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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 ; N) u8 n; ~# K# D$ Z( ^! t& l
渐开线齿轮设计计算书
; A7 x$ E4 |% q  i6 i已知条件:增速齿轮6 n: y3 A* t6 e8 T/ a6 T: b4 z9 K
齿轮传递功率 P=3300 kW
$ r% P* ]% p2 i! ?0 N高速轴转速 n1=11600 r/min
3 y# g# u4 H8 ?; ~3 b, a传动比 i=1.6
2 N  u. {3 a$ ]& Q工作时间:50000小时( Q4 k% Z. B: M; M
1 x- Q# Z7 Z. t+ O8 x; e
 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
1 G; i4 E9 {3 Q! M一、确定齿轮类型3 Y) Q1 \1 @& m. J4 s
标准斜齿轮,齿轮配合为外啮合传动。6 {- l5 f* z# o% x4 n
. B3 U0 f7 Q2 `) G' F
二、选择材料: V( @1 ~1 J2 ]  S! t
小齿轮:50SiMn,调质,HB=207~255
; J; N7 l+ b- x" l2 w大齿轮:42SiMn,调质,HB=196~255
% K0 q1 f: R2 D6 F' m* B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。8 N' \+ i" l' E  V& y4 N5 V( Y+ v
齿面粗糙度Rz1=3.2 μm,Rz2=3.2 μm,  ~: X. ?+ `; }; C4 g
齿根表面粗糙度Rz1=10 μm,Rz2=10 μm。7 j7 J& M: K( F; [' q% R( l9 q
大、小齿轮设计修缘量Ca1=30 μm,Ca2=30 μm。
$ [1 U' s% ~+ I# D油浴润滑,ν50=20 mm^2/s,胶合承载能力为FZG7级。' Q9 s. T' S  ?+ m* U

/ e+ G; g# J# w3 }5 @! k6 L三、初步确定主要参数
+ U0 i( Q- E2 a# i* B1.按接触强度初步确定中心距a(根据表2.5-1); u& X: g. T% n. A7 x
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
. Y% ?8 G% l5 @* H载荷系数k:取k=2
- a5 a, J& u5 c+ r6 d+ Q齿宽系数φa:根据表2.5-4,φa=0.5
+ m' ?7 n+ ^& y; r3 F小齿轮的名义转矩:T1=9549*P/n1=2717 N·m
& L* u+ l: t$ b许用接触应力:σHlim=min{σHlim1,σHlim2}=1350 MPa$ t4 v8 m: h; O9 W/ e. x% i. H: L
σHP=0.9*σHlim=1215.00 MPa
8 g+ w5 b3 e8 D计算:a=Aa*(u+1)*[(K*T1)/(Φa*u*бHP^2)]^(1/3)≥205.83 mm! h9 S# l5 s! e# T# q' [
圆整为a=250 mm。
: I+ ?% y! A* U; h* I! U2.初步确定模数、齿数、螺旋角& n2 @8 J+ B# q6 W5 o2 G7 y2 p
根据表2.1-1,取模数m=3.5 mm
% G0 |: c  W! ^* M9 W由表2.2-1的公式可导出  R( t6 K2 N  w; q! l% j
初选β=12°
# ~9 [$ g& K7 {3 b. J- w1 PΖ1=2acosβ/[m*(u+1)]=53.74
, B, t, L1 @/ w$ b4 R5 ^取Ζ1=54,Ζ2=u*Ζ1=86.40,取Ζ2=87。: E; a* q, p' a' `+ H) D. e
Ζ2经圆整后,齿数比发生了变化,实际齿数比为u=Ζ2/Ζ1=1.611。  Z+ y5 e# b/ Y* K1 p9 h4 x. W
精算β=arccos[m*(Ζ2+Ζ1)/2a]=9°14′55″1 K# h" C) t/ X" f$ K5 a

