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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 - B, N5 {8 g7 X: z9 L
渐开线齿轮设计计算书 $ o: n' d, g, D) s1 g& Q
已知条件:增速齿轮
, Z3 i# T: J5 D* h; y6 M齿轮传递功率 P=3300 kW1 c8 L3 N7 S  u0 n& b  y& l
高速轴转速 n1=11600 r/min
8 B8 L% j" _& [+ K传动比 i=1.6
- d  H7 h; n. R% L2 f" a2 f工作时间:50000小时$ {7 _) N- {$ L5 z4 `; Q

, @& ?" ~2 b! ~) i8 U, \
 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
; |# G2 e& |. |$ \: M% Y一、确定齿轮类型5 i$ w) u" x! Q' {, z4 X
标准斜齿轮,齿轮配合为外啮合传动。
6 z& O$ l5 c/ h5 P: j
+ G. f9 h) ?# x3 c7 i# t; v- ^4 g二、选择材料( U0 W. ~. l8 ?: t
小齿轮:50SiMn,调质,HB=207~255
9 w% D6 g% ~% R* G! e7 \  e大齿轮:42SiMn,调质,HB=196~255% S/ w- t. M( [
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。
( `0 R: e% {4 o6 R4 J齿面粗糙度Rz1=3.2 μm,Rz2=3.2 μm,2 B# v( J# r$ F) |
齿根表面粗糙度Rz1=10 μm,Rz2=10 μm。
) Z+ F+ I0 _# q- H7 ^, Q: S大、小齿轮设计修缘量Ca1=30 μm,Ca2=30 μm。" @3 A" v8 I! V0 k! Q
油浴润滑,ν50=20 mm^2/s,胶合承载能力为FZG7级。7 w% V$ u8 c5 Y7 F( W6 Q: W! j
$ P$ i% O' m" f( a# r3 d% I
三、初步确定主要参数8 n: B2 p* b! a( c  S6 T
1.按接触强度初步确定中心距a(根据表2.5-1)8 q- I4 A8 i" Y) }- p
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
1 R/ R0 S1 i, _* ^* L9 {: C载荷系数k:取k=2
: c" G4 K8 J6 H1 W齿宽系数φa:根据表2.5-4,φa=0.56 b/ v7 x+ }/ A: r  i/ O
小齿轮的名义转矩:T1=9549*P/n1=2717 N·m
5 M- _2 Q2 O- R" k' |& c许用接触应力:σHlim=min{σHlim1,σHlim2}=1350 MPa; `. s. k: L+ D2 T; c* ~( E# I
σHP=0.9*σHlim=1215.00 MPa1 p7 ]/ n; D& q7 S/ C4 r
计算:a=Aa*(u+1)*[(K*T1)/(Φa*u*бHP^2)]^(1/3)≥205.83 mm
; L( g# Z% Q. {- G, U: Z: M% o圆整为a=250 mm。6 [( e2 t4 W- G  I& y
2.初步确定模数、齿数、螺旋角( h1 X- |3 g( a! L
根据表2.1-1,取模数m=3.5 mm/ A% M# w) a. Q# ]( v7 R3 A
由表2.2-1的公式可导出( d1 A) R1 J( f  K0 O
初选β=12°) l$ y5 U4 ?! G9 S2 R1 \2 i
Ζ1=2acosβ/[m*(u+1)]=53.74- w. W9 l8 f! |6 `  w- l
取Ζ1=54,Ζ2=u*Ζ1=86.40,取Ζ2=87。
# r! l9 ]/ r& N5 R, i2 O- xΖ2经圆整后,齿数比发生了变化,实际齿数比为u=Ζ2/Ζ1=1.611。
7 Y8 ]" u* ^: r精算β=arccos[m*(Ζ2+Ζ1)/2a]=9°14′55″$ o: ]. `0 J. R9 t
6 Q' m$ f8 p3 x
四、其他几何参数的计算(根据表2.2-1)6 X0 e( X. }- \& p# v/ C
1.分度圆压力角
' x" a( D) ^: V7 k+ qαn=20°00′00″1 o7 m' t+ n- d; h5 E5 T3 p' l0 q9 v
2.齿顶高系数- u9 `  H% u4 W5 t/ t' o* N+ Y
hanˇ=1  H. S) e: A/ T) [" n3 Q# h4 N
