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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
5 a- t2 B) P2 L5 F' ^5 F) G渐开线齿轮设计计算书 1 e- D) B# w! H2 Y( s: W* Y# |
已知条件:增速齿轮; P* ]9 p8 T9 X+ e4 S
齿轮传递功率 P=3300 kW. ^2 B/ a: O9 h& g
高速轴转速 n1=11600 r/min
- }. {2 i3 {$ g0 C  t+ B1 ]( M7 B传动比 i=1.6
, D* d; L" A, `# I1 V8 N  {: \工作时间:50000小时
* ?0 M" _. v; W4 u: s' {$ F. Q& @' v. F# e2 v3 q
 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
: Y2 a( |% S5 A' Y' o7 o一、确定齿轮类型1 {1 I" [) A3 B8 a2 w/ _+ G: r
标准斜齿轮,齿轮配合为外啮合传动。
4 U% _( D$ u: F  |6 k1 k1 Q% ~. s9 R
二、选择材料
( r- W5 z6 k9 t( H' z: J小齿轮:50SiMn,调质,HB=207~255; Y, s8 G, b% m
大齿轮:42SiMn,调质,HB=196~255  v# E& J0 u/ F( G6 [. \/ \
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( \9 o  @( o2 j1 |  m齿面粗糙度Rz1=3.2 μm,Rz2=3.2 μm,
# L* F0 V4 l" f- g" k2 I齿根表面粗糙度Rz1=10 μm,Rz2=10 μm。
* t: Z, ?! Z- o# [6 n大、小齿轮设计修缘量Ca1=30 μm,Ca2=30 μm。
0 N4 X* q  i: Z; m油浴润滑,ν50=20 mm^2/s,胶合承载能力为FZG7级。' L$ I* d8 U+ G- h

