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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
. t& I' H( q! F- a+ W渐开线齿轮设计计算书
6 R! f) o" h2 x# a已知条件:增速齿轮& `/ I2 ?  N* i
齿轮传递功率 P=3300 kW
- Q% q5 ]: t. [  p. a9 Q" d高速轴转速 n1=11600 r/min9 t+ P! [: u6 r, ~# ]
传动比 i=1.6
, j3 f- I2 u7 V- E' p, N4 R' d工作时间:50000小时
; H7 j0 W7 ]) d2 a  `
$ ?. @+ G  k- S0 {
 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   G4 K" W- ~; _, @. p, A5 P
一、确定齿轮类型
9 Y  B4 c% u: _2 l/ n5 D标准斜齿轮,齿轮配合为外啮合传动。' O8 Q2 w/ ~1 O  a6 ?# m' b

6 j; Q( R& @+ h! B' D$ ?二、选择材料2 ^/ B& W, u+ a7 ?. q1 }* N4 G
小齿轮:50SiMn,调质,HB=207~2556 I* X+ k% q0 c8 t9 b) B5 H
大齿轮:42SiMn,调质,HB=196~255* _3 W# v) @9 e7 W/ V) `
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。5 H3 J; g, a& U. Q* [  B
齿面粗糙度Rz1=3.2 μm,Rz2=3.2 μm,
6 J) k& N+ R4 s% _5 @& I4 p齿根表面粗糙度Rz1=10 μm,Rz2=10 μm。( c# Q  _, h) H1 K  w, K
大、小齿轮设计修缘量Ca1=30 μm,Ca2=30 μm。
  q, k) `4 ^+ K( M- e油浴润滑,ν50=20 mm^2/s,胶合承载能力为FZG7级。4 [0 p: w' D& s% r, A0 v" k* `  Y

! H2 G: T- o9 K* A( c( O, c" f三、初步确定主要参数. o$ q' ]6 r8 l% B" l1 o: O2 P
1.按接触强度初步确定中心距a(根据表2.5-1)
, K( A* s4 G& c$ u" k  T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' [6 U* _# Y+ Q9 @6 ~
载荷系数k:取k=29 R' f0 k2 C0 X$ L$ z* C5 P+ ~/ h
齿宽系数φa:根据表2.5-4,φa=0.5! X( `8 z" @! o0 l) D7 i2 q: o/ ?
小齿轮的名义转矩:T1=9549*P/n1=2717 N·m7 n; |6 j! ^' b9 j4 V
许用接触应力:σHlim=min{σHlim1,σHlim2}=1350 MPa
/ }+ D, `1 o/ x7 L: E4 W1 {& xσHP=0.9*σHlim=1215.00 MPa: c7 A) f! E9 C: F/ l! s% y  T
计算:a=Aa*(u+1)*[(K*T1)/(Φa*u*бHP^2)]^(1/3)≥205.83 mm6 a, S+ j' L0 X+ L$ n1 w
圆整为a=250 mm。
; U/ ~# T- c2 ?& Q( v9 \2.初步确定模数、齿数、螺旋角
0 ^) ~. y) P8 s1 T  p+ K根据表2.1-1,取模数m=3.5 mm
) S3 }# L! k9 Y) j由表2.2-1的公式可导出( a- Y$ q" W* i- d( c( Q
初选β=12°
" o4 B( I( v+ E" {3 HΖ1=2acosβ/[m*(u+1)]=53.742 j# o, S2 p+ s# X
取Ζ1=54,Ζ2=u*Ζ1=86.40,取Ζ2=87。+ Y+ i1 G* {7 Q6 d+ P# W' A: |
Ζ2经圆整后,齿数比发生了变化,实际齿数比为u=Ζ2/Ζ1=1.611。
/ G6 S2 n4 K# F. e0 ~; @: h精算β=arccos[m*(Ζ2+Ζ1)/2a]=9°14′55″" l& `; ~% S0 q( l