) n* d0 a; `0 |四、其他几何参数的计算(根据表2.2-1)/ ^. P! ?( n" h- a% ^) r
1.分度圆压力角
6 p- N. P5 m/ Z$ A- {; Oαn=20°00′00″
* N! n3 j% Z8 s1 f2.齿顶高系数0 z- D5 n3 q; |  S! r0 @
hanˇ=1; F- X7 Z( a) w+ w5 M
3.顶隙系数
5 U* n, D& _' }. W; G, B& pcnˇ=0.25
: s7 d' O0 s+ w4.齿宽
" i, s' O" x0 X, k1 J4 \1 m1 p+ jb1=140 mm,b2=140 mm
1 a3 {" E0 I1 D5.齿数比( L! {; c5 P; l" a
u=Ζ2/Ζ1=1.611
5 k5 U4 E5 r5 x1 `3 N, A6.分度圆直径& f, p2 b$ r+ ~5 h$ @7 @$ b0 q
d1=mn*Ζ1/cosβ=191.489 mm
! @4 f2 o! ~; m2 E' P( \: qd2=mn*Ζ2/cosβ=308.511 mm8 Q3 R0 Y8 K, r6 w! [3 z3 d/ s
7.基圆直径
9 T. j7 o. i0 h3 ]1 ?αt=arctan(tanαn/cosβ)=20°14′32″
6 O( o+ g+ B+ ~6 Z0 bdb1=d1*cosαt=179.662 mm" j" B8 ^' L1 M/ |
db2=d2*cosαt=289.457 mm2 a& G% M7 n0 d" _2 T
8.齿顶高
7 \$ A" p" a# K' Xha1=ha2=hanˇ*mn=3.500 mm4 {% `$ A7 u% r! D" U/ n7 p3 U1 k' E
9.齿根高: f9 q7 k- D' _% g' c
hf1=hf2=(hanˇ+cnˇ)*mn=4.375 mm; a, p, g2 x4 H! U8 ?$ O
10.全齿高
+ S' S" f* E: Z- a6 A1 v6 |h1=h2=ha1+hf1=ha2+hf2=7.875 mm5 W, A+ T! x% |$ t1 [0 {
11.齿顶圆直径
5 A+ t5 z$ E4 l* M% _da1=d1+2*ha1=198.489 mm
3 i$ q# O3 ^$ B( ^* Gda2=d2+2*ha2=315.511 mm( c" L6 o0 s+ C: J" \7 ?/ x0 C
12.齿根圆直径
$ v! h: v: X3 w7 U8 T; vdf1=d1-2*hf1=182.739 mm$ g2 U; ^- U# a' Q' L- t8 Z, Q
df2=d2-2*hf2=299.761 mm* k/ i7 ?( R, n. L# V1 r
13.齿顶压力角
; l; [  L. n, a5 Bαat1=arccos(db1/da1)=25°9′24″$ O) L! @! V1 }: N7 v% U
αat2=arccos(db2/da2)=23°26′52″( }2 f7 ?' ~3 t9 f$ P# S
14.端面重合度5 U6 Q/ R6 ^' ^/ E3 M6 T
α′t=αt
! [3 E1 S+ D  ^: _$ yεα=[Ζ1(tanαat1-tanα′t)+Ζ2(tanαat2-tanα′t)]/2π=1.7678 J% n: n  ?2 s3 h( {. P
15.轴向重合度; `9 s7 u0 Q9 y% [$ h
εβ=b*sinβ/(π*mn)=2.046(b=min{b1,b2})6 Z4 `' b% s' l% `
16.总重合度9 O. w( t5 E& A- i& p; p
εγ=εα+εβ=3.813
! p0 p( h; [+ C2 l3 w17.当量齿数
0 S$ }0 G* c4 @% L/ hΖv1=Ζ1/(cosβb^2*cosβ)=55.988
7 F; n: k' E, [+ NΖv2=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$ {& G8 Z7 g& R; B
1.公法线长度- k2 A2 s5 p7 Y7 a4 p9 R: a0 J

4 Z& t1 e5 i: F1 f# F0 O; B/ K& e% C跨齿数:Ζ1′=Ζ1*invαt/invαn=56.06# u/ i% Y0 @; m5 P4 ?1 u6 ~
Ζ2′=Ζ2*invαt/invαn=90.31' l- y$ _/ m) K$ _: c- _
k1=αn*Ζ1′/180°+0.5=6.733 O. P9 |7 h- q/ Q
k2=αn*Ζ2′/180°+0.5=10.53
2 A6 w& G. c% `! I" n& ?
8 s. o" @4 ?  W3 \取k1=7,k2=115 K8 |0 @  @4 L- v/ r3 N- d
Wk1=Wk1ˇ*mn=cosαn*[π(k1-0.5)+Ζ1′*invαn]*mn=69.9088 mm7 d2 x8 Z$ d+ l0 j4 C
Wk2=Wk2ˇ*mn=cosαn*[π(k2-0.5)+Ζ2′*invαn]*mn=112.9178 mm  ~5 v4 m6 L! n+ v% v
2.分度圆弦齿厚、弦齿高, b3 }2 P5 U" y: Y& H
, }- ?1 Q% e3 ?; [. E0 o
弦齿厚:s1¨=mn*Ζv1*sin(π/2Ζv1)=5.4971 mm
" r' S% A( m4 Ns2¨=mn*Ζv2*sin(π/2Ζv2)=5.4975 mm) o+ a9 ^; o' E" J

