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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
/ Q4 y: c& p9 @3 [渐开线齿轮设计计算书 - I5 d5 j# n% M/ u0 o( I' z
已知条件:增速齿轮' I6 S$ p! t8 m) h; t6 o' S* b
齿轮传递功率 P=3300 kW" e9 ]( h$ l# |0 n6 s
高速轴转速 n1=11600 r/min" K6 h. \4 i: Y, f$ |4 w
传动比 i=1.67 J# J( R$ T% d7 w& e! m1 N
工作时间:50000小时
: Z& D  ]) a! v& L; l3 b! Y! D/ y5 S; A, |6 D
 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 6 t" p+ A6 X5 E- h
一、确定齿轮类型
7 d9 \0 C" Y4 W  D" B( b标准斜齿轮,齿轮配合为外啮合传动。
2 c& L! Z" ~: A5 l# c+ c+ B3 ~4 X0 y0 C/ L' L
二、选择材料
  R6 M8 Q$ A. d. a! [2 M# e0 n小齿轮:50SiMn,调质,HB=207~255% Q# O4 z- S: i% j+ ^0 d
大齿轮:42SiMn,调质,HB=196~255# X4 O" B+ S# E( A8 q
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。( V: H" a( _6 g7 D
齿面粗糙度Rz1=3.2 μm,Rz2=3.2 μm,
+ S  U$ ]* ^7 F. w& z/ K* {齿根表面粗糙度Rz1=10 μm,Rz2=10 μm。# J3 w. n) P0 z, y, W7 _
大、小齿轮设计修缘量Ca1=30 μm,Ca2=30 μm。' W% i+ e  P$ E( e1 a
油浴润滑,ν50=20 mm^2/s,胶合承载能力为FZG7级。
/ s) [! J% y/ u% p% [$ ^6 L
7 k" b0 K; k1 c3 ]( H三、初步确定主要参数
$ U0 U4 i- m0 v- S5 E+ R8 o1.按接触强度初步确定中心距a(根据表2.5-1)) X: n; {: N2 j4 g1 d7 }, y
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
. A! ^( m; J* z  l0 c/ `0 @4 \7 L载荷系数k:取k=2
7 v6 Q4 j/ X9 \3 o$ x( I7 g* _齿宽系数φa:根据表2.5-4,φa=0.5, t" p4 W/ y1 i, W/ ~
小齿轮的名义转矩:T1=9549*P/n1=2717 N·m6 s! K9 P' R- [( |
许用接触应力:σHlim=min{σHlim1,σHlim2}=1350 MPa
8 }* s2 q- t/ V9 ]. ^9 b* qσHP=0.9*σHlim=1215.00 MPa( k6 R. ~& `! M* }( I
计算:a=Aa*(u+1)*[(K*T1)/(Φa*u*бHP^2)]^(1/3)≥205.83 mm$ d4 R% z; O* ]/ A: m
圆整为a=250 mm。1 i+ [! o8 A3 w6 \- ]
2.初步确定模数、齿数、螺旋角/ G0 k/ }/ P1 X4 X) c* z
根据表2.1-1,取模数m=3.5 mm% }& q* ?) K& m
由表2.2-1的公式可导出
! x+ {9 Y' R( Q初选β=12°
0 G+ i3 F. O+ l( v7 Y/ S3 VΖ1=2acosβ/[m*(u+1)]=53.74* U3 y; P# U9 e1 t
取Ζ1=54,Ζ2=u*Ζ1=86.40,取Ζ2=87。
2 W  B, J$ n+ k* SΖ2经圆整后,齿数比发生了变化,实际齿数比为u=Ζ2/Ζ1=1.611。
. V! n8 h4 X. ]精算β=arccos[m*(Ζ2+Ζ1)/2a]=9°14′55″7 v. X1 q, v: P; c% H

