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[推荐] 变位齿轮的简易计算

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发表于 2006-8-15 13:12:30 | 显示全部楼层 |阅读模式 来自: 中国湖北黄石

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变位齿轮的简易计算
* ?- `! y7 \) k4 Q8 N. L  变位齿轮的应用越来越普遍,但有的仍利用无侧隙啮合方程式进行计算,相当麻烦,且容易出差错。今推荐用表格法进行计算,简捷、方便、不易出差错。
3 \4 \) e" l' C# I1 变位齿轮的功用及变位系数
; P. u  D) L/ ?6 A2 l  变位齿轮具有以下功用:
, D# I; [, d9 C8 @  h  (1)避免根切;
8 `  l& {0 F' E' K1 c" Y  (2)提高齿面的接触强度和弯曲强度;
9 E' Z8 o" w& \) k  \6 ?  (3)提高齿面的抗胶合和耐磨损能力;! `$ Q* h& b5 L( N( ^, p
  (4)修复旧齿轮;
) ]9 f" `% K9 }! W  (5)配凑中心距。
4 D' ^6 O( C) k, j  对于齿数z=8~20的直齿圆柱齿轮,当顶圆直径da=mz+2m+2xm时,不产生根切的最小变位系数xmin,以及齿顶厚Sa=0.4m和Sa=0时的变位系数xsa=0.4m和xsa=0如表1所列。, [3 a6 P' M7 s: ]; p! f& g
2 变位齿轮的简易计算  r" j) c" T, Z8 i0 Y4 y% L
  将变位齿轮无侧隙啮合方程式作如下变换:
7 p9 \7 J  B; t& b0 A" ~; Y+ h$ [总变位系数
6 K) g1 a) }% w: H5 [3 K6 _ ) \7 N& k" T8 S8 R' [" T8 B
中心距变动系数
) M6 Z" W; e: m$ i$ I! e  n7 O3 B
* P! b- z0 J# l8 n9 j齿顶高变动系数
3 u0 y1 n' Z& A! A; F) ?8 \ " b, K; [! m$ c# h8 Y- Z+ s+ ^
7 c" h( \$ v3 k
表 1 齿数z=8~20圆柱齿轮的变位系数
$ Q+ Q9 |, Q! j0 k& p0 Nz        xmin        xsa=0.4m        xsa=0
* o+ w' h$ K9 g; ]4 d) @83 d  L" S1 M% Y) _; Q" ?) ?) F
98 v/ P( ?' Z4 U! o% V) `* f% \7 G
10' G0 ^0 r6 r$ v
11
2 S- N, F2 ?" l2 S1 t  t0 Z: _12
1 A' `- r6 k0 I  j+ P13- V: y2 T! u( P6 Y4 u1 _9 v
14
: B4 ?% ~7 B/ p6 G) M% J/ W3 R0 W% u151 V6 X4 b/ }6 ]7 c
16) O- b( ^+ L4 R  l3 c1 L
17
. x+ x" I  B. `. g181 g! D/ B; L: J# T
197 ]9 ~! b4 ~0 W& m+ [) y; D
20        0.53
- ^4 B% I4 Z+ \+ d5 v9 {0.47& [6 X; x; W8 o" x* ^, A
0.42& @4 u/ T6 s' o& Z: @4 J5 }
0.36) F. R6 }9 J! T' R* n; D
0.30
8 a6 r! _9 v% N  U0.24
, I, N: `  s8 f+ q$ d; `; b2 i0.18' `) S2 X% M* A$ J9 D1 t- A/ n
0.12- o; Q0 p0 p4 m
0.06. d7 |0 k) L. o9 V) p1 s
0$ ?: I! x0 z0 U* ?; a
-0.05! D, F0 V( ?3 g; @