3 b1 Q  X4 b, V4 j. S: {5 `弦齿高:h1¨=ha1+0.5*mn*Ζv1*[1-cos(π/2Ζv1)]=3.5386 mm( x. x  W% q4 p9 ?7 p
h2¨=ha2+0.5*mn*Ζv2*[1-cos(π/2Ζv2)]=3.5239 mm# ?+ X$ M/ |9 F$ ]8 I& J
3.固定弦齿厚、弦齿高5 g+ U. I/ E& L7 O( R
# q, ?, P/ |$ k# Z. d$ C9 x
弦齿厚:sc1¨=0.5*π*mn*cosαn^2=4.8547 mm
. w. {" i9 ?" h3 Y; T7 Z! Ksc2¨=0.5*π*mn*cosαn^2=4.8547 mm
% r. C9 `: i: f/ M, b- Z5 q- ~: q6 e$ d* j0 A
弦齿高:hc1¨=ha1-π*mn*sin(2αn)/8=2.6165 mm$ V; a% v  D( \8 O/ \% o8 s
hc2¨=ha2-π*mn*sin(2αn)/8=2.6165 mm
. u6 E/ g+ d  \. \$ ~/ {: a4.量柱(球)直径、量柱(球)跨距' h/ [) X7 w1 f& x, C+ F; Z) l& d' O

1 u2 B1 t3 F- l2 ~# ^量柱(球)直径:dp1=1.68*mn=5.8800 mm+ L$ b! ?0 {" g  }7 [: f/ u
dp2=1.68*mn=5.8800 mm# G6 K8 s" Z" q0 V3 i
- _, X0 U  ~2 y" `8 N# O' f9 X
量柱(球)中心的渐开线端面压力角:
7 i2 m8 J$ A8 |invαMt1=invαt+dp1/(mn*Ζ1*cosαn)-π/2Ζ1,αMt1=21°48′1″$ S: K: J0 q9 @" i
invαMt2=invαt+dp2/(mn*Ζ2*cosαn)-π/2Ζ2,αMt2=21°14′19″+ Q% j; I" }8 L" K) ^$ @

+ z# k1 H7 f& u量柱(球)跨距:M1=d1*cosαt/cosαMt1+dp1=155.2486 mm4 [( w7 y. x* P% `1 {$ }8 Y
M2=d2*cosαt*cos(π/2Ζ2)/cosαMt2+dp2=245.5618 mm5 _3 m& Q1 s6 c3 T1 y$ K
7 n' M# |7 ~- H- n- Z/ z
六、接触疲劳强度的校核, a# x! N1 Q" }* h& I0 B8 d- ?
1.名义切向力6 X2 T2 `* j* c8 o/ s8 |' C
Ft=2000T1/d1=28373 N& E( w  ?2 O8 q) E+ m
2.使用系数(根据表2.5-7)+ E. }6 b& f# p0 e4 S& K0 P
ΚA=1.25,因为增速传动乘以1.1,得ΚA=1.3756 i7 @6 g# y0 ^4 h! v
3.动载系数(根据表2.5-11)9 m+ Q& `$ m5 l

9 [: D7 B8 h. E- b! V6 ^; ~6 j计算单对齿刚度和啮合刚度(根据表2.5-32)
0 o) r5 {+ a5 H! o3 X
& X. G* w, p1 g理论修正值:Cm=0.8$ s9 I3 e7 W' O. r2 O

4 A9 G# j6 j5 D. F8 K4 H7 B轮坯结构系数:实心齿轮CR=1# P% n9 `1 o& ~9 B
0 O# a/ ?2 z+ `4 [! D9 x
基本齿廓系数:CB1=[1+0.5*(1.2-hfp1/mn)]*[1-0.02*(20°-αn)]=0.97
$ R5 p( {& Q2 p, G. w# r2 R: ^3 MCB2=[1+0.5*(1.2-hfp2/mn)]*[1-0.02*(20°-αn)]=0.97
9 C) d7 w( O. l/ s  jCB=(CB1+CB2)/2=0.973 \& S7 f6 W" w% |' R6 Z! e1 M2 _

' e  d' H) ]/ y1 o! ?% h( i" l齿轮柔度的最小值:
  f9 z, M/ E) h( eq′=0.04723+0.15551/Ζv1+0.25791/Ζv2=0.05287 (mm?μm)/N
* i. U' X! ^9 l' h  G  g8 X! i! T& {4 l+ k/ F8 l5 t
单对齿刚度理论值:Cth′=1/q′=18.92 N/(mm?μm)! I3 P0 Y7 r/ p+ V0 @
ξ=2*E1*E2/(E1+E2)=1.00( j0 y  o8 T0 g" c8 V$ [' ?