2 A* ~9 W+ @5 a# Q; v三、初步确定主要参数
" Q$ J5 \+ l( ~0 I1.按接触强度初步确定中心距a(根据表2.5-1)7 z" L7 ~3 s6 D5 K4 l6 F
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
- M5 j, B1 {2 K  R% c( L% g载荷系数k:取k=21 o9 i- H' p3 r! |/ a, q. [
齿宽系数φa:根据表2.5-4,φa=0.5; u  t, V4 G8 \
小齿轮的名义转矩:T1=9549*P/n1=2717 N·m
5 o0 O4 R5 R( Q1 ]2 a许用接触应力:σHlim=min{σHlim1,σHlim2}=1350 MPa( F8 J: J; b0 ]
σHP=0.9*σHlim=1215.00 MPa
4 g1 R4 ]! p0 U! T; ~计算:a=Aa*(u+1)*[(K*T1)/(Φa*u*бHP^2)]^(1/3)≥205.83 mm
- L+ ^( X& c' ]6 z# X圆整为a=250 mm。4 S0 z2 t7 N; A2 ~
2.初步确定模数、齿数、螺旋角3 v7 ~7 v+ T1 }1 a% u# K
根据表2.1-1,取模数m=3.5 mm/ q; J2 i/ d" }
由表2.2-1的公式可导出
( q4 o' ~5 ?8 O, v初选β=12°
4 R) K' e: C$ i. D* UΖ1=2acosβ/[m*(u+1)]=53.74. r4 B/ j1 O% T0 Y
取Ζ1=54,Ζ2=u*Ζ1=86.40,取Ζ2=87。
2 ^+ q# X, Z/ @& B: |" d, y5 c) X6 rΖ2经圆整后,齿数比发生了变化,实际齿数比为u=Ζ2/Ζ1=1.611。  u# ^2 R6 t8 Y7 f) j$ n/ N- ~3 |7 l
精算β=arccos[m*(Ζ2+Ζ1)/2a]=9°14′55″8 {  U: u9 |; t8 Y
1 k. F7 o0 s9 h8 w
四、其他几何参数的计算(根据表2.2-1)
+ B* F/ y2 B0 J0 k. [) }; _3 C) z% _1.分度圆压力角# ~' e) F$ i) r
αn=20°00′00″; a6 e4 d! U. i
2.齿顶高系数
) t& N1 U* c2 P( S, ^; A! |hanˇ=11 K; V: U/ m  a" ?$ n: N3 I) m$ c
3.顶隙系数
9 L: U) e+ ?; w3 ]cnˇ=0.254 m& W9 u& r3 j- n  s, t
4.齿宽1 H* a6 ~5 A& d; P' C5 C/ C+ a
b1=140 mm,b2=140 mm, [# C5 c6 E1 L0 C6 Q: p6 ^# a4 k
5.齿数比
, L( {7 Y' d6 e  ?+ y6 O* z6 ru=Ζ2/Ζ1=1.611
. y. e- g7 J! u  ]9 \7 q8 S6.分度圆直径
  ?* X" i6 R0 u1 L1 hd1=mn*Ζ1/cosβ=191.489 mm
* {5 q8 J% b5 n3 Q9 V+ Zd2=mn*Ζ2/cosβ=308.511 mm6 k9 z' i) b) ^9 j
7.基圆直径+ ]  A! X5 t: v+ r/ K& U) f
αt=arctan(tanαn/cosβ)=20°14′32″! S$ J" C% Z8 w
db1=d1*cosαt=179.662 mm
" I  _. W: N+ Pdb2=d2*cosαt=289.457 mm
; [, r+ E6 L4 @0 j) k8.齿顶高; z8 c1 c6 H$ M$ K7 p! n9 W" A, n
ha1=ha2=hanˇ*mn=3.500 mm# H; C% B% _' D0 S, f, J
9.齿根高0 b0 x$ J; E/ \
hf1=hf2=(hanˇ+cnˇ)*mn=4.375 mm( X5 h) y5 y; u
10.全齿高8 h5 ]9 c# T, `; q# W
h1=h2=ha1+hf1=ha2+hf2=7.875 mm" y. S9 M7 J$ A
11.齿顶圆直径' X$ N8 A' ~5 u$ _+ B
da1=d1+2*ha1=198.489 mm1 I5 A5 I! p/ O+ n: {) N4 B
da2=d2+2*ha2=315.511 mm
0 Z' E5 x: L5 I12.齿根圆直径% m$ p# x7 Y1 i- V$ J
df1=d1-2*hf1=182.739 mm  N0 R( E4 y- ?6 G
df2=d2-2*hf2=299.761 mm6 d$ l2 }# r( R; D9 S
13.齿顶压力角
1 h1 \8 |1 |# M) g1 G% Vαat1=arccos(db1/da1)=25°9′24″" @: `. T0 ^2 n6 R* Z* W1 r
αat2=arccos(db2/da2)=23°26′52″
" B. M( Q  A5 Q14.端面重合度; d8 [: @- n) ?- N' A
α′t=αt' j) y9 N. I0 A8 Y
εα=[Ζ1(tanαat1-tanα′t)+Ζ2(tanαat2-tanα′t)]/2π=1.767$ }; ?0 b8 U4 d- t/ ^
15.轴向重合度
, B$ H" `6 t( V/ Eεβ=b*sinβ/(π*mn)=2.046(b=min{b1,b2})! _0 I- S( }4 H0 k% }: P
16.总重合度6 I% o' j0 q/ h9 a: c
εγ=εα+εβ=3.813
! B, h  h/ r3 D* u% _17.当量齿数
5 i; X& _4 X7 `/ s0 Y* G7 n' y3 e& lΖv1=Ζ1/(cosβb^2*cosβ)=55.988+ K' a( r3 B- D: x( D! _& d. n
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
% O2 S2 r% l7 ~8 y- A9 c$ M8 f1.公法线长度
  j. m! t! G! H# A4 D7 O- E. Z2 f4 ^' v! j. X( g4 |
跨齿数:Ζ1′=Ζ1*invαt/invαn=56.06
7 ~( ?8 Z; G5 s( S9 qΖ2′=Ζ2*invαt/invαn=90.31- d; [8 ~* D  P5 q
k1=αn*Ζ1′/180°+0.5=6.73- R2 ~: O8 ^; }5 U3 O' J
k2=αn*Ζ2′/180°+0.5=10.53* I8 b  p4 w' F+ \) I- ]/ A1 k
! e) }6 e- o% c# I# F! e
取k1=7,k2=11
1 D$ h1 T; ^5 i6 l8 w* ?: YWk1=Wk1ˇ*mn=cosαn*[π(k1-0.5)+Ζ1′*invαn]*mn=69.9088 mm
% H/ {- s! F3 H# D& sWk2=Wk2ˇ*mn=cosαn*[π(k2-0.5)+Ζ2′*invαn]*mn=112.9178 mm
" u! I6 |- d! ^/ O  k' o2.分度圆弦齿厚、弦齿高
( e6 T/ m- p5 \8 {8 ]) K
+ n+ w/ E5 U: t4 W2 N5 `弦齿厚:s1¨=mn*Ζv1*sin(π/2Ζv1)=5.4971 mm* ~, O8 K! T. v2 b: Y# l9 y- n2 D
s2¨=mn*Ζv2*sin(π/2Ζv2)=5.4975 mm& }' k. o  S; }# `# p
; E# C! y$ x* Q5 Q; k
弦齿高:h1¨=ha1+0.5*mn*Ζv1*[1-cos(π/2Ζv1)]=3.5386 mm$ s* q) j1 {) C3 a9 f7 Q% d
h2¨=ha2+0.5*mn*Ζv2*[1-cos(π/2Ζv2)]=3.5239 mm
" w2 K) g' e. [# U# E8 T3.固定弦齿厚、弦齿高
3 U  X/ J- k5 i6 L  ]: A8 g9 W9 w; ~4 z* @  i% Q
弦齿厚:sc1¨=0.5*π*mn*cosαn^2=4.8547 mm# x* l- D. I+ o/ F
sc2¨=0.5*π*mn*cosαn^2=4.8547 mm, u" p' \, X$ q% X