( s1 e9 Q& d! _$ m6 K1 K% Y四、其他几何参数的计算(根据表2.2-1)
+ Y9 l# W5 k+ @: \* f9 X1.分度圆压力角/ h' `4 K3 r6 i4 Y  Q
αn=20°00′00″* `# E( y; `; q! Z$ B
2.齿顶高系数
- N5 C, F7 n) B6 c; Q" P" f4 Ghanˇ=1* z7 n3 z( [# [5 R  U! h: s- k) t
3.顶隙系数: M2 G' A: e+ O+ P& g2 r
cnˇ=0.25/ C& z/ D3 b, A2 Q  V3 d9 ?- N' ^0 E
4.齿宽
- K. a/ m- `+ A! Z3 [b1=140 mm,b2=140 mm
8 k5 `/ Z6 r% p' {3 _& P5.齿数比3 h# B5 z$ U+ }- T2 W; }
u=Ζ2/Ζ1=1.611
% r$ B1 A- c& \8 B' t/ `: V6.分度圆直径, P- G! Z- I& ?% M6 e% E5 I2 r
d1=mn*Ζ1/cosβ=191.489 mm
' c3 g0 \5 l. nd2=mn*Ζ2/cosβ=308.511 mm* m0 F3 z$ q: d( ?: C( V+ Q4 W
7.基圆直径" ?& k* z0 k( G5 g
αt=arctan(tanαn/cosβ)=20°14′32″
1 v& y6 o7 J$ e. tdb1=d1*cosαt=179.662 mm
* N# ]* e, j) U; F0 g9 Q* Qdb2=d2*cosαt=289.457 mm
5 ?+ j6 M: o+ T" H2 U8.齿顶高1 [. U7 P  h3 H7 t4 q$ B% S) y+ _
ha1=ha2=hanˇ*mn=3.500 mm# V* n; A; R% a7 D) a
9.齿根高
0 Y% Y. Z% f* H7 Uhf1=hf2=(hanˇ+cnˇ)*mn=4.375 mm
- e5 e: \& L, w4 c/ L7 G10.全齿高1 ^' A. H% m" S# F: @  B
h1=h2=ha1+hf1=ha2+hf2=7.875 mm8 N' r0 H4 d" W7 x; W% y3 c
11.齿顶圆直径, m' ]. y, b3 @! s
da1=d1+2*ha1=198.489 mm
  o! q* ?8 f/ c  tda2=d2+2*ha2=315.511 mm
; c% R6 d' W" s. t. U% Z12.齿根圆直径
9 p/ h7 |4 `# T; i/ ddf1=d1-2*hf1=182.739 mm
- j2 T% q5 e, qdf2=d2-2*hf2=299.761 mm+ f( i5 y1 o, N4 @. ]0 g# V8 o  S' F
13.齿顶压力角8 X0 J! t6 c7 Z$ X) h
αat1=arccos(db1/da1)=25°9′24″; \2 ]8 V. J; \2 g3 Q2 b
αat2=arccos(db2/da2)=23°26′52″0 L$ ^. c/ C# Y  _
14.端面重合度) S+ e8 ^  y1 ?$ E
α′t=αt
" V2 L* o1 C) q2 U1 C. _εα=[Ζ1(tanαat1-tanα′t)+Ζ2(tanαat2-tanα′t)]/2π=1.767
7 M5 u; ^; c% h0 Y; w/ K2 s/ E/ p8 o15.轴向重合度9 `5 Y6 d$ A9 c0 w
εβ=b*sinβ/(π*mn)=2.046(b=min{b1,b2})
" o! n& L% w* L16.总重合度
/ |3 Z7 p1 U5 P2 Oεγ=εα+εβ=3.813
" y# K4 C5 z; I8 L$ l/ u17.当量齿数$ `- b+ `- D* l$ @5 n4 n
Ζv1=Ζ1/(cosβb^2*cosβ)=55.9880 [7 n5 I9 Q% I0 K4 P( U7 Z2 @
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: s. W2 b: g! y9 @5 G* T- Y. P1 p. v7 {
1.公法线长度4 `7 z/ l) w1 N7 c5 l9 M: @! a
# {, t/ A3 w3 }" _
跨齿数:Ζ1′=Ζ1*invαt/invαn=56.06
: a. S9 k" Y* bΖ2′=Ζ2*invαt/invαn=90.31
! K% m8 y+ `( U! H+ Ck1=αn*Ζ1′/180°+0.5=6.73- k6 E3 o8 `! z; R
k2=αn*Ζ2′/180°+0.5=10.53- _& t9 M7 z& ?; s0 i# t5 ]
6 Z3 C8 Y# n0 D, g! X& h
取k1=7,k2=11
# C. [: U$ W: m0 VWk1=Wk1ˇ*mn=cosαn*[π(k1-0.5)+Ζ1′*invαn]*mn=69.9088 mm( d. z% x5 d  O$ J0 }
Wk2=Wk2ˇ*mn=cosαn*[π(k2-0.5)+Ζ2′*invαn]*mn=112.9178 mm
' ]1 _$ L0 D6 T4 r: d9 Y6 o7 G2.分度圆弦齿厚、弦齿高0 p' n1 L; {( n2 B3 p% p
' e8 E, [% D$ h" I) L. g
弦齿厚:s1¨=mn*Ζv1*sin(π/2Ζv1)=5.4971 mm
1 D8 T3 |2 {1 v/ F4 ps2¨=mn*Ζv2*sin(π/2Ζv2)=5.4975 mm
. z. Y  P& o6 U6 t# b; ]2 W. g7 L8 h  v  u& Y; Z
弦齿高:h1¨=ha1+0.5*mn*Ζv1*[1-cos(π/2Ζv1)]=3.5386 mm
" r! l6 }( Q- E! E( F; fh2¨=ha2+0.5*mn*Ζv2*[1-cos(π/2Ζv2)]=3.5239 mm7 S$ h# |) c, b# [/ ~* H1 q
3.固定弦齿厚、弦齿高
8 L+ K- X+ Z8 f' l$ {/ K4 _- j  Z: j) i0 l# n) N7 y% [) T0 `4 {
弦齿厚:sc1¨=0.5*π*mn*cosαn^2=4.8547 mm  S1 g! p: F0 E, X: y& w
sc2¨=0.5*π*mn*cosαn^2=4.8547 mm
# f/ q( a% Y1 e' \: \2 B2 s7 {7 K8 P. r
弦齿高:hc1¨=ha1-π*mn*sin(2αn)/8=2.6165 mm
' P$ O0 o* L( N" Qhc2¨=ha2-π*mn*sin(2αn)/8=2.6165 mm
% R! d' u+ B0 t& y1 ]4.量柱(球)直径、量柱(球)跨距
" X: x3 _! s. w2 ^% l! R
7 ~& E% x3 t- p" b. X3 D2 H量柱(球)直径:dp1=1.68*mn=5.8800 mm
3 G$ i( v! A: `- s( N' }# [& Jdp2=1.68*mn=5.8800 mm6 A8 e- T8 K5 W* ~