  I' G. s7 l$ j, Z5 f单对齿刚度:c′=ξ*Cth′*Cm*CR*CB*cosβ=14.5623 N/(mm?μm)
- ^9 Y4 r) ]$ S1 M' e0 a1 H# P/ J% Y; g' s0 J5 T1 p, v
啮合刚度:cr=(0.75*εα+0.25)*c′=22.9392 N/(mm?μm)4 C+ x4 S! x; @8 L: t

4 c# `/ g! u0 ~# r! x/ S# F' M计算临界转速比(根据表2.5-12)
* J8 y/ _+ K* o2 \$ ~3 e1 D* A$ s9 T7 D6 T* D5 b% W
平均直径:dm1=(da1+df1)/2=190.614 mm' D+ v! `$ O$ L# x* h
dm2=(da2+df2)/2=307.636 mm% N0 \, D) ~' c, t* Q! F

% s8 I1 b& ?( Z  q轮缘内腔直径比:q1=Di1/dm1=0.000
( s" P4 C1 S% e3 K$ dq2=Di2/dm2=0.000# m0 v; v9 K$ W% u/ {8 v9 C0 ^

, G) G  b* T( S* F3 Y# V+ C5 L转动惯量:I1=πρ1*b1*(1-q1^4)*dm1^4/32=1415277.860 kg?mm^2
# b# ^/ ~# l0 `/ N# q+ j8 `. DI2=πρ2*b2*(1-q2^4)*dm2^4/32=9602209.037 kg?mm^2
: I0 O3 c* \! z; R' D" ]. ]; w9 X! E$ x+ ~
当量质量:m1=I1/(b1*rb1^2)=1.253 kg/mm2 [6 ~2 V6 H$ I7 ^* ^
m2=I2/(b2*rb2^2)=3.274 kg/mm
0 q5 N7 J% h1 E( M( s" v# u: ]$ r, c; h: d
诱导质量:mred=m1*m2/(m1+m2)=0.9061 kg/mm" B" S- U' K) ]% r+ W% ]7 b

- K6 m9 A! J+ f临界转速:nE1=30000/(πΖ1)*(cr/mred)^0.5=889.778 r/min
# f. V: \' g, ]' A% R
8 N8 S% T* e& Z) Y临界转速比:N=n1/nE1=13.0374 c7 t8 }: F3 J$ i! q. M
6 z+ g$ o4 ?6 q2 L# C
计算齿廓跑合量(根据表2.5-30)
  a, l9 ?5 F$ W* x2 G' }! S) Mya1=160/σHlim1*fpb1=0.759 μm
9 W( w" b* Y; h0 R. tya2=160/σHlim2*fpb2=0.853 μm
5 {7 H0 b, b8 d3 bya=(ya1+ya2)/2=0.806 μm
" M# Y% w) X7 Z) w) F1 O% B* d
. ~' }' \. J0 p& k7 W- [7 A计算系数Bp,Bf,Bk(根据表2.5-16)
0 m% |; C, R7 E. h
% h0 I% o6 k6 n* |0 s有效基节偏差:fpbeff=fpb2-yp=fpb2-ya=6.394 μm! h3 |; W" U. d
1 l2 Y5 \) G  [+ U& w) k  m
有效齿形公差:ffeff=ff2-yf=ff2-ya=7.094 μm
" r" ~/ o) w( t$ G/ T; g& P
8 F. d6 o7 c% s6 o6 C设计修缘量:Ca=(Ca1+Ca2)/2=30.000 μm9 N1 a# B; P2 ^- `. U
Bp=c′*fpbeff/(Ft*ΚA/b)=0.3341 o) F# p# F# c
Bf=c′*ffeff/(Ft*ΚA/b)=0.371
8 O5 S1 X! k" [( p+ n/ f. SBk=|1-c′*Ca/(Ft*ΚA/b)|=0.568
( M7 o2 i! i  s" ~6 m) t# }
5 ~1 w: O& o& p% n9 g计算系数Cv(根据表2.5-15)9 i$ _  {1 P4 n0 W6 L3 V5 ?1 `
εγ>2,取Cv1=0.32
% ?  ?+ @; @8 X! PCv2=0.57/(εγ-0.3)=0.1626 p. Y* H8 {, ^. v! D
Cv3=0.096/(εγ-1.56)=0.0431 U- t0 F" \% I0 d4 }
Cv4=(0.57-0.05*εγ)/(εγ-1.44)=0.1605 x- H9 L( e, D4 x. H0 f3 C0 M
Cv5=0.478 }. N$ w# J3 H4 X
Cv6=0.12/(εγ-1.74)=0.058
+ z0 V, d0 k. V2 @. V  |7 ]εγ>2.5,取Cv7=1.0" ?" Z2 G; I; Z! i7 r, Q
N≥1.5,属于超临界区
7 Q' k6 f( v% _, E3 YΚv=Cv5*Bp+Cv6*Bf+Cv7=1.1785
! o" t: P: O, d( F: \4.齿向载荷分布系数(根据表2.5-18)
0 \8 J3 W) ], v
3 b; T8 k$ T; w5 y2 s1 e2 D; ?计算加工、安装误差产生的啮合齿向误差分量+ v+ F' C. _4 r

