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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 * [$ ^! A$ P; I& W% @
渐开线齿轮设计计算书 6 q3 F3 P/ |& H8 K5 }
已知条件:增速齿轮
; ^% ?/ Q: o# p: D0 m2 S! g齿轮传递功率 P=3300 kW
3 v. B, U  L' x  @" t# |' w0 n高速轴转速 n1=11600 r/min
: |1 G7 s9 C* H7 Y; S$ Z0 d- a传动比 i=1.6
( T9 ]+ g. A) c/ r. ?. u9 _# [工作时间:50000小时
8 I! t( T$ ~' ^
) S; H3 x) @. j( b2 Z% j
 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 : M) J" V6 Y, j7 T3 U- A9 d
一、确定齿轮类型
* O9 b% B6 {7 M- ?- w' O( \$ L- A标准斜齿轮,齿轮配合为外啮合传动。$ U$ Q' u, o3 D2 P
# V8 T* q4 L" b  V: I
二、选择材料3 N" S2 R; v" n6 h' y
小齿轮:50SiMn,调质,HB=207~2556 A9 |0 [8 ?" k
大齿轮:42SiMn,调质,HB=196~255
3 U% Y+ d+ C2 }( A0 f$ y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。5 L  I$ [6 @2 d, G6 G  u7 \
齿面粗糙度Rz1=3.2 μm,Rz2=3.2 μm,: B. ?- \" R3 z) _/ @0 Q8 G
齿根表面粗糙度Rz1=10 μm,Rz2=10 μm。
- w- n. U7 O8 \2 A大、小齿轮设计修缘量Ca1=30 μm,Ca2=30 μm。
3 ]" G  N) D+ @# x) X/ b3 s* v- x/ J油浴润滑,ν50=20 mm^2/s,胶合承载能力为FZG7级。
$ G- V- B" O+ z, t0 E6 _+ H! k
% B$ [" K3 u/ \( H# ]0 l三、初步确定主要参数
6 W& {5 a. \( P, z1.按接触强度初步确定中心距a(根据表2.5-1)' Q* \( \7 d  Q% k+ X; s
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=476/ i: |3 G* t% _
载荷系数k:取k=2
  x8 }" i2 v6 q- }6 x齿宽系数φa:根据表2.5-4,φa=0.5- i% J9 o" ^8 b+ I
小齿轮的名义转矩:T1=9549*P/n1=2717 N·m
) N) S4 Y# E5 |% z许用接触应力:σHlim=min{σHlim1,σHlim2}=1350 MPa
, w6 q/ r- ]0 Z; l+ W2 X+ WσHP=0.9*σHlim=1215.00 MPa! A- X* a# ^8 N8 C+ Q% f
计算:a=Aa*(u+1)*[(K*T1)/(Φa*u*бHP^2)]^(1/3)≥205.83 mm8 ~: Y. Q& c3 b: [% R6 v
圆整为a=250 mm。1 u  e- X, a7 Y' M: {' K: G+ g
2.初步确定模数、齿数、螺旋角
9 ?  ~6 l+ Z( f" [; O% ]' y根据表2.1-1,取模数m=3.5 mm' G8 ?" P0 T  y9 e
由表2.2-1的公式可导出/ U# E9 H: y# \$ F, A5 d
初选β=12°
, C1 U* D* s% T* j! B2 g- `/ P  U9 XΖ1=2acosβ/[m*(u+1)]=53.740 q' Z# M+ ~2 ]' X; Y% P* [' C
取Ζ1=54,Ζ2=u*Ζ1=86.40,取Ζ2=87。, ^9 c* z/ W( g6 n
Ζ2经圆整后,齿数比发生了变化,实际齿数比为u=Ζ2/Ζ1=1.611。
+ M" w2 U6 A+ r精算β=arccos[m*(Ζ2+Ζ1)/2a]=9°14′55″2 O( k4 ]; A0 k/ h3 {9 `
' n" t; n: x4 q0 e; M0 N% l, R9 D
四、其他几何参数的计算(根据表2.2-1), y$ N* M) `# U: ?, ^
1.分度圆压力角9 n0 {2 U6 E7 Q4 P/ \, n5 v
αn=20°00′00″
* _$ c, Y/ g' x) u, l* W2.齿顶高系数
) z, H  Y5 o4 n. E  ahanˇ=1! m; Y6 C" e1 s4 p5 R* V
3.顶隙系数
1 y5 S) ?6 v! V) d/ j( lcnˇ=0.25
( K3 Q6 v. _- J+ Q' c7 L: t4.齿宽9 G# q$ z% j. X) s
b1=140 mm,b2=140 mm
) b; E& z3 E" T" ~5.齿数比" ]8 x% \  O5 C3 m" l2 H: X$ A, _6 M
u=Ζ2/Ζ1=1.611
( K  p; g7 q! i6.分度圆直径
5 [) A7 x. t8 v$ j# u& ~5 td1=mn*Ζ1/cosβ=191.489 mm/ e7 ]) h: g( f* V" \& X  K
d2=mn*Ζ2/cosβ=308.511 mm2 ?" j1 ~  X+ q" W* o& Q; _( L
7.基圆直径
7 ?6 ]& ]* Z8 j6 jαt=arctan(tanαn/cosβ)=20°14′32″
& ~/ [4 W. x0 |1 Cdb1=d1*cosαt=179.662 mm/ w3 G3 T$ o7 L/ J
db2=d2*cosαt=289.457 mm; @9 \& d: Q1 v& v
8.齿顶高0 z1 n6 t" _6 }% i$ s
ha1=ha2=hanˇ*mn=3.500 mm
  t/ r$ `, |% p- e8 D9.齿根高, M$ G, U2 u  `* P
hf1=hf2=(hanˇ+cnˇ)*mn=4.375 mm
9 E7 w6 O3 n1 C9 T10.全齿高
7 V, \7 f! |5 T( V' Ch1=h2=ha1+hf1=ha2+hf2=7.875 mm) J, K, t, z8 J; Y7 t: q
11.齿顶圆直径( Q9 V: j' |7 w* A6 B9 f1 C7 o
da1=d1+2*ha1=198.489 mm0 X4 Q2 X) J4 j1 J& G7 e4 ~: _6 w8 O
da2=d2+2*ha2=315.511 mm
+ O: ^, G2 Q+ h. u12.齿根圆直径& A) a# u6 N: z4 f2 m! M0 z$ P
df1=d1-2*hf1=182.739 mm
/ E! X; {  h0 C' Ndf2=d2-2*hf2=299.761 mm* M1 h9 J+ r- u; b* ?2 |# x
13.齿顶压力角* b$ h4 T; U. Y, }3 J+ B+ |
αat1=arccos(db1/da1)=25°9′24″- }% q2 G* P! }) U; K$ |% U
αat2=arccos(db2/da2)=23°26′52″: x5 ]2 ]7 M6 e. M- w
14.端面重合度
8 c' f9 g6 J7 N9 gα′t=αt
0 }7 b' o/ u! I& a6 kεα=[Ζ1(tanαat1-tanα′t)+Ζ2(tanαat2-tanα′t)]/2π=1.767
) l  s/ W* a" {" Z0 W+ W3 D5 k15.轴向重合度; c: s$ o" o& G/ E8 s% {. |
εβ=b*sinβ/(π*mn)=2.046(b=min{b1,b2})
; N! G) u6 g3 X* h/ |4 O+ n16.总重合度
8 S& @4 p6 l: W6 H' tεγ=εα+εβ=3.813! }1 w7 l3 e. g; j- ?
17.当量齿数
" K/ [/ D" u$ k* jΖv1=Ζ1/(cosβb^2*cosβ)=55.988/ {: R& Z) t, M: w% m! I
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  w' Z5 s9 E$ y
1.公法线长度2 f# D0 b5 ^- a7 g0 _( [" b