-0.11
2 \3 K6 g# C0 B/ l6 u' q-0.17        0.18
8 M! M. ~7 _6 l0 I& b0.22' Y' u8 I( ]4 u$ G& A8 j2 V- N
0.27
9 e" @) `5 k8 f! [9 Y0.317 q' x' b8 @) t7 H4 D5 s, K$ D
0.35
. T* a# P6 I0 I+ y0.39& h& Y$ G$ Z9 I' D  s- R! [
0.43
; d# f, P( N: p& i- s' t  u0.46
; R: @# N0 d. d/ w! C# S' E0.506 T1 M2 ?1 D6 |5 ?9 H" p
0.531 d5 D4 ?# P% ~! U$ i
0.565 A# B6 Z- R$ s+ F
0.59
3 k' g6 d& y3 q. i4 v0.62        0.56" m) i7 x8 m) T" o8 S
0.63# n+ h7 I8 D) t0 z: n3 l0 Q
0.70
  M% j- o+ B  `4 ^! }3 i* a6 A0.76( y( b) P9 v  y5 v! N- T
0.823 @+ m& |# q% a" L  ~: w; x) b" X
0.880 i0 A! e* t$ z
0.93
2 u, [) S( }9 ^' Y) r0.98
7 w  T, h) h% H- Q5 B  k1.03; g7 [, L, p' ?) s6 J
1.087 `8 o3 w+ R7 T* D1 o& m& f$ F
1.134 e& P6 j" R, m7 u' S. h4 P
1.188 d2 a4 U! v( L# [0 B
1.23. H: H! c4 ?/ R% b  s+ B
/ X5 k0 ]4 f0 i" z  j

7 E6 l+ T/ N5 b, I0 |6 f3 Z% OΔy=xΣ-y
( ^0 ?- y2 i8 K5 j/ b式中:α——压力角,α=20°;: x6 r& |4 |8 `) v9 x
   α′——啮合角;
9 M# c+ s3 }; J5 g; R   z2、z1——大、小齿轮的齿数。% U5 X; u  w* C" H; R
  将上述三式分别除以 ,则得:0 ]2 u! ]% R% O7 A7 ~& o: X; I

! h* p: J1 E8 w, O& q; A, Q 1 [% Y" B' U9 p, K
  由上述公式可以看出,当齿形角α一定时,xz、yz和Δyz均只为啮合角α′的函数。在设计计算时,只要已知xz、yz、Δyz和α′四个参数中的任一参数,即可由变位齿轮的xz、yz、Δyz和啮合角α′的数值表(表2)中,查出其他三个参数,再进行下列计算。一般齿轮手册上均列有此数值表。
" w  E+ c2 D4 X! Z! A- \
- n! X$ F* F; h( s3 e( J! l9 P& M8 i" e  式中正号用于外啮合,负号用于内啮合。
1 _7 b1 F  P7 P% `6 c2 f9 O1 B3 计算实例
9 l; y* t4 V5 j3 k9 ~, Z  例1:
. F4 T9 q6 z+ n) d  已知一对外啮合变位直齿轮,齿数z1=18,z2=32,压力角α=20°,啮合角α′=22°18′,试确定总变位系数xΣ、中心距变动系数y及齿顶高变动系数Δy。" ?# i" O. K+ ]0 I2 T7 m
  解:
# A& C: }$ G5 U6 F; |# Q  根据α′=22°18′查表2,得:
3 x( l, V; r' t  xz=0.01653,yz=0.01565,Δyz=0.00088
# F1 c, [( `+ ]  b+ k: `- b4 f0 u: l: Z+ H由此得:
9 U2 Q$ R( d1 t) `2 w( U; z ! r* r# x% O; `7 O; b  O
  例2:* A& ]) D$ Q5 v6 ~
  已知一直齿内啮合变位齿轮副,齿数z1=19,z2=64,α=20°,啮合角α′=21°18′。求xΣ、y及Δy。2 B  g5 Z/ H0 ?