& p& _& c' b7 t; h2 ]装配时进行检验调整,fma=0.5*Fβ1=6.000 μm
& T' I/ O- X# [7 h" G. E2 N# p5 o
  Z8 K7 V( L! ^* f1 h取小齿轮结构系数(根据表2.5-21)3 o8 U# i3 v! z' m) y# V
  r: x4 C, I+ a' R8 U0 n
刚性,Κ′=0.48
5 d) f/ H' P9 m9 B1 t, |/ t
6 |+ I+ I( {. a5 P: V计算小齿轮结构尺寸系数(根据表2.5-22)
  P) k4 V0 N. `1 \& ]9 P2 d, U! P3 w. m) E& C2 X
通过该对齿轮的功率Κ=100%" T2 p4 j/ O# g, ]4 N. m2 u
B′=1+2*(100-Κ)/Κ=1.000; J- K  d  ]3 ]* ^5 F9 Y4 C6 h3 n
γ=[|B′+Κ′*l*s/d1^2*(d1/dsh)^4-0.3|+0.3]*(b/d1)^2=0.550 (μm?mm)/N1 N$ P( Z: E: a9 w& l# V! a+ Y' Z
* ^" W% \" e, V, W# A& k
计算单位载荷作用下的啮合齿向误差(根据表2.5-20): p- J$ m8 s) q  |" f0 ~! m

: O3 t4 ]* v: L& w1 t: U& R2 X一般齿轮fsh0=0.023*γ=0.013 (μm?mm)/N* Y& o, ]9 k+ l

- [% G% ^) I/ n) o! 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% D, Q) i3 y5 S2 B
5 w7 A( u6 \9 v4 G* K
初始啮合齿向误差:
- k% a! s! }& i4 O- a
$ e: g2 z: I& o受载时接触不良Fβx=1.33*fsh+fma=11.529 μm
9 }4 Q' S  p$ p0 T" G6 j
. V+ V# t2 Q" ~+ }9 y计算齿向跑合系数(根据表2.5-23)( w( ~! n6 v0 Z& y1 Z: j, z  ]
xβ1=1-320/σHlim1=0.763 μm
% E8 u" j, n7 ^: }4 Z" mxβ2=1-320/σHlim2=0.763 μm1 l' Q; g9 o" i9 ]) F+ N
xβ=(xβ1+xβ2)/2=0.763 μm
! z% G7 L+ X' ]' k3 |0 Q8 J3 h" b, v& N
+ }5 e$ L" S4 o  ~& \跑合后啮合齿向误差Fβy=Fβx*xβ=8.796 μm
7 J0 x* j* Z7 k) f( z$ _& O: mΚHβ=1+0.5*Fβy*cr/(Ft*ΚA*ΚV/b)=1.3072+ c) F$ m. V' }1 i/ X+ _
5.齿间载荷分配系数(根据表2.5-29)5 y6 {/ _! a5 `% _  X- f
ΚtH/b=Ft*ΚA*ΚV*ΚHβ/b=429.291 N
% P9 P9 C8 t" s* |- CΚHα=0.9+0.4*[2*(εγ-1)/εγ]^0.5*cr*(fpb-ya)/(ΚtH/b)=1.0660
1 w) T3 D% [; a1 g- G6.节点区域系数
2 Y( L6 Y+ Q$ T3 R; S" X4 P4 z! P- Y. ^/ w. R- a  H
基圆螺旋角βb=arccos{[1-(sinβ*cosαn)^2]^0.5}=8°41′11″3 b( @9 g  u# Z
ΖH=[2*cosβb*cosα′t/(cosαt^2*sinα′t)]^0.5=2.46413 N- e0 Y* G7 W$ O2 s0 c
7.弹性系数
2 [( `$ ^4 D8 O2 q( z* lΖE={1/π[(1-ν1^2)/E1+(1-ν^2)/E2]}^0.5=189.81 MPa^0.5
# B+ H( b( d  q) e8.重合度系数(根据表2.5-35)
% W6 g/ s- F6 X3 e) \! r) ZΖε=(1/εα)^0.5=0.7523- V- H& s( k6 g; V* v! _