3.顶隙系数
( x- g# S! B! F* ]/ E1 j6 b! Qcnˇ=0.25
; R# ~& q! U) t# l+ l3 }& X2 K4.齿宽1 W/ ]2 _, J: x# G3 I4 x7 O
b1=140 mm,b2=140 mm
2 c1 J; ?6 v; F+ A6 y8 k$ ^" R% a5.齿数比
& F4 e8 u: R* S& B3 wu=Ζ2/Ζ1=1.611
4 ~6 A7 q& ^& u2 U( M0 c6.分度圆直径
8 S5 c* H' f  e) ~4 Td1=mn*Ζ1/cosβ=191.489 mm2 _5 F. h8 h) Y9 m0 {! p) B
d2=mn*Ζ2/cosβ=308.511 mm
; f9 ]  N9 ?" p7.基圆直径
$ R5 w& K9 @' Aαt=arctan(tanαn/cosβ)=20°14′32″; _- j  w+ {0 c  R
db1=d1*cosαt=179.662 mm9 U$ q, P: d  A* T0 a
db2=d2*cosαt=289.457 mm
* l& X9 e$ a  e, m0 e8.齿顶高
) G  J+ a1 g: e2 v3 ^4 N  ?( Z' hha1=ha2=hanˇ*mn=3.500 mm. O$ P" A# ^9 J) a  D1 k" j
9.齿根高
$ }! M" g# p  [, O3 Bhf1=hf2=(hanˇ+cnˇ)*mn=4.375 mm
. P& W- n3 ~3 L1 g$ m10.全齿高
& r, T- v% Y$ z% Zh1=h2=ha1+hf1=ha2+hf2=7.875 mm. g: H  E& W  f. X9 B) T1 E) L% S
11.齿顶圆直径
' O8 S+ b% b; ]2 R& A3 _, ^& w; nda1=d1+2*ha1=198.489 mm# p& i4 E7 y( W8 f  `1 l) c
da2=d2+2*ha2=315.511 mm! M, R+ w* P! [* v: S# a; y6 e! \
12.齿根圆直径! p/ |1 ^4 b. C
df1=d1-2*hf1=182.739 mm; ]$ L! l* P+ b" z$ x
df2=d2-2*hf2=299.761 mm
8 t8 ]( N6 q8 A$ w2 x/ n13.齿顶压力角; m* C8 ~1 d$ x) @
αat1=arccos(db1/da1)=25°9′24″
! p+ T2 v  R4 B% @, oαat2=arccos(db2/da2)=23°26′52″
/ i* I9 s' i1 m/ @14.端面重合度: i3 u( |! M9 ~- [* ]+ r
α′t=αt
5 ~8 ~: b: r  E3 X5 t3 Cεα=[Ζ1(tanαat1-tanα′t)+Ζ2(tanαat2-tanα′t)]/2π=1.7675 k4 `6 C7 {$ @1 [
15.轴向重合度
* O, `% f1 A1 B9 W& p. Lεβ=b*sinβ/(π*mn)=2.046(b=min{b1,b2})4 F' I& f% O0 K+ t$ B6 d
16.总重合度, O& U  |- A& K, E; ^
εγ=εα+εβ=3.8132 {1 I/ U/ Q# }( F. q: ~
17.当量齿数& B) m6 {- W- X
Ζv1=Ζ1/(cosβb^2*cosβ)=55.9888 f$ K1 U1 ^# p5 v9 g
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! k) s) e6 \0 n
1.公法线长度
: H! S. ^7 |( q# G9 `% k% @9 m2 [( ^
跨齿数:Ζ1′=Ζ1*invαt/invαn=56.06
4 v) w  R1 U& S) R, UΖ2′=Ζ2*invαt/invαn=90.31
; l0 z: `3 J6 `- ?- R+ M) i! B! nk1=αn*Ζ1′/180°+0.5=6.73
& v# B8 C# ]/ a' x$ b' ]k2=αn*Ζ2′/180°+0.5=10.53
+ H$ [  \# f/ l& t' C, p% ^- b
. M4 y( V- _7 O4 O( F取k1=7,k2=11
; G2 _% O" s" n4 m: v6 |Wk1=Wk1ˇ*mn=cosαn*[π(k1-0.5)+Ζ1′*invαn]*mn=69.9088 mm# g& G$ \; z4 A1 h
Wk2=Wk2ˇ*mn=cosαn*[π(k2-0.5)+Ζ2′*invαn]*mn=112.9178 mm- Z7 N4 \' {6 z* B
2.分度圆弦齿厚、弦齿高2 w" X* S$ B3 ~8 _- b