  解:$ y" L6 B: l5 Q: \
  根据α′=21°18′查表2,得:% a1 e3 q& a! a8 c9 U/ x6 h% l2 v. B
  xz=0.00886,yz=0.00859,Δyz=0.00027。+ _) _. A% m7 ?& V, s
由此得:
4 Y' B( L4 N& y% V# _ 0 g% {6 c7 l; v
  其他几何尺寸计算按常规计算进行。4 V3 B; b8 I) }; a) U  _
  此外,变位齿轮的公法线长度的变动量ΔW=2sinαxm,当α=20°时,公法线长度变动量ΔW=0.684xm,式中x为变位系数,应计及正、负号。3 Z0 K8 o' p9 p- K" {$ H
  因此,变位齿轮的公法线长度为:
: Q* I/ l! ^& t5 T8 nWk=Wk*m+0.684xm9 m6 q+ f, t/ b. s3 |
式中:Wk*——某齿数齿轮跨测k齿时,模数m=1的公法线长度。2 |! @/ M/ u: K0 `7 w! I) h  q# @) b
表 2 变位齿轮的yz、xz、Δyz和啮合角α′(α=20°)
) j3 Q3 x* e! O( W4 U! X( g) r7 eα′! E+ l. m) v+ f, A% K" H
(分)        19°        20°        21°
" i/ \. [3 ?) t( P9 V. ]+ S3 v6 |        yz        xz        Δyz        yz        xz        Δyz        yz        xz        Δyz
6 k6 f& f: Q8 i* i0 o' ~, P! t0
6 a: F; C* R, @9 B$ c1) n) }: }8 _) b
2
) r8 p: C( b- @6 _$ _3
5 c6 n7 I4 x) a# F4# C' E$ g- r, i7 Q4 _- M
5* h" X3 T3 a1 J3 k6 Q
6+ w: u7 @6 I) N& [* a9 N  Y
7! K$ [. T) {4 g% a2 y/ C. A
83 @) q! D! E8 o/ T' J4 r( l3 D4 C
9        -0.00616
5 {; n7 r4 ]! S# u- @5 q+ a3 L6069 E2 L" [5 y1 |) F- h9 u) @+ ?. l& o
596# ^4 M" R  c+ m' _% y5 G8 c
5862 W" P0 ^/ J% b1 \3 f$ u5 r
576
& c# J  h7 }$ `: Q& ~" o0 H566  K7 _0 f3 A" x: D" H
556$ F9 Y7 b# N0 J* i2 J, b
546: t' m- E; @& P/ _) e' G' {
536
, v  S9 R  E) s5 ]6 z5 N7 |( }/ G; G526        -0.006010 A& {/ N, V. V: v  N" L
5925 z' B- J( L2 U4 p* d
582
- \, V! ~; z% B0 J573( ^$ L3 D: ~" J$ a0 i% i. S
563) i0 N, \  m, h* E
554
2 D& e3 t& P: |) s% o0 s544/ K7 T4 d# g7 t. _% N, m$ M
5358 Y+ H; g3 [, O* Q4 E7 Q
5251 U7 V% {; t- r: Q
515        0.00015) b8 L) Y8 H1 V( o9 K0 f4 I
014
5 J$ i/ A% ^3 J* A) ~# G014/ s4 a( |4 g0 w) {1 k3 z3 e
013: l! l$ v  L7 \7 h) E7 W7 s
013
$ O! |" g  H/ b9 Y1 E: j012
: E9 G& u0 j: H/ N012
# W' C9 _5 o. t  Z011. B# F: _/ ~+ f
011
; D. q- H0 d; T8 o3 L1 @3 v011        0.00000) a+ W. m3 ^' V  F0 w* [( K
011
/ o) p& R, ^, l7 w$ F0218 Q2 d  A7 H7 k) E
032, B% `7 D4 \, Q) f9 Y& P; k+ ^
042
% ~) b: k' X$ {) [( d053