; R$ v$ y  \& d经验算:ΚHα≤εγ/(εα*Ζε^2)
+ C  i9 g& o+ z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
! L; U) c0 x4 gΖβ=(cosβ)^0.5=0.99352 r4 G! q! M. w. i0 R' l( Z
10.单对齿啮合系数(根据表2.5-33)) b. r8 x& T) w4 U9 n4 s
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& }3 p- W7 M4 X! M) z
ΖD=19 S# o, L! N+ M# l$ r: U$ m2 A
11.寿命系数(根据表2.5-40)
8 o/ T  v/ F  s8 Z& I1 bNL1=n1*L=34800000000
& C- [: K% ^7 ~; v( [6 l' ENL2=NL1/u=21600000000: G: A+ U* k7 T: k2 O  @5 a
ΖNT1=(5*10^7/NL1)^0.0306=0.81850 ]8 m0 n7 p; f2 q! M+ i% c
ΖNT2=(5*10^7/NL2)^0.0306=0.8305/ ^: ^! T# G$ r/ j* B5 D1 a+ B& d
12.润滑剂系数(根据表2.5-36)
9 h" q& _: ?/ M* B3 |% PσHlim1>1200 MPa,取σHlim1=1200 MPa,CZL1=σHlim1/4375+0.6357=0.910+ f* X# `0 |: e/ x/ E, o1 {9 Z
ΖL1=CZL1+4*(1.0-CZL1)/(1.2+80/ν50)^2=0.92330 y. Y3 X3 C& k
σHlim2>1200 MPa,取σHlim2=1200 MPa,CZL2=σHlim2/4375+0.6357=0.910
' {" r/ V0 ]8 V2 nΖL2=CZL2+4*(1.0-CZL2)/(1.2+80/ν50)^2=0.9233
/ ^. m  c4 S) `; o  V13.速度系数(根据表2.5-36)
9 ~: t, l) j9 |% J' dσHlim1>1200 MPa,取σHlim1=1200 MPa,CZV1=0.85+(σHlim1-850)/350*0.08=0.9304 u5 s+ J8 G# U2 m9 R- u, h$ L
ΖV1=CZV1+2*(1.0-CZV1)/(0.8+32/ν)^0.5=1.0650* |( l, x5 H" ^2 l  z
σHlim2>1200 MPa,取σHlim2=1200 MPa,CZV2=0.85+(σHlim2-850)/350*0.08=0.930& K- R: ^! b8 \: n- C
ΖV2=CZV2+2*(1.0-CZV2)/(0.8+32/ν)^0.5=1.0650$ g: n' }0 @5 p+ j. Q
14.粗糙度系数(根据表2.5-37)
; s. u) `) _4 \+ ~, [9 K3 D
% J9 |4 m, n5 p9 ?节点处曲率半径:ρ1=0.5*db1*tanα′t=33.126 mm
4 d3 g1 t: {7 o1 _& u( T" Kρ2=0.5*db2*tanα′t=53.371 mm
) K% X1 R; o7 u/ u$ D$ I! a& A/ x  a5 Q0 M; B7 N
节点处诱导曲率半径:ρred=ρ1*ρ2/(ρ1+ρ2)=20.440 mm  Y: `5 t% t1 B( x* q# t- \/ x
7 v1 u6 D4 J* B% P
相对平均表面粗糙度:Rz10=(Rz1+Rz2)/2*(10/ρred)^(1/3)=2.521
  y  ]+ k9 F0 i# K. c& HσHlim1>1200 MPa,取σHlim1=1200 MPa,CZR1=0.32-0.0002*σHlim1=0.0801 H2 J0 W. y# d4 l6 d2 d
ΖR1=(3/Rz10)^CZR1=1.0140! R* d! w' ]. l* X
σHlim2>1200 MPa,取σHlim2=1200 MPa,CZR2=0.32-0.0002*σHlim2=0.0809 F' J) P6 w4 i* C
ΖR2=(3/Rz10)^CZR2=1.0140
$ G. V, R( g2 ^! C# f15.齿面工作硬化系数  C' M3 O( k! ?  _/ `9 }8 }& }+ M! ~
HB>470HBW,取HB=470
6 V" t$ z: r9 J6 R% e5 g+ K* nΖW1=ΖW2=1.2-(HB-130)/1700=1
3 D9 T' l9 d1 `5 x% `: m2 o3 a16.尺寸系数(根据表2.5-41). x) B( o4 V7 w6 G6 m9 Q' j, x5 E
ΖX1=1.0000# _  N3 o* `9 c) g" k
ΖX2=1.0000
3 j: u3 V( R0 n17.最小安全系数- B8 e8 C; f7 Z, P" T
3 ~% l$ c; |3 I; D3 z* V- K
根据表2.5-42,取SHmin=1.60,SFmin=2.00
) p, s6 O+ z% `1 K2 R* T6 h+ Y  p# d18.计算接触应力(表2.5-6)2 f. {8 p" W/ y9 W
бH0=ΖHΖEΖεΖβ[Ft/(d1*b)?(u+1)/u]^0.5=457.83 MPa( ^0 l; d+ V1 Z! D4 I5 z; c
бH1=ΖB*бH0*(ΚAΚvΚHβΚHα)^0.5=693.96 MPa  W. U/ O* s& P7 a* I- S1 k
бH2=ΖD*бH0*(ΚAΚvΚHβΚHα)^0.5=687.98 MPa
4 P! ?5 G# x* ]( B- D$ V7 }9 E9 B19.许用接触应力(表2.5-6)
4 p4 F$ J: ]7 R; ~0 lбHP1=бHG1/SHmin=бHlim1*ΖNT1ΖL1ΖV1ΖR1ΖW1ΖX1/SHmin=688.59 MPa
- c1 _  H4 V# xбHP2=бHG2/SHmin=бHlim2*ΖNT2ΖL2ΖV2ΖR2ΖW2ΖX2/SHmin=698.69 MPa6 e' H+ W4 o4 p7 V7 V

