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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
* [3 J" W7 P3 k; x1.公法线长度8 \+ R' B. S& p8 c) Q
+ _1 G) e$ y5 b% q
跨齿数:Ζ1′=Ζ1*invαt/invαn=56.06
# i6 P$ F3 j: f6 h% aΖ2′=Ζ2*invαt/invαn=90.315 K; H( H9 R7 B$ K" c5 x8 C- @! y. s
k1=αn*Ζ1′/180°+0.5=6.73+ @& @: S7 ]9 ~5 ^0 T
k2=αn*Ζ2′/180°+0.5=10.53$ N# w# D2 I, V( J' c9 M4 c" _( r
) _; s" n/ |; x' q3 L, Q) b0 h J取k1=7,k2=11
0 g' W9 w( F: |0 c& ], b: w. w- x' SWk1=Wk1ˇ*mn=cosαn*[π(k1-0.5)+Ζ1′*invαn]*mn=69.9088 mm/ t8 y1 l) d# s# ~" V
Wk2=Wk2ˇ*mn=cosαn*[π(k2-0.5)+Ζ2′*invαn]*mn=112.9178 mm: }$ o" T/ {" R2 h8 s7 Z8 F' U
2.分度圆弦齿厚、弦齿高" E& O! e8 u% a# N
% p% r/ D2 U7 W& z4 I4 G弦齿厚:s1¨=mn*Ζv1*sin(π/2Ζv1)=5.4971 mm4 ?, w8 a3 G/ g
s2¨=mn*Ζv2*sin(π/2Ζv2)=5.4975 mm& b' y) w7 f/ k
: }/ x3 G7 e$ Q; A( p2 ~弦齿高:h1¨=ha1+0.5*mn*Ζv1*[1-cos(π/2Ζv1)]=3.5386 mm4 D7 C* f" ]# j0 Q2 a* z
h2¨=ha2+0.5*mn*Ζv2*[1-cos(π/2Ζv2)]=3.5239 mm
7 Y. Z+ }6 u8 a% b! D8 k3.固定弦齿厚、弦齿高% j5 F C; h$ X% T$ E) z
& B& u$ n8 o& l l弦齿厚:sc1¨=0.5*π*mn*cosαn^2=4.8547 mm- ]' p @& v; U) \9 ?' q& j- \( w
sc2¨=0.5*π*mn*cosαn^2=4.8547 mm0 U3 L# K+ b8 C- N5 h
9 M( Z8 g: R8 [5 V+ _: ]) P' b0 a
弦齿高:hc1¨=ha1-π*mn*sin(2αn)/8=2.6165 mm7 I6 ?5 g! F5 F5 m
hc2¨=ha2-π*mn*sin(2αn)/8=2.6165 mm+ z8 b$ X' f0 W4 A
4.量柱(球)直径、量柱(球)跨距
& r, p: L e5 W E$ U2 c
+ y$ Z3 l8 V) Z x7 j3 Z8 L量柱(球)直径:dp1=1.68*mn=5.8800 mm& L8 C! N7 u7 u, O: ^
dp2=1.68*mn=5.8800 mm/ C+ q2 I) [/ b" ~0 h
9 P- w. U( h9 @
量柱(球)中心的渐开线端面压力角:
5 T' t! |& L, d* P3 minvαMt1=invαt+dp1/(mn*Ζ1*cosαn)-π/2Ζ1,αMt1=21°48′1″* W% A- e; x8 K5 W ~
invαMt2=invαt+dp2/(mn*Ζ2*cosαn)-π/2Ζ2,αMt2=21°14′19″
/ o% w8 q, G$ \6 W; s& R; j. S# L7 Z4 n
量柱(球)跨距:M1=d1*cosαt/cosαMt1+dp1=155.2486 mm
& z% h- S8 V( p- l* aM2=d2*cosαt*cos(π/2Ζ2)/cosαMt2+dp2=245.5618 mm( k! s2 |; l/ Q/ N3 v; g7 L$ S