' Y8 |1 k5 W5 ]& O9 V. p+ R7 x弦齿厚:s1¨=mn*Ζv1*sin(π/2Ζv1)=5.4971 mm- x- p7 {2 t  |6 ]7 G: |  j4 G- z! a6 @7 E
s2¨=mn*Ζv2*sin(π/2Ζv2)=5.4975 mm% z" d/ j  l5 n

1 h' V( k& C) i" \5 E弦齿高:h1¨=ha1+0.5*mn*Ζv1*[1-cos(π/2Ζv1)]=3.5386 mm, Z! }" ~4 C7 E# k9 t
h2¨=ha2+0.5*mn*Ζv2*[1-cos(π/2Ζv2)]=3.5239 mm- A* c; \" p  L+ m1 y, n0 e& D
3.固定弦齿厚、弦齿高
6 m( D' z8 U/ ^* a- P& j  W3 F( {) }  j
弦齿厚:sc1¨=0.5*π*mn*cosαn^2=4.8547 mm3 m7 d# ]) y& t' N1 P0 d0 f! h
sc2¨=0.5*π*mn*cosαn^2=4.8547 mm+ j2 W7 x6 e7 T& N+ @
0 z+ T! f0 B+ ?. o# R
弦齿高:hc1¨=ha1-π*mn*sin(2αn)/8=2.6165 mm2 d5 u, C3 X$ @1 E7 _
hc2¨=ha2-π*mn*sin(2αn)/8=2.6165 mm3 F/ Y0 {& |* i! V+ s/ X, }4 D
4.量柱(球)直径、量柱(球)跨距
5 ^6 G; @& T! r# t# Z2 h
, Q. X: }6 W2 D9 h* X$ K. o( i量柱(球)直径:dp1=1.68*mn=5.8800 mm
6 g6 V0 S8 c3 l3 X6 rdp2=1.68*mn=5.8800 mm
4 t) d0 D; }. N) [- f1 D; Y4 h& R3 ]* \/ F' `
量柱(球)中心的渐开线端面压力角:0 T4 p  B, {" i& f) {) s
invαMt1=invαt+dp1/(mn*Ζ1*cosαn)-π/2Ζ1,αMt1=21°48′1″
2 E: F2 [. `' V/ \invαMt2=invαt+dp2/(mn*Ζ2*cosαn)-π/2Ζ2,αMt2=21°14′19″7 r% X+ L* C, [( w
" k( Z; y, ^5 k% q8 I/ h
量柱(球)跨距:M1=d1*cosαt/cosαMt1+dp1=155.2486 mm4 }/ k# Y% ]2 f/ _
M2=d2*cosαt*cos(π/2Ζ2)/cosαMt2+dp2=245.5618 mm  t- d9 g; o6 [$ e+ l
+ n2 B! }+ R+ a0 S! q9 e8 y0 `
六、接触疲劳强度的校核
$ \4 x# G6 `4 ?. M1.名义切向力9 ?! F1 A; `) j7 |. x5 ~
Ft=2000T1/d1=28373 N
9 s6 D! Y+ t/ r6 E- P% u6 E2.使用系数(根据表2.5-7)
- X: ]6 Z' @, I( z% o+ d- L7 |4 ]ΚA=1.25,因为增速传动乘以1.1,得ΚA=1.375
# A& m+ }: @- |3.动载系数(根据表2.5-11)9 U& y' m; g: J0 c3 L& w
! C6 n5 `3 c1 ?  Q
计算单对齿刚度和啮合刚度(根据表2.5-32)- f& J( O% b7 M5 u3 |2 y: v
! b; z3 f- ~, `3 i
理论修正值:Cm=0.8, G4 u  ^* `' k, X
& K/ i' S' l7 U8 {1 K; ?1 H, ]
轮坯结构系数:实心齿轮CR=1
, l/ @$ ~1 K, D" j! f7 _0 M$ m# S' i- \$ f7 C6 ~
基本齿廓系数:CB1=[1+0.5*(1.2-hfp1/mn)]*[1-0.02*(20°-αn)]=0.97: [- Q7 {% S" W* @
CB2=[1+0.5*(1.2-hfp2/mn)]*[1-0.02*(20°-αn)]=0.97
; O4 G9 _! e0 M/ qCB=(CB1+CB2)/2=0.97, V" B  I( m2 ~9 j, J

, J5 T6 w8 a' o齿轮柔度的最小值:
0 x) X/ f8 e: g6 x$ m+ @/ jq′=0.04723+0.15551/Ζv1+0.25791/Ζv2=0.05287 (mm?μm)/N, L; G7 T1 H1 ~% S
( h: Y: @& b- I) a$ X- B
单对齿刚度理论值:Cth′=1/q′=18.92 N/(mm?μm)
$ ^) d: a" R; H8 ?! z% E0 S, Vξ=2*E1*E2/(E1+E2)=1.00
