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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
. j1 [2 h1 M3 Z$ y8 Z' ]9 O渐开线齿轮设计计算书
: U: s( t" ]0 o8 n- Z8 A已知条件:增速齿轮
0 |6 E2 p6 q* d+ q1 d5 W齿轮传递功率 P=3300 kW1 X) t% W. w( T1 m. f
高速轴转速 n1=11600 r/min
0 @1 \4 A' c, S+ m( t5 s传动比 i=1.6
, `% \- h" k2 x; w' V工作时间:50000小时. a' y# H7 L0 s9 W' \
8 x; T' w  V# h& E7 l6 j0 i- z
 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 ( e* ?, `" a* @7 Z0 A/ ]
一、确定齿轮类型/ m3 _% M$ u' d4 {
标准斜齿轮,齿轮配合为外啮合传动。7 [" O8 V% G; m7 @. G9 \+ f& S

2 a  B9 J& Z, _+ |7 a; _二、选择材料, M7 A& [; s2 \& E5 @- R  R
小齿轮:50SiMn,调质,HB=207~255+ W0 {, T7 b9 h+ |4 e$ H/ E- X$ D
大齿轮:42SiMn,调质,HB=196~255
6 L( q+ T% k/ M! I5 H  a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 K: g9 J8 n: k5 K齿面粗糙度Rz1=3.2 μm,Rz2=3.2 μm,4 @  C9 r. y, i, k$ _1 M9 [
齿根表面粗糙度Rz1=10 μm,Rz2=10 μm。
% F: Y6 o) M$ _; l& |+ V  t) F3 S大、小齿轮设计修缘量Ca1=30 μm,Ca2=30 μm。+ X2 Z) F" \; n; E) _4 s: @9 Y
油浴润滑,ν50=20 mm^2/s,胶合承载能力为FZG7级。
8 c+ Q4 q- a' y2 Q5 ~5 T, }/ D. n7 {/ V) ?" W5 e5 b* ]
三、初步确定主要参数2 y; m) Y  I$ ^! |# w2 I
1.按接触强度初步确定中心距a(根据表2.5-1)& B' g2 [* ~4 s3 v$ k
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
0 h5 N6 T7 g  x载荷系数k:取k=2; R2 t' o+ T5 |' e
齿宽系数φa:根据表2.5-4,φa=0.5& Y. N9 b6 Y( `; h
小齿轮的名义转矩:T1=9549*P/n1=2717 N·m
8 {! \5 M& z  K+ h许用接触应力:σHlim=min{σHlim1,σHlim2}=1350 MPa; a& D( c. W- o/ K6 I) w
σHP=0.9*σHlim=1215.00 MPa  Z; s+ b- g9 [' e! G0 u
计算:a=Aa*(u+1)*[(K*T1)/(Φa*u*бHP^2)]^(1/3)≥205.83 mm
( p2 W3 R  Q8 Z. \. S圆整为a=250 mm。
, c5 L" \6 J* L  x* q( f  A2.初步确定模数、齿数、螺旋角
( E% D& b$ L# q/ W3 u, c根据表2.1-1,取模数m=3.5 mm
" e- r  s, r& u  v8 }由表2.2-1的公式可导出
9 L1 ?$ F$ z+ b/ I初选β=12°* c' `3 }9 n7 O! Z& d3 I
Ζ1=2acosβ/[m*(u+1)]=53.74
; n; L& t' h4 y取Ζ1=54,Ζ2=u*Ζ1=86.40,取Ζ2=87。
0 `& h; d. T; m4 ~" S$ e8 K1 QΖ2经圆整后,齿数比发生了变化,实际齿数比为u=Ζ2/Ζ1=1.611。; ?& r- M4 l8 d4 p; {
精算β=arccos[m*(Ζ2+Ζ1)/2a]=9°14′55″
* Z6 T6 J  z- R# J0 v7 m3 {8 X( I5 \% b
四、其他几何参数的计算(根据表2.2-1)* V5 O  A4 U6 Y( h5 U
1.分度圆压力角. l9 w# Y5 z3 s
αn=20°00′00″. U, u9 T8 r7 Q9 l
2.齿顶高系数
! u+ N" [9 S# H$ L6 c' A9 |hanˇ=16 T) {& l" Q7 q9 O  F
3.顶隙系数
, P( q0 l% ?4 O4 U  i2 K7 X9 Bcnˇ=0.25  q5 C& d9 L7 d
4.齿宽