5 B2 y2 n& f' p9 \6 F% K跨齿数:Ζ1′=Ζ1*invαt/invαn=56.06* F% }3 ^, R$ c
Ζ2′=Ζ2*invαt/invαn=90.31  B' S: r4 T+ Y9 j  A
k1=αn*Ζ1′/180°+0.5=6.73! Z0 Z0 w7 c' x1 e/ W' i
k2=αn*Ζ2′/180°+0.5=10.53
/ n0 M7 u/ R; F3 G' P8 p- @3 s
- v9 \/ K' c& Q( X% d7 `+ Q取k1=7,k2=116 ]" e& U' x/ p5 b- S% @
Wk1=Wk1ˇ*mn=cosαn*[π(k1-0.5)+Ζ1′*invαn]*mn=69.9088 mm. Q8 X9 f1 a0 S* c& f) G9 ~
Wk2=Wk2ˇ*mn=cosαn*[π(k2-0.5)+Ζ2′*invαn]*mn=112.9178 mm
% W6 k3 M" P4 n' o+ L& W) x0 _+ J2.分度圆弦齿厚、弦齿高
' e, j: M% b  [! r, K7 V2 C/ @7 l/ v' g, z" ], M
弦齿厚:s1¨=mn*Ζv1*sin(π/2Ζv1)=5.4971 mm
- H+ t3 c% Q8 M* |s2¨=mn*Ζv2*sin(π/2Ζv2)=5.4975 mm" A; I( t, @* o7 g1 @& c4 I2 _# v4 ]2 X