! ~. k+ s- m" [$ @由以上计算可知:бH1>бHP1,小齿轮的接触强度不满足要求% p- i/ \$ z. ~" r2 ~$ I" Z* @
бH2≤бHP2,大齿轮的接触强度满足要求。" B6 ^& a* A$ j# i, e0 |
20.接触强度计算安全系数(表2.5-6)1 z; L' i$ K" T8 _2 ?/ b
SH1=бHG1/бH1=1.594 U  s) ^- c7 |
SH2=бHG2/бH2=1.624 X7 }+ }  u8 [3 }( \

- J" c% s5 p5 p七、弯曲疲劳强度的校核
$ E5 ^7 l# W- A& j" D1.齿向载荷分布系数
% V( x" s4 h4 U8 W" J# dN=(b/h)^2/[1+(b/h)+(b/h)^2],b/h取大小齿轮中的小值。& H$ R) r# l1 H  }# c
ΚFβ=ΚHβ^N=1.2877) V" W7 c( v+ j* u
2.齿间载荷分配系数(根据表2.5-44)5 ]& B/ G+ N- G
ΚFα=ΚHα=1.0660  M9 `4 N, C# o6 I; |" ^% ^, {
3.齿形系数(根据表2.5-45)* @1 X! t( r0 r8 m1 _/ T
(1).小齿轮
9 `2 h) W7 }, X( A. G! SSpr1=pr1-q1
0 Q( Z" h% ?# O! jE1=πmn/4-hfp1*tanαn+Spr1/cosαn-(1-sinαn)*ρfp1/cosαn=0.2252 mm( j2 {# M; k1 |/ m
G1=ρfp1/mn-hfp1/mn=-0.8700
3 d% V1 b. c  o% ?: `8 f+ t2 Z& cβb=arccos{[1-(sinβcosαn)^2]^0.5}=8°41′11″" {9 q+ c7 e" o: W0 w" D, S& U
H1=2/ΖV1*(π/2-E1/mn)-π/3=-0.99343 @4 t* |( a: Q6 K$ c/ {( ?; s# u
θ1=(2G1/ΖV1)*tanθ1-H1,得θ1=54°25′38″
7 e  T/ e$ r) k  G& X) Z- j. xSFn1/mn=ΖV1*sin(π/3-θ1)+3^(1/3)*(G1/cosθ1-ρfp1/mn)=2.1886( l0 D) }" O; o* n
ρF1/mn=ρfp1/mn+2*G1^2/[cosθ1*(ΖV1*cosθ1^2-2*G1)]=0.5058
5 `3 C2 v) \+ E; j. o& EεαV=εα/cosβb^2=1.80829 V# }& e' l' K7 J3 f- S9 T" Y
dV1=mn*ΖV1=195.9580 mm
4 s' D5 `- o: I0 v' J$ QdbV1=dV1*cosαn=184.1403 mm8 F0 R( ~+ ^: O' N0 b1 o$ _7 Z) J
daV1=dV1+da1-d1=202.9580 mm4 Y2 ]0 j1 L+ S8 ?! k3 ?6 d3 E% Z
deV1=2*{[((daV1/2)^2-(dbV1/2)^2)^0.5-π*mn*cosαn*(εαV-1)]^2+(dbV1/2)^2}^0.5=196.5194 mm
: v( G# |# X! p4 ^αeV1=arccos(dbV1/deV1)=20°26′42″" P: Q& z1 F9 }
γe1=(π/2)/ΖV1+invαn-invαeV1=1°32′50″
3 {) y% ]  ^. V  h. AαFeV1=αeV1-γe1=18°53′52″! p4 W' l, d, j! O* f
hFe1/mn=[(cosγe1-sinγe1*tanαFeV1)*deV1/mn-ΖV1*cos(π/3-θ1)-G1/cosθ1+ρfp1/mn]/2=0.88068 H- A6 s% V  Q3 @& M9 L1 l! d
УF1=6*(hFe1/mn)*cosαnFeV1/[(SFn1/mn)*cosαn]=1.1105
' a6 U: U2 V' d3 V+ E2 g(2).大齿轮+ f! |' r$ _. |