% e6 n6 j* D3 q+ U8 L# P弦齿高:hc1¨=ha1-π*mn*sin(2αn)/8=2.6165 mm9 O, b+ a% |& k$ V
hc2¨=ha2-π*mn*sin(2αn)/8=2.6165 mm
+ a& r8 f- y4 ?, T. Z4.量柱(球)直径、量柱(球)跨距
' P2 w/ _$ a# s, b/ \! U) z; G7 M2 ?1 N# [% r
量柱(球)直径:dp1=1.68*mn=5.8800 mm4 x. e6 x. g" A6 X+ \* ]  a
dp2=1.68*mn=5.8800 mm! V5 m( }) f' [' n

$ ?: M: m- ?6 |8 u量柱(球)中心的渐开线端面压力角:
) |2 }; H" t- i- k+ p3 h" v& NinvαMt1=invαt+dp1/(mn*Ζ1*cosαn)-π/2Ζ1,αMt1=21°48′1″
8 H) j+ J2 }: Q1 ~9 n, IinvαMt2=invαt+dp2/(mn*Ζ2*cosαn)-π/2Ζ2,αMt2=21°14′19″
7 s& U  k5 j" ~( d: u+ R- t# Y& g/ o9 [! R
量柱(球)跨距:M1=d1*cosαt/cosαMt1+dp1=155.2486 mm" H7 T; t2 k, r4 ?: v& [% X* K2 O' V$ p
M2=d2*cosαt*cos(π/2Ζ2)/cosαMt2+dp2=245.5618 mm' e- C9 H# \$ R8 b) Y6 L8 N

) ]3 B+ _. A0 p1 f, y六、接触疲劳强度的校核
/ B( H/ \( v3 X  X  }1.名义切向力
  u8 }1 ]( ?2 fFt=2000T1/d1=28373 N" h# H- n; {6 {: d$ A; T
2.使用系数(根据表2.5-7)
/ a; B$ P3 Y: o8 l3 |- [9 q; P  ^ΚA=1.25,因为增速传动乘以1.1,得ΚA=1.375
) ^) B" T& E- _( i0 F, V3.动载系数(根据表2.5-11)
) y! @0 s3 b( X" k9 [+ e8 Q9 J& d
$ n9 T. ^& q3 m' V) W计算单对齿刚度和啮合刚度(根据表2.5-32). i8 U5 a. V0 l  f" a5 D
; J: j" @1 i, r
理论修正值:Cm=0.8' _0 u7 e: p1 j' J  b

# x% B: y6 M) Z4 Z! J3 @/ d6 M) m轮坯结构系数:实心齿轮CR=12 D+ s1 B4 O) o; @4 K
* m& g" t1 h; ?) ^4 v6 \3 ?% k
基本齿廓系数:CB1=[1+0.5*(1.2-hfp1/mn)]*[1-0.02*(20°-αn)]=0.97
) I6 \  A; c  l8 S) W+ @CB2=[1+0.5*(1.2-hfp2/mn)]*[1-0.02*(20°-αn)]=0.972 f1 u" R( Z5 \& n3 N6 ]5 }
CB=(CB1+CB2)/2=0.97/ d" \7 [: v4 }- m6 v8 p
8 R( J4 B2 J- K
齿轮柔度的最小值:
. ]1 B( w/ c: R# m- G* Wq′=0.04723+0.15551/Ζv1+0.25791/Ζv2=0.05287 (mm?μm)/N  X8 \  `; e5 [: W' ^

0 V6 v- g2 l8 i+ s( P6 R) [) @( q单对齿刚度理论值:Cth′=1/q′=18.92 N/(mm?μm)1 z5 b5 R% g& R6 w# }& z% b/ Q
ξ=2*E1*E2/(E1+E2)=1.00: d+ B1 V7 S, b, w! C' K. ]6 v