) A- `& y) p# _; I5 t8 i4 z: }
六、接触疲劳强度的校核* f4 R1 Q0 I* I* e( {: _
1.名义切向力
/ A+ [7 V+ J( f A5 { l0 sFt=2000T1/d1=28373 N( z, \% X% _% M6 u5 [1 E j
2.使用系数(根据表2.5-7)
6 W8 r; {8 ~( y( t+ AΚA=1.25,因为增速传动乘以1.1,得ΚA=1.375
- [; n' T, B( p0 ?3.动载系数(根据表2.5-11)
! c' Z: ]. H6 m0 [4 C# |* M x! f9 O: m9 I" Y
计算单对齿刚度和啮合刚度(根据表2.5-32)
, q# S! x- d& j5 J8 [
* _' }4 w6 J5 U4 |- {$ O; w理论修正值:Cm=0.8
( V; D( Z- ^* e k( b' q- w
1 r* b+ p2 g9 @% {: S( n, t轮坯结构系数:实心齿轮CR=1' W s) d( V) e5 l! j1 z
# V* j. Q* ? }6 I0 K6 @( o
基本齿廓系数:CB1=[1+0.5*(1.2-hfp1/mn)]*[1-0.02*(20°-αn)]=0.97& Q% A; h; U4 i8 p7 B
CB2=[1+0.5*(1.2-hfp2/mn)]*[1-0.02*(20°-αn)]=0.972 F# \3 m! |( H t) \
CB=(CB1+CB2)/2=0.97
6 Z @ F( P6 J' ~& D9 T
/ e! e: i& f; ^& O0 P, J: ]& o齿轮柔度的最小值:# K) A9 W1 \- `9 s
q′=0.04723+0.15551/Ζv1+0.25791/Ζv2=0.05287 (mm?μm)/N
+ g" X4 ~7 o0 ]- U# s
9 i8 n( b& r! c) W5 f) e; r单对齿刚度理论值:Cth′=1/q′=18.92 N/(mm?μm)
) K" I" T/ q* u# \# p3 J" eξ=2*E1*E2/(E1+E2)=1.00
8 T' c0 ]2 t8 h$ e$ |2 D; q9 j/ J0 Q* U( r
单对齿刚度:c′=ξ*Cth′*Cm*CR*CB*cosβ=14.5623 N/(mm?μm)% d- t! f3 u; o r. c. n7 l
) G7 v9 v$ A( j! O3 [1 N/ z" A啮合刚度:cr=(0.75*εα+0.25)*c′=22.9392 N/(mm?μm)
" a1 }' R F. q2 y! ?( T# `
1 \1 }" E3 o( F+ i1 J* |7 x6 W: b' m计算临界转速比(根据表2.5-12)
: v, T, l8 _$ f$ {3 g: ]2 }" ?& Q& S3 N. [
平均直径:dm1=(da1+df1)/2=190.614 mm
2 c$ C8 S( c4 L& Vdm2=(da2+df2)/2=307.636 mm
' p6 ~/ z- c& |! h( C; Z2 w! _3 [1 E: Q( ]: [' x
轮缘内腔直径比:q1=Di1/dm1=0.000
) B1 h$ a1 X+ a5 w8 `, |! n% Dq2=Di2/dm2=0.0009 h0 z/ X" O# u+ n
$ N5 |" X M: F! t0 l% f
转动惯量:I1=πρ1*b1*(1-q1^4)*dm1^4/32=1415277.860 kg?mm^2$ C0 o0 W6 T+ D8 m% b
I2=πρ2*b2*(1-q2^4)*dm2^4/32=9602209.037 kg?mm^2
{) r( z, }0 N; x; D+ p0 }3 l8 `+ m
当量质量:m1=I1/(b1*rb1^2)=1.253 kg/mm. ] E5 B9 Z- R5 i' M
m2=I2/(b2*rb2^2)=3.274 kg/mm. U6 G9 O: j9 w! {* X8 |* G
