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[推荐] 变位齿轮的简易计算

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发表于 2006-8-15 13:12:30 | 显示全部楼层 |阅读模式 来自: 中国湖北黄石

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x
变位齿轮的简易计算! d9 h" s' c: I, ^; n7 ]* Q
  变位齿轮的应用越来越普遍,但有的仍利用无侧隙啮合方程式进行计算,相当麻烦,且容易出差错。今推荐用表格法进行计算,简捷、方便、不易出差错。6 ]" @$ ]9 s  w3 P# c
1 变位齿轮的功用及变位系数
" T& @/ \: K% c7 e' C8 Q+ ?. n6 u0 G  变位齿轮具有以下功用:  J. X. @# Z1 }
  (1)避免根切;
9 m, d) B8 t5 w& N3 E' u0 o. b  (2)提高齿面的接触强度和弯曲强度;& i' p7 J0 j* P9 e2 [
  (3)提高齿面的抗胶合和耐磨损能力;
  |$ g1 x/ N' d0 b# e& E6 o+ L0 C& O  (4)修复旧齿轮;
9 S" T( J6 i# T8 t2 S  (5)配凑中心距。
! V( b; w& H7 n' F; N  对于齿数z=8~20的直齿圆柱齿轮,当顶圆直径da=mz+2m+2xm时,不产生根切的最小变位系数xmin,以及齿顶厚Sa=0.4m和Sa=0时的变位系数xsa=0.4m和xsa=0如表1所列。
* c: o4 C% A6 X3 i" \2 B9 Q2 变位齿轮的简易计算' S8 c# c/ }3 W4 j
  将变位齿轮无侧隙啮合方程式作如下变换:
- ?0 w; R" h" G. _* x0 y3 q+ C总变位系数$ p: e- C$ B8 D% n" o
! t7 {4 G; l2 q5 P0 ^! Y
中心距变动系数
/ e# @4 }( o( j: R
+ T8 x0 N, U* B( |. C( F齿顶高变动系数# E) M& G: B, Q

) w3 \+ n) K7 z" j4 `7 N' ^0 @, |* \4 A/ \" u; b
表 1 齿数z=8~20圆柱齿轮的变位系数+ n' f0 L/ a0 P# e7 P
z        xmin        xsa=0.4m        xsa=0* `. @2 F4 H* e3 b% p! D2 E
8, b1 F3 z& x& t/ O! B4 l2 ~) {
9
% v2 I$ x2 i) ^2 x10
5 D4 b* B* q- u+ U& B& z11
& P' y# P2 O$ B$ x125 Z' e  b1 t5 I+ b% m
133 Q9 |  }7 \4 t* I, E* e7 v
14: X- i; |. W# W0 G( C8 }% z, ?
154 ]9 [. Y! L# S/ O0 T; Q- T% a
16
1 d& d4 c$ M( y/ ~1 B- _17
# N( A, @& x/ L18. D7 q( f# V0 \& U3 {5 z! f
19* D, O1 _3 z. d, m
20        0.53- |/ L! \0 s; @8 G6 j( i
0.471 Z, [( B5 X# l, [0 b+ b3 ?
0.42
7 b1 u: T' @- @( n0.36$ H8 y( s5 v& W% |
0.30
6 T( r2 f: Y; H/ R+ ]0.240 D, x+ Q- x; D
0.18
( w& r( r! i" ?  W0.120 n5 j1 x/ V$ \7 S2 \& w1 m* t  l% U
0.065 l1 E9 }( t' D) f! P- Q8 X
08 i, D3 E5 M. T( n7 L4 U3 l( b$ v
-0.05
0 O2 D) f) d- a* r-0.11! {) c" |- B% L3 B5 h2 v( {; p
-0.17        0.183 T: M  q- H1 v0 r
0.22
" J3 C* @- b0 k9 ?, [. L0.27, F! H- w( q+ R' w$ \! [$ P7 j
0.31/ x2 y  l/ S' G
0.35! z$ k/ w/ Q7 \( _, P5 U( f1 O
0.39
) }& w, t: u/ }0.435 W# F1 n4 g2 v1 W9 c$ e: S  V2 M
0.46: p, Q8 U0 Y/ t( R0 c: o/ ~
0.50
6 \; q4 T9 y- ]+ v0.53; o. o7 m' y) Z- j/ a  I
0.56
: _0 X1 p' W/ ~  e  `3 F3 l0.59
: T9 |) \$ U1 B5 }8 T4 ~% A7 g: y0.62        0.56( L: [) O0 o1 S  j" G! w! D
0.63; x' @. M! Q: h; ^
0.70+ R: i9 i# [3 n  S; x4 u
0.76
* }, S: n. M+ t9 z/ @$ t0.82
0 \6 e  o0 d" X& }1 S- J: N0.88  J( {# a7 L3 z4 Y' S