% C: j* Y" Q- h4 {2 x6 M, D. t1 e7 k+ P2 K# H
单对齿刚度:c′=ξ*Cth′*Cm*CR*CB*cosβ=14.5623 N/(mm?μm)- h3 ?& f- [0 x
' l& J7 B. e5 P5 |! K
啮合刚度:cr=(0.75*εα+0.25)*c′=22.9392 N/(mm?μm)
6 p  Y1 C" _1 l6 H+ l
# ~2 q! ]7 |6 c7 z. X( x# s  {计算临界转速比(根据表2.5-12)5 ]0 I0 y4 u: ~9 c" s

1 d! W& Z3 o' y5 T) l, t& G: u, T平均直径:dm1=(da1+df1)/2=190.614 mm
+ D0 e* @4 M) Ndm2=(da2+df2)/2=307.636 mm# {9 v, A( ^- d9 V

- C) i6 J+ h6 f9 |轮缘内腔直径比:q1=Di1/dm1=0.000
* P, {; Y4 F7 `( y/ ]* lq2=Di2/dm2=0.000: b6 s" P0 U/ j, Y( Q& m0 D

  @  L4 u8 t3 ]7 Z$ i3 f转动惯量:I1=πρ1*b1*(1-q1^4)*dm1^4/32=1415277.860 kg?mm^27 W! g- {: e! }1 @# F. _; [/ `
I2=πρ2*b2*(1-q2^4)*dm2^4/32=9602209.037 kg?mm^2
! Y8 q/ f4 r3 B& Q& M- G; c8 c6 f
2 L0 f  \  p) T" Y( P, Y: j当量质量:m1=I1/(b1*rb1^2)=1.253 kg/mm
! d! d; [" `: R7 A# ]m2=I2/(b2*rb2^2)=3.274 kg/mm% F0 B2 }  }5 |! K" g
# A8 j# h; q. }9 y; g% s
诱导质量:mred=m1*m2/(m1+m2)=0.9061 kg/mm
/ K" Z4 n; Q! t% L: q  i" l" h0 L3 W& g* {4 Q: _9 e5 X
临界转速:nE1=30000/(πΖ1)*(cr/mred)^0.5=889.778 r/min! s) e7 `2 K. _1 _" W9 k
2 C. a; e2 a1 F+ P1 S8 A$ m3 b
临界转速比:N=n1/nE1=13.037
, k- f1 n- X- j% B+ M! P6 \$ A; e# L: l' E+ C
计算齿廓跑合量(根据表2.5-30)4 B) Z) Q( ^0 j/ }& [
ya1=160/σHlim1*fpb1=0.759 μm9 T6 g7 p5 t) O
ya2=160/σHlim2*fpb2=0.853 μm5 z4 x. R7 o  V" U, I
ya=(ya1+ya2)/2=0.806 μm
5 e' J! o7 h) C7 w$ Z, _" Q/ d! A" ~
计算系数Bp,Bf,Bk(根据表2.5-16)' b$ G4 r$ B7 `0 m2 t6 _2 u

! G/ @1 t6 C. H; {有效基节偏差:fpbeff=fpb2-yp=fpb2-ya=6.394 μm
8 ?; V( x4 p+ w' i  W) {4 ~) `3 m$ E
' @, k( ~/ b; L: Q9 w" {. o有效齿形公差:ffeff=ff2-yf=ff2-ya=7.094 μm
4 ?0 o+ F- u% S' t: w3 @$ X/ _: H& `5 I
设计修缘量:Ca=(Ca1+Ca2)/2=30.000 μm
* ~$ J+ k1 c' FBp=c′*fpbeff/(Ft*ΚA/b)=0.334
1 i0 Z( E% x* e1 U+ zBf=c′*ffeff/(Ft*ΚA/b)=0.371! B$ k% m9 J1 r3 U' Z: m+ V
Bk=|1-c′*Ca/(Ft*ΚA/b)|=0.568
9 G" ^3 \' t7 {' f$ M6 t  x. n. i1 J
计算系数Cv(根据表2.5-15)& s9 c% P% N6 h  v7 F& Q
εγ>2,取Cv1=0.32
1 o$ t' Z9 }' _1 uCv2=0.57/(εγ-0.3)=0.1626 ?5 r6 C8 J+ o) V2 t3 [1 k' y  l, f
Cv3=0.096/(εγ-1.56)=0.043( _2 E% G# [; W: b
Cv4=(0.57-0.05*εγ)/(εγ-1.44)=0.160
5 D. x/ w5 E; YCv5=0.47
7 @/ {5 k# U/ ^Cv6=0.12/(εγ-1.74)=0.058
4 @2 y. u' j$ R! Z7 C) |9 E. gεγ>2.5,取Cv7=1.0
