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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
+ X/ u5 {( @/ v4 G5 V渐开线齿轮设计计算书
: I+ U" ~1 D/ i5 w. v已知条件:增速齿轮  y( F6 H7 N( ]% g2 k: |
齿轮传递功率 P=3300 kW( I6 O; c- X- S3 _* M' c8 T
高速轴转速 n1=11600 r/min
; P* I7 B/ \5 g6 V传动比 i=1.6
( i$ K& Z8 y7 K9 z工作时间:50000小时
, D* v/ A' D- n8 `: r  `8 g. P
5 P  m. M1 T) q5 ^. 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
7 K$ N* M! n- P! F& ?/ [* h0 L一、确定齿轮类型5 B2 F* X* D; E3 }5 B! @! U1 _
标准斜齿轮,齿轮配合为外啮合传动。3 [( N" h! }" r) K0 E
3 O9 ^; Q& t! _4 {
二、选择材料7 O8 A# x' i8 C. N
小齿轮:50SiMn,调质,HB=207~2554 Y7 t9 P' W" Z
大齿轮:42SiMn,调质,HB=196~255. j6 W( E" U, }  ?
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。
+ T1 j( A, ~; ?* v齿面粗糙度Rz1=3.2 μm,Rz2=3.2 μm,! J4 r# h. G9 y5 c7 X; Y
齿根表面粗糙度Rz1=10 μm,Rz2=10 μm。& [2 J1 f& J. n- O* T) A8 C
大、小齿轮设计修缘量Ca1=30 μm,Ca2=30 μm。
  ~0 w$ z- ]+ j油浴润滑,ν50=20 mm^2/s,胶合承载能力为FZG7级。
) x* [- C* N# j& k: A9 w  z9 ~( C' Y. o
三、初步确定主要参数: `0 i' H2 D8 `% L3 K  E) D5 S
1.按接触强度初步确定中心距a(根据表2.5-1)6 |/ k0 d8 g  z- 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=4764 y$ C9 d) A$ K: C8 ^
载荷系数k:取k=20 k. N5 [& M6 `  D; a
齿宽系数φa:根据表2.5-4,φa=0.5
, O0 |; p  i: x4 C. U  `- P3 y! Y小齿轮的名义转矩:T1=9549*P/n1=2717 N·m. z; l: H* i0 e. ]  ]8 n
许用接触应力:σHlim=min{σHlim1,σHlim2}=1350 MPa
/ N0 H" l* @/ s' @- nσHP=0.9*σHlim=1215.00 MPa
3 m5 h& r! ?0 e计算:a=Aa*(u+1)*[(K*T1)/(Φa*u*бHP^2)]^(1/3)≥205.83 mm+ [: `) B# p0 Z/ i+ \, Z" c! J
圆整为a=250 mm。# A1 z% v  K  V7 L0 _! e3 F
2.初步确定模数、齿数、螺旋角
. t: q) C/ n7 u根据表2.1-1,取模数m=3.5 mm+ W7 {5 q" r% @, R
由表2.2-1的公式可导出
2 Q$ O7 p; o. Y8 e初选β=12°
" d& ^7 k. O* X$ lΖ1=2acosβ/[m*(u+1)]=53.746 m# ]& {* o& d& q5 O; x1 P0 G
取Ζ1=54,Ζ2=u*Ζ1=86.40,取Ζ2=87。
, t( c7 q4 z; @( y$ W) Y% JΖ2经圆整后,齿数比发生了变化,实际齿数比为u=Ζ2/Ζ1=1.611。  D5 _( U4 r3 @% \- M7 p. n) i
精算β=arccos[m*(Ζ2+Ζ1)/2a]=9°14′55″2 s: W6 L3 H# N& L# B7 j* @