5 q* I' t' I% ]9 X, r7 db1=140 mm,b2=140 mm
; l  W) _; E9 V' M1 F5.齿数比
7 E2 _& m/ D6 x( k7 bu=Ζ2/Ζ1=1.611- Z. h8 l) r) L- b7 j
6.分度圆直径0 {' [, d$ G3 f: D8 ~% P. i" M# J
d1=mn*Ζ1/cosβ=191.489 mm
. r. [2 N$ e1 a6 M/ Y: i5 F5 c8 pd2=mn*Ζ2/cosβ=308.511 mm3 p8 s; x. h" O! j9 |
7.基圆直径
+ ~: ]2 \1 X( oαt=arctan(tanαn/cosβ)=20°14′32″& U( L  G- c+ p9 i
db1=d1*cosαt=179.662 mm% _1 D$ K$ }$ w  @2 c$ z6 G9 g! `
db2=d2*cosαt=289.457 mm* @) T7 n0 R$ [1 V! q( r0 I9 o
8.齿顶高
1 e3 u# f2 D) D: E( Wha1=ha2=hanˇ*mn=3.500 mm# D1 @( Z+ M2 {& m2 s* z& d
9.齿根高* B# z& g( G+ E2 s* g
hf1=hf2=(hanˇ+cnˇ)*mn=4.375 mm
8 s3 _7 B# S' ]6 }& y/ K0 q$ ?( d10.全齿高' T& N: z2 q* o/ j" h6 [) W
h1=h2=ha1+hf1=ha2+hf2=7.875 mm. R3 W" ?8 a3 r! r" O& t8 Y) K
11.齿顶圆直径
6 ]7 r- p/ r" ~" |da1=d1+2*ha1=198.489 mm
( V6 r3 {9 ^/ v  N* ]! _* Fda2=d2+2*ha2=315.511 mm9 H, F( D0 R) |: s
12.齿根圆直径
: D/ Q5 f' I0 B, w; a* z* adf1=d1-2*hf1=182.739 mm
5 f" M7 D& ~! p& p+ ydf2=d2-2*hf2=299.761 mm/ G( c; o/ m4 {$ c$ Q& e) e* U
13.齿顶压力角( J6 y, _9 D9 c, ?
αat1=arccos(db1/da1)=25°9′24″% F$ z7 e' S7 u7 x7 c; A& `% V$ a6 N
αat2=arccos(db2/da2)=23°26′52″
0 u6 V* z3 B% q1 Z" n14.端面重合度
7 ?5 F1 ~& {# @) `+ i; {, Jα′t=αt
9 S; s* c9 |" u! _, P# ?+ Oεα=[Ζ1(tanαat1-tanα′t)+Ζ2(tanαat2-tanα′t)]/2π=1.767
* n8 d9 x5 |) I0 X) Z1 E15.轴向重合度
* a7 k. R6 J8 \; q; l4 e  c3 ?εβ=b*sinβ/(π*mn)=2.046(b=min{b1,b2})1 U" _& I% k) F0 [  ]2 ]: _
16.总重合度4 u3 n3 k$ n- S3 g3 \$ z8 v/ n% [
εγ=εα+εβ=3.813- `6 T( e& g3 S2 w
17.当量齿数
7 F6 K( T) P! t2 ~1 ?# MΖv1=Ζ1/(cosβb^2*cosβ)=55.988
4 w* f0 r& k- }2 d! Y* S+ A  P5 Q" y! LΖv2=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
* [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
 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
  r1 @* E. c( c) F0 y* TΖβ=(cosβ)^0.5=0.9935' \( Y  O' V3 c- c4 z6 t
10.单对齿啮合系数(根据表2.5-33)3 M7 A5 \% p, s& A9 ~7 b
ΖB=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
  p- e" E4 `# `  d4 P9 QΖD=1
- X3 \% `% J% f8 A. J! S; s11.寿命系数(根据表2.5-40)1 G4 \9 |( ^0 e! b: g
NL1=n1*L=348000000009 a' e4 X, y- g4 p" z
NL2=NL1/u=21600000000
& E9 ]" e$ j; C" s2 NΖNT1=(5*10^7/NL1)^0.0306=0.81853 g6 j6 l/ K, m8 |
ΖNT2=(5*10^7/NL2)^0.0306=0.83053 A9 F: ]* V- T