) R+ o; R- c5 V$ {N≥1.5,属于超临界区
  G# {/ @# D: e: k( F' `) p, QΚv=Cv5*Bp+Cv6*Bf+Cv7=1.1785
1 }# q& ^- A# g, A2 ~/ F4.齿向载荷分布系数(根据表2.5-18)# k/ W5 X% `  S: G) u% V1 }

& E' l, y( b( D( L计算加工、安装误差产生的啮合齿向误差分量
# h, H5 N: p$ a/ d% O2 m0 Y6 r; N
装配时进行检验调整,fma=0.5*Fβ1=6.000 μm1 ~9 v' T; L2 f9 b% H7 w

( A3 d% H8 R0 w9 u/ Q取小齿轮结构系数(根据表2.5-21)$ u/ a/ a" i! B& v

2 v" {( L  H& y刚性,Κ′=0.48" x$ K, L& Q8 v# I! B) c8 ^) o

( ^9 @8 i0 |8 l; e2 [4 o计算小齿轮结构尺寸系数(根据表2.5-22)
2 G+ }& H( T6 j1 A' g& w% f5 e5 n* y. A# Q; _: h4 O( O$ H7 b% o
通过该对齿轮的功率Κ=100%
3 I. r1 z" Z7 |  sB′=1+2*(100-Κ)/Κ=1.000
% E% f1 g4 U& {7 @; m  xγ=[|B′+Κ′*l*s/d1^2*(d1/dsh)^4-0.3|+0.3]*(b/d1)^2=0.550 (μm?mm)/N
) i9 J& z  u, T  \1 c' J* n- G" @: B# c
计算单位载荷作用下的啮合齿向误差(根据表2.5-20)
- R/ C( U4 F" K! \2 g' M# k1 w5 |( v6 M6 i& o" r0 D# N. P
一般齿轮fsh0=0.023*γ=0.013 (μm?mm)/N
* H9 D" i1 X! a6 V- B
9 o8 |, t$ L) j* X% R8 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
5 h% P! k" Y; j0 D  T
: k9 Z- P; Q0 X" E初始啮合齿向误差:
0 f/ ?* Z+ G7 p$ Q1 O( ^! D& D
) C' y: i5 P( m4 ~: h受载时接触不良Fβx=1.33*fsh+fma=11.529 μm
( j1 k# o9 ?1 A; d2 y7 z0 P
7 r: [- y0 u5 @! d( G计算齿向跑合系数(根据表2.5-23)
3 y( Y; [4 q6 U6 k5 n8 Axβ1=1-320/σHlim1=0.763 μm
" I/ o+ W% S4 Yxβ2=1-320/σHlim2=0.763 μm* E" f& n) j3 R4 P
xβ=(xβ1+xβ2)/2=0.763 μm
+ K7 G+ V: O6 @0 G9 J, y/ t3 z/ k/ X0 x
跑合后啮合齿向误差Fβy=Fβx*xβ=8.796 μm
. u$ Z3 M0 [- q5 k+ @1 X; B" {ΚHβ=1+0.5*Fβy*cr/(Ft*ΚA*ΚV/b)=1.3072
+ d- q; Q# ?) c1 @( d5.齿间载荷分配系数(根据表2.5-29)( [5 P- V; b" b6 m3 U, C5 D2 ~
ΚtH/b=Ft*ΚA*ΚV*ΚHβ/b=429.291 N
3 v# q& s$ T5 p' W9 x2 dΚHα=0.9+0.4*[2*(εγ-1)/εγ]^0.5*cr*(fpb-ya)/(ΚtH/b)=1.0660
9 V3 p1 |0 @/ o: v$ I4 z9 u7 N6.节点区域系数
$ ?0 z& @8 @8 t  q
  d/ v0 g8 C- L4 w6 y  {基圆螺旋角βb=arccos{[1-(sinβ*cosαn)^2]^0.5}=8°41′11″
' W. J$ c8 p4 r. k4 m: N2 ?. zΖH=[2*cosβb*cosα′t/(cosαt^2*sinα′t)]^0.5=2.46412 [6 A* k1 _) X- [8 U
7.弹性系数1 M/ [2 p- k2 n
ΖE={1/π[(1-ν1^2)/E1+(1-ν^2)/E2]}^0.5=189.81 MPa^0.5
# X) ~6 _; H) [) t3 X* U) h8.重合度系数(根据表2.5-35)4 \7 N5 t% R1 r: u' M# E9 k
Ζε=(1/εα)^0.5=0.7523
8 O' [$ g& F9 n: I
. B& f6 z2 J/ U7 S% J. Q$ B经验算:ΚHα≤εγ/(εα*Ζε^2)
( d$ m8 R) X+ h5 a( @; n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