- v9 _* m( d+ l( ^: J3 h; \量柱(球)中心的渐开线端面压力角:) d# O7 V7 S$ l) M% n
invαMt1=invαt+dp1/(mn*Ζ1*cosαn)-π/2Ζ1,αMt1=21°48′1″4 a, Z( X% m7 n! \1 q; \* {
invαMt2=invαt+dp2/(mn*Ζ2*cosαn)-π/2Ζ2,αMt2=21°14′19″
, r0 v' F% s7 o. B
) l& \# m0 j: ^量柱(球)跨距:M1=d1*cosαt/cosαMt1+dp1=155.2486 mm
" x9 u$ J; s9 hM2=d2*cosαt*cos(π/2Ζ2)/cosαMt2+dp2=245.5618 mm
- n1 J; ^, ?7 ~+ t/ ]3 f2 \7 p2 M  p3 q- F" V  ]) M4 R
六、接触疲劳强度的校核
/ b  s/ O9 B; X$ l# C* y1.名义切向力
! `1 L: a; J3 y5 uFt=2000T1/d1=28373 N' `# x* ^/ f( F; j4 b( x
2.使用系数(根据表2.5-7)
! P: m7 k, }2 `! LΚA=1.25,因为增速传动乘以1.1,得ΚA=1.375
/ I0 |0 `; y  R3 @" ^8 p* |3.动载系数(根据表2.5-11)
! B( u4 l' h# P* D& _' q) B+ `( V& S, w/ U6 Q% G; C
计算单对齿刚度和啮合刚度(根据表2.5-32). T5 B9 m3 C! Q: p: W& n/ t3 E
0 k5 N( y' I" r# a
理论修正值:Cm=0.82 n; z6 e7 i9 O( }  u
6 }7 n# M( ?1 j0 A% m5 [: {2 g
轮坯结构系数:实心齿轮CR=11 [: w7 [: j" S* Q6 ^" p- j

" ?! E* X2 p0 t; G! o1 r: B基本齿廓系数:CB1=[1+0.5*(1.2-hfp1/mn)]*[1-0.02*(20°-αn)]=0.97
1 A5 z/ q! {0 r! w. s) L% S0 \' uCB2=[1+0.5*(1.2-hfp2/mn)]*[1-0.02*(20°-αn)]=0.97
9 u1 K0 @% ~5 ^CB=(CB1+CB2)/2=0.97/ J5 o6 e' h4 f2 l3 v  W0 L: W& m
5 z9 d. o3 T+ b0 ]
齿轮柔度的最小值:, F( a& {, |! V
q′=0.04723+0.15551/Ζv1+0.25791/Ζv2=0.05287 (mm?μm)/N
1 m  O1 _5 }6 C" B+ f" [4 F% s$ Z, p9 ^
单对齿刚度理论值:Cth′=1/q′=18.92 N/(mm?μm)
0 y  t; M: {" X( _* t* Jξ=2*E1*E2/(E1+E2)=1.00
+ ~  `0 t4 k) l- @3 Q
5 B( l1 t- i) L# v: Q单对齿刚度:c′=ξ*Cth′*Cm*CR*CB*cosβ=14.5623 N/(mm?μm)
; I& J2 J* K4 K, j. t
3 f, \  L6 b% ?5 Q/ a啮合刚度:cr=(0.75*εα+0.25)*c′=22.9392 N/(mm?μm)3 L% d/ D5 }, T6 U9 w  d. v
4 M6 ~7 a, }0 T
计算临界转速比(根据表2.5-12)# v) n' r  u. w6 }
; X; w- t/ A3 M( v9 n: P5 x
平均直径:dm1=(da1+df1)/2=190.614 mm
% X* o, L& q9 V' M/ fdm2=(da2+df2)/2=307.636 mm
! n9 |) H; S' g& p+ h$ Z5 W% t. N5 n5 \5 r
轮缘内腔直径比:q1=Di1/dm1=0.000
7 Z. E3 ^  n) N, l. Pq2=Di2/dm2=0.0005 i! e8 u& Q3 ~4 {2 |: O

