齿轮材料的选择

chv2000

大家好,我以前没做过减速器,齿轮也没搞过(学校除外),最近,由于工作需要,被迫整了一个,但有些细节不清楚,向大家求教一下:功率45KW,I=1.2,输出转速1460R/MIN，Z1=23，Z2=28，都是斜齿轮电机竖直向下安装。输出轴也向下。
: B! N( M3 G* p! _1.两个齿轮的材料如何选择，具体的技术要求（热处理）是什么？
2.螺旋角该选多大合适，我的大概为14，17行吗？
3.齿宽系数选多大合适，我的轴承是对称布置，选0.8（与D1分度圆有关的哪个齿宽系数）可以吗，但宽度感觉太大（120左右）
% `3 e2 T2 K$ a以上问题希望大家多多帮助，感谢感谢！！！1

chv2000

没人回答俺,版主帮帮忙吧!!!!!!!!!!!!!

gaoyns

1  两齿轮齿数相差不大，可选成一样材料。选用45钢，若负荷较大也可选用40Cr。调质处理，齿部HB280，其余HB220--250。
9 z- x! s5 T& ]& o2  初选螺旋角可为14°，等确定中心距A后，再修正螺旋角 β： β = arccos [ (Z1+Z2)mn / (2A) ]。
3  齿宽系数先选定，经过弯曲强度计算后，再修正，强度裕量太大就减小齿宽，反之增大。

hero2006

1.没有提供减速机的中心距
2.输出转速是减速机的输出转速吗?
7 N  X0 ~+ [8 z1 i9 O, n6 w, K! B, v3.工作机是什么?也就是工况如何
1 [9 d2 U$ P- S* g; p有了这些才可以回答楼主下面的问题

chv2000

是这样的,减速机的输出转速是1460,电机是45KW,转速为1800（交流电的频率为60HZ），中心距应该是计算得出的吧？我搞的是155MM，因为减速机输出轴要接泵，部分时间段内还是有较大冲击的。麻烦版主和大家在给看看，谢了！！！！！！！！