9 i& d# a, a' T8 l6 A四、其他几何参数的计算(根据表2.2-1)" r* N2 Z1 J7 g& j
1.分度圆压力角
; D+ A0 c9 t. I  D: T6 g& `+ ?. nαn=20°00′00″" I: @, u$ ~, a" T4 J
2.齿顶高系数
/ ]2 t' g3 h3 o2 \6 phanˇ=1
" }+ o1 ~/ n/ `" x- p) C3.顶隙系数
2 K8 u* }: S' j6 @& c( c+ t* ]cnˇ=0.25
2 Q8 z( E2 S- |4 I6 `. ], F4.齿宽* g4 h1 @2 \; _  U
b1=140 mm,b2=140 mm
* g% V6 B1 }- e6 v5.齿数比
) b  `, Q- {- ~$ o7 z2 n1 Yu=Ζ2/Ζ1=1.611
4 p0 B$ v! ?" C7 X* N  V' i6.分度圆直径, `" M% U6 Z; |3 e3 y
d1=mn*Ζ1/cosβ=191.489 mm
3 c2 J3 H) i- J& q! n! {d2=mn*Ζ2/cosβ=308.511 mm
$ }! ?) h% `8 {8 }& d6 T& u+ `6 R4 a7.基圆直径( M8 R: i# M. E0 u  c
αt=arctan(tanαn/cosβ)=20°14′32″
+ a! [# R- _# Z0 W9 V2 ~7 [4 mdb1=d1*cosαt=179.662 mm
+ O( \0 m' `; c# Ldb2=d2*cosαt=289.457 mm: M( {3 B9 o. E" J
8.齿顶高
2 u, t! g5 Z1 u" {  [& C8 ^/ X9 Qha1=ha2=hanˇ*mn=3.500 mm
9 R9 ^7 c  ]+ Y# ^2 |% R, L9.齿根高5 M4 B0 I3 e6 T5 u8 I1 N3 |& n
hf1=hf2=(hanˇ+cnˇ)*mn=4.375 mm
# O) s, ]! i/ p& G9 D9 Y' l3 b10.全齿高
0 l- Y4 w* f% L- g& C/ Kh1=h2=ha1+hf1=ha2+hf2=7.875 mm: b/ X- \% H( ~, {" |
11.齿顶圆直径9 I: S- ]' `! c7 X- r6 V0 s, w
da1=d1+2*ha1=198.489 mm% G4 O7 S( D' N" q: t7 U" E- G
da2=d2+2*ha2=315.511 mm
: ], x, X4 C" R, S7 T12.齿根圆直径# B% W  i) @  c, _5 |$ g; l' Z2 P2 `
df1=d1-2*hf1=182.739 mm
1 C/ \1 f5 r9 E: Qdf2=d2-2*hf2=299.761 mm
/ B: p. r$ z: Q' S+ j( \* Y, `. \13.齿顶压力角( O: {; X3 b/ X" a
αat1=arccos(db1/da1)=25°9′24″% p# [, {/ z1 G9 n) M3 Q" O
αat2=arccos(db2/da2)=23°26′52″
4 m* `9 i. R; S- }& W* ]. i14.端面重合度
- T+ I" c  f) l2 x" G, S" Jα′t=αt# y5 D0 T# g1 d% W& b% V' S! M8 H
εα=[Ζ1(tanαat1-tanα′t)+Ζ2(tanαat2-tanα′t)]/2π=1.767
2 U. w* I5 U' @2 g1 q7 R15.轴向重合度( _& i2 o; t- g; Z! c
εβ=b*sinβ/(π*mn)=2.046(b=min{b1,b2})
" a3 e# C. t5 V- V9 L+ ~16.总重合度
9 _$ N' r0 p3 B/ bεγ=εα+εβ=3.813! l6 }1 q5 v) V
17.当量齿数7 T4 O1 T. _2 A: w3 M
Ζv1=Ζ1/(cosβb^2*cosβ)=55.988
7 z% v% W( C: a2 o% ?8 h, rΖv2=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/ \: R' T% W) k$ T1 r
1.公法线长度
9 Z$ }  @5 V2 ^" x; p
$ G$ l$ \. U4 ]. \跨齿数:Ζ1′=Ζ1*invαt/invαn=56.06
6 O( Q6 c6 M* j1 B( k9 Z" NΖ2′=Ζ2*invαt/invαn=90.31+ ], t6 r( o- [6 k3 M7 t! o9 N# @' i
k1=αn*Ζ1′/180°+0.5=6.73
/ [4 V8 S* Y" O  F9 j9 dk2=αn*Ζ2′/180°+0.5=10.53
( k5 b3 W, P' j  G9 o7 {; n5 s! {, d
! J9 C' ^; G; x/ `% t* S; F取k1=7,k2=11
; f- I3 f' j8 R' \: d7 e" B* uWk1=Wk1ˇ*mn=cosαn*[π(k1-0.5)+Ζ1′*invαn]*mn=69.9088 mm9 l/ J1 Y/ Q! A$ N
Wk2=Wk2ˇ*mn=cosαn*[π(k2-0.5)+Ζ2′*invαn]*mn=112.9178 mm" P- f( j7 K  W# G
2.分度圆弦齿厚、弦齿高9 o' }1 x2 p/ |4 y; o* a+ D