2 o; W0 \1 M. P& G! s8 Z064- u5 j6 @* |8 |7 V1 r* A
075$ J0 }3 ~; D* o- N- w" S9 G# _, Q; ]
0852 R; t. J* o) b! C. {" m) w; G( P
096        0.00000
. T) |8 f1 S6 P0111 B; B2 X3 E3 T) \
021
, x9 |* g: C1 F. R9 b4 e032" g# y8 {& Y# w5 Y# v; u
043
6 e' F5 b2 j& R5 B# |053- I# t. I; F: }# }5 a
064
- J5 l" @( `8 P' q075+ F) q4 q5 H4 H5 W) ]: s
086- s* i: J5 j# ^
096        0.000004 _" L* T  d$ S$ R& M0 C
0008 K% ?4 i7 i1 n
0006 V$ J( h$ h' ~8 o7 v8 J
000  h& i3 Z* {6 B
000- N" u# [0 ^2 C$ O
000
* n4 K% N/ W( d: A  |000
9 C# @# o3 W, V0 n3 p000  K+ X6 H" {/ u$ V, T
000
* U; u5 y/ X: h4 h2 j: R8 C000        0.00655
: L* O: J7 I5 S0 |2 m6 l666
7 ]! v* n+ @0 O, J- X677& Y& E- ~* j" S& h2 d$ M
689
  f6 l* U& Q" p700( `- G5 Z/ K2 I& Y  U/ k
711' e2 b  m7 \, N. O
722
) w& W8 X* g+ N% r! l1 ^9 p734* `( N' [, c! B4 {  ?9 Y! A& q
745
2 B# v8 H( P- C756        0.00671
+ \) H8 H! B& R8 L& F1 t% j! Y683. z  Q; l$ N7 o& Q) ^4 S8 o- y' e
6942 [# P! O6 o# N) |* B' J. v
706" N$ i- C2 h' ~' V+ Z5 _
718
  h4 M. Y( y/ P' C4 L7304 q8 Z% }3 j1 A
742- [& y& e: q* ]/ ]7 X. h
754
1 R  v! S; x8 t; w' Y# C' ?+ q766
8 l8 v* m" q3 W# Q3 M778        0.000164 g' D# ]1 g9 ]2 \
017
; z" y0 k/ d3 D; X/ @3 v& V017, C  }/ B0 H' c" L& ~+ ~3 f, A
017
! |& n' o. @6 c1 _2 @; W; m6 @% k0180 z  Q8 k" r3 J. S+ Y) ~
019& G; B$ ?3 A/ h) z6 S
0201 v4 D( i: g* |+ _/ k9 e/ q
020  f: E  f. [$ |3 g
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* g6 l& Y2 g/ J( u022) C1 V: J' t4 b# h4 ^
10
7 m' d  _8 o1 L) M) B115 R7 d: Y0 c$ N  R! b/ j+ Q
12
; D' R- ~8 _7 c* v13) K. @8 U9 H3 p) H0 h% I
14
: d4 @- C! a) e15
+ y* G1 _9 p9 }% R# C* U  v16; x. A) c8 Z& R) j" ~8 j. @, |/ F( H
17
# Z  F0 B! s4 v6 ~' N+ T18
: D+ ]% H7 I; @% b9 W19        -0.00516
  ?. d( q* u7 U2 a1 ]506& O7 a) a" u" H' e- K5 U2 O$ V; Q1 e
496) u2 {' p9 ]6 ^& B+ b1 h: q
486! D0 ~" v: O% r  [  p' Z
4761 R# `- p, y7 L! n; _/ N5 b
466" S% `- ]3 t2 A& r
456
4 U% y, _7 }8 v4 [3 |+ s0 @445: a# f7 C9 v# p
435- \# Z) L; l1 E% h
425        -0.005069 l/ M7 ^0 j+ A6 t# X