0.93
2 U; z0 O! m$ [% a5 ]% E  O' H1 |% P0.983 L  J( _5 R7 K( j6 c/ e) ]/ ^
1.03' Z* m* _# ^$ L5 W! k
1.08. V% r" p! Q9 ~& I  g# X4 @7 A
1.13  }) S# o- g6 D; z
1.18! f" _. Z9 ?3 P& f# k
1.232 K: y+ E; X/ e
7 [/ C* x. C1 a% l$ v8 @5 r. O
6 [  a! v- Y0 d" D8 N
Δy=xΣ-y
' E& x7 v4 t  {5 G' x+ a3 s" |1 ?式中:α——压力角,α=20°;( u6 Q" R5 d5 d
   α′——啮合角;
3 O1 {3 V  E! v: X5 j   z2、z1——大、小齿轮的齿数。( T3 y9 ~& V/ A0 g" c
  将上述三式分别除以 ,则得:
, |+ V' _4 ?1 X+ I$ ^2 ]& ? : a! }3 E+ N6 Y' U2 A  [( g

$ _( ?: l' _$ a2 N; @  A  由上述公式可以看出,当齿形角α一定时,xz、yz和Δyz均只为啮合角α′的函数。在设计计算时,只要已知xz、yz、Δyz和α′四个参数中的任一参数,即可由变位齿轮的xz、yz、Δyz和啮合角α′的数值表(表2)中,查出其他三个参数,再进行下列计算。一般齿轮手册上均列有此数值表。) V1 k" M/ |1 |0 X) |2 u) _
5 O9 _% k0 J3 ]# m
  式中正号用于外啮合,负号用于内啮合。6 @* p1 U; q5 F$ A7 H  i# R( N
3 计算实例5 t! T5 l! w0 i+ @
  例1:
! _+ _9 d3 u6 _. ?/ e  已知一对外啮合变位直齿轮,齿数z1=18,z2=32,压力角α=20°,啮合角α′=22°18′,试确定总变位系数xΣ、中心距变动系数y及齿顶高变动系数Δy。
) M5 u+ D  U: m' O  解:. X' Y4 E% P1 v' k, I$ Z
  根据α′=22°18′查表2,得:/ P4 J, c' x, U! R6 a
  xz=0.01653,yz=0.01565,Δyz=0.00088  Z  s' ^! G' Q0 r: x
由此得:
  m8 H! k! |! b2 ~; W; k$ E; H
! d4 d) _3 c$ P$ d# u( g0 e  例2:
( y& m3 P1 W5 f6 K3 M. v" V3 [+ V  已知一直齿内啮合变位齿轮副,齿数z1=19,z2=64,α=20°,啮合角α′=21°18′。求xΣ、y及Δy。9 k  S2 u, K( H
  解:5 V, N" D8 `* W/ e- c
  根据α′=21°18′查表2,得:8 ?( o" c* W% Z& r; _
  xz=0.00886,yz=0.00859,Δyz=0.00027。7 B+ ]/ H4 \& n, K, k  p' _' A
由此得:
1 O+ q. \- G4 L( h
+ O  V4 z$ p' l7 e% T. b: k  其他几何尺寸计算按常规计算进行。* l1 I+ A" R1 F$ L% I$ N+ B- Q6 g
  此外,变位齿轮的公法线长度的变动量ΔW=2sinαxm,当α=20°时,公法线长度变动量ΔW=0.684xm,式中x为变位系数,应计及正、负号。
2 M6 D7 z) d3 L3 q  因此,变位齿轮的公法线长度为:# r. |* \/ F- L! m- u5 I. g0 P" ^) [
Wk=Wk*m+0.684xm
2 n- D3 @7 V' z  q1 b式中:Wk*——某齿数齿轮跨测k齿时,模数m=1的公法线长度。
6 h6 w+ m0 a( f表 2 变位齿轮的yz、xz、Δyz和啮合角α′(α=20°)
* Q: Z( Y& z' q" [$ {9 sα′- \5 r. E0 H/ B5 `3 X9 @
(分)        19°        20°        21°  N  z1 z! m$ r: j
        yz        xz        Δyz        yz        xz        Δyz        yz        xz        Δyz; r; C+ g0 L+ H% S% R
0
9 w( ^- y1 P8 F; q/ i' {. Q2 ~% @5 E1
6 q4 Q! f' O% T/ ]9 C0 P" D22 t  w% \: q- f9 o) P8 \7 a
3) Q* t+ b0 I6 U/ g; R
49 @$ _" c# E! i! c6 r0 ^
5. x/ {" ~  Y% }' Z
6
5 `) m6 @! V  g& o75 |! v* J' ~# e( k
8
6 X5 [, R8 `4 u1 R2 C9        -0.00616
  m; ?! h$ T# S5 d9 N% I7 q606- E: p3 O& f& o6 j0 Q3 O
5961 U- Y; \% C% x+ l/ E$ j6 |
586) V5 T% ^$ L) y, ?+ M
576
% P7 K- V8 d, d566
! F8 s" v5 D2 M% T& f5 A556$ z9 j  H+ b  K+ b2 w; u  p