+ k' p" w! g" L弦齿厚:s1¨=mn*Ζv1*sin(π/2Ζv1)=5.4971 mm4 j( x. x: s" N) z* K8 ?; O8 Q
s2¨=mn*Ζv2*sin(π/2Ζv2)=5.4975 mm1 k+ j4 C) K: d8 v1 a/ r
. R" u$ d: R" g
弦齿高:h1¨=ha1+0.5*mn*Ζv1*[1-cos(π/2Ζv1)]=3.5386 mm
0 O7 p$ }6 R8 ^6 W2 d/ yh2¨=ha2+0.5*mn*Ζv2*[1-cos(π/2Ζv2)]=3.5239 mm1 G0 x3 |4 W2 N1 @" R9 X
3.固定弦齿厚、弦齿高
8 X2 x8 d0 s1 K2 c
, K0 n5 p1 X- r: v4 B弦齿厚:sc1¨=0.5*π*mn*cosαn^2=4.8547 mm1 K# h: l8 ?2 n! y
sc2¨=0.5*π*mn*cosαn^2=4.8547 mm* y2 n) g' @0 k9 C3 Y" q2 Q3 [

& A$ i( U* c) o6 A- @弦齿高:hc1¨=ha1-π*mn*sin(2αn)/8=2.6165 mm
9 z, x, ^# b7 l0 C7 Dhc2¨=ha2-π*mn*sin(2αn)/8=2.6165 mm
) ]1 g' a6 U, J2 S- G4.量柱(球)直径、量柱(球)跨距
$ Y9 G# q1 |' i  L' t8 }' I9 ?; G- @6 i% R9 W9 E+ g" X3 @
量柱(球)直径:dp1=1.68*mn=5.8800 mm
5 m2 p# o  d6 W& Z1 ddp2=1.68*mn=5.8800 mm9 w* r2 w6 ^+ P' t; M. P2 U
6 b; F4 |& O" Q# w
量柱(球)中心的渐开线端面压力角:
5 w5 U0 }1 B" Q! W, X1 l  xinvαMt1=invαt+dp1/(mn*Ζ1*cosαn)-π/2Ζ1,αMt1=21°48′1″/ x2 Q4 k$ u: ?$ ?
invαMt2=invαt+dp2/(mn*Ζ2*cosαn)-π/2Ζ2,αMt2=21°14′19″7 q& X" v, H+ x' l1 m7 R7 A

! T9 E9 |& H: {) k, Q& R量柱(球)跨距:M1=d1*cosαt/cosαMt1+dp1=155.2486 mm; }( s7 w( k( @: c( F
M2=d2*cosαt*cos(π/2Ζ2)/cosαMt2+dp2=245.5618 mm# F7 }* F& r4 I/ @; t
! {+ o( D+ f* O: i( |4 _3 {
六、接触疲劳强度的校核; O8 y  c) M9 \! ?0 `, `
1.名义切向力* T3 Y. Q3 P* t1 s* g! x' E
Ft=2000T1/d1=28373 N
# T, Q) R% q2 b% C" P% M2 n9 Z2.使用系数(根据表2.5-7)- e" P8 z; H6 h2 C! m
ΚA=1.25,因为增速传动乘以1.1,得ΚA=1.375
; M4 [- U5 t' C9 ^* Y3.动载系数(根据表2.5-11)5 c3 Z- h; L9 f* ~  V
" U5 L; O6 J  w$ w" P1 z) t
计算单对齿刚度和啮合刚度(根据表2.5-32)+ p1 R! |" D- m4 [& e( m8 G

3 C7 t  Z6 V  W2 R- h; U- t5 T1 X+ ^理论修正值:Cm=0.8
8 j: g' H* h: I  Y2 h
5 L# f  N# o  j9 t轮坯结构系数:实心齿轮CR=1, p+ }$ X, ~& z
/ c: q- h7 l+ P  u' ~
基本齿廓系数:CB1=[1+0.5*(1.2-hfp1/mn)]*[1-0.02*(20°-αn)]=0.974 p( K# L/ D6 F  g) Y3 M0 _
CB2=[1+0.5*(1.2-hfp2/mn)]*[1-0.02*(20°-αn)]=0.97+ `) ~; T& n( V, k4 T$ ]3 R: v7 L
CB=(CB1+CB2)/2=0.976 l- y; [! J  H+ M; U  O( O
) H$ |! ?2 Y8 n1 ~
齿轮柔度的最小值:8 y3 v8 H% {9 N) w, r3 n
q′=0.04723+0.15551/Ζv1+0.25791/Ζv2=0.05287 (mm?μm)/N
; R5 D; E# v1 V; c3 A) P6 e- e9 R* u9 O7 N  T% I/ ?
单对齿刚度理论值:Cth′=1/q′=18.92 N/(mm?μm)* \! u% o# A% C" _$ j
ξ=2*E1*E2/(E1+E2)=1.00' ]' f& g8 ]2 F* b