wuyuwl

一、设计信息
5 w" T) l- Y' W    设计者 Name=朱家诚
) o, p" J8 a+ e1 i  }    设计单位 Comp=合肥工业大学
) y: a0 m% m7 h+ Y, r    设计日期 Date=2009-1-9
* c, g" S, D3 x1 x5 p. o    设计时间 Time=14:39:31
0 b. w; `  d" k; \" \7 k二、设计参数
8 Z  D) N" j/ ], E    传递功率 P=45(kW)
    传递转矩 T=238.72(N·m)
: @$ v: |  [$ Y/ ~- g- j, x    齿轮1转速 n1=1800(r/min)
( c2 X9 w  z8 P& \; Z8 M1 l- l    齿轮2转速 n2=1460(r/min)
1 y& D/ i$ K$ Y) g; j" c    传动比 i=1.23
: [) k! |- J! B! r　　原动机载荷特性 SF=中等振动
- u5 S8 ?( R6 t　　工作机载荷特性 WF=轻微振动
. T$ I% `  ]1 [4 q/ i* ]　　预定寿命 H=10000(小时)
三、布置与结构
　　结构形式 ConS=闭式
　　齿轮1布置形式 ConS1=对称布置
　　齿轮2布置形式 ConS2=对称布置
四、材料及热处理
" a: F6 e9 L) Q/ ?　　齿面啮合类型 GFace=软硬齿面
　　热处理质量级别 Q=ML
8 X' w2 |' C9 L' r　　齿轮1材料及热处理 Met1=45<表面淬火>
　　齿轮1硬度取值范围 HBSP1=45～50
' @- o, j: X$ Z　　齿轮1硬度 HBS1=48
% r8 E1 t& F) [) F! X　　齿轮1材料类别 MetN1=0
7 F+ r9 [/ r/ o/ f" e( U　　齿轮1极限应力类别 MetType1=11
: u) m- w* G1 [! j& Y% y& _　　齿轮2材料及热处理 Met2=45<正火>
7 K5 l: j3 k2 E7 j- @　　齿轮2硬度取值范围 HBSP2=162～217
　　齿轮2硬度 HBS2=190
　　齿轮2材料类别 MetN2=0
( W0 x! K" r/ j' U3 j! v　　齿轮2极限应力类别 MetType2=7
五、齿轮精度
( K1 |7 |$ m/ z. W, R- m; @! ~' g1 u　　齿轮1第Ⅰ组精度 JD11=7
　　齿轮1第Ⅱ组精度 JD12=7
! |+ w2 n2 c' I" H5 `. a3 j　　齿轮1第Ⅲ组精度 JD13=7
　　齿轮1齿厚上偏差 JDU1=F
% @; q# J- }3 {6 w. F* O: x　　齿轮1齿厚下偏差 JDD1=L
6 L' ~3 h8 b! y' h. H　　齿轮2第Ⅰ组精度 JD21=7
　　齿轮2第Ⅱ组精度 JD22=7
( ^& [% S" w" R　　齿轮2第Ⅲ组精度 JD23=7
　　齿轮2齿厚上偏差 JDU2=F
　　齿轮2齿厚下偏差 JDD2=L
六、齿轮基本参数
) B' U8 D2 B1 B5 z　　模数(法面模数) Mn=5
8 a4 }" b/ Q7 p% z0 t3 t　　端面模数 Mt=5.17638
! |1 W# Z  l' j  b　　螺旋角 β=15.00000(度)
" A+ U5 a1 T1 F5 B　　基圆柱螺旋角 βb=14.0760955(度)
　　齿轮1齿数 Z1=19
　　齿轮1变位系数 X1=0.00
0 J2 N9 N% y! p6 Z1 E. G! U　　齿轮1齿宽 B1=43.176(mm)
　　齿轮1齿宽系数 Φd1=0.439
. q- c  }6 v9 F! B. r+ B0 D　　齿轮2齿数 Z2=23
　　齿轮2变位系数 X2=0.00
8 n9 W1 v4 T9 S1 T$ ]8 @　　齿轮2齿宽 B2=43.176(mm)
: K: S) }& v9 `- |　　齿轮2齿宽系数 Φd2=0.363
) b! P3 ]; @/ M　　总变位系数 Xsum=0.000
　　标准中心距 A0=108.70400(mm)
' L: T  P/ Y3 Z1 g. G9 Q: `　　实际中心距 A=108.70400(mm)
  n0 O9 L7 t1 U* c' \2 d　　齿数比 U=1.21053
( Z6 I6 [. _, B: Z　　端面重合度 εα=1.50035
　　纵向重合度 εβ=0.71141
　　总重合度 ε=2.21176
　　齿轮1分度圆直径 d1=98.35124(mm)
　　齿轮1齿顶圆直径 da1=108.35124(mm)
0 V2 n8 Y% y1 m) ^5 a" k　　齿轮1齿根圆直径 df1=85.85124(mm)
1 r- P7 O( M, _! j/ ~/ B　　齿轮1齿顶高 ha1=5.00000(mm)
　　齿轮1齿根高 hf1=6.25000(mm)
　　齿轮1全齿高 h1=11.25000(mm)
　　齿轮1齿顶压力角 αat1=31.852811(度)
8 k, B% j) y, ^  L. L3 K/ O　　齿轮2分度圆直径 d2=119.05676(mm)
. c: V0 R( M4 i　　齿轮2齿顶圆直径 da2=129.05676(mm)
　　齿轮2齿根圆直径 df2=106.55676(mm)
　　齿轮2齿顶高 ha2=5.00000(mm)
+ a* n& o. ]$ Z/ {. M　　齿轮2齿根高 hf2=6.25000(mm)
　　齿轮2全齿高 h2=11.25000(mm)
) W6 x# J" Z; |! V$ V" q6 c　　齿轮2齿顶压力角 αat2=30.315080(度)
6 H! M+ o& C) r$ ]　　齿轮1分度圆弦齿厚 sh1=7.84672(mm)
7 L  V$ P' B8 j6 A* P1 ^3 O& W# Y　　齿轮1分度圆弦齿高 hh1=5.14623(mm)
　　齿轮1固定弦齿厚 sch1=6.93524(mm)
　　齿轮1固定弦齿高 hch1=3.73779(mm)
( d9 Q' o: F! i3 C　　齿轮1公法线跨齿数 K1=3
　　齿轮1公法线长度 Wk1=38.37045(mm)
6 ], V' l; l" k; {6 W3 R7 X) K: w) @　　齿轮2分度圆弦齿厚 sh2=7.84902(mm)
% m1 l' }; O3 A' g: n6 L　　齿轮2分度圆弦齿高 hh2=5.12081(mm)
　　齿轮2固定弦齿厚 sch2=6.93524(mm)
　　齿轮2固定弦齿高 hch2=3.73779(mm)
　　齿轮2公法线跨齿数 K2=3
9 k( s% w1 S* D( V- v- _# s* V: S  G　　齿轮2公法线长度 Wk2=38.67967(mm)
　　齿顶高系数 ha*=1.00
$ @" F4 G/ @! M7 J% z6 W+ ~　　顶隙系数 c*=0.25
0 \0 K( R  u) n( t  N% x: s　　压力角 α*=20(度)
　　端面齿顶高系数 ha*t=0.96593
　　端面顶隙系数 c*t=0.24148
" C. W+ n0 h- B: Q, ~& g, \　　端面压力角 α*t=20.6468965(度)