: G) f% u' T1 A四、其他几何参数的计算(根据表2.2-1)5 J. l+ ~( ?, w% U" h  n2 e
1.分度圆压力角1 r# Q, T% c/ L0 |
αn=20°00′00″
' w2 P' Y4 c: z2.齿顶高系数3 w: T% V: J' K- D% a
hanˇ=1; H" K6 N/ A+ P
3.顶隙系数
! [5 O" |" I; `( @cnˇ=0.25' w+ p# a* x9 l- g& m& A
4.齿宽  Q' Y) i, [0 p4 K' H. D; B
b1=140 mm,b2=140 mm6 ^" c1 W# o' s; }
5.齿数比; M+ A" I- }1 Z- m2 Q* J
u=Ζ2/Ζ1=1.611
4 L  q+ m9 g9 m6.分度圆直径% O- d: D2 {5 O4 v4 x" w
d1=mn*Ζ1/cosβ=191.489 mm
2 e4 Z5 N1 J5 B% Zd2=mn*Ζ2/cosβ=308.511 mm
* \6 E( V/ ?' ~' C  l9 u- k7.基圆直径
- Y$ g: C$ Q) B( iαt=arctan(tanαn/cosβ)=20°14′32″
' I; C5 V- i, ~/ ^; f) U4 F  l/ hdb1=d1*cosαt=179.662 mm, k; C! c% P! j2 H: J5 {0 K1 t
db2=d2*cosαt=289.457 mm
. X* M( i( l. X& h$ _# [7 e1 @8.齿顶高
! C& e8 D: E: T- }: p  q. |# xha1=ha2=hanˇ*mn=3.500 mm+ m+ }# M; ^, R
9.齿根高: ^! b6 A7 i* ^, `- H
hf1=hf2=(hanˇ+cnˇ)*mn=4.375 mm
& v7 C' I; |: \# K10.全齿高6 V* D4 i. a0 W- `& ^2 L' F
h1=h2=ha1+hf1=ha2+hf2=7.875 mm
( V, o5 P- z9 f7 I' b$ u11.齿顶圆直径
! C0 O$ W) ?+ hda1=d1+2*ha1=198.489 mm  k* [$ F' F- x% ~6 e0 z1 ]
da2=d2+2*ha2=315.511 mm
+ T# m: |: n3 C8 |8 Y, b12.齿根圆直径* I; G" K8 z' ]8 Z0 k; {) ?: e
df1=d1-2*hf1=182.739 mm0 n4 l2 Y* B) ?* v: _
df2=d2-2*hf2=299.761 mm+ C, E, K, S: @8 }
13.齿顶压力角
2 r7 M( t) {0 B1 W4 sαat1=arccos(db1/da1)=25°9′24″3 a; a( u+ N. D5 H: K
αat2=arccos(db2/da2)=23°26′52″5 ^/ c5 a! d" b( z1 l0 y
14.端面重合度" ~( v4 z, I, V! `& W- S4 @4 e$ x
α′t=αt
2 t( Q  a7 o& U" C5 S  rεα=[Ζ1(tanαat1-tanα′t)+Ζ2(tanαat2-tanα′t)]/2π=1.767
& b/ d' z/ X4 S, l15.轴向重合度
; F- q& I  r# h% T1 Oεβ=b*sinβ/(π*mn)=2.046(b=min{b1,b2})( H0 N* d' f/ z+ ^
16.总重合度6 Z9 a/ D8 A+ T( f* I
εγ=εα+εβ=3.8131 U0 Z( J  l8 b; W, f; q
17.当量齿数. n2 p9 N% `( P/ W3 f7 K
Ζv1=Ζ1/(cosβb^2*cosβ)=55.988
0 W% v/ W8 a$ P, OΖv2=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
6 k1 A- K$ c9 U% I" d, P1.公法线长度' R8 V6 x  C, v/ M/ A& ~

* q( I5 J) o. T& `. t6 w9 z跨齿数:Ζ1′=Ζ1*invαt/invαn=56.064 S7 L1 r' w& k
Ζ2′=Ζ2*invαt/invαn=90.31
4 V0 v. Y1 Q* l& e- D( Z8 Vk1=αn*Ζ1′/180°+0.5=6.73, Z. I5 ~; _' o
k2=αn*Ζ2′/180°+0.5=10.53, d1 ?; @* S) z& i. `