0 v; Q  _. j6 d' y4 p单对齿刚度:c′=ξ*Cth′*Cm*CR*CB*cosβ=14.5623 N/(mm?μm)
" ?" \+ ~4 k! W& y7 Z8 v6 K- f
* E( m; O' q$ v' t& Z啮合刚度:cr=(0.75*εα+0.25)*c′=22.9392 N/(mm?μm)9 E+ d( H% Z# x0 W- `: \
$ ?! M' \8 y! c* A3 s. n( `$ G
计算临界转速比(根据表2.5-12)
4 q$ I/ K7 X5 ]- l- m) \0 q* l! T" D. a& a" U
平均直径:dm1=(da1+df1)/2=190.614 mm' w- o) y/ j# l; h/ |
dm2=(da2+df2)/2=307.636 mm
: N( n* H+ w+ \, }  s% M
* H( N2 @1 {7 E+ S) Q8 n, n轮缘内腔直径比:q1=Di1/dm1=0.000. r. g5 `+ n: ^
q2=Di2/dm2=0.000
& v4 b/ ~; q4 U' _2 u& z9 r1 b4 {8 }' ?5 \6 m2 J: {
转动惯量:I1=πρ1*b1*(1-q1^4)*dm1^4/32=1415277.860 kg?mm^20 U; Y8 v: z' a' D, X7 H# E# J  e7 Q8 c
I2=πρ2*b2*(1-q2^4)*dm2^4/32=9602209.037 kg?mm^2
4 f7 _' a# X8 l' k+ G% }; t: C0 t& x7 r5 G
当量质量:m1=I1/(b1*rb1^2)=1.253 kg/mm
9 l  z" p; ?% t1 |6 o+ H& E* [m2=I2/(b2*rb2^2)=3.274 kg/mm
. j4 n1 N- y9 h9 F, O: L7 S+ t0 P. Z2 A( z
诱导质量:mred=m1*m2/(m1+m2)=0.9061 kg/mm4 G; U: u2 X5 \# \( V: \- U

- x8 J- V5 |, C+ `2 w& r临界转速:nE1=30000/(πΖ1)*(cr/mred)^0.5=889.778 r/min
, Z7 J3 ^1 Q2 Y6 Z
2 H9 O* S) w( q- K临界转速比:N=n1/nE1=13.037( }  B- P; h- q2 t

' k8 X/ T( o% h6 D! C# J计算齿廓跑合量(根据表2.5-30). A$ w; c* h' s+ f. `
ya1=160/σHlim1*fpb1=0.759 μm
. F3 a3 \6 V* n$ e# t. M6 Y# Eya2=160/σHlim2*fpb2=0.853 μm
" a/ r6 e3 G# |. |. Pya=(ya1+ya2)/2=0.806 μm
$ D& d) g( j% W2 |" D! e: Z, q# j: B+ ?$ X
计算系数Bp,Bf,Bk(根据表2.5-16)  s# m, t' ^% j# h' g+ I. @" V! D! i
2 j& h% v2 X( \) B4 @5 }" f. ]. [; s
有效基节偏差:fpbeff=fpb2-yp=fpb2-ya=6.394 μm
  Z5 i0 c5 A4 y0 H2 J
1 R1 P1 C0 _3 }有效齿形公差:ffeff=ff2-yf=ff2-ya=7.094 μm
3 F  F% f1 Z# t, \0 q( U/ k3 ~$ W, q& B. [& {! T& F6 ]0 h* ?
设计修缘量:Ca=(Ca1+Ca2)/2=30.000 μm
/ z7 V0 a3 W0 x; W4 z. D3 {; lBp=c′*fpbeff/(Ft*ΚA/b)=0.3341 Z, z& C7 v8 Y& t
Bf=c′*ffeff/(Ft*ΚA/b)=0.371
: ^( p$ p0 h, V* kBk=|1-c′*Ca/(Ft*ΚA/b)|=0.568% w( H( B2 Z. i1 `  P' o

  `, {* r* Y- K计算系数Cv(根据表2.5-15)
4 |- f2 Z- w, Q* p0 z, Vεγ>2,取Cv1=0.32) G6 W# F' W8 o; Q) x, {9 h8 K0 b
Cv2=0.57/(εγ-0.3)=0.162$ f  J  o8 k% X5 H
Cv3=0.096/(εγ-1.56)=0.043
1 Q1 Y8 K2 u1 @2 B, u& U8 h' VCv4=(0.57-0.05*εγ)/(εγ-1.44)=0.160: ^- V; j+ D- B) K+ C
Cv5=0.470 G- y" C. z5 W( E8 {% k+ a
Cv6=0.12/(εγ-1.74)=0.058
1 z) @$ v( T3 d( Lεγ>2.5,取Cv7=1.0
) m- ~0 S: k9 N$ YN≥1.5,属于超临界区
  l# D2 H6 j$ D' B# pΚv=Cv5*Bp+Cv6*Bf+Cv7=1.1785
% E5 K& S% p  ]; {4.齿向载荷分布系数(根据表2.5-18)+ q8 P7 x  K1 a' ]