七、检查项目参数
　　齿轮1齿距累积公差 Fp1=0.05312
　　齿轮1齿圈径向跳动公差 Fr1=0.04368
% ~1 a+ Z9 V. ~　　齿轮1公法线长度变动公差 Fw1=0.03150
7 P3 z# s: W0 U/ [9 R( p2 X# L　　齿轮1齿距极限偏差 fpt(±)1=0.01809
　　齿轮1齿形公差 ff1=0.01441
　　齿轮1一齿切向综合公差 fi'1=0.01950
. B5 Q' U4 B4 i1 I　　齿轮1一齿径向综合公差 fi''1=0
/ w% t) n" g) Z1 o! _3 }: [' M　　齿轮1齿向公差 Fβ1=0.01451
　　齿轮1切向综合公差 Fi'1=0.06753
　　齿轮1径向综合公差 Fi''1=0.06116
  X% a& U* p+ ?! Z) P( E1 N* z　　齿轮1基节极限偏差 fpb(±)1=0.01693
　　齿轮1螺旋线波度公差 ffβ1=0.01883
8 v5 w& n9 X. ]　　齿轮1轴向齿距极限偏差 Fpx(±)1=0.01451
　　齿轮1齿向公差 Fb1=0.01451
　　齿轮1x方向轴向平行度公差 fx1=0.01451
  U: O# h* o) H; T( V: J　　齿轮1y方向轴向平行度公差 fy1=0.00726
　　齿轮1齿厚上偏差 Eup1=-0.07236
' S' r+ A/ z  S# h6 F　　齿轮1齿厚下偏差 Edn1=-0.28944
　　齿轮2齿距累积公差 Fp2=0.05755
　　齿轮2齿圈径向跳动公差 Fr2=0.04563
　　齿轮2公法线长度变动公差 Fw2=0.03271
" ?/ v7 v# b9 d( ~% O2 p" s+ ]　　齿轮2齿距极限偏差 fpt(±)2=0.01831
' U7 L- H0 S/ d' d3 N  v　　齿轮2齿形公差 ff2=0.01466
$ z0 m) c# L" c2 n  w　　齿轮2一齿切向综合公差 fi'2=0.01979
　　齿轮2一齿径向综合公差 fi''2=0
( Y9 Z8 v$ [$ y4 x  i# A, G& F, B　　齿轮2齿向公差 Fβ2=0.00630
　　齿轮2切向综合公差 Fi'2=0.07221
　　齿轮2径向综合公差 Fi''2=0.06389
" V2 q% ~% N& H. Q　　齿轮2基节极限偏差 fpb(±)2=0.01714
　　齿轮2螺旋线波度公差 ffβ2=0.01911
) \6 e7 V: @) I3 p$ J$ U/ C6 k; P　　齿轮2轴向齿距极限偏差 Fpx(±)2=0.00630
　　齿轮2齿向公差 Fb2=0.00630
0 G% V  `" ^5 |! c+ K　　齿轮2x方向轴向平行度公差 fx2=0.00630
: R8 M7 Z0 o- _# i0 [　　齿轮2y方向轴向平行度公差 fy2=0.00315
0 s  i- S( ]2 m# o+ v% j　　齿轮2齿厚上偏差 Eup2=-0.07326
1 \4 N) R' f4 [4 p8 C* X2 u; m; V　　齿轮2齿厚下偏差 Edn2=-0.29302
, L! W2 z1 o! Q" K+ ?　　中心距极限偏差 fa(±)=0.02587
  N& R+ p. A: T4 K
8 h% O0 ]/ S7 i+ d+ f$ o1 C& f5 K) w八、强度校核数据
　　齿轮1接触强度极限应力 σHlim1=960.0(MPa)
　　齿轮1抗弯疲劳基本值 σFE1=480.0(MPa)
　　齿轮1接触疲劳强度许用值 [σH]1=690.4(MPa)
/ z3 V( E$ _% w! s- o/ W　　齿轮1弯曲疲劳强度许用值 [σF]1=709.2(MPa)
/ m: R9 k& V  F" H, z/ K　　齿轮2接触强度极限应力 σHlim2=427.1(MPa)
　　齿轮2抗弯疲劳基本值 σFE2=311.1(MPa)
+ e; h4 U  X/ |* s　　齿轮2接触疲劳强度许用值 [σH]2=307.2(MPa)