4 L/ Y4 T- d# z) a. {' z转动惯量:I1=πρ1*b1*(1-q1^4)*dm1^4/32=1415277.860 kg?mm^2
4 [. f: a3 L$ t9 z* WI2=πρ2*b2*(1-q2^4)*dm2^4/32=9602209.037 kg?mm^29 Q! |' a0 a( I7 ^

4 M( e; u0 H/ U5 v, I  E; d当量质量:m1=I1/(b1*rb1^2)=1.253 kg/mm2 X% |: A, t, \, ~: }7 U
m2=I2/(b2*rb2^2)=3.274 kg/mm& O9 {9 p% m* q5 J

! A! f% U* T4 b$ n% V- `+ T诱导质量:mred=m1*m2/(m1+m2)=0.9061 kg/mm
9 s9 J# P; g2 E$ u$ j4 _# M5 q- q5 m
临界转速:nE1=30000/(πΖ1)*(cr/mred)^0.5=889.778 r/min" h( z" t0 J4 T& S. H

4 J( x0 E. Q5 f, L# H, R7 X, n1 d临界转速比:N=n1/nE1=13.037  h! L. R2 n4 y/ T, L

- N" s+ i0 f8 A4 S; R. g8 ^0 e计算齿廓跑合量(根据表2.5-30)
4 ~( E# ^/ [1 F2 g; }4 dya1=160/σHlim1*fpb1=0.759 μm# L4 a% W9 ?/ j8 i
ya2=160/σHlim2*fpb2=0.853 μm: f% P, J9 ^* c. _' m
ya=(ya1+ya2)/2=0.806 μm* h% d4 ^; o4 a5 r; B3 w8 w  D

& U0 _# U4 B; O计算系数Bp,Bf,Bk(根据表2.5-16)3 Y# }+ C. j& N" V6 s4 [3 c

  l! Y& w4 d9 w" F7 S0 f* T! ^; k; S有效基节偏差:fpbeff=fpb2-yp=fpb2-ya=6.394 μm
' x  g; F) s! p0 @# ?) k( V1 s6 R$ f0 |
有效齿形公差:ffeff=ff2-yf=ff2-ya=7.094 μm% H1 {. r& O+ Z6 L1 D& G- G- C
! G/ S/ ~+ H. G) M5 ?; T
设计修缘量:Ca=(Ca1+Ca2)/2=30.000 μm( i" z' }1 \5 F1 l% M) G" X
Bp=c′*fpbeff/(Ft*ΚA/b)=0.334, }: n* C- [$ Q2 e3 {7 ^
Bf=c′*ffeff/(Ft*ΚA/b)=0.371
$ q# z! U& }$ w' MBk=|1-c′*Ca/(Ft*ΚA/b)|=0.5685 \& A: h3 w- S- m