. c) l7 C, c  S0 HΖβ=(cosβ)^0.5=0.9935' W. p; v; G2 K1 Q) M' \
10.单对齿啮合系数(根据表2.5-33)
* H% N* h# [) V, s0 e; AΖB=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
' U+ R: @8 U# e( ^ΖD=1- a/ e/ F- r% R2 l- m
11.寿命系数(根据表2.5-40)3 h9 V' L) ~4 b! M! d
NL1=n1*L=34800000000) d8 I9 S4 f: ^/ Q4 b$ Z( s; w
NL2=NL1/u=21600000000* a' K* Z- Q( J5 X. _9 X2 E, ^; e
ΖNT1=(5*10^7/NL1)^0.0306=0.8185
  P8 h4 t( H0 LΖNT2=(5*10^7/NL2)^0.0306=0.8305' ]  f& E" g3 l2 D; v  a
12.润滑剂系数(根据表2.5-36)
3 L$ t+ X8 o( L9 B( YσHlim1>1200 MPa,取σHlim1=1200 MPa,CZL1=σHlim1/4375+0.6357=0.910; Z, S5 V: R+ F& W5 m
ΖL1=CZL1+4*(1.0-CZL1)/(1.2+80/ν50)^2=0.9233
) s- E5 K: g# T" F7 @2 DσHlim2>1200 MPa,取σHlim2=1200 MPa,CZL2=σHlim2/4375+0.6357=0.910. b/ c! @. h3 y# B6 u
ΖL2=CZL2+4*(1.0-CZL2)/(1.2+80/ν50)^2=0.92333 u9 k) B7 F4 _) j+ K$ q
13.速度系数(根据表2.5-36)
9 e& q, ~1 _, |6 Z2 G( ~  k' z/ ~- Y! BσHlim1>1200 MPa,取σHlim1=1200 MPa,CZV1=0.85+(σHlim1-850)/350*0.08=0.930
2 S1 U$ Z1 J8 i/ L; j6 b2 s3 g8 HΖV1=CZV1+2*(1.0-CZV1)/(0.8+32/ν)^0.5=1.0650
) Y6 b" p' E1 [* g) \, u3 D* Q! _σHlim2>1200 MPa,取σHlim2=1200 MPa,CZV2=0.85+(σHlim2-850)/350*0.08=0.930
/ z3 c7 ?$ r* F+ [8 Y5 m2 R' h, x/ dΖV2=CZV2+2*(1.0-CZV2)/(0.8+32/ν)^0.5=1.06505 `8 `( U5 }# V: S
14.粗糙度系数(根据表2.5-37)
$ r' }7 I) _& f2 n' j! n+ |; D, v1 C0 t, Y' ^
节点处曲率半径:ρ1=0.5*db1*tanα′t=33.126 mm* ^6 v; d( H( y0 ~) h# w6 l; h
ρ2=0.5*db2*tanα′t=53.371 mm
5 v1 B6 j2 i+ r
7 K7 L8 _" h! b" K1 ^* c* T节点处诱导曲率半径:ρred=ρ1*ρ2/(ρ1+ρ2)=20.440 mm
, i+ d* g7 q; x9 u/ w+ W" X
' F$ D0 f1 T! \3 F) P. m4 Q相对平均表面粗糙度:Rz10=(Rz1+Rz2)/2*(10/ρred)^(1/3)=2.521$ s* D, K& n9 x1 g
σHlim1>1200 MPa,取σHlim1=1200 MPa,CZR1=0.32-0.0002*σHlim1=0.0803 G' B* H8 b5 N! N3 C+ ?+ J
ΖR1=(3/Rz10)^CZR1=1.01408 j; h6 }1 |1 B6 Y# j
σHlim2>1200 MPa,取σHlim2=1200 MPa,CZR2=0.32-0.0002*σHlim2=0.0800 I% F. B/ A5 w+ Y& {2 D1 B
ΖR2=(3/Rz10)^CZR2=1.0140
0 Q& L* L, M# {3 @! I7 i' C15.齿面工作硬化系数9 Z9 L1 N" \7 {, [# v) B
HB>470HBW,取HB=470$ M5 M4 _; S, ?* D" y- X" u+ K- F. B6 s
ΖW1=ΖW2=1.2-(HB-130)/1700=1
" f/ _& S) {4 K- z- M16.尺寸系数(根据表2.5-41)
3 K" N* d. e* T- D) HΖX1=1.0000