12.润滑剂系数(根据表2.5-36)! N% A# z4 l. j$ u
σHlim1>1200 MPa,取σHlim1=1200 MPa,CZL1=σHlim1/4375+0.6357=0.910
. w( z! }( B4 vΖL1=CZL1+4*(1.0-CZL1)/(1.2+80/ν50)^2=0.9233  X% @( h# E+ C  y0 a8 e. p- V) i
σHlim2>1200 MPa,取σHlim2=1200 MPa,CZL2=σHlim2/4375+0.6357=0.910
; i  I2 ~# d, z+ ]5 u, eΖL2=CZL2+4*(1.0-CZL2)/(1.2+80/ν50)^2=0.9233, \" m5 d( O7 @# i0 M2 w
13.速度系数(根据表2.5-36)( C8 L3 _6 N- i; M' L, C
σHlim1>1200 MPa,取σHlim1=1200 MPa,CZV1=0.85+(σHlim1-850)/350*0.08=0.930! c( G1 w  J# \4 }/ J" O( x
ΖV1=CZV1+2*(1.0-CZV1)/(0.8+32/ν)^0.5=1.0650$ b6 L1 v4 w1 N1 Z
σHlim2>1200 MPa,取σHlim2=1200 MPa,CZV2=0.85+(σHlim2-850)/350*0.08=0.930
+ `1 e. @4 ^& l( WΖV2=CZV2+2*(1.0-CZV2)/(0.8+32/ν)^0.5=1.06506 u8 Z2 ]% f- L
14.粗糙度系数(根据表2.5-37)
' A3 W, z- q/ Y) g; d( k0 {' X' D# E) ^$ ~, x, K0 C9 L! ~) ?
节点处曲率半径:ρ1=0.5*db1*tanα′t=33.126 mm" K8 U- z: `7 R
ρ2=0.5*db2*tanα′t=53.371 mm2 V, r8 s% U$ X, c! H7 x# r

2 T1 {  `. }: i. {节点处诱导曲率半径:ρred=ρ1*ρ2/(ρ1+ρ2)=20.440 mm* r6 t# D+ O! t6 M5 W, g1 v& S
$ P" L, q; E0 Z- P) ?2 }
相对平均表面粗糙度:Rz10=(Rz1+Rz2)/2*(10/ρred)^(1/3)=2.521
4 @1 K4 L# c( u. `) c8 ?σHlim1>1200 MPa,取σHlim1=1200 MPa,CZR1=0.32-0.0002*σHlim1=0.080
: O- O, h- n1 p' R3 T+ ^% @8 TΖR1=(3/Rz10)^CZR1=1.0140$ l9 q' c; G7 z3 Q8 q
σHlim2>1200 MPa,取σHlim2=1200 MPa,CZR2=0.32-0.0002*σHlim2=0.0805 u& C- z9 `' k& A+ c: {$ Y8 a
ΖR2=(3/Rz10)^CZR2=1.0140. d; \' v4 _! c, G
15.齿面工作硬化系数  c$ w" ^3 M8 D6 [( D
HB>470HBW,取HB=470
3 w2 j: Q/ A7 V$ a2 VΖW1=ΖW2=1.2-(HB-130)/1700=1$ S& O% S  z7 ?( X" H9 O
16.尺寸系数(根据表2.5-41)- g; E% H  M1 R$ o% I0 l
ΖX1=1.0000+ d1 J5 ]& ^4 F1 H: {
ΖX2=1.0000
' P: O5 P' c; f( A  \$ g17.最小安全系数1 z  V; H+ b/ Y4 O! y6 H
! n- G' {& p0 i6 f$ G( n8 A( V$ f
根据表2.5-42,取SHmin=1.60,SFmin=2.00/ W6 [; ]7 G9 X0 l9 L4 j5 v: k
18.计算接触应力(表2.5-6)2 W. y( t$ m( N: p+ k$ c
бH0=ΖHΖEΖεΖβ[Ft/(d1*b)?(u+1)/u]^0.5=457.83 MPa
: Q$ P  t& q2 _+ x: CбH1=ΖB*бH0*(ΚAΚvΚHβΚHα)^0.5=693.96 MPa+ ?! N6 ^- f7 ?* K) F
бH2=ΖD*бH0*(ΚAΚvΚHβΚHα)^0.5=687.98 MPa# S* j2 m+ [  J8 H
19.许用接触应力(表2.5-6)
, T6 X8 p2 _) H; RбHP1=бHG1/SHmin=бHlim1*ΖNT1ΖL1ΖV1ΖR1ΖW1ΖX1/SHmin=688.59 MPa! K2 M; a& _* T9 O- w* e+ k
бHP2=бHG2/SHmin=бHlim2*ΖNT2ΖL2ΖV2ΖR2ΖW2ΖX2/SHmin=698.69 MPa
