0087
+ \% t8 J' }$ P$ v# IΖD=1: `2 k- d2 A/ {7 ^% a$ y
11.寿命系数(根据表2.5-40)" ~" e, N6 |4 y2 [1 F% ]5 w
NL1=n1*L=34800000000
% w# U2 k( c( B4 U  u4 H8 BNL2=NL1/u=21600000000
9 z% j" c3 H8 S( w. I' F) rΖNT1=(5*10^7/NL1)^0.0306=0.81851 A0 M' {0 I1 O0 E+ g
ΖNT2=(5*10^7/NL2)^0.0306=0.8305; T; g- V$ l7 ]" I: I
12.润滑剂系数(根据表2.5-36)9 s, s$ S0 X) s+ u' \! x  h( U/ d1 O
σHlim1>1200 MPa,取σHlim1=1200 MPa,CZL1=σHlim1/4375+0.6357=0.910* }& M& O) L8 [2 ?8 Q  g* G+ [
ΖL1=CZL1+4*(1.0-CZL1)/(1.2+80/ν50)^2=0.9233
  O  u  g4 W2 n" V* Y" `, _7 ?5 RσHlim2>1200 MPa,取σHlim2=1200 MPa,CZL2=σHlim2/4375+0.6357=0.910# s8 x. T$ \8 s% A4 `' U
ΖL2=CZL2+4*(1.0-CZL2)/(1.2+80/ν50)^2=0.9233
0 x8 J: U2 x& |4 w, r2 a13.速度系数(根据表2.5-36)! F1 |( t/ E5 d& V6 y' ]6 p
σHlim1>1200 MPa,取σHlim1=1200 MPa,CZV1=0.85+(σHlim1-850)/350*0.08=0.930
. x( P) Y8 ?, k( b& t3 m7 e9 RΖV1=CZV1+2*(1.0-CZV1)/(0.8+32/ν)^0.5=1.0650  ~: q! i* Y. K, }4 m
σHlim2>1200 MPa,取σHlim2=1200 MPa,CZV2=0.85+(σHlim2-850)/350*0.08=0.9307 b' g5 ^% \  c3 R
ΖV2=CZV2+2*(1.0-CZV2)/(0.8+32/ν)^0.5=1.06501 L5 U- Q( N6 `" x9 n3 q! c$ A
14.粗糙度系数(根据表2.5-37)
& ?4 x+ K( h. I$ w. T: f2 j6 r+ S' ?  ]5 g8 T$ t, s- m
节点处曲率半径:ρ1=0.5*db1*tanα′t=33.126 mm
* T; `5 `1 p5 y) D) lρ2=0.5*db2*tanα′t=53.371 mm0 O; t- N# R# z4 }" S

; D* E' b' Y1 m0 j1 V6 U9 o. k* U节点处诱导曲率半径:ρred=ρ1*ρ2/(ρ1+ρ2)=20.440 mm
6 s. \$ J4 F' e8 c2 \2 [" L) Q, B7 ]8 p. Z0 h
相对平均表面粗糙度:Rz10=(Rz1+Rz2)/2*(10/ρred)^(1/3)=2.521
7 s* y# Z5 e7 @, t1 l+ ]2 eσHlim1>1200 MPa,取σHlim1=1200 MPa,CZR1=0.32-0.0002*σHlim1=0.080
9 |) \4 d) `* h7 T3 ^' BΖR1=(3/Rz10)^CZR1=1.0140
2 |- j" q$ }8 y8 p! _σHlim2>1200 MPa,取σHlim2=1200 MPa,CZR2=0.32-0.0002*σHlim2=0.080& }; M* B: x" I4 x
ΖR2=(3/Rz10)^CZR2=1.0140
+ ^% K+ H8 X0 F) ~, O$ e15.齿面工作硬化系数* u" m3 l3 n' A- B' C& B/ r
HB>470HBW,取HB=470
& ^8 _! J4 W4 o( ]: cΖW1=ΖW2=1.2-(HB-130)/1700=1% o) C  U/ B4 {9 Z* ^* _( d8 X
16.尺寸系数(根据表2.5-41). {5 U* h9 P8 B
ΖX1=1.0000% ?( B, o) X/ a- ^2 h
ΖX2=1.0000/ V+ h4 B* ?. Y  w: d  w
17.最小安全系数0 I# H& G, e3 w3 W8 R

2 ]4 _+ @2 y: S) \5 |7 r根据表2.5-42,取SHmin=1.60,SFmin=2.00