* t8 e' Z  ^& Q% p7 S+ U弦齿高:h1¨=ha1+0.5*mn*Ζv1*[1-cos(π/2Ζv1)]=3.5386 mm! ~7 x: a8 q6 z& ^/ L' f
h2¨=ha2+0.5*mn*Ζv2*[1-cos(π/2Ζv2)]=3.5239 mm
  i( T9 i3 h( z0 ~: O3.固定弦齿厚、弦齿高1 b" T3 |/ G7 Y& D$ W* F2 ~* d
3 |8 }3 v+ y2 n/ Y0 V: b
弦齿厚:sc1¨=0.5*π*mn*cosαn^2=4.8547 mm
% C/ s7 B" t% Msc2¨=0.5*π*mn*cosαn^2=4.8547 mm) \; H, R3 d4 D6 w5 }$ D) ~
1 k  e2 c1 C/ R3 ?! e# E3 ?. y
弦齿高:hc1¨=ha1-π*mn*sin(2αn)/8=2.6165 mm' m; K2 Y7 G6 M4 |2 f
hc2¨=ha2-π*mn*sin(2αn)/8=2.6165 mm
; C6 F( [+ R$ }) c4.量柱(球)直径、量柱(球)跨距
1 `9 t2 o5 n" ]! [5 d; Z3 [# \% U
! r8 r5 C% f: \& t& |量柱(球)直径:dp1=1.68*mn=5.8800 mm
" K* ?$ D8 s5 `% E3 I0 z8 u1 \: Fdp2=1.68*mn=5.8800 mm
( q1 d% ^# C3 a; n+ k3 }
( {$ T0 ^3 G1 I5 H) f/ E量柱(球)中心的渐开线端面压力角:
& y( h: h% S. Q5 G& QinvαMt1=invαt+dp1/(mn*Ζ1*cosαn)-π/2Ζ1,αMt1=21°48′1″; O2 e  k) @1 [( q$ }2 X# K
invαMt2=invαt+dp2/(mn*Ζ2*cosαn)-π/2Ζ2,αMt2=21°14′19″
6 V7 f; s+ l, R: p" c
4 l. v8 n; c' X$ m! s量柱(球)跨距:M1=d1*cosαt/cosαMt1+dp1=155.2486 mm( F8 }9 h- ^& I$ m0 ]
M2=d2*cosαt*cos(π/2Ζ2)/cosαMt2+dp2=245.5618 mm
3 W0 J: C9 x, |) o% ]
; h6 C! s1 E! [$ O六、接触疲劳强度的校核
" U9 P) ]' l4 F0 @+ H1 y! W6 e1.名义切向力1 g* f' b0 H3 p( F) A
Ft=2000T1/d1=28373 N
1 a4 \/ q9 W" V( `" E2.使用系数(根据表2.5-7)
8 M6 B# v3 E( ^ΚA=1.25,因为增速传动乘以1.1,得ΚA=1.375; c  w: N# F7 `, H" D, P9 ~8 N
3.动载系数(根据表2.5-11)/ P0 R7 ]  v! _( w* o. V

; W/ \( K& _9 E" C& P/ u计算单对齿刚度和啮合刚度(根据表2.5-32)6 V0 g7 a6 h' R9 H. I, X
0 q5 E" `$ i/ W/ A8 Y0 r4 X
理论修正值:Cm=0.8
2 F5 {( ]9 [* b6 }1 w" c8 h2 R8 K  P  h# C5 ^+ M) h: M1 t% k' N- [; L
轮坯结构系数:实心齿轮CR=1. L2 w6 ]& }+ Z6 _
/ A" w3 X; T% {& [* D. s
基本齿廓系数:CB1=[1+0.5*(1.2-hfp1/mn)]*[1-0.02*(20°-αn)]=0.977 y. K5 R$ O6 v6 N1 D- |' `
CB2=[1+0.5*(1.2-hfp2/mn)]*[1-0.02*(20°-αn)]=0.97! l: s, P) O  V& q' k% u
CB=(CB1+CB2)/2=0.97
# Y" a  d! G8 G! V3 R
2 u" X! Y- ?) ^) F: O齿轮柔度的最小值:+ Q4 g* L* O4 p8 H
q′=0.04723+0.15551/Ζv1+0.25791/Ζv2=0.05287 (mm?μm)/N. ~" {' p6 P2 D; y

