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发表于 2008-8-21 21:57:35
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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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