. M& \8 I  D% J* p7 u! t: u取k1=7,k2=11
+ f, [: B+ F3 j- r- M5 w  wWk1=Wk1ˇ*mn=cosαn*[π(k1-0.5)+Ζ1′*invαn]*mn=69.9088 mm0 ^; _# ]; e/ r: r" m
Wk2=Wk2ˇ*mn=cosαn*[π(k2-0.5)+Ζ2′*invαn]*mn=112.9178 mm
+ L& n( j( r6 w3 s' v2.分度圆弦齿厚、弦齿高
# y& q; f9 S  ?, j" U7 _' y/ m' @: l# N$ h: ^/ Z2 w$ q
弦齿厚:s1¨=mn*Ζv1*sin(π/2Ζv1)=5.4971 mm" J/ S: s; z% m" Q3 ^: v
s2¨=mn*Ζv2*sin(π/2Ζv2)=5.4975 mm
4 t/ i2 P/ }7 [0 t2 \
+ F( G3 K3 a  @$ n9 F2 `3 |7 C0 N/ M弦齿高:h1¨=ha1+0.5*mn*Ζv1*[1-cos(π/2Ζv1)]=3.5386 mm
+ `* |2 n8 m9 N0 o6 g. D9 ph2¨=ha2+0.5*mn*Ζv2*[1-cos(π/2Ζv2)]=3.5239 mm$ j7 t# S5 `( L( K1 W1 I& c5 P
3.固定弦齿厚、弦齿高+ F6 {! O* s! K7 X+ A4 {0 W

% v" M: f0 F  n弦齿厚:sc1¨=0.5*π*mn*cosαn^2=4.8547 mm
3 f$ S1 o, m6 ksc2¨=0.5*π*mn*cosαn^2=4.8547 mm' ?# S; l# \/ ~) a! y

# P' S( G' Z$ T0 C& U2 O3 R7 u弦齿高:hc1¨=ha1-π*mn*sin(2αn)/8=2.6165 mm" k; _6 `) s5 a, E) F
hc2¨=ha2-π*mn*sin(2αn)/8=2.6165 mm
$ w! w  |' Z! l7 m' w: l2 O  p4.量柱(球)直径、量柱(球)跨距
' h$ S) @7 T  s# r2 {3 y; T- ?: E, r$ P, M3 z* m: y3 R" h
量柱(球)直径:dp1=1.68*mn=5.8800 mm
2 d3 U, R6 X; S# gdp2=1.68*mn=5.8800 mm6 U) d0 o9 v# N! y' }( M
* k! C- X9 o4 k
量柱(球)中心的渐开线端面压力角:3 _% Y* M8 w9 c2 [) x
invαMt1=invαt+dp1/(mn*Ζ1*cosαn)-π/2Ζ1,αMt1=21°48′1″
6 z1 r, r1 h) }1 m+ o& ~; i1 F- |( o- |& DinvαMt2=invαt+dp2/(mn*Ζ2*cosαn)-π/2Ζ2,αMt2=21°14′19″
, b3 x3 c9 w3 K. v+ T# S  T# i" P# g
7 K9 h4 i' ^# h# Y. x. r% E量柱(球)跨距:M1=d1*cosαt/cosαMt1+dp1=155.2486 mm3 N9 J  L/ C8 F6 M/ I
M2=d2*cosαt*cos(π/2Ζ2)/cosαMt2+dp2=245.5618 mm1 z; c( o" g4 X7 |( P

/ ~% v: g* G( p" X; ~8 r; W六、接触疲劳强度的校核
, s, [/ w& [- c& R' P1.名义切向力
' w- S0 s6 z- I; A7 R0 B! E2 `Ft=2000T1/d1=28373 N
4 X' y6 b5 u: z% I5 H+ @2.使用系数(根据表2.5-7)
9 F/ n( L; i  }/ c$ @ΚA=1.25,因为增速传动乘以1.1,得ΚA=1.375" k* K. h; K( J2 F
3.动载系数(根据表2.5-11)2 Q, }% t* r% e4 V$ P9 u" M( l4 ?

$ ?6 G7 F# t6 s) F. m; a* ?计算单对齿刚度和啮合刚度(根据表2.5-32)
/ W" Y! a0 i2 o1 w6 j) \9 ^. a9 {3 E
理论修正值:Cm=0.86 l. f  s3 A$ M* A