1 _( n' U% C" R, ]单对齿刚度理论值:Cth′=1/q′=18.92 N/(mm?μm)
' b7 s' c1 w. L  pξ=2*E1*E2/(E1+E2)=1.00  X( D, ~- B+ _$ y* r% ]
+ v8 j! [. m& n" ^# o" R' i1 w: |, r
单对齿刚度:c′=ξ*Cth′*Cm*CR*CB*cosβ=14.5623 N/(mm?μm)" S/ d( J* H" y  q3 {: J: Z/ X* z4 h- z
0 j3 w9 b( S4 z5 G) r% b- X1 X
啮合刚度:cr=(0.75*εα+0.25)*c′=22.9392 N/(mm?μm)! U/ t; t4 l5 I! ]

# Y& |2 i, U) t' y: H' E5 g3 O( C# u计算临界转速比(根据表2.5-12)
9 H+ W9 B4 o6 z
9 ]; }2 h6 M2 g! Y- E4 b平均直径:dm1=(da1+df1)/2=190.614 mm
. J- S" {! z/ W3 V- Bdm2=(da2+df2)/2=307.636 mm
: ~$ ]+ T3 i! @+ f7 D) N! A4 \: E
5 \5 g3 |* O9 c7 V1 {$ s轮缘内腔直径比:q1=Di1/dm1=0.000# ~& r4 u3 N. R% F
q2=Di2/dm2=0.0009 ~6 ]% @6 |# O2 g: W9 B  Q2 M
7 i2 I, Q. i, J6 D
转动惯量:I1=πρ1*b1*(1-q1^4)*dm1^4/32=1415277.860 kg?mm^2
9 q' n# [1 e0 X3 r, MI2=πρ2*b2*(1-q2^4)*dm2^4/32=9602209.037 kg?mm^22 X* A  F, ^3 E4 j/ g4 T: ^

. J4 S( y$ z/ n: ~3 x# {当量质量:m1=I1/(b1*rb1^2)=1.253 kg/mm
" V! G3 w  e2 M$ g# V+ R1 B) Rm2=I2/(b2*rb2^2)=3.274 kg/mm
* N% v7 W( `% ]# o; {! d' O0 @8 M0 e& w+ q/ j5 u5 u7 O
诱导质量:mred=m1*m2/(m1+m2)=0.9061 kg/mm9 d8 d1 l# l* ?. L  |0 m- l4 [

" l5 R, g$ [" N0 [9 H2 G* u! u临界转速:nE1=30000/(πΖ1)*(cr/mred)^0.5=889.778 r/min  _: I# ^1 o: D% e4 z

" b$ z7 S* s6 ?: y临界转速比:N=n1/nE1=13.037
1 W  |8 A3 m% u3 H  ~: m$ i0 U3 [) f
( u; z7 h/ N0 r$ _. ^* {- \7 i0 X+ [计算齿廓跑合量(根据表2.5-30)
2 I' y- x9 D' {3 s) c+ [* ?' Hya1=160/σHlim1*fpb1=0.759 μm/ [0 c( M$ O; J4 C
ya2=160/σHlim2*fpb2=0.853 μm
! d3 W' t: j* i0 p7 yya=(ya1+ya2)/2=0.806 μm
$ f& f$ U7 q6 H7 S% I% c; E4 q4 z9 g1 @7 f4 ~
计算系数Bp,Bf,Bk(根据表2.5-16)! n1 X: G: L/ S8 G) I* h

$ H! ~4 S" Q6 v% o6 D% {+ W5 o有效基节偏差:fpbeff=fpb2-yp=fpb2-ya=6.394 μm
- d" C- Z- a; S/ n/ {/ L3 X. r8 l8 k; e
6 K) R$ N6 A- J! ^' B有效齿形公差:ffeff=ff2-yf=ff2-ya=7.094 μm
- p5 l" \7 W/ h9 O
( D  n% o+ E1 f' I+ J  N设计修缘量:Ca=(Ca1+Ca2)/2=30.000 μm; a* w2 [- o2 R" {: A/ m& {2 u
Bp=c′*fpbeff/(Ft*ΚA/b)=0.334; z4 x# _1 n: _+ \2 L4 u  t
Bf=c′*ffeff/(Ft*ΚA/b)=0.371
' v$ b& `, ^0 k' J( V6 D4 cBk=|1-c′*Ca/(Ft*ΚA/b)|=0.568
; I. g& y) Z4 V: o5 o9 J1 c& j- I2 V4 ^* z1 R. Y2 p
计算系数Cv(根据表2.5-15)0 u" g, L" [1 |. a$ f
εγ>2,取Cv1=0.320 z% n3 `3 w. {, X0 }9 e
Cv2=0.57/(εγ-0.3)=0.1621 r$ j% k9 g( x8 F3 w
Cv3=0.096/(εγ-1.56)=0.043" w  A- `  M( F9 a/ d5 e$ }
Cv4=(0.57-0.05*εγ)/(εγ-1.44)=0.160
" Y% N# o  @5 F6 t8 n, F7 ZCv5=0.47( @9 {$ {$ n0 [2 F- H3 ]8 D5 U# y
Cv6=0.12/(εγ-1.74)=0.058$ P# g5 ]9 n  Y, `0 S
εγ>2.5,取Cv7=1.0
* K( R3 k/ d5 _6 G3 [, UN≥1.5,属于超临界区1 S. m1 A6 M& j5 {. q
Κv=Cv5*Bp+Cv6*Bf+Cv7=1.1785( s+ p5 X* ^- q0 [3 `+ y
4.齿向载荷分布系数(根据表2.5-18), p- v& b# r' f, R% [% {. `