546
! Q( S' Z9 ?1 V& V0 ]5366 I% ^5 S8 M. p; o; i  ]
526        -0.00601
3 N% w6 i2 O' _4 K% d' _9 V7 s592/ g; b$ B/ R4 j& l' b+ O
582  B1 g7 j5 n* m
5732 M' N1 }0 m% ]6 b$ Q! u4 x. @
563) d3 q9 y6 K8 t9 F9 `& M
554
0 R  I9 P! I! R/ F9 e* p544- J* ]) a) h& T4 T. n7 Q, F
535- z/ y: V7 {0 m( Q" f
525) H1 E& q. O, f$ k9 j
515        0.00015
5 k# }% J/ }- b% j2 w9 A  ?" x014
$ u3 I  J" N; w5 ]/ K014( Q  R- b5 {/ F7 m* p+ M! \4 Z
013
' t+ H% F! u  v( E+ G" {- G, i1 [0138 `) G5 E5 W9 }4 b( M5 l& m! p
012
& o  w$ k( ^" }, L6 M012
9 A4 ~1 N$ n7 u- t0118 z- k8 @( B  [! y0 O* }- e% c
011
7 E" w  i2 j2 F9 j011        0.00000
3 \8 Z" A8 \" M% a: i! L9 g- E) J011
( k; ]' b( d* w021! G& O& Z' ]; E5 z& z/ D7 N" Z
032
. a4 ?0 M- C7 ~0 j( h. S2 B2 _042. k5 H8 P2 c9 F( n# Y
053
- ~! A( P$ L* J4 v& i  n+ T- l064% l. f1 e: t) u2 R
075
$ E( Z/ H+ |8 `4 v8 Q$ r085- z" E, a$ X, T7 t) K4 ^  M
096        0.000007 e+ ]$ d) |4 B3 ^) K( G) L% w- H, ?
0111 W6 s9 u. Z+ Y5 U, n1 ~  b1 u
021
5 F2 c4 A: s* {' [: c032
5 y4 W, L, H8 i9 }0439 h7 y  E' i* P
053
! x1 M7 A* O; u3 a064
1 @6 P- ^$ P5 ]2 a5 N075
& k1 H% d/ B$ M. K' Y/ f0 [0861 p  M$ U# G( i- D9 O
096        0.00000/ Z5 J8 i% @$ N2 L% I, \& s
000
$ @0 v) a% ]8 I$ ]0002 K+ {0 u; B  A5 w0 P
000" T8 w$ f5 K; r3 P& M% J6 ?* n& V( n8 l
000
' G4 x/ u$ q: c0002 G0 y! w) T# @6 y: I' B# G8 \& N
000
6 S! d, \2 \8 N) I2 q  s# e2 C0 A000, D7 H# F+ _6 V4 }- T$ h! Q
000
, @. Q. a6 c/ d+ h' J5 K8 z6 u% W8 }3 M000        0.006552 Z* c% I9 x6 m# P( |: q% U4 {
666; X+ a* p- b$ l4 r& D, f
677" P, e3 u& E/ i; ^
689
0 D' F: E! c* }. t! S1 t5 a700
8 V0 \$ h' F3 @9 n6 b711
3 j6 j9 X/ V* t% I$ ]. y6 I- A* P7228 x! U( W$ S" I  Y6 o, r
734
; a  r! P* X1 v2 X& i: V; {$ x745
0 T1 W( R7 {0 m% S. _5 L756        0.00671: b2 x! ^% z7 u8 x) P  p0 S
6839 r6 ?8 V* ~& E6 m7 Y$ c
694
! M5 }1 Q# g4 h# f/ R2 O) v706
7 D, J% F5 l* ]* L3 r- Y3 D7189 S  I1 u* s- X. ?1 t; R
730
) U! x  J* L' T' R: Y0 H6 }  U742
' U2 l- A3 D7 C  P' s5 B8 @# s754
3 _; Y) d# R/ q766
9 M8 [# N9 X! {; o1 c778        0.00016
* A: i9 d. n3 F" |  {% M  M4 ]017
( V7 h, ]" _7 P( U017
2 `3 W. O2 F9 O8 C5 t2 v' W017
0 G' o/ I; M! E1 Y& P0186 c8 B0 a) Y. v  o, P
019
3 U2 ~- R4 N8 k5 V% V5 |, ]020
9 `4 \3 N0 j2 V020" ]3 u, ^1 X  p7 _0 ?& r- q3 s2 B& J% ?+ Q
021
* n. @. \4 {- t- t' g8 B022
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11) F8 Z/ u+ N" }! ?