; J% s/ r! {' J18.计算接触应力(表2.5-6)
+ v) |4 Z5 h# w# d1 g  [% q* {* aбH0=ΖHΖEΖεΖβ[Ft/(d1*b)?(u+1)/u]^0.5=457.83 MPa
. T9 Q, f: N6 j9 W5 z7 [бH1=ΖB*бH0*(ΚAΚvΚHβΚHα)^0.5=693.96 MPa$ \$ u7 u5 V# D- Y
бH2=ΖD*бH0*(ΚAΚvΚHβΚHα)^0.5=687.98 MPa) n! N. |7 ~- C3 u9 h
19.许用接触应力(表2.5-6), i: Q$ ~; x$ x
бHP1=бHG1/SHmin=бHlim1*ΖNT1ΖL1ΖV1ΖR1ΖW1ΖX1/SHmin=688.59 MPa( l7 @) y/ `6 y4 i- p: S7 P  n7 K
бHP2=бHG2/SHmin=бHlim2*ΖNT2ΖL2ΖV2ΖR2ΖW2ΖX2/SHmin=698.69 MPa
1 [9 q0 w1 e0 G' H% K7 B' c0 o: c1 ?- o' W" O4 W5 S8 D; y$ p
由以上计算可知:бH1>бHP1,小齿轮的接触强度不满足要求- v0 x+ }1 O6 Y/ a, E, P
бH2≤бHP2,大齿轮的接触强度满足要求。6 w1 D' D( w8 w/ t6 [/ g/ v
20.接触强度计算安全系数(表2.5-6)! i! }# ~  ?% V! G" X
SH1=бHG1/бH1=1.59
% b* R4 c8 H/ z9 N' @SH2=бHG2/бH2=1.62
. M  n9 |7 C) L& A5 }7 H: M9 c8 F/ P7 }1 ~5 ?6 t
七、弯曲疲劳强度的校核( C1 B, e# [) k0 S" E. F. H- J7 a
1.齿向载荷分布系数
+ j2 R, X$ B1 W+ _0 g3 L# r; @2 n3 WN=(b/h)^2/[1+(b/h)+(b/h)^2],b/h取大小齿轮中的小值。
% Z7 `. _( ~) i$ u0 X! p5 r2 `* `& W, lΚFβ=ΚHβ^N=1.28773 A$ _9 S4 N6 P  a; F
2.齿间载荷分配系数(根据表2.5-44)4 K+ z1 @# r5 N  l2 G' ]) p
ΚFα=ΚHα=1.0660
- d( U0 K" K( l/ O3.齿形系数(根据表2.5-45)# }* C) F2 d" G0 k! r& t1 [9 v
(1).小齿轮) n  g1 v  c% ~7 \
Spr1=pr1-q1; A5 h0 R5 K* ~
E1=πmn/4-hfp1*tanαn+Spr1/cosαn-(1-sinαn)*ρfp1/cosαn=0.2252 mm
6 g# O; a1 L' m  l8 JG1=ρfp1/mn-hfp1/mn=-0.87002 c0 E& s5 S! y* c( H& A9 b
βb=arccos{[1-(sinβcosαn)^2]^0.5}=8°41′11″
4 H" M) W0 j" s; A# NH1=2/ΖV1*(π/2-E1/mn)-π/3=-0.9934
# @& q; z3 u! c' T5 h, k4 sθ1=(2G1/ΖV1)*tanθ1-H1,得θ1=54°25′38″% O6 G% Q7 w* |& i; u
SFn1/mn=ΖV1*sin(π/3-θ1)+3^(1/3)*(G1/cosθ1-ρfp1/mn)=2.1886
3 v# E# z2 i, }" \3 K4 u) LρF1/mn=ρfp1/mn+2*G1^2/[cosθ1*(ΖV1*cosθ1^2-2*G1)]=0.50583 U, r$ W9 r$ F7 A
εαV=εα/cosβb^2=1.8082, t- S9 g3 [, a! |6 t4 `8 m
dV1=mn*ΖV1=195.9580 mm# e, j8 @- X7 E0 {+ M
dbV1=dV1*cosαn=184.1403 mm8 k) _) f: u' P4 O  i
daV1=dV1+da1-d1=202.9580 mm
( C; M% k4 K# e" H& OdeV1=2*{[((daV1/2)^2-(dbV1/2)^2)^0.5-π*mn*cosαn*(εαV-1)]^2+(dbV1/2)^2}^0.5=196.5194 mm
: L' i0 F, }2 j  e) Y! ~αeV1=arccos(dbV1/deV1)=20°26′42″% d, A' X' ]9 C5 {! B
γe1=(π/2)/ΖV1+invαn-invαeV1=1°32′50″
7 Y" ^, J* B( iαFeV1=αeV1-γe1=18°53′52″: D# S' ]3 R+ j+ }* y