8 b# H+ A0 s/ k) }* B* v$ z计算加工、安装误差产生的啮合齿向误差分量
0 z& E6 L! [1 w3 R2 a) u: Q9 O- `5 [" `2 U
装配时进行检验调整,fma=0.5*Fβ1=6.000 μm1 H  H; o1 X" p; r5 d. o
! x+ j7 g& I: y1 R. U
取小齿轮结构系数(根据表2.5-21)
0 ~9 @3 z* B" w* r4 s: C0 g  e1 p& V( c
刚性,Κ′=0.483 |& |  e( A8 y  ]
2 w) g/ X' L3 d2 K) B) H
计算小齿轮结构尺寸系数(根据表2.5-22): Y* W- h  q, C

' k# I8 i) m( f通过该对齿轮的功率Κ=100%
* H: T/ _3 S  s; [B′=1+2*(100-Κ)/Κ=1.0008 v, V9 y% w1 j
γ=[|B′+Κ′*l*s/d1^2*(d1/dsh)^4-0.3|+0.3]*(b/d1)^2=0.550 (μm?mm)/N
$ `# G# d) O, M9 Q4 ^: X
$ M2 m7 C9 ^' D5 S6 `$ A& X计算单位载荷作用下的啮合齿向误差(根据表2.5-20)
- ?3 T$ S3 L+ ]% @2 i) @8 @& j' x5 a  D  U* [. M* _
一般齿轮fsh0=0.023*γ=0.013 (μm?mm)/N% O6 q7 o: \; Y: _. f) Z

+ m( m" _! h# l0 U# P' q综合变形产生的啮合齿向误差分量fsh=(Ft*ΚA*ΚV/b)*fsh0=4.157 μm
/ t7 ]# {* s. x8 a( l1 K
! c$ w4 k, Q, S) D% q* i初始啮合齿向误差:/ E9 y2 x3 t4 n( U: p, d