4961 B% e7 k3 ]+ j+ e, a: }0 l1 P
486' u) @' m5 l0 K/ {  t9 c* R
477
4 w8 ]+ u/ h# y1 I467
% t& W) f; O8 O& h  i457% H& t6 t/ F. e9 }+ h
448
2 t" u9 {( J# [' b( q5 Y* l/ ^438! G3 U: M, n2 z
428
; C, M4 |; ~0 O9 _1 X  y5 ]/ U418        0.00010
6 j+ ?% D5 o" w; ~010
  _3 g! \8 N) v010
( o  D$ o- H# b! p6 m5 G009
% |1 \5 U, s2 ~" b8 z4 A7 S0092 g; [. E# X7 Y
009
1 m! Q6 s+ }' F7 A008
- c) A  K2 U* I0 J* ]7 _  y3 ~, ?) Y( I007
9 a+ `; s! e+ V5 Z4 V! h; U* p+ o' b7 S9 z007: s- H, b; u7 d8 L
007        0.00106
9 r* _6 |) [( q1175 O' A; S" g" R5 w3 V7 g+ B) X
128! X# w# i8 Y0 r% W) l7 Y9 D
139
0 A# R  E, M8 q0 q% ^5 E. k4 i; g149  K# s/ O& U0 Q# e* c( F) g
160& R3 P" k3 u( ]4 b; O8 A) Y' ?$ o3 H
171
5 @8 I) y1 x; n; N5 V182
/ d/ ^. J$ ?8 i' J; u9 @1924 D# ^1 X! w; n1 _6 Z1 O! F( g: Z! {
203        0.00107
$ B+ C/ K) w4 {1 J# y1185 P7 h# S9 [. N3 ]/ `/ k1 Z" U9 z  w. i: t
129
& _$ M9 {4 t& M4 R! F. @1395 @) A, ?. H: N
150& h/ v- ]5 n( c; C, f# W6 T2 b" u! J) Y2 N
161# _# I! `: x+ Z9 ~* u9 f- l
172$ l0 n- s; q" Z+ q# b
183
* J: O6 m2 W& U( [; {* W194
2 m/ ]% s! J6 h& r% p1 r* ^. v205        0.00001
$ M5 I2 k: I4 p( ^6 ^7 r$ D001
0 C+ ~$ D+ u8 d9 p0 H001
. n0 I& g% @+ T001
" b0 O) i# S4 O% W2 j" U0 H$ R" S3 P001
% G  ~5 k9 u5 ~4 z) |0019 Q5 E+ A4 N3 a1 n) t9 ]- ]
0015 n! d' n  A0 R$ z" X; V+ T
001
* ~( [! f7 ]$ u6 H2 V0023 D" X$ i! |+ C( N% R* D
002        0.007681 D+ a; h: c) Y6 n; G
779
$ V& g* ]0 t* f" z1 r790" t5 r8 y  m2 S  M, _
802' e% m2 c" n9 L3 T  g
813
2 N# d+ ^1 ^$ G) q1 O8251 T" A& q* I- [" ?0 c2 t; D
836
+ f  D( y2 Y6 s, L" V847
: D+ X% N" z; e' Y! ~6 o4 B859( r; c! z0 `. {4 S5 g) G, x* \
870        0.00789
' w% P; A  w5 H! @0 ^2 f+ S' a801
& M* \/ y# h( ~7 v! Y814/ p& q3 f1 F' ^. v
825" ^% f# S4 F: r, d: ^
837
; a  M0 R1 o. w* ^850
- H. ^+ f6 s5 l" A+ U862
. p: W4 k+ @! m8 a& |874
7 a3 B) P# s- F8 a3 x5 t; _886
) T/ w: m% B4 M: G898        0.00022
! ?( w% |. L! t$ L* s3 R4 X* o023
, t6 ]4 r7 s7 {4 w8 V( t5 g3 Y& }0238 ~: b; G6 V: B+ l3 p