　　齿轮2弯曲疲劳强度许用值 [σF]2=459.7(MPa)
　　接触强度用安全系数 SHmin=2
　　弯曲强度用安全系数 SFmin=1.40
6 Z" P, F  i  I　　接触强度计算应力 σH=778.9(MPa)
　　接触疲劳强度校核 σH≤[σH]=不满足
( H9 b3 E2 M4 {　　齿轮1弯曲疲劳强度计算应力 σF1=132.3(MPa)
　　齿轮2弯曲疲劳强度计算应力 σF2=128.4(MPa)
# \; M/ D& }& V# @  Z% U　　齿轮1弯曲疲劳强度校核 σF1≤[σF]1=满足
　　齿轮2弯曲疲劳强度校核 σF2≤[σF]2=满足
7 ]  j$ K0 Y( L
九、强度校核相关系数
　　齿形做特殊处理 Zps=特殊处理
　　齿面经表面硬化 Zas=不硬化
) K# K4 Q$ i& o( t# S　　齿形 Zp=一般
/ s4 V* O  }6 z7 m  d8 ]　　润滑油粘度 V50=120(mm^2/s)
# e, Z' V- H' Z3 a% Q; w5 ?, U6 S　　有一定量点馈 Us=不允许
　　小齿轮齿面粗糙度 Z1R=Rz＞6μm(Ra≤1μm)
　　载荷类型 Wtype=静强度
　　齿根表面粗糙度 ZFR=Rz≤16μm (Ra≤2.6μm)
　　刀具基本轮廓尺寸
5 d2 m) N; d2 ~, {2 _9 x  T　　圆周力 Ft=4854.438(N)
　　齿轮线速度 V=9.269(m/s)
/ e7 H7 W, ?: k- W$ I0 G9 k, X　　使用系数 Ka=1.500
5 V* J4 v1 h& |. M0 Z　　动载系数 Kv=1.204
( M+ {* V2 f+ y9 k0 V) E2 a8 B　　齿向载荷分布系数 KHβ=1.000
" [4 u( M# j; b& B4 f5 f( P" ^　　综合变形对载荷分布的影响 Kβs=1.000
( A) |/ O% r$ ~　　安装精度对载荷分布的影响 Kβm=0.000
0 j! Z1 Z; w$ T: {　　齿间载荷分布系数 KHα=1.100
' B8 M# N( r4 _/ t- C) b　　节点区域系数 Zh=2.425
　　材料的弹性系数 ZE=189.800
- o6 s' @" @, w( B( \0 a) p8 i+ S　　接触强度重合度系数 Zε=0.845
# [% W' \+ h2 Y9 U　　接触强度螺旋角系数 Zβ=0.983
. O* Y* z  B& M5 Q% Y5 J: f　　重合、螺旋角系数 Zεβ=0.831
　　接触疲劳寿命系数 Zn=1.30000
　　润滑油膜影响系数 Zlvr=0.95000
　　工作硬化系数 Zw=1.16471
+ c  \  V+ j6 c" Z7 k6 n& f　　接触强度尺寸系数 Zx=1.00000
　　齿向载荷分布系数 KFβ=1.000
　　齿间载荷分布系数 KFα=1.100
* B0 b2 N1 s2 }& Y9 g$ q5 J　　抗弯强度重合度系数 Yε=0.750
# r7 V9 g% Z3 ]# f+ d4 p& H6 O　　抗弯强度螺旋角系数 Yβ=0.911
# q1 h( }8 G1 u　　抗弯强度重合、螺旋角系数 Yεβ=0.683
　　寿命系数 Yn=2.06859
　　齿根圆角敏感系数 Ydr=1.00000
6 U- E3 L9 P8 [5 U/ t　　齿根表面状况系数 Yrr=1.00000
% u& }6 s+ I, R% E  `- \4 A　　尺寸系数 Yx=1.00000
' |" Y. d5 Q* ]1 S$ v; D: t　　齿轮1复合齿形系数 Yfs1=4.33720
) a( v9 U6 f" w& c5 Z" G1 ], ~8 ?　　齿轮1应力校正系数 Ysa1=1.55502
　　齿轮2复合齿形系数 Yfs2=4.20812
　　齿轮2应力校正系数 Ysa2=1.58966

YUEYUE520

楼上的原来齿轮检测有这么多项啊.