, p0 h: O: q# U
诱导质量:mred=m1*m2/(m1+m2)=0.9061 kg/mm
& |: P6 i) o, \2 g, i2 [' Z& w2 d* |+ n: h n
临界转速:nE1=30000/(πΖ1)*(cr/mred)^0.5=889.778 r/min
2 _5 i1 y' p: n" S3 D
1 ^. R, H2 f8 |. @临界转速比:N=n1/nE1=13.037- ]! D4 D0 O# N2 C0 D
a! A4 q o- z% {
计算齿廓跑合量(根据表2.5-30)7 ]5 g# ?, ]# }: I; K4 R
ya1=160/σHlim1*fpb1=0.759 μm
{: U' b6 b/ p c+ h. j; E$ b# Bya2=160/σHlim2*fpb2=0.853 μm/ ]7 v3 H2 L! N* `& O0 K) ]0 h
ya=(ya1+ya2)/2=0.806 μm
8 L6 [: [' e' @
d# k0 V! B* ?, A' z3 {计算系数Bp,Bf,Bk(根据表2.5-16)8 I! P4 t& P% V' `- h
9 Z2 W* A6 P+ J# g! d& i8 h
有效基节偏差:fpbeff=fpb2-yp=fpb2-ya=6.394 μm' T5 Y/ z- }, t2 u8 S
3 O3 ]9 N2 y5 x$ y a# ~有效齿形公差:ffeff=ff2-yf=ff2-ya=7.094 μm- n( |7 c/ _$ K' T& S+ K- r
7 B: i6 l& w/ x# f
设计修缘量:Ca=(Ca1+Ca2)/2=30.000 μm6 b0 M) j6 b* K! [# l( F# c# Z
Bp=c′*fpbeff/(Ft*ΚA/b)=0.334
. A' n( s N9 g9 H% w) ` g/ yBf=c′*ffeff/(Ft*ΚA/b)=0.371
' [( {. U4 x GBk=|1-c′*Ca/(Ft*ΚA/b)|=0.5683 X* S: S- G* K; s
/ y/ F/ g5 d8 p$ o/ t计算系数Cv(根据表2.5-15)
% t* g. o6 ?8 B- nεγ>2,取Cv1=0.32. a9 p! e' U" w6 `% y" N9 e
Cv2=0.57/(εγ-0.3)=0.162: K1 e! `' r+ R, A( b8 G5 Q' o8 n+ {
Cv3=0.096/(εγ-1.56)=0.043
; P K/ j% q4 ?3 RCv4=(0.57-0.05*εγ)/(εγ-1.44)=0.160
7 @ K) ]; `+ X4 a8 z) b; O5 B# pCv5=0.47! c8 b5 @5 T- \( D. Z
Cv6=0.12/(εγ-1.74)=0.0583 e0 [4 J* ?( V* P: F
εγ>2.5,取Cv7=1.09 k' K! W: C9 l$ b
N≥1.5,属于超临界区
5 R' k( ~/ _6 a' {- k8 p5 N: _# eΚv=Cv5*Bp+Cv6*Bf+Cv7=1.1785
" e( D; R. z* F7 D) ?4.齿向载荷分布系数(根据表2.5-18)
/ ^& V' n, I. U) _, e' w( o
; ~( Q) n C+ q4 k1 g0 |计算加工、安装误差产生的啮合齿向误差分量
5 K3 F; V. C6 Q3 k( Q
8 ^8 \! U0 ?) B/ Z装配时进行检验调整,fma=0.5*Fβ1=6.000 μm; F# J+ L! x8 G. ?8 z8 V
# ?2 T- h- ]# x4 X$ l6 b
取小齿轮结构系数(根据表2.5-21)
( m" b' a; R* t( H% l; Z9 l# ^" T6 M. z$ g' t! o$ I9 [& W
刚性,Κ′=0.48
) x* C3 ^2 F+ T; V- f6 ]4 j9 h+ I0 Z1 P2 a/ A; |3 F) T% L2 P9 e