# m' Y0 @- G( ?" r5 R# F# Q2 q轮坯结构系数:实心齿轮CR=1
5 c5 O$ F, c- t( ^) S
. t, [& |" C: }. ~基本齿廓系数:CB1=[1+0.5*(1.2-hfp1/mn)]*[1-0.02*(20°-αn)]=0.97+ f4 |3 ]$ }5 i. {+ L9 m" H2 g6 O
CB2=[1+0.5*(1.2-hfp2/mn)]*[1-0.02*(20°-αn)]=0.97+ n! I, m' A0 f+ }3 M, f# z( \9 ]
CB=(CB1+CB2)/2=0.97
3 D, c6 V3 [) N) h5 W/ V, B2 I/ }3 a$ U1 ^) P/ E' Z# c7 K! x' Z
齿轮柔度的最小值:
$ I( Y/ O7 a, B8 c. Q0 iq′=0.04723+0.15551/Ζv1+0.25791/Ζv2=0.05287 (mm?μm)/N2 @1 S( P; N9 Z( ]( a5 f- o

! B0 K$ _% E( Y5 R) j单对齿刚度理论值:Cth′=1/q′=18.92 N/(mm?μm)
7 m. X. B" y- m5 `* s+ `1 Aξ=2*E1*E2/(E1+E2)=1.00+ w1 h9 ]8 Y; a
. r0 Q8 L! }7 r9 y
单对齿刚度:c′=ξ*Cth′*Cm*CR*CB*cosβ=14.5623 N/(mm?μm)" G9 G4 x3 Z. K- n8 z% Z
2 T- G7 t; @2 p+ V8 m
啮合刚度:cr=(0.75*εα+0.25)*c′=22.9392 N/(mm?μm)% L+ Q* R+ p0 E- h$ |7 F$ Q
& T5 l7 j$ d. [& x6 F. o& m  k
计算临界转速比(根据表2.5-12)% }! u: N0 P4 a* K2 \

- T3 L+ g; l. y/ Z1 A! w平均直径:dm1=(da1+df1)/2=190.614 mm+ ^! i; u$ e7 e/ F# I* H) {2 h% h
dm2=(da2+df2)/2=307.636 mm, P  W( b6 z6 {% B4 Q' V$ P

) ]7 J: U1 X. @/ O轮缘内腔直径比:q1=Di1/dm1=0.0007 {$ U( R# F) p' g# q
q2=Di2/dm2=0.000
4 i% i# E: w; g1 a) K/ e( S6 J: ?, Y  C  W2 I7 I
转动惯量:I1=πρ1*b1*(1-q1^4)*dm1^4/32=1415277.860 kg?mm^27 t+ T5 b3 N. v* x" J: m. s& S
I2=πρ2*b2*(1-q2^4)*dm2^4/32=9602209.037 kg?mm^21 Z1 Q' ?" T% n8 }  @" t

4 t5 s- n! w$ V当量质量:m1=I1/(b1*rb1^2)=1.253 kg/mm7 G6 s* u' |7 ?7 w4 I( H
m2=I2/(b2*rb2^2)=3.274 kg/mm' c6 Q; Z9 c% x4 l4 S0 @$ ~3 Y1 h

7 s- U9 T! G% N诱导质量:mred=m1*m2/(m1+m2)=0.9061 kg/mm
5 B$ V8 z3 ?$ o( A/ R, W/ C( q5 j8 \3 d( Y
临界转速:nE1=30000/(πΖ1)*(cr/mred)^0.5=889.778 r/min
* r  ?9 J+ G0 [* D1 i2 K6 A/ @: ?3 _# K# Y* ^6 U, m2 b, Q
临界转速比:N=n1/nE1=13.037
% y5 ^! {4 m* f2 S6 V3 I9 \- V) J) |
3 q/ _: u, s- ]5 N, d计算齿廓跑合量(根据表2.5-30)# P4 V6 H7 a* K2 M- X6 U
ya1=160/σHlim1*fpb1=0.759 μm$ h+ g' _. T$ g2 J4 b
ya2=160/σHlim2*fpb2=0.853 μm9 m5 v4 _  r3 a
ya=(ya1+ya2)/2=0.806 μm  ~3 T. g5 }! m: t  m7 d6 Q9 b9 H" q