- n* Q* o  h2 O受载时接触不良Fβx=1.33*fsh+fma=11.529 μm
( g$ P% U/ i6 m" F* N- ]; ], o% |& K( o) ^; {. d  N6 g) C- b5 ^
计算齿向跑合系数(根据表2.5-23)9 O3 k7 e" z2 i6 E# a! z
xβ1=1-320/σHlim1=0.763 μm! G- A* x* b/ ?3 r3 T
xβ2=1-320/σHlim2=0.763 μm& S$ ?. N2 i) D- k
xβ=(xβ1+xβ2)/2=0.763 μm
! O! u1 z# C) U- ?. j: c: |3 W, w* W1 V
跑合后啮合齿向误差Fβy=Fβx*xβ=8.796 μm4 b' f  `! _# |  s) M
ΚHβ=1+0.5*Fβy*cr/(Ft*ΚA*ΚV/b)=1.30723 _& P. M! _  K' `, S( P
5.齿间载荷分配系数(根据表2.5-29)
. @# |5 i/ w1 u" gΚtH/b=Ft*ΚA*ΚV*ΚHβ/b=429.291 N4 @# D, H3 y/ ~( x
ΚHα=0.9+0.4*[2*(εγ-1)/εγ]^0.5*cr*(fpb-ya)/(ΚtH/b)=1.0660
# ?4 x. C: h3 y9 V8 j6.节点区域系数
8 _+ ]" [1 l  J$ y6 s8 f( w) n* ^4 S5 o3 g' V
基圆螺旋角βb=arccos{[1-(sinβ*cosαn)^2]^0.5}=8°41′11″
' v9 F: }( F4 jΖH=[2*cosβb*cosα′t/(cosαt^2*sinα′t)]^0.5=2.4641$ ~; ?7 ?. ~+ T* c- _7 {8 c
7.弹性系数; m  U% ~; c% m7 A
ΖE={1/π[(1-ν1^2)/E1+(1-ν^2)/E2]}^0.5=189.81 MPa^0.5
+ Z0 F, X) Q9 E0 e* ?8.重合度系数(根据表2.5-35)
) v& L8 L$ B) h) z6 l- i9 P- cΖε=(1/εα)^0.5=0.7523
7 Q- `+ ~5 d6 s0 T  e/ S8 y' `' q8 [( [6 I6 _' q* q
经验算:ΚHα≤εγ/(εα*Ζε^2)% f1 [! U, R0 f" [" S! J$ J* Y
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 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3 N$ P( r4 o. n5 ]  _* v
Ζβ=(cosβ)^0.5=0.9935" V& N2 ]8 h7 w$ N& C3 X# N
10.单对齿啮合系数(根据表2.5-33)
7 u8 ]" `3 b% _  V1 CΖB=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
- \8 C' Y5 S1 A2 k. YΖD=1; U& @- a9 x7 j2 l
11.寿命系数(根据表2.5-40)2 Q$ h3 ^! T/ v  Z/ Z; t
NL1=n1*L=34800000000  [' a* L8 U" n4 k8 y; u, R
NL2=NL1/u=21600000000
! N, @( k+ Q4 M4 c( e+ SΖNT1=(5*10^7/NL1)^0.0306=0.8185
; }& L* t+ H' q4 p% SΖNT2=(5*10^7/NL2)^0.0306=0.8305
3 X; f: }& L% i% x9 Q12.润滑剂系数(根据表2.5-36)
6 b+ ^( F+ n: C& d2 Y! b9 pσHlim1>1200 MPa,取σHlim1=1200 MPa,CZL1=σHlim1/4375+0.6357=0.910
% N/ ~& M8 m: @# _. YΖL1=CZL1+4*(1.0-CZL1)/(1.2+80/ν50)^2=0.9233
! e2 K6 q* C  C7 MσHlim2>1200 MPa,取σHlim2=1200 MPa,CZL2=σHlim2/4375+0.6357=0.910# F; x2 Y. V, P' {7 @( {) E* Y
ΖL2=CZL2+4*(1.0-CZL2)/(1.2+80/ν50)^2=0.9233
9 a5 y" b4 z7 J) _0 T# h2 }$ w  u13.速度系数(根据表2.5-36)
0 r) V4 i9 ?$ E3 T8 S9 d& d- v, n9 HσHlim1>1200 MPa,取σHlim1=1200 MPa,CZV1=0.85+(σHlim1-850)/350*0.08=0.930
2 z1 V: G  k! h' g. \ΖV1=CZV1+2*(1.0-CZV1)/(0.8+32/ν)^0.5=1.0650* x0 j) g) e5 {* f0 x: e) |. i
σHlim2>1200 MPa,取σHlim2=1200 MPa,CZV2=0.85+(σHlim2-850)/350*0.08=0.930
2 o* i# E7 ~" R; S0 ]ΖV2=CZV2+2*(1.0-CZV2)/(0.8+32/ν)^0.5=1.0650
' `2 x* Y# S% [* U14.粗糙度系数(根据表2.5-37)+ a/ `2 G" l( j( c
% J/ Q" W0 e/ ]- u
节点处曲率半径:ρ1=0.5*db1*tanα′t=33.126 mm
# B; A! I) r( R9 R8 |  Dρ2=0.5*db2*tanα′t=53.371 mm! A% j% V6 m- x8 }' {; ~