7 o4 Z. J; J& X5 i- y+ t& L9 q单对齿刚度:c′=ξ*Cth′*Cm*CR*CB*cosβ=14.5623 N/(mm?μm): g9 q$ y0 m8 q! v0 Q! U
0 G6 o% f  {5 l# D
啮合刚度:cr=(0.75*εα+0.25)*c′=22.9392 N/(mm?μm)* n3 O/ Y6 s3 q% e
5 i. y4 b( o) _4 ]) H6 c% s
计算临界转速比(根据表2.5-12)8 Q. T( x6 B9 ?5 R5 F# ?% Q+ X" O
2 }' ]9 }9 H2 p% {5 x
平均直径:dm1=(da1+df1)/2=190.614 mm
: C3 |% r. A2 x* J3 F0 K% L6 [dm2=(da2+df2)/2=307.636 mm
5 y+ i4 S! s6 U% Y
5 U* |% x) x- Z1 s2 P( B轮缘内腔直径比:q1=Di1/dm1=0.0009 v' N" O% i. ?2 p" ~& E4 T
q2=Di2/dm2=0.000
% z! h3 E" [$ K' s! ~( t
5 Q' n' S8 [  \转动惯量:I1=πρ1*b1*(1-q1^4)*dm1^4/32=1415277.860 kg?mm^2
( E" I1 z( H5 p) c( gI2=πρ2*b2*(1-q2^4)*dm2^4/32=9602209.037 kg?mm^2
0 G, v( V- b/ A& p' M; r* Z: e" x$ d! D* f" i& m! B1 r0 r
当量质量:m1=I1/(b1*rb1^2)=1.253 kg/mm
9 A' R4 l7 u5 ^9 U* a8 gm2=I2/(b2*rb2^2)=3.274 kg/mm5 x5 {) |4 l- J7 D, u( r0 ]6 }

2 Z2 a, ?0 a" W7 d* ?& H诱导质量:mred=m1*m2/(m1+m2)=0.9061 kg/mm
' h) \  N8 i& G: s8 _$ F" F+ h3 G" o, R  k  n( N# H7 A
临界转速:nE1=30000/(πΖ1)*(cr/mred)^0.5=889.778 r/min* p( b/ F3 X1 e( e1 m# }7 a% {# U
9 z% h8 Z6 W9 L
临界转速比:N=n1/nE1=13.037
1 l- {$ F$ e+ W. q, O& j; n: X2 z/ F% z; X6 \4 r, t8 z% J8 z- W
计算齿廓跑合量(根据表2.5-30)8 \6 R( E# D* T: ?* d# O
ya1=160/σHlim1*fpb1=0.759 μm
* C+ \* ?  f& Q0 ^# U- m- {ya2=160/σHlim2*fpb2=0.853 μm
+ z1 D( h" K9 I, W8 _ya=(ya1+ya2)/2=0.806 μm
8 M  _! o3 N4 L( a
8 ~4 V4 \3 a, T计算系数Bp,Bf,Bk(根据表2.5-16)' ~2 U" z* Q2 `- t

6 F! U# I$ I' H1 [8 h* F: y有效基节偏差:fpbeff=fpb2-yp=fpb2-ya=6.394 μm
) X+ y* Y8 C4 U& e8 T. K$ p. G# Q% o+ B
有效齿形公差:ffeff=ff2-yf=ff2-ya=7.094 μm
# J. A8 J  s' K7 a) y9 P# g5 o
设计修缘量:Ca=(Ca1+Ca2)/2=30.000 μm
, F/ W5 A% _, QBp=c′*fpbeff/(Ft*ΚA/b)=0.334
6 a, E% b! M  p/ j& V% e' CBf=c′*ffeff/(Ft*ΚA/b)=0.371
3 g# c: v# s% j# m' GBk=|1-c′*Ca/(Ft*ΚA/b)|=0.5684 d2 I  i6 T  R
+ n- E+ y0 @' c( e
计算系数Cv(根据表2.5-15)
: w+ y' q" d( y6 F/ r' [/ J) z, h' ^εγ>2,取Cv1=0.32& z0 W1 u0 k. m! `
Cv2=0.57/(εγ-0.3)=0.162
6 q9 B0 l; t# I% @/ n; o+ L2 BCv3=0.096/(εγ-1.56)=0.043# m5 q1 w/ m" q
Cv4=(0.57-0.05*εγ)/(εγ-1.44)=0.160
# q2 ^9 W- L  z0 W5 f$ {Cv5=0.47% h( Y/ D; S9 I1 q3 H+ E2 q5 ]. m
Cv6=0.12/(εγ-1.74)=0.058) \3 j; x) A0 a" V7 m. `7 ^  q
εγ>2.5,取Cv7=1.0
8 _  v) G/ r( S. \4 M! j7 LN≥1.5,属于超临界区1 j- P! w" m9 ~& h" f, M/ H
Κv=Cv5*Bp+Cv6*Bf+Cv7=1.17853 O, p) @/ Q& |2 W+ |2 u1 U
4.齿向载荷分布系数(根据表2.5-18)% [9 v& O+ _! @! y7 w4 v5 `9 {# W