/ [9 T; D3 u4 q9 f! U: n1 ]5 A( bΖX2=1.00000 B: `4 a& l3 e  Y/ x  a
17.最小安全系数
' m3 V% W* x5 D0 W: I! t, X- f0 _) z" c. g
根据表2.5-42,取SHmin=1.60,SFmin=2.00) K# B7 E. Z6 R0 W& X. |
18.计算接触应力(表2.5-6)8 I& e1 x! d( C% v) T5 g  V* @
бH0=ΖHΖEΖεΖβ[Ft/(d1*b)?(u+1)/u]^0.5=457.83 MPa9 V2 R1 R; H" E. b) q- S2 k
бH1=ΖB*бH0*(ΚAΚvΚHβΚHα)^0.5=693.96 MPa8 o/ R8 ~7 s$ Q2 w6 F
бH2=ΖD*бH0*(ΚAΚvΚHβΚHα)^0.5=687.98 MPa
7 }( z5 Q" p7 B& k* e9 M19.许用接触应力(表2.5-6)- U2 }8 x# Q  c4 q& }; d
бHP1=бHG1/SHmin=бHlim1*ΖNT1ΖL1ΖV1ΖR1ΖW1ΖX1/SHmin=688.59 MPa
/ Z* u! y7 X9 O& j2 \бHP2=бHG2/SHmin=бHlim2*ΖNT2ΖL2ΖV2ΖR2ΖW2ΖX2/SHmin=698.69 MPa  w% }9 t) ]5 v6 r: D9 y# p1 l
1 g+ n/ X- U; M
由以上计算可知:бH1>бHP1,小齿轮的接触强度不满足要求2 D; i# h& n- h( y
бH2≤бHP2,大齿轮的接触强度满足要求。+ V/ `3 E' c* I# T* K
20.接触强度计算安全系数(表2.5-6)
5 m2 @& }0 O% g% r9 M6 [SH1=бHG1/бH1=1.59/ a# D: T+ d; ]
SH2=бHG2/бH2=1.62
8 L; |3 b0 P0 _9 A" W+ ^/ p4 l) r
. Q  c3 {1 T9 v' _# _: }七、弯曲疲劳强度的校核
5 @9 x, ?$ g& U/ b& z) ]; m1.齿向载荷分布系数5 o7 V0 [/ j2 f( l) m) ]" p
N=(b/h)^2/[1+(b/h)+(b/h)^2],b/h取大小齿轮中的小值。2 h7 o( t* F2 R& f. p( v7 I
ΚFβ=ΚHβ^N=1.2877
" s- d2 C3 v7 [8 F( C/ s( e: c2.齿间载荷分配系数(根据表2.5-44)8 q, T3 k1 _2 B
ΚFα=ΚHα=1.0660
6 j4 c9 p4 E* O7 q" ], s$ F% f3.齿形系数(根据表2.5-45)
0 B5 G" j! i! X+ ^' N( ~* V(1).小齿轮4 Q8 k, B( m4 Z* f' |* t0 r' d
Spr1=pr1-q1/ O( q1 M# a6 X5 }# q
E1=πmn/4-hfp1*tanαn+Spr1/cosαn-(1-sinαn)*ρfp1/cosαn=0.2252 mm# \% h3 m" D; b
G1=ρfp1/mn-hfp1/mn=-0.8700; M: C2 A& O: _8 g0 }$ `1 e) S
βb=arccos{[1-(sinβcosαn)^2]^0.5}=8°41′11″( c2 Z, Z' y( n
H1=2/ΖV1*(π/2-E1/mn)-π/3=-0.9934
4 s+ `3 r& r2 R  b- I* [* R5 }θ1=(2G1/ΖV1)*tanθ1-H1,得θ1=54°25′38″$ Z! ~6 j3 D- c+ b
SFn1/mn=ΖV1*sin(π/3-θ1)+3^(1/3)*(G1/cosθ1-ρfp1/mn)=2.1886$ ?* z" B( v; u
ρF1/mn=ρfp1/mn+2*G1^2/[cosθ1*(ΖV1*cosθ1^2-2*G1)]=0.5058
( ~$ n# l7 E& [2 T; XεαV=εα/cosβb^2=1.8082' T$ E7 A. v% Z1 n/ N& K" V
dV1=mn*ΖV1=195.9580 mm
) j+ q& P1 z5 r8 }6 k* |dbV1=dV1*cosαn=184.1403 mm( o- f- v6 l1 z. ]( C- v" x
daV1=dV1+da1-d1=202.9580 mm4 k* M& i0 @1 a4 d
deV1=2*{[((daV1/2)^2-(dbV1/2)^2)^0.5-π*mn*cosαn*(εαV-1)]^2+(dbV1/2)^2}^0.5=196.5194 mm
% _5 H/ S7 ^, r' H+ d5 i$ ~. fαeV1=arccos(dbV1/deV1)=20°26′42″2 }/ p6 p; f+ y7 ^! _* p6 Y3 M