. n; \! w. r' N+ O/ F计算系数Cv(根据表2.5-15)
' Q' Z, f6 w# F% }" ~εγ>2,取Cv1=0.32  G  ]+ a  x- p6 ^9 T" U: n/ ?: H
Cv2=0.57/(εγ-0.3)=0.162
1 A  m$ k) z4 t) u: HCv3=0.096/(εγ-1.56)=0.0432 M  ]3 K; b7 D" w
Cv4=(0.57-0.05*εγ)/(εγ-1.44)=0.160. W3 `. D2 u. i
Cv5=0.47- ~- `  T: _3 `! n% V
Cv6=0.12/(εγ-1.74)=0.0584 L; C: T4 _- W" Z/ a0 u, ~
εγ>2.5,取Cv7=1.0
/ P+ Y8 e$ C! V3 U6 a. ^" c3 e6 ZN≥1.5,属于超临界区! E# c7 E: G  L- @1 ?  s8 {. }
Κv=Cv5*Bp+Cv6*Bf+Cv7=1.17854 O- B2 ?" _2 S, q
4.齿向载荷分布系数(根据表2.5-18)
0 n  K0 c5 ~/ [
; v! h# h: [* M8 f) j) v计算加工、安装误差产生的啮合齿向误差分量
0 T+ m% V6 L$ N( M* l
# s& K2 v4 G  x1 ~( S" C装配时进行检验调整,fma=0.5*Fβ1=6.000 μm4 S! O- x" x: ]  V" I2 W. ~8 e5 F4 a
! c. G" x  d0 c5 [# `0 N+ Z4 M
取小齿轮结构系数(根据表2.5-21)
; c2 v0 j3 X* E7 M) a; z
* Q% Q# T% {8 J刚性,Κ′=0.48
- B5 B8 o* P9 Z1 g6 M. r1 H; s* N/ Y6 ~9 v  n+ q! w
计算小齿轮结构尺寸系数(根据表2.5-22)
' h. k5 M( [$ D6 y, m# b3 x. A7 G. `+ p& a' {) d8 ]
通过该对齿轮的功率Κ=100%
! w3 q0 W, s8 w9 f) z- gB′=1+2*(100-Κ)/Κ=1.000$ q1 z% K' S4 i7 I
γ=[|B′+Κ′*l*s/d1^2*(d1/dsh)^4-0.3|+0.3]*(b/d1)^2=0.550 (μm?mm)/N5 @9 L% q  b; I( u4 d) h  Q
1 f, e4 g1 g- O- m) [  k1 L& Y
计算单位载荷作用下的啮合齿向误差(根据表2.5-20)
/ q$ x" z8 ~, w7 ?4 W5 y8 l* d9 T; t' j0 K
一般齿轮fsh0=0.023*γ=0.013 (μm?mm)/N
6 Q- D( V9 k# p' T7 I$ P4 N" D# J- A& P' ~! z: r% A+ E
综合变形产生的啮合齿向误差分量fsh=(Ft*ΚA*ΚV/b)*fsh0=4.157 μm4 ^2 `( d* m! s/ }. y9 V: u% \' G7 Q5 Z" w
" {3 I5 }1 L' Q) p: d- |" I
初始啮合齿向误差:9 _$ X" Y1 m- ^) j# D- A" ~3 Y6 i
( V1 F7 l% K3 M
受载时接触不良Fβx=1.33*fsh+fma=11.529 μm% n* C7 O% g" n+ H' w
# c8 n7 M0 ~: P- \; Q! Y  D+ v* W3 Q
计算齿向跑合系数(根据表2.5-23)
) N2 @; t' m8 G' Qxβ1=1-320/σHlim1=0.763 μm
' t* x3 {! V. i  z9 G: _$ ixβ2=1-320/σHlim2=0.763 μm: T& \4 `  a3 p8 T3 u4 w
xβ=(xβ1+xβ2)/2=0.763 μm1 a) Q7 S2 C, x0 B' I$ v

( ]1 Z5 t5 L6 }& ~* T跑合后啮合齿向误差Fβy=Fβx*xβ=8.796 μm
4 z" F+ s( R+ A" f, x( l3 YΚHβ=1+0.5*Fβy*cr/(Ft*ΚA*ΚV/b)=1.30724 }( ~$ n* F2 [" c' ?8 I
5.齿间载荷分配系数(根据表2.5-29)* n% y! L: U. t
ΚtH/b=Ft*ΚA*ΚV*ΚHβ/b=429.291 N
# m" [! a1 W" u( {; S5 b. eΚHα=0.9+0.4*[2*(εγ-1)/εγ]^0.5*cr*(fpb-ya)/(ΚtH/b)=1.0660
: }' \1 W- [+ d$ e8 |1 d) {/ _, G6.节点区域系数( h2 B/ p' ?( d/ T& I' w% C4 L8 H