/ x8 v9 H7 m/ L3 k& ], X8 p计算加工、安装误差产生的啮合齿向误差分量
1 u  T, N/ k9 ^5 l" f0 |7 o# R9 l# C* n% }/ k' G+ z5 w
装配时进行检验调整,fma=0.5*Fβ1=6.000 μm
; [" ?# ~* L' M- c8 s. n6 l" x8 F$ }! p' o; K7 P( I  Y
取小齿轮结构系数(根据表2.5-21)# Y0 e; X( b/ i( b) {
, z+ m. z2 a: _4 G
刚性,Κ′=0.48
. J3 D4 l  i- Z: W. q- A5 }( x& Q, Z
* v; h. l1 H  A% i8 q* l! z# [计算小齿轮结构尺寸系数(根据表2.5-22)) c1 {  N4 Z! Q: I' R8 r# r

: l" |4 ~/ e) m6 M  ]5 F通过该对齿轮的功率Κ=100%
( B* U$ L7 W' K' I' |B′=1+2*(100-Κ)/Κ=1.000
9 `3 M/ T# C4 w( \9 Tγ=[|B′+Κ′*l*s/d1^2*(d1/dsh)^4-0.3|+0.3]*(b/d1)^2=0.550 (μm?mm)/N+ `) h/ O, {' f; G& a4 L6 V

: f2 |$ Q  e. k; ?) m8 G计算单位载荷作用下的啮合齿向误差(根据表2.5-20)
% C) a9 }6 P5 p( m
" C2 L9 C! B5 }一般齿轮fsh0=0.023*γ=0.013 (μm?mm)/N) {' T4 t4 ?3 i9 l. M
: L$ w$ P4 S1 ~- N% b+ U
综合变形产生的啮合齿向误差分量fsh=(Ft*ΚA*ΚV/b)*fsh0=4.157 μm
/ B; F9 h" \# F7 [: f0 C2 y
, b$ |& C" O9 U0 t% H初始啮合齿向误差:
1 G& E9 O4 q) ^4 n) z' w& a- S! Q( P
受载时接触不良Fβx=1.33*fsh+fma=11.529 μm
2 y# y" O- O5 O$ a- I% J- T
- @& |2 Q- [- R6 F5 X- p计算齿向跑合系数(根据表2.5-23)
. \* w! u7 q; D& K) b0 Nxβ1=1-320/σHlim1=0.763 μm" J9 x# r2 r/ E7 B2 }
xβ2=1-320/σHlim2=0.763 μm9 b3 O; W- e1 y' O
xβ=(xβ1+xβ2)/2=0.763 μm
" N' C7 v, ^, N* ~) A$ j6 v4 _1 A& \! m7 Z! g/ d$ p( f7 h
跑合后啮合齿向误差Fβy=Fβx*xβ=8.796 μm7 [  U" o  t4 D0 E$ u
ΚHβ=1+0.5*Fβy*cr/(Ft*ΚA*ΚV/b)=1.3072, S, X5 W+ y2 k: K2 F
5.齿间载荷分配系数(根据表2.5-29)
% f% {& u4 d. W5 B1 w4 eΚtH/b=Ft*ΚA*ΚV*ΚHβ/b=429.291 N
& m' S; c/ s" |! O, YΚHα=0.9+0.4*[2*(εγ-1)/εγ]^0.5*cr*(fpb-ya)/(ΚtH/b)=1.06603 Y) M# h. c6 j
6.节点区域系数% b9 U* v+ Z; c! K# y+ H5 @% }