2 U1 o4 ]* v4 S. J: j# v* j; |计算加工、安装误差产生的啮合齿向误差分量0 ^* b) N, K7 [3 m+ ~6 u9 g1 q

4 a+ L& E4 ]0 q" i) e# F  D: S装配时进行检验调整,fma=0.5*Fβ1=6.000 μm6 ?4 y3 Q) U8 l  A8 b, d
" q8 ~& S" i$ S9 a  ^" k! b7 _
取小齿轮结构系数(根据表2.5-21)
3 ?6 h+ U* L9 z; @) c
  U- D& c: ^) S1 r刚性,Κ′=0.48
/ C7 @6 v# c) Q
* Q/ M. u* O7 _& h7 ~1 [计算小齿轮结构尺寸系数(根据表2.5-22)8 S. l* V# D# u2 w& x
9 h3 e5 V) N2 ^; T
通过该对齿轮的功率Κ=100%* @  C$ d5 }' m7 n- D
B′=1+2*(100-Κ)/Κ=1.000  q3 \2 ?5 l$ h7 _' ^7 {
γ=[|B′+Κ′*l*s/d1^2*(d1/dsh)^4-0.3|+0.3]*(b/d1)^2=0.550 (μm?mm)/N
8 M  R+ e% ]+ h4 P& P! S
6 C. S7 q. `3 A计算单位载荷作用下的啮合齿向误差(根据表2.5-20)
9 u/ U1 X; ]4 L1 I1 ~5 M
6 v, ]8 N) C; V: `0 `. V% K7 d7 ~一般齿轮fsh0=0.023*γ=0.013 (μm?mm)/N. r! l; l+ }; Q0 d

. q5 P. A% m- p# Q& F综合变形产生的啮合齿向误差分量fsh=(Ft*ΚA*ΚV/b)*fsh0=4.157 μm
$ W+ \, p3 D5 H" X
7 ?& M7 ^7 B2 p初始啮合齿向误差:% a! ]& l- g) u2 V6 A

3 u8 V4 Y9 o: w5 O+ I受载时接触不良Fβx=1.33*fsh+fma=11.529 μm
; W5 s* y4 o% |6 q7 n: }4 f1 L: L8 o  H* W
计算齿向跑合系数(根据表2.5-23)
! c0 D  U; U3 nxβ1=1-320/σHlim1=0.763 μm
/ k$ L( G7 j/ W8 B! {/ L( c3 Jxβ2=1-320/σHlim2=0.763 μm1 O. \7 f3 a- ]. f) ?" v$ }- b8 Z( v, b
xβ=(xβ1+xβ2)/2=0.763 μm
/ e# P' C: c/ q; F4 ~1 e
% m0 f+ f- L9 |7 R. K跑合后啮合齿向误差Fβy=Fβx*xβ=8.796 μm
  n. I3 h( Z: hΚHβ=1+0.5*Fβy*cr/(Ft*ΚA*ΚV/b)=1.3072
. F% m2 i# B& Q7 P: |5.齿间载荷分配系数(根据表2.5-29)5 G. {% S( P! l
ΚtH/b=Ft*ΚA*ΚV*ΚHβ/b=429.291 N; O) l! _6 s* s6 k
ΚHα=0.9+0.4*[2*(εγ-1)/εγ]^0.5*cr*(fpb-ya)/(ΚtH/b)=1.0660& Y5 ^4 m$ t4 E5 Z" c* k$ y& B
6.节点区域系数# U8 o& Z& _9 f& r8 t+ p

5 W1 ~" ^: v3 L" v+ U& C- r基圆螺旋角βb=arccos{[1-(sinβ*cosαn)^2]^0.5}=8°41′11″0 `: G/ \/ n1 v1 D# [
ΖH=[2*cosβb*cosα′t/(cosαt^2*sinα′t)]^0.5=2.4641
- e* d, v& x& T1 @7.弹性系数" r7 P; I% _- ^& n
ΖE={1/π[(1-ν1^2)/E1+(1-ν^2)/E2]}^0.5=189.81 MPa^0.5
5 a' |/ h. S9 q; P& U8.重合度系数(根据表2.5-35)
3 G; O/ i6 {8 ^- [Ζε=(1/εα)^0.5=0.75239 N# ]  T$ ]: s