γe1=(π/2)/ΖV1+invαn-invαeV1=1°32′50″
9 h8 D7 j! |0 o3 u( o9 f+ aαFeV1=αeV1-γe1=18°53′52″4 Z* |: I. E7 \+ |! E
hFe1/mn=[(cosγe1-sinγe1*tanαFeV1)*deV1/mn-ΖV1*cos(π/3-θ1)-G1/cosθ1+ρfp1/mn]/2=0.8806
) d3 o) q, ]9 F' d+ C/ d3 g( jУF1=6*(hFe1/mn)*cosαnFeV1/[(SFn1/mn)*cosαn]=1.11052 `6 E( V" j" @! \  Q; p, W3 q
(2).大齿轮5 \  m' x% K- m/ b! z
Spr2=pr2-q27 H* g1 f2 U( H3 K. \+ G) c
E2=πmn/4-hfp2*tanαn+Spr2/cosαn-(1-sinαn)*ρfp2/cosαn=0.2252 mm$ v/ N/ Z; c& F2 {6 n
G2=ρfp2/mn-hfp2/mn=-0.8700+ X8 _! ~) m! Q2 Z. {' k7 e. L& l  k
βb=arccos{[1-(sinβcosαn)^2]^0.5}=8°41′11″
8 Q7 s. |+ V5 [+ n: B  oH2=2/ΖV2*(π/2-E2/mn)-π/3=-1.0138
1 x8 s7 p( v# @# F5 |# iθ2=(2G2/ΖV2)*tanθ2-H2,得θ2=56°25′17″
$ Y+ [# L" E5 I3 N. Y5 _& \* ASFn2/mn=ΖV2*sin(π/3-θ2)+3^(1/3)*(G2/cosθ2-ρfp2/mn)=2.24756 `2 x/ Y% L0 U5 i2 \# I
ρF2/mn=ρfp2/mn+2*G2^2/[cosθ2*(ΖV2*cosθ2^2-2*G2)]=0.4733  s0 A+ j* B6 S/ y' O8 o
εαV=εα/cosβb^2=1.8082* R" e& @1 h  M; {( S
dV2=mn*ΖV2=315.7105 mm
" b. x5 M% M6 X) VdbV2=dV2*cosαn=296.6708 mm7 ~; y0 D2 {0 t1 o
daV2=dV2+da2-d2=322.7105 mm9 _9 p3 P1 y% _6 O
deV2=2*{[((daV2/2)^2-(dbV2/2)^2)^0.5-π*mn*cosαn*(εαV-1)]^2+(dbV2/2)^2}^0.5=316.5102 mm' ]; Z+ O+ Z- L% o
αeV2=arccos(dbV2/deV2)=20°23′38″$ V3 L( a3 N! j+ o% ]# x, {6 K
γe2=(π/2)/ΖV2+invαn-invαeV2=0°56′40″7 i; b2 r9 J. p& s0 o
αFeV2=αeV2-γe2=19°26′59″# Q8 F; q, O8 ?) R  ]% r9 _* i
hFe2/mn=[(cosγe2-sinγe2*tanαFeV2)*deV2/mn-ΖV2*cos(π/3-θ2)-G2/cosθ2+ρfp2/mn]/2=0.9094  A, C; Y- W% |* V
УF2=6*(hFe2/mn)*cosαnFeV2/[(SFn2/mn)*cosαn]=1.0839
' i# x* a0 R/ U9 J9 \% \7 I! I: Z  A4.应力修正系数4 s: [7 K: a  f  Y
2 s/ L4 y! ]' i3 Y
齿根危险截面处齿厚与弯曲力臂的比值
. d  x* {0 B1 q0 }  V; a7 s  xL1=SFn1/hFe1
( T2 n5 P( x' n$ s# |L2=SFn2/hFe2# f% P  U1 y5 R8 R7 g0 C6 i
2 e' I/ f' i& v1 S
齿根圆角参数
# v; m- t8 u- j6 Eqs1=SFn1/(2*ρF1)- K1 L& Q4 ?) f8 p/ b
qs2=SFn2/(2*ρF2)7 m) i5 K0 M0 \+ j' f' g3 s  y' ^
УS1=(1.2+0.13*L1)*qs1^[1/(1.21+2.3*L1)]=2.1862' {" y- P7 X. M/ Z0 t5 ]6 c9 [
УS2=(1.2+0.13*L2)*qs2^[1/(1.21+2.3*L2)]=2.2785
: W. y4 |$ o6 @! O5.重合度系数
* R, v0 i( f. hУε=0.25+0.75/εαV=0.6648! ~# A3 d! |3 N! q
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