Spr2=pr2-q25 q2 A; S/ ^; D0 S+ U2 k
E2=πmn/4-hfp2*tanαn+Spr2/cosαn-(1-sinαn)*ρfp2/cosαn=0.2252 mm. S( Y4 e% @1 _( q
G2=ρfp2/mn-hfp2/mn=-0.8700% G, q6 O$ f$ `
βb=arccos{[1-(sinβcosαn)^2]^0.5}=8°41′11″9 ]5 @5 E$ A- B1 Y) j$ k) k
H2=2/ΖV2*(π/2-E2/mn)-π/3=-1.0138
& g! a) v/ j! @4 W- q/ u: @, z* D8 I6 rθ2=(2G2/ΖV2)*tanθ2-H2,得θ2=56°25′17″/ V7 H" p/ F6 ^% d
SFn2/mn=ΖV2*sin(π/3-θ2)+3^(1/3)*(G2/cosθ2-ρfp2/mn)=2.2475
4 |0 f  T/ I9 g& V7 e! [" K1 cρF2/mn=ρfp2/mn+2*G2^2/[cosθ2*(ΖV2*cosθ2^2-2*G2)]=0.4733
: f  q2 p% A$ P; Q, C) C( o; |εαV=εα/cosβb^2=1.8082* B0 Q' ?- j. C# M# p$ A: T5 K
dV2=mn*ΖV2=315.7105 mm
# a# L! D  X# b" M$ r' ddbV2=dV2*cosαn=296.6708 mm( ?  q% G" s: |' P0 r! w
daV2=dV2+da2-d2=322.7105 mm
4 T' a7 x& g' c; B0 QdeV2=2*{[((daV2/2)^2-(dbV2/2)^2)^0.5-π*mn*cosαn*(εαV-1)]^2+(dbV2/2)^2}^0.5=316.5102 mm4 R6 \  Q9 i! N
αeV2=arccos(dbV2/deV2)=20°23′38″
2 B- S5 d# k. u, e3 f  Yγe2=(π/2)/ΖV2+invαn-invαeV2=0°56′40″/ h: R" Q2 Z% C/ a6 _9 ^0 G
αFeV2=αeV2-γe2=19°26′59″+ M! F6 G6 H! `; w
hFe2/mn=[(cosγe2-sinγe2*tanαFeV2)*deV2/mn-ΖV2*cos(π/3-θ2)-G2/cosθ2+ρfp2/mn]/2=0.9094
/ i& P/ i( M# Y# P8 M. ^УF2=6*(hFe2/mn)*cosαnFeV2/[(SFn2/mn)*cosαn]=1.0839
. ]' s2 Q" I6 Y, b8 R2 W$ Q6 }: c4.应力修正系数
; m+ k( x, q' Y+ T% }7 F7 W  K* N% M" _. S& t9 }
齿根危险截面处齿厚与弯曲力臂的比值
6 t5 t; f7 K& K) I+ E/ s: I: \7 VL1=SFn1/hFe1
) Y! S- r' j6 FL2=SFn2/hFe2
6 q: a7 E! X+ U) P  C9 H5 r# j' |2 H9 B/ Z
齿根圆角参数
0 \3 M- q" S6 p9 }qs1=SFn1/(2*ρF1)' Y0 J4 H( c  q0 e  Q& B
qs2=SFn2/(2*ρF2)
% w+ }% D' u" H, P3 \7 z% d, lУS1=(1.2+0.13*L1)*qs1^[1/(1.21+2.3*L1)]=2.18628 G5 f( h7 |7 C# ?
УS2=(1.2+0.13*L2)*qs2^[1/(1.21+2.3*L2)]=2.27850 K+ S9 A$ _3 w: [5 `" H
5.重合度系数( s2 H6 x/ B+ k; t) n9 W  Q
Уε=0.25+0.75/εαV=0.6648
1 u# P# X2 p* @; }4 a/ E原文来自:http://bbs.21mould.net/viewthread.php?tid=4141
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