; H9 O7 a, J+ g计算系数Bp,Bf,Bk(根据表2.5-16)
+ N% b, h) T; `6 y* n) i/ w  u9 D
6 F2 m& w* {3 P, q有效基节偏差:fpbeff=fpb2-yp=fpb2-ya=6.394 μm
* B& X) {8 L8 `! [  q% ^7 L: z
有效齿形公差:ffeff=ff2-yf=ff2-ya=7.094 μm- x5 j; J7 E6 Z+ t. {4 `( z
# j: f" v' K7 S0 \. A, R9 C. k
设计修缘量:Ca=(Ca1+Ca2)/2=30.000 μm
2 [: P7 p, v) j" F" X3 v! ]9 yBp=c′*fpbeff/(Ft*ΚA/b)=0.334% r( Z; J# ]* A% g3 I
Bf=c′*ffeff/(Ft*ΚA/b)=0.371
; H4 A2 e. U& R3 ?! k4 ABk=|1-c′*Ca/(Ft*ΚA/b)|=0.568
; Y! o2 M9 X; H2 e( H  U: @+ c+ n# g0 }& S! j, s
计算系数Cv(根据表2.5-15)3 c0 d- ^/ W( p! a: v; e; [# B2 ^$ L  w
εγ>2,取Cv1=0.32! L# s  ?# w' b# s$ m
Cv2=0.57/(εγ-0.3)=0.162
" z# X: M! `/ o4 k9 A% mCv3=0.096/(εγ-1.56)=0.0434 F/ S, i1 i$ k- K% s# a  c5 Q
Cv4=(0.57-0.05*εγ)/(εγ-1.44)=0.1608 [; w. Z5 Z: d6 `6 y& b
Cv5=0.47
$ K# T5 J. v# m- Q! @% wCv6=0.12/(εγ-1.74)=0.058
6 T- |! f5 m( B) S/ Z" ?5 aεγ>2.5,取Cv7=1.0! {9 ]  s9 I& G5 \/ ?/ v
N≥1.5,属于超临界区% p. J+ s& V" J7 k
Κv=Cv5*Bp+Cv6*Bf+Cv7=1.1785
% u% s" j# d, K% J0 g7 T3 {& V4.齿向载荷分布系数(根据表2.5-18)! \6 l! U- [* C3 e% S9 B! `! e' F

" V, Z+ L% q, E9 L- s+ T# N计算加工、安装误差产生的啮合齿向误差分量
& M: m; k+ X  N; f
8 Q) N: \( A5 g, ]装配时进行检验调整,fma=0.5*Fβ1=6.000 μm8 o  r7 E3 ]7 i/ q) Z: M5 w6 a# q

% p# F* I4 Q4 k2 Y+ F% K! A取小齿轮结构系数(根据表2.5-21)
! k* {" q* O# q. Y5 V+ ?9 B3 \/ _$ k/ Y
刚性,Κ′=0.48- A# L6 J$ r2 c" s. o, O% _

, ~3 x& g% }; }计算小齿轮结构尺寸系数(根据表2.5-22)- ^' ]0 s( U/ a  J8 I: |" Y

! }! l8 p* V) K, X9 }' A$ |通过该对齿轮的功率Κ=100%2 _7 H" v: h' M& u5 q
B′=1+2*(100-Κ)/Κ=1.000
/ t) N2 w9 X  }  }6 N! zγ=[|B′+Κ′*l*s/d1^2*(d1/dsh)^4-0.3|+0.3]*(b/d1)^2=0.550 (μm?mm)/N9 V: M5 @7 b; X# K& s

+ Z$ W+ z; P4 P( f% \计算单位载荷作用下的啮合齿向误差(根据表2.5-20)
. w8 Z/ x+ X% X# ]( E' P2 A' q3 k( z, ^1 P; e
一般齿轮fsh0=0.023*γ=0.013 (μm?mm)/N
7 {* x" t5 K5 E* C: _' ^+ I0 o8 `& Z1 y# l
综合变形产生的啮合齿向误差分量fsh=(Ft*ΚA*ΚV/b)*fsh0=4.157 μm3 D3 {9 T5 H  n  Q3 ~- W: T9 ~) w