: l0 U0 i  `0 \# T) ^8 L) ^+ O基圆螺旋角βb=arccos{[1-(sinβ*cosαn)^2]^0.5}=8°41′11″
. Q+ W; J8 s  }) m: aΖH=[2*cosβb*cosα′t/(cosαt^2*sinα′t)]^0.5=2.46411 K% @$ G! w' l8 E% ?2 {$ t
7.弹性系数+ [' C4 {7 P7 _( S' v
ΖE={1/π[(1-ν1^2)/E1+(1-ν^2)/E2]}^0.5=189.81 MPa^0.5* t# e( w# Q+ O
8.重合度系数(根据表2.5-35)
& r& }* D8 j& P+ FΖε=(1/εα)^0.5=0.7523
# J% f) y8 K/ M: b1 u5 b
* m( |- t' y4 c9 v+ [8 R$ B  V经验算:ΚHα≤εγ/(εα*Ζε^2)6 D! }1 J2 L) L0 V- K' w. U
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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7 ^+ c9 \: {# A% g: j1 n
Ζβ=(cosβ)^0.5=0.9935
, V2 Z1 k) Z, W8 y! l6 X5 J10.单对齿啮合系数(根据表2.5-33)% i& A! I" A' Y; a! v
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=1.00871 K6 R1 C+ Y* Q
ΖD=1
: V# m% A  _. w. r: R9 O7 U1 |11.寿命系数(根据表2.5-40); \5 [/ ]& L! t/ W& L# w' T8 k
NL1=n1*L=34800000000' P9 }0 x. [" h0 z
NL2=NL1/u=21600000000
2 U4 L" E( X! l: E: a0 J2 KΖNT1=(5*10^7/NL1)^0.0306=0.8185' {1 ]( b+ O/ m& |- b1 Z8 N
ΖNT2=(5*10^7/NL2)^0.0306=0.8305
/ g7 E8 V) G1 J3 g0 B5 b3 c8 `12.润滑剂系数(根据表2.5-36)
) W  y2 ?" N/ PσHlim1>1200 MPa,取σHlim1=1200 MPa,CZL1=σHlim1/4375+0.6357=0.910
  Y! y2 Z0 U. mΖL1=CZL1+4*(1.0-CZL1)/(1.2+80/ν50)^2=0.9233
2 b' {0 L0 v+ U0 E! b& w5 qσHlim2>1200 MPa,取σHlim2=1200 MPa,CZL2=σHlim2/4375+0.6357=0.910
/ W" c% @3 S- W# }* z/ fΖL2=CZL2+4*(1.0-CZL2)/(1.2+80/ν50)^2=0.9233' h& Z2 L$ ]3 v/ G
13.速度系数(根据表2.5-36)) z' f' [, C; Q1 {
σHlim1>1200 MPa,取σHlim1=1200 MPa,CZV1=0.85+(σHlim1-850)/350*0.08=0.930
  k7 e! D! B' z) k* mΖV1=CZV1+2*(1.0-CZV1)/(0.8+32/ν)^0.5=1.06509 p# m0 A! C( G! q/ y9 ?; a" B3 v8 ^
σHlim2>1200 MPa,取σHlim2=1200 MPa,CZV2=0.85+(σHlim2-850)/350*0.08=0.930
# ^% Q+ `! L( f5 h- E7 N: x% \ΖV2=CZV2+2*(1.0-CZV2)/(0.8+32/ν)^0.5=1.0650* B! J2 Z% L0 K. ?/ c
14.粗糙度系数(根据表2.5-37)$ X: @* U. d# Q; T2 V1 n4 ~
, s) j% m/ ]. Y( }8 @
节点处曲率半径:ρ1=0.5*db1*tanα′t=33.126 mm
% {) C3 h0 W$ E8 oρ2=0.5*db2*tanα′t=53.371 mm9 j# q: i. k! [* c
/ G( O* ?6 o% K
节点处诱导曲率半径:ρred=ρ1*ρ2/(ρ1+ρ2)=20.440 mm
" w; n2 o7 S' S1 v6 o! E2 ]" N+ p0 C# H3 C; v
相对平均表面粗糙度:Rz10=(Rz1+Rz2)/2*(10/ρred)^(1/3)=2.521
% V/ o) F: N7 i+ X7 M' S* S+ ^σHlim1>1200 MPa,取σHlim1=1200 MPa,CZR1=0.32-0.0002*σHlim1=0.080$ _+ z5 G$ R8 W; ~
ΖR1=(3/Rz10)^CZR1=1.01400 U8 b( E' }* o" S* ?: g0 L
σHlim2>1200 MPa,取σHlim2=1200 MPa,CZR2=0.32-0.0002*σHlim2=0.080
  R$ J: n; v8 a' ?, V* u0 _0 SΖR2=(3/Rz10)^CZR2=1.0140$ J+ t- e4 ]& ?0 `0 P
15.齿面工作硬化系数
1 P0 B1 m5 _  {% Z2 V2 yHB>470HBW,取HB=470
+ l: Q% b* J# rΖW1=ΖW2=1.2-(HB-130)/1700=11 z5 W: u4 B3 d0 N5 c
16.尺寸系数(根据表2.5-41)
1 {9 A: q+ k# E  D' g1 `ΖX1=1.00002 H* A( b9 c7 ?8 \% O1 C! ^
ΖX2=1.0000
2 a: Z. Z* c$ [7 f! V17.最小安全系数
; I, w! r) g3 Y0 w
: F. V( y$ Q" M; r根据表2.5-42,取SHmin=1.60,SFmin=2.00
5 D' i+ v: T. R/ c18.计算接触应力(表2.5-6)
+ \$ j$ X( x) P" G+ U! P. s' lбH0=ΖHΖEΖεΖβ[Ft/(d1*b)?(u+1)/u]^0.5=457.83 MPa
+ d0 P3 u3 H( g* U) h0 i& @бH1=ΖB*бH0*(ΚAΚvΚHβΚHα)^0.5=693.96 MPa, W4 `0 V4 Y" h1 g
бH2=ΖD*бH0*(ΚAΚvΚHβΚHα)^0.5=687.98 MPa( P0 p) o# |% o, k
19.许用接触应力(表2.5-6)+ P6 u% E/ X/ z8 U
бHP1=бHG1/SHmin=бHlim1*ΖNT1ΖL1ΖV1ΖR1ΖW1ΖX1/SHmin=688.59 MPa. T9 q# f* t% D0 Q- d
бHP2=бHG2/SHmin=бHlim2*ΖNT2ΖL2ΖV2ΖR2ΖW2ΖX2/SHmin=698.69 MPa
# \) ~+ @/ k3 S5 F0 M8 C  {: y/ g9 D+ s: N# N/ m  C
由以上计算可知:бH1>бHP1,小齿轮的接触强度不满足要求
: P* q: U, n3 vбH2≤бHP2,大齿轮的接触强度满足要求。, y9 I  E6 F! q8 J2 O' i; T3 n
20.接触强度计算安全系数(表2.5-6)2 v' _1 d4 m: c" e5 m1 v5 d
SH1=бHG1/бH1=1.599 p) H) K' r( l
SH2=бHG2/бH2=1.62! o8 L: W" ]: F! p