( l% Q" s% H% ]5 Q# K3 b! e0 v$ z0 t& R6 ~
由以上计算可知:бH1>бHP1,小齿轮的接触强度不满足要求
$ h6 p6 _4 ]+ ]. ?* e0 f8 UбH2≤бHP2,大齿轮的接触强度满足要求。
$ R1 C% a. p3 C8 A4 b1 `' y* F20.接触强度计算安全系数(表2.5-6)
6 G1 @7 M  @$ k7 e  A* D$ uSH1=бHG1/бH1=1.59
1 E3 A6 A' ?) Q* N- E0 K6 b5 ^( rSH2=бHG2/бH2=1.626 T# A2 U5 q* d1 S* z
/ ]6 j! z8 O/ }5 S- t2 g" d
七、弯曲疲劳强度的校核
  p7 P" s% ?  p) k0 p  y1.齿向载荷分布系数3 b6 W) m% s9 Z3 R
N=(b/h)^2/[1+(b/h)+(b/h)^2],b/h取大小齿轮中的小值。
/ S: c. I' o6 K; D) SΚFβ=ΚHβ^N=1.2877  s' |9 }- E$ A
2.齿间载荷分配系数(根据表2.5-44)
( k1 n! G! K! M4 S5 b1 GΚFα=ΚHα=1.06609 O* X2 }: @% Y' B# _4 D& B
3.齿形系数(根据表2.5-45)
: @- R2 y4 n! i(1).小齿轮8 j# ~" \8 t: m  c1 j
Spr1=pr1-q1* K) |  ?% W5 d3 l. T
E1=πmn/4-hfp1*tanαn+Spr1/cosαn-(1-sinαn)*ρfp1/cosαn=0.2252 mm) s* J+ T& @4 j$ i4 J% _# ~$ p; C# F
G1=ρfp1/mn-hfp1/mn=-0.87003 Q% A* R: b7 k; ^
βb=arccos{[1-(sinβcosαn)^2]^0.5}=8°41′11″
( a- V5 @( w4 V5 W. C1 p/ x5 b" N0 IH1=2/ΖV1*(π/2-E1/mn)-π/3=-0.99342 E$ e# n9 `- |6 g, D$ |& x! }8 K5 W
θ1=(2G1/ΖV1)*tanθ1-H1,得θ1=54°25′38″& s3 x8 m/ y. x- L/ [8 F
SFn1/mn=ΖV1*sin(π/3-θ1)+3^(1/3)*(G1/cosθ1-ρfp1/mn)=2.1886
$ @% X. q: _' M1 N2 Z% yρF1/mn=ρfp1/mn+2*G1^2/[cosθ1*(ΖV1*cosθ1^2-2*G1)]=0.5058
9 G  `5 {% W; W9 v% J2 dεαV=εα/cosβb^2=1.8082
8 h0 z" Z: V9 A* l! E- W; EdV1=mn*ΖV1=195.9580 mm
4 V% _+ n  t1 ^- K; C* y2 cdbV1=dV1*cosαn=184.1403 mm
4 h" G7 x+ A% m5 y' e% q' b0 f% ldaV1=dV1+da1-d1=202.9580 mm8 l3 a% y5 A+ U
deV1=2*{[((daV1/2)^2-(dbV1/2)^2)^0.5-π*mn*cosαn*(εαV-1)]^2+(dbV1/2)^2}^0.5=196.5194 mm; I; Y; O, C) K5 i
αeV1=arccos(dbV1/deV1)=20°26′42″' w# j0 Q- }; N) _4 x
γe1=(π/2)/ΖV1+invαn-invαeV1=1°32′50″. O  Z. H8 o( L- R- \! u3 i
αFeV1=αeV1-γe1=18°53′52″' K5 Q) A. Y) W4 D
hFe1/mn=[(cosγe1-sinγe1*tanαFeV1)*deV1/mn-ΖV1*cos(π/3-θ1)-G1/cosθ1+ρfp1/mn]/2=0.88061 I/ A8 p* m7 e7 P
УF1=6*(hFe1/mn)*cosαnFeV1/[(SFn1/mn)*cosαn]=1.11054 G9 P% n$ x# O6 `
(2).大齿轮
8 F% C5 V3 v7 W: B3 g. M* w6 U" GSpr2=pr2-q2; I5 w2 C$ J8 x4 w( o5 m- T
E2=πmn/4-hfp2*tanαn+Spr2/cosαn-(1-sinαn)*ρfp2/cosαn=0.2252 mm
4 a8 E9 H3 `% B" W" cG2=ρfp2/mn-hfp2/mn=-0.8700
  G3 r' q2 x/ E( R2 h2 O7 k$ pβb=arccos{[1-(sinβcosαn)^2]^0.5}=8°41′11″
  R+ T* \0 N5 H, G- ZH2=2/ΖV2*(π/2-E2/mn)-π/3=-1.01382 K- m; I: y- k3 e  ?