12
8 p1 H2 e$ E( z, n# Y- K* B1 _  F; h13
# Y" i& o" ~" j3 f' h+ K14, m: s. ^3 G3 w& n# ]; i( L  d
15
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4 }8 x! t5 K" x+ {' w2 z178 w8 r8 C8 v9 |1 j
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19        -0.00516
" e0 g  b) T, q506$ P4 Z: Y: F+ f8 @! V$ n& ~% B- `
496: M  r" Z/ Z6 j1 V% l5 _9 W
486
4 |) i8 C9 c2 D1 K* Y' K476" N! ^# J9 s% r; d9 V
466) m9 o3 s  [! N: N8 i
456; g1 T- D0 Q1 n9 X( C3 `
445: R, w, h7 Y+ j
435
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- o7 q/ C" ~& o+ X/ L" y0 |8 @  A# |496+ t4 Q# N! x% `
4869 Z1 Z5 p) e# r
477
& x+ _# m. I  `8 v, b467
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& F( y# A! g5 e4485 N6 W7 u" n* L0 }! ?
438* ~8 V. S. m; A+ l
428/ y& q2 B: `2 E  D
418        0.00010# r7 p+ d% F$ B% Q( `* @% |
010. P& G; t9 v0 ~4 b
010, i0 D! `5 i' Z+ J* v/ L
009* B- ]# ~# y/ b" Q- l+ R+ h% K$ z
009
8 s" P# f% |; B6 h* ?009. q6 [- ^. z7 ]4 T9 |
008- k6 o# K7 l' V3 K
0079 r+ H5 L+ C, O# G, `; S4 z
007) r  D- D/ r4 F7 Z
007        0.00106
8 [7 u7 T& U; A3 N8 B* i117. T6 K0 G- q( E1 h+ p
128) o' L" g% ^, n) B' A/ D: Z9 P
139" l/ t9 Z' C# a, M' |
149  i& S/ x  I9 O. r; M7 V
160
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; X/ z0 d# t1 {& L& o3 a/ x; N9 Z: H182( I5 [0 u( z  W/ Y4 T) E; f. |2 q
192: T+ Q. u1 `7 O* y3 m
203        0.00107
+ C0 J5 l+ G3 E7 J2 ~1184 G4 {/ ]2 m' `- S4 a
129
0 m; A% X5 ]) }; w& c+ U139
% R2 U2 Z; ]* k# ~8 O150
* s' c, z" [  K6 _! [! ^' G. T2 }161
. C  ^, K. ^% `/ |172" U. `6 e2 O* E8 Q- s$ R; P
183
+ ~4 Z# w6 E, }; Y& {9 o1946 j+ {* ~3 V9 J" P+ c1 L/ x4 ~
205        0.00001
8 X8 X" ~2 ?" p2 [0013 X$ V: p0 Y2 C8 u- p8 V$ g
001! R' Z9 i; t" W: X& a. V
0015 Y7 e3 p5 H& Z: L  E
0012 X1 }6 J! B9 H! v" H4 Y% d' g
0011 F! e- S$ L0 y! s# C& m
001& ]$ d. [: x" n  m; t/ s3 K% B
001: p0 ]* l: m1 ]! e8 n3 e: o
002
" \  I: w/ q) r) x6 V" _5 J% K002        0.00768( V; h' v) Q# X! S# O7 S
7796 O5 h' I4 W- X& N
790
5 [/ t6 U5 I- |7 Q! Y' h802
) Z! J6 Z1 K/ {) n% M/ O813* w+ ]5 a0 d# D8 T: k
825
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* M: k8 [. W' _4 v8 u847$ k& t* c6 @8 Y) R1 `# \
8598 Q3 ^4 v2 m' X" E; f% O( C- P+ Z5 i
870        0.007899 B& L3 n, r, l- i0 K- i
801