. X* ~) d6 l4 y+ c; \基圆螺旋角βb=arccos{[1-(sinβ*cosαn)^2]^0.5}=8°41′11″% |; f8 f4 q! D3 F3 K
ΖH=[2*cosβb*cosα′t/(cosαt^2*sinα′t)]^0.5=2.4641; j0 j/ s" @% e4 }+ Q, z7 [
7.弹性系数- o9 a3 E/ L9 B2 b, M
ΖE={1/π[(1-ν1^2)/E1+(1-ν^2)/E2]}^0.5=189.81 MPa^0.5
+ y  e# i1 p  I$ ~+ l+ O8.重合度系数(根据表2.5-35)
# [2 N$ v1 D- p  O* Z: P( _8 w9 tΖε=(1/εα)^0.5=0.7523" l8 b9 w; ~+ n& Q- D6 b- u$ K
+ L# i/ ?" e, w& L, w. T$ y4 H
经验算:ΚHα≤εγ/(εα*Ζε^2)" c& I1 u/ A! N0 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- p8 O4 Z& j& z6 t! X' _8 e
Ζβ=(cosβ)^0.5=0.9935
# J4 W/ H5 @- E! j) y# v10.单对齿啮合系数(根据表2.5-33)
3 C( l4 G7 s9 G% 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=1.00877 S9 ]4 S3 G+ \4 E! q* w/ p: ~
ΖD=11 v/ u; S1 C2 m: J' b
11.寿命系数(根据表2.5-40)
7 ~) z0 v' g& A: w* P2 ?NL1=n1*L=348000000007 O5 d: v  E) T! h9 j2 N+ f
NL2=NL1/u=216000000007 K+ T) r7 K4 G5 h
ΖNT1=(5*10^7/NL1)^0.0306=0.8185
* J  g3 n# g, G$ S8 F5 F& n2 aΖNT2=(5*10^7/NL2)^0.0306=0.8305* g  J/ z+ A2 V/ l" u5 B3 k
12.润滑剂系数(根据表2.5-36)
$ u$ y# b! y! f; h  X3 n& M+ hσHlim1>1200 MPa,取σHlim1=1200 MPa,CZL1=σHlim1/4375+0.6357=0.910% N8 s  \& m: `& J  @: E9 e$ N
ΖL1=CZL1+4*(1.0-CZL1)/(1.2+80/ν50)^2=0.9233
  _' }4 j+ }# W3 T. a+ p9 G7 vσHlim2>1200 MPa,取σHlim2=1200 MPa,CZL2=σHlim2/4375+0.6357=0.910
' M' u9 |# W3 m4 cΖL2=CZL2+4*(1.0-CZL2)/(1.2+80/ν50)^2=0.9233* m* k3 s, p5 C1 `& f0 b+ i5 x; y
13.速度系数(根据表2.5-36)
0 ~2 S4 X# S9 t. R* tσHlim1>1200 MPa,取σHlim1=1200 MPa,CZV1=0.85+(σHlim1-850)/350*0.08=0.930
3 s3 ~& Q- B0 g# o% dΖV1=CZV1+2*(1.0-CZV1)/(0.8+32/ν)^0.5=1.0650
& I; e' u  O! L3 p$ ]σHlim2>1200 MPa,取σHlim2=1200 MPa,CZV2=0.85+(σHlim2-850)/350*0.08=0.930* b1 [$ s3 H1 l2 [
ΖV2=CZV2+2*(1.0-CZV2)/(0.8+32/ν)^0.5=1.0650
  r6 ^, V& F. E( @5 j! J; f5 t! \14.粗糙度系数(根据表2.5-37)
- Y1 |7 q9 g9 t  ]$ v5 @. l; B! F# Q! Y9 y, X
节点处曲率半径:ρ1=0.5*db1*tanα′t=33.126 mm' V  |" v. i" X6 p
ρ2=0.5*db2*tanα′t=53.371 mm6 R0 T' r- R8 K# s% w4 Y& `

5 c2 y" Z7 m5 C- S1 p节点处诱导曲率半径:ρred=ρ1*ρ2/(ρ1+ρ2)=20.440 mm
. k- H0 C- D- g6 K7 X$ q4 E. l  q( M6 [0 z# ?) O7 W/ A9 Q
相对平均表面粗糙度:Rz10=(Rz1+Rz2)/2*(10/ρred)^(1/3)=2.521: j2 Y9 h  e" f
σHlim1>1200 MPa,取σHlim1=1200 MPa,CZR1=0.32-0.0002*σHlim1=0.080, B# c5 O6 Y* p( z2 F+ ~
ΖR1=(3/Rz10)^CZR1=1.0140/ q0 `: [3 r2 I8 X/ d- v
σHlim2>1200 MPa,取σHlim2=1200 MPa,CZR2=0.32-0.0002*σHlim2=0.0806 B. |! R( o1 ^/ F- X! f8 y6 H! Q) F
ΖR2=(3/Rz10)^CZR2=1.0140
+ e) o7 c5 l, B( i15.齿面工作硬化系数
/ S8 z8 F$ ^# C" k( jHB>470HBW,取HB=4708 G$ O0 F8 \  n
ΖW1=ΖW2=1.2-(HB-130)/1700=1! H2 i$ V! S5 C& G
16.尺寸系数(根据表2.5-41)& Y/ w' q) a# g
ΖX1=1.0000, |& F9 o4 K+ M5 \" x5 `
ΖX2=1.0000
- P- w! O  V, O; v+ k! f3 w" g+ {# Y17.最小安全系数8 S6 |, A3 G% X# t