θ2=(2G2/ΖV2)*tanθ2-H2,得θ2=56°25′17″# s! ]- Y+ P3 o! e4 i' |+ o
SFn2/mn=ΖV2*sin(π/3-θ2)+3^(1/3)*(G2/cosθ2-ρfp2/mn)=2.24753 J2 p) I: r6 v  Y* H+ r
ρF2/mn=ρfp2/mn+2*G2^2/[cosθ2*(ΖV2*cosθ2^2-2*G2)]=0.47339 J1 E$ s& ~8 y) h( l
εαV=εα/cosβb^2=1.80826 c) C! W, M, a7 t& w# r1 j  j* Q
dV2=mn*ΖV2=315.7105 mm4 D: p: o( o: g3 n; J
dbV2=dV2*cosαn=296.6708 mm
4 x: r( C! ^. U$ kdaV2=dV2+da2-d2=322.7105 mm  F% v4 U1 [( P: B( @
deV2=2*{[((daV2/2)^2-(dbV2/2)^2)^0.5-π*mn*cosαn*(εαV-1)]^2+(dbV2/2)^2}^0.5=316.5102 mm) a- b8 X  Y' }- ]2 |# Q9 f
αeV2=arccos(dbV2/deV2)=20°23′38″
% ?. p/ e  N9 g. nγe2=(π/2)/ΖV2+invαn-invαeV2=0°56′40″
8 L' o8 o3 C% R2 S+ HαFeV2=αeV2-γe2=19°26′59″4 X+ d  B; A- [# u. H: d
hFe2/mn=[(cosγe2-sinγe2*tanαFeV2)*deV2/mn-ΖV2*cos(π/3-θ2)-G2/cosθ2+ρfp2/mn]/2=0.9094
5 j- J* ?4 v6 S7 y& KУF2=6*(hFe2/mn)*cosαnFeV2/[(SFn2/mn)*cosαn]=1.0839
* M* y( S0 f. c* c/ @/ x7 O) _4.应力修正系数
" F! o! v  h* T/ H5 D" B7 H
1 p9 o, P! c* [$ F( j齿根危险截面处齿厚与弯曲力臂的比值
& b% q$ K6 ^7 yL1=SFn1/hFe11 y; h, k' R/ v
L2=SFn2/hFe26 x! |6 x7 R; }3 g* r
! |0 e: J) a! D  S; H
齿根圆角参数
1 J9 [. i0 d9 Iqs1=SFn1/(2*ρF1)
' K% |5 W' A9 V; _' |qs2=SFn2/(2*ρF2)
0 j, Y: `2 C( I$ _, rУS1=(1.2+0.13*L1)*qs1^[1/(1.21+2.3*L1)]=2.1862
. ^) t" l' P/ X- J3 m3 }УS2=(1.2+0.13*L2)*qs2^[1/(1.21+2.3*L2)]=2.2785
; M8 l1 F- v; t$ C5.重合度系数
$ @3 v6 O3 _& a9 IУε=0.25+0.75/εαV=0.6648
" @* l8 _/ D" W% N原文来自:http://bbs.21mould.net/viewthread.php?tid=4141
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