: x$ ?1 N+ H% d七、弯曲疲劳强度的校核
0 |5 H3 u7 M$ t, a: @1.齿向载荷分布系数
& C2 y. x2 t7 z6 H( qN=(b/h)^2/[1+(b/h)+(b/h)^2],b/h取大小齿轮中的小值。, M; Z; s6 H1 |
ΚFβ=ΚHβ^N=1.2877) p$ k& N+ B; X
2.齿间载荷分配系数(根据表2.5-44)
0 S3 \1 w/ v& N1 S) d! OΚFα=ΚHα=1.0660/ W0 T5 j2 L' P' W3 y- c
3.齿形系数(根据表2.5-45)  \. n& d8 \! u' P" g3 ~$ E
(1).小齿轮
6 g% m/ i5 k5 }0 ^Spr1=pr1-q1
# }/ i( o4 z, V; U7 g* x; c7 d, HE1=πmn/4-hfp1*tanαn+Spr1/cosαn-(1-sinαn)*ρfp1/cosαn=0.2252 mm* c" N1 ]* s4 f! O5 A8 o( D* K
G1=ρfp1/mn-hfp1/mn=-0.8700
# X5 Z3 y  e6 u3 p$ }2 T% Kβb=arccos{[1-(sinβcosαn)^2]^0.5}=8°41′11″( p5 z1 n: ~8 O/ L4 I4 f& W
H1=2/ΖV1*(π/2-E1/mn)-π/3=-0.9934
/ G9 F( s4 Z( r1 a9 l1 Eθ1=(2G1/ΖV1)*tanθ1-H1,得θ1=54°25′38″- W' I2 j4 {5 y; c. H
SFn1/mn=ΖV1*sin(π/3-θ1)+3^(1/3)*(G1/cosθ1-ρfp1/mn)=2.18864 ]( ^1 \7 ?9 R1 t
ρF1/mn=ρfp1/mn+2*G1^2/[cosθ1*(ΖV1*cosθ1^2-2*G1)]=0.5058
* k2 r+ D* k1 M; K3 c( cεαV=εα/cosβb^2=1.8082
- L7 H( r4 d3 t  @3 H8 ndV1=mn*ΖV1=195.9580 mm) ^: J) U- C( l4 s: k- H
dbV1=dV1*cosαn=184.1403 mm
2 F$ Y) D( f: {1 g1 }daV1=dV1+da1-d1=202.9580 mm( F0 h1 B+ \( j! D" v" n- m0 m6 [
deV1=2*{[((daV1/2)^2-(dbV1/2)^2)^0.5-π*mn*cosαn*(εαV-1)]^2+(dbV1/2)^2}^0.5=196.5194 mm
, `. R- N0 Y& LαeV1=arccos(dbV1/deV1)=20°26′42″/ ]7 [  o1 P# w9 ^& o
γe1=(π/2)/ΖV1+invαn-invαeV1=1°32′50″! G8 p8 a; y, ~0 J: v; o/ U
αFeV1=αeV1-γe1=18°53′52″0 o. p3 Q+ w6 z, _
hFe1/mn=[(cosγe1-sinγe1*tanαFeV1)*deV1/mn-ΖV1*cos(π/3-θ1)-G1/cosθ1+ρfp1/mn]/2=0.8806
* ]" v$ s/ G, F$ V, T2 z, ]УF1=6*(hFe1/mn)*cosαnFeV1/[(SFn1/mn)*cosαn]=1.1105
" D( ?7 w" y# w/ O(2).大齿轮' t6 r3 i" S. E! @) M7 \
Spr2=pr2-q2; |( }3 B# v; y: O7 a! L. t4 ]& v
E2=πmn/4-hfp2*tanαn+Spr2/cosαn-(1-sinαn)*ρfp2/cosαn=0.2252 mm