3 P( \1 B4 e2 j" x5 }0 y- g* B& O经验算:ΚHα≤εγ/(εα*Ζε^2)
6 _1 x2 G' F9 Y1 v: Z; u+ b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' }) k& {0 R) s, c
Ζβ=(cosβ)^0.5=0.9935" P# l" a5 w, S3 X
10.单对齿啮合系数(根据表2.5-33)
/ T( X% R3 X+ S' XΖB=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# T% q  q( O9 }! O1 p
ΖD=1
6 I- Y# s& w# X11.寿命系数(根据表2.5-40)
5 T2 T$ `7 I6 j  eNL1=n1*L=348000000003 S: t, G  m- H1 f
NL2=NL1/u=21600000000# C; e4 m/ `. H0 d
ΖNT1=(5*10^7/NL1)^0.0306=0.8185! z' Q- ^) i7 O4 A4 ~
ΖNT2=(5*10^7/NL2)^0.0306=0.8305, W% ~* Q5 V$ w
12.润滑剂系数(根据表2.5-36)
- {4 x7 @$ d! `$ T6 H/ p5 k$ @σHlim1>1200 MPa,取σHlim1=1200 MPa,CZL1=σHlim1/4375+0.6357=0.910- I5 C8 n, @% q7 K! [- `
ΖL1=CZL1+4*(1.0-CZL1)/(1.2+80/ν50)^2=0.9233
  t. S0 s( w% N4 }- sσHlim2>1200 MPa,取σHlim2=1200 MPa,CZL2=σHlim2/4375+0.6357=0.9108 A& H' R: y0 N% d. {, [
ΖL2=CZL2+4*(1.0-CZL2)/(1.2+80/ν50)^2=0.9233
; t* Q* x1 [# b13.速度系数(根据表2.5-36)
8 m7 M) y' E) ]σHlim1>1200 MPa,取σHlim1=1200 MPa,CZV1=0.85+(σHlim1-850)/350*0.08=0.9308 i7 P) O. e) P
ΖV1=CZV1+2*(1.0-CZV1)/(0.8+32/ν)^0.5=1.0650
' K. u8 c1 z! q  d4 [) c" ZσHlim2>1200 MPa,取σHlim2=1200 MPa,CZV2=0.85+(σHlim2-850)/350*0.08=0.930- I# h1 {: g1 F! _* h! m# e
ΖV2=CZV2+2*(1.0-CZV2)/(0.8+32/ν)^0.5=1.0650
2 r! G8 |6 c8 j" G1 u14.粗糙度系数(根据表2.5-37)
: F) `8 ~1 f5 s& h5 m3 [# H" y% ~0 u: c4 M1 F
节点处曲率半径:ρ1=0.5*db1*tanα′t=33.126 mm
0 d- _. w  Y! k9 W% [  [6 ?ρ2=0.5*db2*tanα′t=53.371 mm% ~: R" E7 i) i: C& G' e2 V6 q
( A1 v9 O% H# Q* i/ s/ y
节点处诱导曲率半径:ρred=ρ1*ρ2/(ρ1+ρ2)=20.440 mm% f2 h0 x% _" H; w+ l# Y

( L) i; j0 `3 }1 C# T相对平均表面粗糙度:Rz10=(Rz1+Rz2)/2*(10/ρred)^(1/3)=2.521: ]( Z# Y. J5 [
σHlim1>1200 MPa,取σHlim1=1200 MPa,CZR1=0.32-0.0002*σHlim1=0.080) N- l; L4 e# N
ΖR1=(3/Rz10)^CZR1=1.01407 i6 S* P0 N2 S0 m# u) w8 w
σHlim2>1200 MPa,取σHlim2=1200 MPa,CZR2=0.32-0.0002*σHlim2=0.080
& d; T* h9 N! f# |ΖR2=(3/Rz10)^CZR2=1.01402 h3 G6 L4 j. Q+ t$ T6 B; }, S9 ^
15.齿面工作硬化系数( d" f8 T. \$ V" E) L/ B
HB>470HBW,取HB=4703 s- E' M! g3 I5 r1 m% t, g# B% R
ΖW1=ΖW2=1.2-(HB-130)/1700=1
! F6 R; K( i. e; [9 Y16.尺寸系数(根据表2.5-41)( B" n6 {2 o  V) G( Y
ΖX1=1.0000" u/ e* D) h; y$ t7 z) U. ?& _2 ~5 z
ΖX2=1.0000) Y- R7 p: P, w/ B1 Z" h3 j  G
17.最小安全系数% h, ~/ m; o+ Z8 {, T