/ m  [: g* G3 X% E根据表2.5-42,取SHmin=1.60,SFmin=2.006 O, F$ y4 B7 y  \
18.计算接触应力(表2.5-6)) h: X: P( g# ]0 b  |8 E
бH0=ΖHΖEΖεΖβ[Ft/(d1*b)?(u+1)/u]^0.5=457.83 MPa' a% `4 }+ R7 t$ N
бH1=ΖB*бH0*(ΚAΚvΚHβΚHα)^0.5=693.96 MPa& g( x# s! e; K! O; d! i; N
бH2=ΖD*бH0*(ΚAΚvΚHβΚHα)^0.5=687.98 MPa! Z, ]  u2 H. z) G
19.许用接触应力(表2.5-6)
* x3 a& S0 b% ^7 h/ iбHP1=бHG1/SHmin=бHlim1*ΖNT1ΖL1ΖV1ΖR1ΖW1ΖX1/SHmin=688.59 MPa
0 X; W" Z/ M: a, s! _& aбHP2=бHG2/SHmin=бHlim2*ΖNT2ΖL2ΖV2ΖR2ΖW2ΖX2/SHmin=698.69 MPa' [, q- v& ~3 D# X4 u
; _1 u, V1 o+ H0 \! h  {  a* S! T# G) @
由以上计算可知:бH1>бHP1,小齿轮的接触强度不满足要求* H# ?  H7 N. i. l8 ?# w; y! g
бH2≤бHP2,大齿轮的接触强度满足要求。
# i* h: S) A  ]$ b1 I8 j$ A20.接触强度计算安全系数(表2.5-6)
* e1 {1 \" e% s: o/ i$ P& a2 zSH1=бHG1/бH1=1.59$ {/ [' B' [! `
SH2=бHG2/бH2=1.62% @" K: e9 u; C) _0 v9 X