, G7 ^$ y: t9 |. @1 g初始啮合齿向误差:/ I8 t$ L. N  C

7 ?! Y1 i0 W2 q( _, N5 j- ^受载时接触不良Fβx=1.33*fsh+fma=11.529 μm: N3 j( C2 r9 {* w
* F7 J" E* o: N6 d( k$ b  k
计算齿向跑合系数(根据表2.5-23)8 |: g5 _- B" r
xβ1=1-320/σHlim1=0.763 μm
+ f) [! k3 A3 ~4 ^6 Q0 W0 E9 xxβ2=1-320/σHlim2=0.763 μm
* r& Y3 J. ]6 J" J& f2 a& W9 ]/ yxβ=(xβ1+xβ2)/2=0.763 μm
# T6 X$ T% n4 q0 t8 Y! H' z9 ^1 C3 f9 h, p/ b1 G
跑合后啮合齿向误差Fβy=Fβx*xβ=8.796 μm% u  j& Z3 }9 y% j9 ]! U
ΚHβ=1+0.5*Fβy*cr/(Ft*ΚA*ΚV/b)=1.3072
0 ]& p) u& m3 _4 p0 Y5.齿间载荷分配系数(根据表2.5-29)3 B3 L; G0 h: F2 w7 Q
ΚtH/b=Ft*ΚA*ΚV*ΚHβ/b=429.291 N
# t1 N4 W1 ^" L' D9 g: vΚHα=0.9+0.4*[2*(εγ-1)/εγ]^0.5*cr*(fpb-ya)/(ΚtH/b)=1.06600 c' _( q- e3 y% J7 @" G) j
6.节点区域系数4 [/ \% ]7 _9 v$ }9 w

. ?. C/ y0 I# ?5 L& G基圆螺旋角βb=arccos{[1-(sinβ*cosαn)^2]^0.5}=8°41′11″
8 R) ~/ {2 }6 D' s- q% h6 OΖH=[2*cosβb*cosα′t/(cosαt^2*sinα′t)]^0.5=2.4641
- v4 x' U# }( y  r! Z' I7.弹性系数+ v4 |% C3 Z( K/ p
ΖE={1/π[(1-ν1^2)/E1+(1-ν^2)/E2]}^0.5=189.81 MPa^0.5
( |0 L% ?1 _* A5 l8.重合度系数(根据表2.5-35)2 M  |+ J* p3 h' G+ B$ ?3 [  h7 F
Ζε=(1/εα)^0.5=0.7523* n) F! C) B  w# v6 s
$ m' N' _1 s2 o/ h8 f
经验算:ΚHα≤εγ/(εα*Ζε^2)$ @0 B; j/ `* ?" d7 K
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% x' z$ O' K* A4 Y1 N) h
Ζβ=(cosβ)^0.5=0.99357 @8 G: `; `; w) o( P  p
10.单对齿啮合系数(根据表2.5-33)# f2 |# \6 K, t
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
' Q! H9 ~: X9 n  aΖD=1/ |0 L& d$ c+ x  a1 W
11.寿命系数(根据表2.5-40)
  M( S" N8 s' J+ UNL1=n1*L=34800000000# i/ ?& G1 g( e* J" G
NL2=NL1/u=21600000000
0 ?) S* c2 K' i; ]/ jΖNT1=(5*10^7/NL1)^0.0306=0.8185
' S. I; B$ S9 i8 xΖNT2=(5*10^7/NL2)^0.0306=0.83054 S+ v, p' A6 I& `$ W
12.润滑剂系数(根据表2.5-36)
! [* B1 j5 Z) z, V9 Y$ M5 U, R5 U( pσHlim1>1200 MPa,取σHlim1=1200 MPa,CZL1=σHlim1/4375+0.6357=0.910
& R. R, H; |2 e6 K1 u/ O" j4 pΖL1=CZL1+4*(1.0-CZL1)/(1.2+80/ν50)^2=0.9233/ n% Q1 ?5 J. n6 }5 J2 Q1 i
σHlim2>1200 MPa,取σHlim2=1200 MPa,CZL2=σHlim2/4375+0.6357=0.910
! C% ~" z9 R: r0 j* _% c( AΖL2=CZL2+4*(1.0-CZL2)/(1.2+80/ν50)^2=0.9233* C3 w( n% _# B3 S7 {
13.速度系数(根据表2.5-36)0 W  o& {$ F7 H- l
σHlim1>1200 MPa,取σHlim1=1200 MPa,CZV1=0.85+(σHlim1-850)/350*0.08=0.930( x: L5 Z7 B) a8 s  q
ΖV1=CZV1+2*(1.0-CZV1)/(0.8+32/ν)^0.5=1.06503 L) F4 j: G# |
σHlim2>1200 MPa,取σHlim2=1200 MPa,CZV2=0.85+(σHlim2-850)/350*0.08=0.930
' p8 K/ f) u1 QΖV2=CZV2+2*(1.0-CZV2)/(0.8+32/ν)^0.5=1.0650
! d6 r1 K" j; V7 y/ @4 I14.粗糙度系数(根据表2.5-37)
. ~6 C: v) K$ l! ^0 G9 W2 y6 I; ^
节点处曲率半径:ρ1=0.5*db1*tanα′t=33.126 mm
& q* \, L1 ]9 \* Dρ2=0.5*db2*tanα′t=53.371 mm4 h5 u( S. s4 W7 b