hFe1/mn=[(cosγe1-sinγe1*tanαFeV1)*deV1/mn-ΖV1*cos(π/3-θ1)-G1/cosθ1+ρfp1/mn]/2=0.88064 V, X9 s/ p# T+ t4 T
УF1=6*(hFe1/mn)*cosαnFeV1/[(SFn1/mn)*cosαn]=1.1105# W( B& b6 i1 }$ S) e: P( d
(2).大齿轮
/ B/ N; w5 X/ p8 B* I4 w+ ?+ kSpr2=pr2-q29 L9 H, ?' I& c0 x  b! y8 f
E2=πmn/4-hfp2*tanαn+Spr2/cosαn-(1-sinαn)*ρfp2/cosαn=0.2252 mm* U8 m" C' K& h
G2=ρfp2/mn-hfp2/mn=-0.8700
2 L& X: H" h1 L" s7 N, @βb=arccos{[1-(sinβcosαn)^2]^0.5}=8°41′11″* h6 J5 d# d6 u. r# ^0 q4 N- u# y
H2=2/ΖV2*(π/2-E2/mn)-π/3=-1.0138
9 o% ?5 J! b' {, T( X- ?θ2=(2G2/ΖV2)*tanθ2-H2,得θ2=56°25′17″) G# ]* q8 P; ?9 t& ~
SFn2/mn=ΖV2*sin(π/3-θ2)+3^(1/3)*(G2/cosθ2-ρfp2/mn)=2.2475* ]7 ^: C; k' K+ O( U% O7 X
ρF2/mn=ρfp2/mn+2*G2^2/[cosθ2*(ΖV2*cosθ2^2-2*G2)]=0.4733& W+ ], f$ G  ]# W0 Z& k
εαV=εα/cosβb^2=1.8082
5 |; A6 Y7 y, x- o, \, r! l4 ?dV2=mn*ΖV2=315.7105 mm
0 W1 ^0 q+ s9 V- J4 C# k2 s# tdbV2=dV2*cosαn=296.6708 mm. n3 f  _& Q) P5 z5 C2 v
daV2=dV2+da2-d2=322.7105 mm: b2 f* D9 W1 R! m
deV2=2*{[((daV2/2)^2-(dbV2/2)^2)^0.5-π*mn*cosαn*(εαV-1)]^2+(dbV2/2)^2}^0.5=316.5102 mm
2 n  ]/ E4 E. [) d& ]. oαeV2=arccos(dbV2/deV2)=20°23′38″, g; a1 j( F6 A- x
γe2=(π/2)/ΖV2+invαn-invαeV2=0°56′40″
# J, x  ]. ]% z: |$ a" TαFeV2=αeV2-γe2=19°26′59″- o; o( I$ z& f( e" [: D0 L
hFe2/mn=[(cosγe2-sinγe2*tanαFeV2)*deV2/mn-ΖV2*cos(π/3-θ2)-G2/cosθ2+ρfp2/mn]/2=0.9094. x3 w. j) m! C  `5 i; k! s
УF2=6*(hFe2/mn)*cosαnFeV2/[(SFn2/mn)*cosαn]=1.0839. C6 x0 n# Y8 O4 ]" Q( H. ?! d: E
4.应力修正系数/ L; N( }# G. T
8 N  t0 i9 W9 Z3 T2 c* {
齿根危险截面处齿厚与弯曲力臂的比值% p- E  p. {8 y' V) U
L1=SFn1/hFe16 B2 e+ c. o) n% @9 U9 I. s- h- \
L2=SFn2/hFe2
9 ~) a9 p! X/ d3 y8 |; @9 t. c3 T$ Y! p& s
齿根圆角参数% f! p+ p0 \5 M
qs1=SFn1/(2*ρF1)
2 g  m: C% ?9 ~% Hqs2=SFn2/(2*ρF2)
' @5 E5 k% E2 v0 }' t# uУS1=(1.2+0.13*L1)*qs1^[1/(1.21+2.3*L1)]=2.18623 N& h3 b. r* `! y* Q
УS2=(1.2+0.13*L2)*qs2^[1/(1.21+2.3*L2)]=2.2785
, u6 c  v1 I* {2 W' m. M5.重合度系数7 o* f8 G2 S+ o! B
Уε=0.25+0.75/εαV=0.6648
( t8 R; |: m/ E1 S原文来自:http://bbs.21mould.net/viewthread.php?tid=4141
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