( z* H! A0 u8 X- L" n8 J814
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837
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8626 @  h/ M( \  i( Y7 \3 z0 K4 b
874
! w8 A1 k' v: R; ?. |% I: q) o886* _& u# r- x7 r% F; |; W8 n
898        0.00022. ^0 |. s" x! [  k) |7 B7 _7 s' y
0232 z/ n% q5 m/ [8 \: A8 g% ]" o& I$ O
023
* j, E5 m& u1 g' k1 s024
1 [  `  R; c% W0 v0 F9 m024
' U$ i. {0 q* c4 |6 {0253 K3 u: l! u& e& D  I8 |
026
. v- [* \) U$ }* O  A027
, W& Y& x, }8 a8 M6 b) J027! h7 u! r: X5 |. c
028
, m% h7 c8 `! C- R" R' C, ?9 j# a/ B20
3 f& [  p( _. T8 E* `216 k/ [4 t+ T: T2 ^) n9 [9 R: t
22
( p6 G- ~; y4 u( c8 n3 Z  _  ^9 O1 Q23: K/ q% m: t, w5 V6 O
24  Q8 S! u; z9 H0 h3 x4 _
252 e4 \3 |, Y# K# V$ [
26
  @0 I* y, `$ ~/ N/ m( b27
( v& `% R& m, S+ a289 C; I& b' _; `
29        -0.00415
$ M! x% J7 _  k6 o  \# h5 V. ]1 t405( P$ H4 `6 [* u7 z# j
3957 E( Y8 [/ z( L$ |2 j/ P
384
0 a. q8 p7 S- N4 v  F# T4 h9 S9 B374
+ p7 p' k9 `" k/ X; s8 H' Q364
9 Q" _! [+ x5 z5 ?" J- x  L354
! E+ l- U6 i. S344
0 S3 O; t: M! _" u333
, Z0 y- i6 f- \4 M+ j+ B6 ^4 E) o" X323        -0.00408
/ C$ t' E: \/ J( i7 G; ~5 o6 B3987 S  Z$ r/ j/ ^! }+ d! L0 s
389
: G, Q3 r+ [2 K" j3 c" U379
  ]5 h+ U" j3 l369
8 |+ s2 c6 S- M4 |1 b5 E6 ?" L359
' m# n# i. s8 t, B& e; ]" H349# O7 ]6 L& [! T- Y
339
2 O8 U8 {' n6 Z5 P8 n329' Y$ ]% o* A( J/ k$ Y. m: O  C
319        0.00007+ ^; k; s5 G8 |
007
+ \8 k5 U; w! [- H, l- U006
. ]* Y$ Y5 p+ ]( a! O5 u005
# S7 Q4 W1 T% @* H6 i- C/ A005
$ e6 P7 k+ D& Q' r0057 R9 U% ?  ?0 s
005
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评分

参与人数 1三维币 +8 收起 理由
chinajim + 8 好资料,做成PDF文件可能更好些

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发表于 2006-8-15 18:36:18 | 显示全部楼层 来自: 中国上海
呵呵,真是好东西啊,我在做齿轮这一行啊,东西好哦!
发表于 2006-11-16 00:02:26 | 显示全部楼层 来自: 中国浙江宁波
真是好东西啊,我也在做齿轮这一行
发表于 2006-11-16 08:58:23 | 显示全部楼层 来自: 中国北京
没用过,可以验证一下.
发表于 2006-11-17 20:34:05 | 显示全部楼层 来自: 中国吉林长春
真是好东西啊,齿轮这一行不好干
发表于 2006-11-18 13:09:34 | 显示全部楼层 来自: 中国广东湛江
有那么神?先复制下来,以后验证一下看看!
发表于 2006-11-18 23:47:38 | 显示全部楼层 来自: 中国重庆
请楼主用其它格式把表1、表2好好再上传一下,让大家好看明白。
发表于 2008-9-22 16:26:47 | 显示全部楼层 来自: 中国上海
太棒了 正在搞齿轮  头大啊
发表于 2009-3-22 00:41:35 | 显示全部楼层 来自: 中国广西南宁
楼主,变位齿轮传动的校核呢?特别是接触强度的校核,因为设计变位小齿轮时,计算的接触强度很大,很难设计。
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