! S% C! a% B3 {4 Q( F节点处诱导曲率半径:ρred=ρ1*ρ2/(ρ1+ρ2)=20.440 mm
! v4 `9 w" \9 P. q$ z1 p# N: `1 ~4 d1 J9 |% p. W
相对平均表面粗糙度:Rz10=(Rz1+Rz2)/2*(10/ρred)^(1/3)=2.521( s7 m5 F7 B+ o7 v( r  P: z
σHlim1>1200 MPa,取σHlim1=1200 MPa,CZR1=0.32-0.0002*σHlim1=0.080) ~6 {! Z5 f& \8 B! F
ΖR1=(3/Rz10)^CZR1=1.0140
4 p" ?9 X5 ^" h4 `/ `1 \7 e) KσHlim2>1200 MPa,取σHlim2=1200 MPa,CZR2=0.32-0.0002*σHlim2=0.080# x6 ?2 j5 v% E. `. [
ΖR2=(3/Rz10)^CZR2=1.0140
2 F3 m- X$ U! d# S# \% s+ g15.齿面工作硬化系数  h, T2 n! P0 d4 _8 Z5 L' F* l6 ~
HB>470HBW,取HB=470! v& x2 x2 w3 t7 x& n3 q2 x
ΖW1=ΖW2=1.2-(HB-130)/1700=17 h+ B/ I. z8 q8 d) g2 S$ w2 z
16.尺寸系数(根据表2.5-41)- e+ p2 J& a  n! F, b2 k: c
ΖX1=1.0000; {0 p% t# I: G9 |
ΖX2=1.0000
% w. _$ {9 {0 u6 Y: n  D: M17.最小安全系数: F; ~$ o0 L7 C2 `
: V& X6 ^, i" c3 |
根据表2.5-42,取SHmin=1.60,SFmin=2.00
3 _- ?$ i1 C4 [8 E* X18.计算接触应力(表2.5-6)4 J2 q, |& c% ^9 V6 p
бH0=ΖHΖEΖεΖβ[Ft/(d1*b)?(u+1)/u]^0.5=457.83 MPa/ b2 K7 d7 c+ o! K3 i8 U
бH1=ΖB*бH0*(ΚAΚvΚHβΚHα)^0.5=693.96 MPa
% h6 X: ~+ u$ C% u0 T5 i- }# RбH2=ΖD*бH0*(ΚAΚvΚHβΚHα)^0.5=687.98 MPa
/ N6 t$ l9 E0 }  P) _19.许用接触应力(表2.5-6)
' U: s; c8 Z" A/ x' a9 Q# wбHP1=бHG1/SHmin=бHlim1*ΖNT1ΖL1ΖV1ΖR1ΖW1ΖX1/SHmin=688.59 MPa3 z5 A, {; b. ]1 _" Q+ N9 _
бHP2=бHG2/SHmin=бHlim2*ΖNT2ΖL2ΖV2ΖR2ΖW2ΖX2/SHmin=698.69 MPa
8 H) x" O( \; i& i1 J- F( k; j9 E* u
由以上计算可知:бH1>бHP1,小齿轮的接触强度不满足要求
  u! |5 U9 q2 u) T; S7 `* B, A7 J  v9 tбH2≤бHP2,大齿轮的接触强度满足要求。
. X( n4 B& k; r; a20.接触强度计算安全系数(表2.5-6)
3 W/ y: i0 r  tSH1=бHG1/бH1=1.597 V5 K  F1 f* l: q( G; }3 @" U
SH2=бHG2/бH2=1.62% b  E3 s# i, i