& d3 t5 T; g7 i3 O' \* p& I  U6 j七、弯曲疲劳强度的校核, I. y3 T1 j  s$ E! t9 r
1.齿向载荷分布系数8 T% L7 Q0 K- u- J" g; P
N=(b/h)^2/[1+(b/h)+(b/h)^2],b/h取大小齿轮中的小值。; g/ F; G/ x$ Q6 o
ΚFβ=ΚHβ^N=1.2877. h' {5 j7 d; [9 P% R
2.齿间载荷分配系数(根据表2.5-44)
; J" y, b' d6 Z) t4 R& nΚFα=ΚHα=1.0660) [: G" w$ u2 S' m2 o- d! i9 s) t
3.齿形系数(根据表2.5-45). G/ d$ z* g+ W6 ~1 z8 n) q
(1).小齿轮! W( W# r2 r0 K' `. Y# _! v
Spr1=pr1-q1
* O2 P3 Q6 K9 S# L  cE1=πmn/4-hfp1*tanαn+Spr1/cosαn-(1-sinαn)*ρfp1/cosαn=0.2252 mm8 s7 j7 c+ |1 S# N9 b0 s! J& T
G1=ρfp1/mn-hfp1/mn=-0.8700- g% S! T0 L8 m4 k0 A$ I! h# B
βb=arccos{[1-(sinβcosαn)^2]^0.5}=8°41′11″. B" d- G& q6 [  j/ H0 Y/ N
H1=2/ΖV1*(π/2-E1/mn)-π/3=-0.99345 H. v+ ?! K3 s8 y
θ1=(2G1/ΖV1)*tanθ1-H1,得θ1=54°25′38″. |! \6 K2 Z" l( N
SFn1/mn=ΖV1*sin(π/3-θ1)+3^(1/3)*(G1/cosθ1-ρfp1/mn)=2.1886: f6 p' c! \  C: @- H3 ~
ρF1/mn=ρfp1/mn+2*G1^2/[cosθ1*(ΖV1*cosθ1^2-2*G1)]=0.50580 h9 x" i+ d/ e
εαV=εα/cosβb^2=1.8082
% D' K/ h: P1 ~dV1=mn*ΖV1=195.9580 mm
; t! N- }7 d# e0 [" h  v& KdbV1=dV1*cosαn=184.1403 mm
$ v& M2 g2 A1 m5 p$ Z' {$ F  F# ZdaV1=dV1+da1-d1=202.9580 mm
# L8 g  S; d0 B; ~8 C1 ?$ MdeV1=2*{[((daV1/2)^2-(dbV1/2)^2)^0.5-π*mn*cosαn*(εαV-1)]^2+(dbV1/2)^2}^0.5=196.5194 mm
; Z% v! V( F/ Z' ]; u* L6 ?αeV1=arccos(dbV1/deV1)=20°26′42″! Q# W9 r/ G; u' I
γe1=(π/2)/ΖV1+invαn-invαeV1=1°32′50″9 s4 h) F# l" ^; V1 E  \
αFeV1=αeV1-γe1=18°53′52″
! _6 ^$ m* a. Q# ^" S4 s0 hhFe1/mn=[(cosγe1-sinγe1*tanαFeV1)*deV1/mn-ΖV1*cos(π/3-θ1)-G1/cosθ1+ρfp1/mn]/2=0.8806
! r1 T6 o5 ^" A( q$ gУF1=6*(hFe1/mn)*cosαnFeV1/[(SFn1/mn)*cosαn]=1.1105  g, {! v/ f& i  _6 h, e
(2).大齿轮
9 ^1 z6 g8 l% x5 j1 w9 LSpr2=pr2-q2
+ @' r. T5 z; U" z& z3 y5 l% oE2=πmn/4-hfp2*tanαn+Spr2/cosαn-(1-sinαn)*ρfp2/cosαn=0.2252 mm
, N3 }  Z3 x$ U$ h- {, VG2=ρfp2/mn-hfp2/mn=-0.87001 b% o: N# M' ^* J) p8 E% x+ a7 X
βb=arccos{[1-(sinβcosαn)^2]^0.5}=8°41′11″. u9 g/ e' i4 k' K0 q
H2=2/ΖV2*(π/2-E2/mn)-π/3=-1.0138) ^: A* \( z* X, |. b( X0 @
θ2=(2G2/ΖV2)*tanθ2-H2,得θ2=56°25′17″, Z1 a: N, U. l& w
SFn2/mn=ΖV2*sin(π/3-θ2)+3^(1/3)*(G2/cosθ2-ρfp2/mn)=2.2475
2 y, Q$ l" N; X! `8 T) T. t7 e5 _ρF2/mn=ρfp2/mn+2*G2^2/[cosθ2*(ΖV2*cosθ2^2-2*G2)]=0.47335 V0 H: {8 ^, [7 X) X0 J  H+ x
εαV=εα/cosβb^2=1.8082$ ], w9 N+ l5 w3 i7 k2 A9 v3 \9 w
dV2=mn*ΖV2=315.7105 mm
4 A2 h- J, o. GdbV2=dV2*cosαn=296.6708 mm4 H; f2 I; I: G, |; v
daV2=dV2+da2-d2=322.7105 mm3 G0 W: y: D* l& c
deV2=2*{[((daV2/2)^2-(dbV2/2)^2)^0.5-π*mn*cosαn*(εαV-1)]^2+(dbV2/2)^2}^0.5=316.5102 mm
) l: T! Y9 }; w! t% h5 h3 [& v5 ZαeV2=arccos(dbV2/deV2)=20°23′38″# }8 ]! Q3 E+ u$ A
γe2=(π/2)/ΖV2+invαn-invαeV2=0°56′40″/ c/ y4 R$ x, a8 d/ X2 U
αFeV2=αeV2-γe2=19°26′59″
' {* u- Z1 d7 bhFe2/mn=[(cosγe2-sinγe2*tanαFeV2)*deV2/mn-ΖV2*cos(π/3-θ2)-G2/cosθ2+ρfp2/mn]/2=0.9094
7 |% S  }8 W3 G" m" ^УF2=6*(hFe2/mn)*cosαnFeV2/[(SFn2/mn)*cosαn]=1.0839# W! Q& D, t1 S$ e8 N
4.应力修正系数
9 h" ~: x7 V5 K( s& j& r
2 {- n! r9 M; u7 v7 [齿根危险截面处齿厚与弯曲力臂的比值
" r( k: O4 @, y" [% h% O4 LL1=SFn1/hFe1
0 C- w0 d, r9 DL2=SFn2/hFe21 w: @0 h+ M' s) Q, w2 |% r. V
, m1 W& w7 O7 E
齿根圆角参数
$ e7 I5 T( E' q, W, ]qs1=SFn1/(2*ρF1)9 v/ ^  V+ p7 @6 S; n
qs2=SFn2/(2*ρF2)' \9 y( `9 n9 h* H
УS1=(1.2+0.13*L1)*qs1^[1/(1.21+2.3*L1)]=2.1862
/ m  {" B9 ^# o) b, QУS2=(1.2+0.13*L2)*qs2^[1/(1.21+2.3*L2)]=2.2785% ?+ H1 R% L/ p0 ]- E
5.重合度系数
7 `  R$ x0 j7 b4 C( ^; uУε=0.25+0.75/εαV=0.6648
+ f( p: o7 `" B# j6 `/ X  K原文来自:http://bbs.21mould.net/viewthread.php?tid=4141
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