0242 P( f) x! S4 P9 [( k  @7 n# k
024
8 v! v, Q4 E# z1 J- p1 O025
/ V3 @% Z9 Y& @7 W7 A. F: p( f2 y% A026
, I! D8 S8 e: E+ f2 V2 U: {% C& y0 n027/ d. U/ f, q' f+ r
027) ?: |, a& E- r$ b
0284 x8 T  Y, D" h' @, t! B& M
207 N! r  t( p- N5 u; V
219 M% f( i5 r& H) M
22
' Q5 a1 S* w4 w# Z2 |; ~23! d, `. F- @6 n0 [0 d) p  s. [
24
% k% w6 M& J3 I25' B6 T2 S5 \; J
264 H3 H- ]8 g4 C- J! d
27
" f8 m1 f+ z! ~- B28
( ~+ h, e/ }" f6 `5 |! d" |4 ~29        -0.00415
& I1 g( u" n# {- K- @/ @' s1 [405
% {) ?; v; ^6 b3 c" t6 _395
7 e; U' A3 W8 p3 B! ?. Y, r- f3840 |: D$ ?1 o0 `5 L7 p6 f( E
374
- b( s/ ]! T  N% M" B3641 L9 m% I: ^4 C2 b
354
7 _. h2 h; J& l/ |( _3440 t- P% c' M0 p# ?% f" d' |/ I$ v
333; \( G2 x0 ^2 b0 c+ B- v2 H, J
323        -0.00408: m! h3 ?+ Q' W8 j  h& J
398$ {; N; w+ _& u: G
3899 J9 j3 |9 r& Y$ F9 p
379
& i* w5 G7 w- l9 H369
0 X# m/ ~8 n6 j! x: p359* r8 ^/ R# ?9 ^3 [$ ?* N
349& G# e4 j* _! w$ ?4 Y" y
339
- R% S6 P+ a1 @. l% a8 R) o3297 }  E6 p0 _6 ^$ K, {( [) o
319        0.00007, U& Q  c0 c; e5 o) {, }8 f
007
" x2 D0 @. B% t5 c006. I  H4 p% q9 C0 k
005
( T5 O& x; s' e. g- V& S& d005
2 Q- ^2 d6 b8 o+ g! O7 s0 ]005
5 R* y6 D- f5 Y6 U5 }& Z9 F0 u% Y005) ~: S1 \7 F2 D2 h! f. p; a' a, f$ D
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评分

参与人数 1三维币 +8 收起 理由
chinajim + 8 好资料,做成PDF文件可能更好些

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发表于 2006-8-15 18:36:18 | 显示全部楼层 来自: 中国上海
呵呵,真是好东西啊,我在做齿轮这一行啊,东西好哦!
发表于 2006-11-16 00:02:26 | 显示全部楼层 来自: 中国浙江宁波
真是好东西啊,我也在做齿轮这一行
发表于 2006-11-16 08:58:23 | 显示全部楼层 来自: 中国北京
没用过,可以验证一下.
发表于 2006-11-17 20:34:05 | 显示全部楼层 来自: 中国吉林长春
真是好东西啊,齿轮这一行不好干
发表于 2006-11-18 13:09:34 | 显示全部楼层 来自: 中国广东湛江
有那么神?先复制下来,以后验证一下看看!
发表于 2006-11-18 23:47:38 | 显示全部楼层 来自: 中国重庆
请楼主用其它格式把表1、表2好好再上传一下,让大家好看明白。
发表于 2008-9-22 16:26:47 | 显示全部楼层 来自: 中国上海
太棒了 正在搞齿轮  头大啊
发表于 2009-3-22 00:41:35 | 显示全部楼层 来自: 中国广西南宁
楼主,变位齿轮传动的校核呢?特别是接触强度的校核,因为设计变位小齿轮时,计算的接触强度很大,很难设计。
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