# B) X, X8 Q# L. {) d! t七、弯曲疲劳强度的校核
, c' {/ K4 Q% ]4 @! C( E1.齿向载荷分布系数
  ^& o  I- j4 M; l% f& JN=(b/h)^2/[1+(b/h)+(b/h)^2],b/h取大小齿轮中的小值。8 Q+ A2 z, ^; h' W! m1 Z& u
ΚFβ=ΚHβ^N=1.2877
9 g2 g0 N5 v, m: e, e* O4 C2.齿间载荷分配系数(根据表2.5-44)' s0 d- E4 z" X, a# F( o- `6 E7 t
ΚFα=ΚHα=1.0660
. o1 E- m# D/ u+ P( n5 X3.齿形系数(根据表2.5-45)8 F9 E+ g/ Y% f4 d- N
(1).小齿轮, J' F$ _4 @8 \3 C; c1 W, X
Spr1=pr1-q1  u+ Z# h% c1 w- q1 a( z
E1=πmn/4-hfp1*tanαn+Spr1/cosαn-(1-sinαn)*ρfp1/cosαn=0.2252 mm
/ M; Y! D# @6 s" E2 z6 lG1=ρfp1/mn-hfp1/mn=-0.87003 |( h0 J  G+ X* u, f' `  F
βb=arccos{[1-(sinβcosαn)^2]^0.5}=8°41′11″5 b2 o. w( m* h, r
H1=2/ΖV1*(π/2-E1/mn)-π/3=-0.9934
$ o9 H/ G! c2 v3 g$ y8 Aθ1=(2G1/ΖV1)*tanθ1-H1,得θ1=54°25′38″( x: K) R; G/ d
SFn1/mn=ΖV1*sin(π/3-θ1)+3^(1/3)*(G1/cosθ1-ρfp1/mn)=2.1886' x1 L4 w) X) e+ Z  p
ρF1/mn=ρfp1/mn+2*G1^2/[cosθ1*(ΖV1*cosθ1^2-2*G1)]=0.5058
8 ~4 R' |& d, R( K; d9 n/ o- zεαV=εα/cosβb^2=1.8082! {0 T) L6 L0 V! y9 v2 L
dV1=mn*ΖV1=195.9580 mm/ _/ m# W, k2 K: R+ @
dbV1=dV1*cosαn=184.1403 mm2 R+ f0 c4 K# k
daV1=dV1+da1-d1=202.9580 mm
- \! T( I& k; X1 S/ qdeV1=2*{[((daV1/2)^2-(dbV1/2)^2)^0.5-π*mn*cosαn*(εαV-1)]^2+(dbV1/2)^2}^0.5=196.5194 mm9 H0 [0 M  c( \
αeV1=arccos(dbV1/deV1)=20°26′42″
3 q( S: C: k9 R0 H# k6 p/ s: Yγe1=(π/2)/ΖV1+invαn-invαeV1=1°32′50″, i% l, ^, j1 w& j
αFeV1=αeV1-γe1=18°53′52″
5 `0 C" |, h# l2 b1 k3 ThFe1/mn=[(cosγe1-sinγe1*tanαFeV1)*deV1/mn-ΖV1*cos(π/3-θ1)-G1/cosθ1+ρfp1/mn]/2=0.8806" n, q1 d( K- x  c7 J$ U2 T4 \
УF1=6*(hFe1/mn)*cosαnFeV1/[(SFn1/mn)*cosαn]=1.1105* N, a) s' D0 k- r
(2).大齿轮
* g. M# w5 @5 S" O. {Spr2=pr2-q2  ^9 H$ ]1 r! D, w
E2=πmn/4-hfp2*tanαn+Spr2/cosαn-(1-sinαn)*ρfp2/cosαn=0.2252 mm2 b& V( X" o' D4 |% i: M
G2=ρfp2/mn-hfp2/mn=-0.8700, {) D6 |2 y; e2 W* J; T
βb=arccos{[1-(sinβcosαn)^2]^0.5}=8°41′11″; |- P, \. c6 f! [- _% R/ b
H2=2/ΖV2*(π/2-E2/mn)-π/3=-1.01387 n: b8 ]* E/ m2 y: _3 C
θ2=(2G2/ΖV2)*tanθ2-H2,得θ2=56°25′17″
( i0 f5 R/ O0 N; YSFn2/mn=ΖV2*sin(π/3-θ2)+3^(1/3)*(G2/cosθ2-ρfp2/mn)=2.2475& M* V, C) q, \* ~
ρF2/mn=ρfp2/mn+2*G2^2/[cosθ2*(ΖV2*cosθ2^2-2*G2)]=0.47336 Q9 w4 x3 a7 S7 m$ L
εαV=εα/cosβb^2=1.8082
# n9 ?7 r& u, v2 f" t8 }3 o- C2 _dV2=mn*ΖV2=315.7105 mm
' E/ t. Y3 L- B: Y$ odbV2=dV2*cosαn=296.6708 mm# g" U: X5 x- E1 R2 Z
daV2=dV2+da2-d2=322.7105 mm2 v. X% G+ k( y9 ?$ _
deV2=2*{[((daV2/2)^2-(dbV2/2)^2)^0.5-π*mn*cosαn*(εαV-1)]^2+(dbV2/2)^2}^0.5=316.5102 mm
# W/ A3 ^) l7 @# S" hαeV2=arccos(dbV2/deV2)=20°23′38″: ~. w* s7 Q' N
γe2=(π/2)/ΖV2+invαn-invαeV2=0°56′40″
3 D$ o$ L8 w0 f& \0 P) WαFeV2=αeV2-γe2=19°26′59″
# j! i" ~! D. h3 D/ U! BhFe2/mn=[(cosγe2-sinγe2*tanαFeV2)*deV2/mn-ΖV2*cos(π/3-θ2)-G2/cosθ2+ρfp2/mn]/2=0.90943 v# F+ A. {' W0 a
УF2=6*(hFe2/mn)*cosαnFeV2/[(SFn2/mn)*cosαn]=1.0839
4 S8 P6 d. K  ~7 O: }4.应力修正系数
/ F% M. W- J, [9 M' }) E% j. W2 J- s1 x
  x; N2 J- t/ @. h& g7 I0 q4 }齿根危险截面处齿厚与弯曲力臂的比值& A, N6 [! g: L  R, R# [% z+ f
L1=SFn1/hFe1( R/ B6 Q4 `# |/ P; ?4 T7 h! W1 u
L2=SFn2/hFe2
% h9 A8 w. [' K7 l2 H6 p
  V) [; Z! v! u0 {/ I3 e齿根圆角参数$ O7 ?  f) s( t" `) n
qs1=SFn1/(2*ρF1)
* ]: n7 u) w) zqs2=SFn2/(2*ρF2)2 z/ P. X" C+ _  {3 e7 C0 @! i
УS1=(1.2+0.13*L1)*qs1^[1/(1.21+2.3*L1)]=2.18623 s3 j# v: i2 r5 {& x
УS2=(1.2+0.13*L2)*qs2^[1/(1.21+2.3*L2)]=2.2785
8 F: c+ E/ o, E% O4 ?) k: t5.重合度系数
* N7 J! ], t2 K' qУε=0.25+0.75/εαV=0.6648
4 V. A( g! O2 @) U原文来自:http://bbs.21mould.net/viewthread.php?tid=4141
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