4 [5 \$ b" n4 h" O根据表2.5-42,取SHmin=1.60,SFmin=2.00/ k: j2 H9 r8 g; H5 ~
18.计算接触应力(表2.5-6)
* ~4 [  |; z, N8 @: B; x5 b: UбH0=ΖHΖEΖεΖβ[Ft/(d1*b)?(u+1)/u]^0.5=457.83 MPa4 y. v% d- j+ t
бH1=ΖB*бH0*(ΚAΚvΚHβΚHα)^0.5=693.96 MPa
9 ?, i% ?4 r. n: W& x. X- yбH2=ΖD*бH0*(ΚAΚvΚHβΚHα)^0.5=687.98 MPa! B/ K* m1 _. L6 |+ T( N" s, T
19.许用接触应力(表2.5-6)# ?6 i4 o! _0 {" ]5 i4 a
бHP1=бHG1/SHmin=бHlim1*ΖNT1ΖL1ΖV1ΖR1ΖW1ΖX1/SHmin=688.59 MPa! e' K- w8 H7 D" _- \
бHP2=бHG2/SHmin=бHlim2*ΖNT2ΖL2ΖV2ΖR2ΖW2ΖX2/SHmin=698.69 MPa
2 b- s& ~3 O5 z9 {. W7 G% i% e5 j3 w0 z
由以上计算可知:бH1>бHP1,小齿轮的接触强度不满足要求2 V0 W2 i" P) @$ P+ S3 {' E. c4 u
бH2≤бHP2,大齿轮的接触强度满足要求。
3 t  N  _# Z' O& Q4 U7 H* V$ A20.接触强度计算安全系数(表2.5-6)
, H5 C9 C9 F/ t* e- j% FSH1=бHG1/бH1=1.59! ~6 o+ M2 q8 a' R& T
SH2=бHG2/бH2=1.62
, d* t+ j7 e( ~; ?2 Y7 v, U" ]+ n! {1 {( r& t1 Z% K2 ^: e, c
七、弯曲疲劳强度的校核2 t: o5 h$ x8 p* f
1.齿向载荷分布系数
& H2 p% C; k! A! qN=(b/h)^2/[1+(b/h)+(b/h)^2],b/h取大小齿轮中的小值。! T) ?* Y" |" [
ΚFβ=ΚHβ^N=1.2877
6 b7 V; I$ y& j2.齿间载荷分配系数(根据表2.5-44)' C0 g+ E+ H1 `" C8 ]
ΚFα=ΚHα=1.0660
4 W4 z( W2 \* g; q' L) b3.齿形系数(根据表2.5-45)' T  n/ D/ Y, R0 k. w$ ]; R& [; j& u
(1).小齿轮
5 b2 S6 I% ?7 s$ t+ w7 U6 E  K! uSpr1=pr1-q18 i: L7 O8 B2 N
E1=πmn/4-hfp1*tanαn+Spr1/cosαn-(1-sinαn)*ρfp1/cosαn=0.2252 mm
( I4 l- c, N( T! z3 ~! R+ K! FG1=ρfp1/mn-hfp1/mn=-0.8700
% ]7 B' U9 ]3 R3 c4 I8 i. Wβb=arccos{[1-(sinβcosαn)^2]^0.5}=8°41′11″
' J* r7 ^2 Q- V% f7 v! Y- V% {H1=2/ΖV1*(π/2-E1/mn)-π/3=-0.9934: P$ U0 \  R( q" i( _/ u
θ1=(2G1/ΖV1)*tanθ1-H1,得θ1=54°25′38″! E' H! D  h0 {8 d. C( H
SFn1/mn=ΖV1*sin(π/3-θ1)+3^(1/3)*(G1/cosθ1-ρfp1/mn)=2.1886$ S2 U! k4 A) }# H+ o
ρF1/mn=ρfp1/mn+2*G1^2/[cosθ1*(ΖV1*cosθ1^2-2*G1)]=0.5058" \7 P0 P4 g7 ~2 B# q
εαV=εα/cosβb^2=1.8082
6 ^; S+ B) F* ]8 ]dV1=mn*ΖV1=195.9580 mm6 g0 W) ~. L) n# H3 L
dbV1=dV1*cosαn=184.1403 mm; j+ K7 H. U8 I# ~/ s. P
daV1=dV1+da1-d1=202.9580 mm
) k# N% L4 U  g2 p; sdeV1=2*{[((daV1/2)^2-(dbV1/2)^2)^0.5-π*mn*cosαn*(εαV-1)]^2+(dbV1/2)^2}^0.5=196.5194 mm
% u$ S% z+ g8 |5 J1 VαeV1=arccos(dbV1/deV1)=20°26′42″
" `3 i2 G7 r( O' Jγe1=(π/2)/ΖV1+invαn-invαeV1=1°32′50″. v. j8 j% n6 U; E: I7 H. ^
