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发表于 2008-8-21 21:57:35
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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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