计算小齿轮结构尺寸系数(根据表2.5-22)5 r6 @3 n6 N* ]8 [4 B$ H- E5 ~
2 Q: q+ d0 y' m, v, i# y- L
通过该对齿轮的功率Κ=100%: d* g0 a. T' w: L3 R% X: |9 l5 M/ @
B′=1+2*(100-Κ)/Κ=1.0005 B( {: }0 ~, [
γ=[|B′+Κ′*l*s/d1^2*(d1/dsh)^4-0.3|+0.3]*(b/d1)^2=0.550 (μm?mm)/N1 X" N' R1 e, P J$ d' Z9 E' V/ N+ N
* |3 N/ n: Y4 z, h计算单位载荷作用下的啮合齿向误差(根据表2.5-20)
' ]7 G8 Z; }! ?8 D/ m% Q+ P
0 {6 o& ^% T/ P2 i5 B一般齿轮fsh0=0.023*γ=0.013 (μm?mm)/N
( {, X* T% O$ @) l: n: P
. n7 O6 N% w) s( J8 v综合变形产生的啮合齿向误差分量fsh=(Ft*ΚA*ΚV/b)*fsh0=4.157 μm) Y2 O. ^# a* i$ d$ r: T
, ^, q1 C% b5 M3 |- d; J
初始啮合齿向误差:
0 x9 d! k, o: l$ a1 [0 a+ z
& z$ |3 Y, d) |* L/ h! _受载时接触不良Fβx=1.33*fsh+fma=11.529 μm
2 G& N( B8 H5 n2 p8 A1 a" l
b; d5 v6 b& T/ ?计算齿向跑合系数(根据表2.5-23). ~5 I5 }+ W" J { F+ h3 H
xβ1=1-320/σHlim1=0.763 μm
1 ?( c6 a( t) d* K1 xxβ2=1-320/σHlim2=0.763 μm
1 F, x- Q( q9 x. i8 z" gxβ=(xβ1+xβ2)/2=0.763 μm* r. ?4 D. o2 u0 P* E8 c
+ G7 i+ T7 M5 |5 m; B跑合后啮合齿向误差Fβy=Fβx*xβ=8.796 μm
0 f) U" I, O* n; k, iΚHβ=1+0.5*Fβy*cr/(Ft*ΚA*ΚV/b)=1.3072% q* i: n: y" D0 i) e
5.齿间载荷分配系数(根据表2.5-29)
1 x. W3 @ M+ X: K4 ~# `$ p5 x- KΚtH/b=Ft*ΚA*ΚV*ΚHβ/b=429.291 N
) k1 `+ G* u# dΚHα=0.9+0.4*[2*(εγ-1)/εγ]^0.5*cr*(fpb-ya)/(ΚtH/b)=1.0660
6 i8 e7 ^+ q2 L" O' V% b6.节点区域系数) `1 c3 l8 ]* y5 r0 c
6 x2 o, E: P3 {! X3 B4 z ~- F$ {基圆螺旋角βb=arccos{[1-(sinβ*cosαn)^2]^0.5}=8°41′11″
3 p7 G' W$ K' g- J* u" ?ΖH=[2*cosβb*cosα′t/(cosαt^2*sinα′t)]^0.5=2.4641) l8 g7 L! e; `( s, R
7.弹性系数5 a$ |3 W8 P- m5 l
ΖE={1/π[(1-ν1^2)/E1+(1-ν^2)/E2]}^0.5=189.81 MPa^0.51 T* g, o3 j* z' e, D1 p8 o" s
8.重合度系数(根据表2.5-35)
4 J" M) ~' C) ], U3 q+ ~' W% M9 hΖε=(1/εα)^0.5=0.7523
9 _# g8 A- u# W: T4 w
& Y! v; B+ h6 x' i' `经验算:ΚHα≤εγ/(εα*Ζε^2)
. r) [. i* d. Y2 J/ k% P- x原文来自:http://bbs.21mould.net/viewthread.php?tid=4141 |
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