7 i2 X  O! N8 M' F& f: k/ Q' OG2=ρfp2/mn-hfp2/mn=-0.87009 R/ S9 T5 U2 i% s( w
βb=arccos{[1-(sinβcosαn)^2]^0.5}=8°41′11″
, a( H6 v( o3 JH2=2/ΖV2*(π/2-E2/mn)-π/3=-1.0138
6 c9 q( Y: B2 Q5 hθ2=(2G2/ΖV2)*tanθ2-H2,得θ2=56°25′17″6 x8 k8 E; c" o- n; j; j/ b
SFn2/mn=ΖV2*sin(π/3-θ2)+3^(1/3)*(G2/cosθ2-ρfp2/mn)=2.2475) ^0 y0 X$ M/ V' C& q5 O" ~
ρF2/mn=ρfp2/mn+2*G2^2/[cosθ2*(ΖV2*cosθ2^2-2*G2)]=0.47338 m8 k; W) w2 Y9 z
εαV=εα/cosβb^2=1.8082! Z8 W9 I. l; }9 _
dV2=mn*ΖV2=315.7105 mm6 q9 [. n: W$ [
dbV2=dV2*cosαn=296.6708 mm, V+ h# w1 M  J5 f- q% q
daV2=dV2+da2-d2=322.7105 mm# s/ g, i, E0 `# ?# `) K- q  u
deV2=2*{[((daV2/2)^2-(dbV2/2)^2)^0.5-π*mn*cosαn*(εαV-1)]^2+(dbV2/2)^2}^0.5=316.5102 mm
0 Q2 X7 X6 w& e1 P( c1 T2 gαeV2=arccos(dbV2/deV2)=20°23′38″
% Y# V% j8 u9 F: jγe2=(π/2)/ΖV2+invαn-invαeV2=0°56′40″
1 d+ L/ J. R: w+ C. s$ C" NαFeV2=αeV2-γe2=19°26′59″& ]1 R8 T' v) n( G/ `9 g( R
hFe2/mn=[(cosγe2-sinγe2*tanαFeV2)*deV2/mn-ΖV2*cos(π/3-θ2)-G2/cosθ2+ρfp2/mn]/2=0.9094
. t5 D4 M& u5 cУF2=6*(hFe2/mn)*cosαnFeV2/[(SFn2/mn)*cosαn]=1.0839( `; z$ G4 J! i* Q9 \7 p
4.应力修正系数+ Y, Z+ O8 L3 Z% g3 h

) A3 v$ n- q9 k$ m8 V齿根危险截面处齿厚与弯曲力臂的比值1 s  k4 v5 n. e# z
L1=SFn1/hFe1
4 C+ {) w, G5 E' D/ R% h8 KL2=SFn2/hFe29 M3 |4 L# \8 A. ~  Y0 n& C$ R4 @

, x8 N5 A- o% @) }  @- G齿根圆角参数8 U) P1 \$ W* }+ {
qs1=SFn1/(2*ρF1)
" U$ V& Y. u: e. C8 Lqs2=SFn2/(2*ρF2)' ~" [$ |+ J: @( A; u
УS1=(1.2+0.13*L1)*qs1^[1/(1.21+2.3*L1)]=2.1862
! d- H& [5 I6 Y1 Q$ n/ p0 WУS2=(1.2+0.13*L2)*qs2^[1/(1.21+2.3*L2)]=2.2785$ {. E! H" I( \0 ^0 E% ^5 `& Z
5.重合度系数# Z$ j2 q7 N/ F  Q$ N" ^
Уε=0.25+0.75/εαV=0.6648/ ]1 S$ x# }- J0 L3 B1 D% X. u
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