αFeV1=αeV1-γe1=18°53′52″0 _' R, i, [# h! o& V
hFe1/mn=[(cosγe1-sinγe1*tanαFeV1)*deV1/mn-ΖV1*cos(π/3-θ1)-G1/cosθ1+ρfp1/mn]/2=0.8806
7 X8 a% K* A. O' T# y/ LУF1=6*(hFe1/mn)*cosαnFeV1/[(SFn1/mn)*cosαn]=1.11055 P% Z; _# Q  H- v$ {/ H* M
(2).大齿轮4 N( v0 X! A0 n- e
Spr2=pr2-q2- K  o5 a! A7 k3 O
E2=πmn/4-hfp2*tanαn+Spr2/cosαn-(1-sinαn)*ρfp2/cosαn=0.2252 mm9 K4 k4 `+ X' l4 ]5 d: v- Z. W
G2=ρfp2/mn-hfp2/mn=-0.8700
5 j  q, _7 A2 D8 nβb=arccos{[1-(sinβcosαn)^2]^0.5}=8°41′11″
' V4 V5 w4 q% ]& \H2=2/ΖV2*(π/2-E2/mn)-π/3=-1.0138
, u+ K. D8 F) b: o3 wθ2=(2G2/ΖV2)*tanθ2-H2,得θ2=56°25′17″
# P! C4 d' X- `, \6 T1 D% L. Y; cSFn2/mn=ΖV2*sin(π/3-θ2)+3^(1/3)*(G2/cosθ2-ρfp2/mn)=2.2475
# E: v+ l1 R8 ?- bρF2/mn=ρfp2/mn+2*G2^2/[cosθ2*(ΖV2*cosθ2^2-2*G2)]=0.47336 q& l; o. V% C$ S
εαV=εα/cosβb^2=1.8082
8 v3 l! B- `+ L" xdV2=mn*ΖV2=315.7105 mm% s% v- I2 }: m7 N2 O  y7 D
dbV2=dV2*cosαn=296.6708 mm( _0 j$ n2 F$ [; A1 y
daV2=dV2+da2-d2=322.7105 mm
- M9 F7 Z, r) Z6 t& JdeV2=2*{[((daV2/2)^2-(dbV2/2)^2)^0.5-π*mn*cosαn*(εαV-1)]^2+(dbV2/2)^2}^0.5=316.5102 mm8 d$ @6 M: M4 p- R6 h4 G
αeV2=arccos(dbV2/deV2)=20°23′38″5 f6 j6 I) r; h& D, p- @
γe2=(π/2)/ΖV2+invαn-invαeV2=0°56′40″
% x' W7 v* E  t, }' V' Z) ]αFeV2=αeV2-γe2=19°26′59″1 C, d- z; ^& t# t* h; F7 @
hFe2/mn=[(cosγe2-sinγe2*tanαFeV2)*deV2/mn-ΖV2*cos(π/3-θ2)-G2/cosθ2+ρfp2/mn]/2=0.9094. c. `4 h# f2 F$ X5 a, [
УF2=6*(hFe2/mn)*cosαnFeV2/[(SFn2/mn)*cosαn]=1.0839
/ a0 U- {% ~6 l# o8 a7 }4.应力修正系数
3 q; Q+ @5 Q' T+ g3 X% U/ b* f5 l: X0 E# J; D
齿根危险截面处齿厚与弯曲力臂的比值
. \" C3 Q' l) x1 N. h) ?# w! t9 d) gL1=SFn1/hFe1) A6 x- a; S, Y6 Z$ l
L2=SFn2/hFe2) `5 \' w! u- b( M% Y0 }7 \

& m* e1 }, W0 y  U. N  q$ l齿根圆角参数! q9 \# ]8 ^8 i. a1 V. I9 [- D
qs1=SFn1/(2*ρF1)
- W4 ]. X% K8 cqs2=SFn2/(2*ρF2)9 S  a. p4 H( z5 f) |) R( N4 `
УS1=(1.2+0.13*L1)*qs1^[1/(1.21+2.3*L1)]=2.1862
; j! X' ]" j" ~+ P. L) A, m/ pУS2=(1.2+0.13*L2)*qs2^[1/(1.21+2.3*L2)]=2.2785/ P4 @6 ]5 ], W7 s0 D
5.重合度系数
1 C  l8 E2 ?! W* v6 VУε=0.25+0.75/εαV=0.6648/ C( C  T  D, T. E( b* S4 t
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