5 y3 S+ W% N3 F/ ]0 f节点处诱导曲率半径:ρred=ρ1*ρ2/(ρ1+ρ2)=20.440 mm4 m) y% t7 n$ a6 V( e
! u: u: q7 c' N9 q8 s
相对平均表面粗糙度:Rz10=(Rz1+Rz2)/2*(10/ρred)^(1/3)=2.521
% p' m* b% S! p. u2 P  jσHlim1>1200 MPa,取σHlim1=1200 MPa,CZR1=0.32-0.0002*σHlim1=0.080* c# M8 i6 v6 {$ A9 K
ΖR1=(3/Rz10)^CZR1=1.0140
' i+ y: ^% A, [7 K. ?5 T. IσHlim2>1200 MPa,取σHlim2=1200 MPa,CZR2=0.32-0.0002*σHlim2=0.080
7 J% R1 }% ~% \+ ~4 {ΖR2=(3/Rz10)^CZR2=1.0140
8 ^1 k3 A& `1 J/ _1 O15.齿面工作硬化系数
/ R% |1 L0 @. @; F' [7 g+ F5 IHB>470HBW,取HB=4708 n& E) m% U. G3 g3 X
ΖW1=ΖW2=1.2-(HB-130)/1700=1
: A8 c5 x7 i) y16.尺寸系数(根据表2.5-41)
4 [: Y" N' x' i+ }2 o- ~  IΖX1=1.00007 P; ]% R5 [) _* g  ~8 P0 r
ΖX2=1.0000
9 ?) {7 [, _. ]6 x  Y$ k7 Y; E  A7 C17.最小安全系数
$ t$ _8 v. @& Q: a( @0 J7 z' W: J) a0 a& P- k
根据表2.5-42,取SHmin=1.60,SFmin=2.00. r# l1 E' ^/ m! ]8 H
18.计算接触应力(表2.5-6)
7 |( M6 N' Y+ t6 @. OбH0=ΖHΖEΖεΖβ[Ft/(d1*b)?(u+1)/u]^0.5=457.83 MPa
: o& w" Z% t9 T0 m" R* yбH1=ΖB*бH0*(ΚAΚvΚHβΚHα)^0.5=693.96 MPa
, p/ U7 k0 Q1 F9 j( mбH2=ΖD*бH0*(ΚAΚvΚHβΚHα)^0.5=687.98 MPa" M) [) u; c! x0 G, e( d
19.许用接触应力(表2.5-6)
+ d; \, m, h# o2 u7 M, Q4 DбHP1=бHG1/SHmin=бHlim1*ΖNT1ΖL1ΖV1ΖR1ΖW1ΖX1/SHmin=688.59 MPa
: V. Q) M: A& f/ lбHP2=бHG2/SHmin=бHlim2*ΖNT2ΖL2ΖV2ΖR2ΖW2ΖX2/SHmin=698.69 MPa
' u2 @- Z/ o4 h1 e' o& n7 L+ o! m2 i$ r; d7 J' d5 T
由以上计算可知:бH1>бHP1,小齿轮的接触强度不满足要求/ I4 j* Y% \/ [" f9 [% w6 U$ A
бH2≤бHP2,大齿轮的接触强度满足要求。" \' H7 x' v0 i# T) x9 `3 f* m, @! y
20.接触强度计算安全系数(表2.5-6)2 D7 I- L+ V/ |+ _5 c9 R0 G
SH1=бHG1/бH1=1.59
8 K  l; a* x& |- a2 C# YSH2=бHG2/бH2=1.62
* J0 b6 J8 b& ]4 ]4 e1 Q, p+ ~& B
4 k8 k' b! e' r  Z- l- L% a七、弯曲疲劳强度的校核# X! A) a! J" p5 H2 T( r  e* n5 N9 B) N
1.齿向载荷分布系数
  j4 V7 @' ]5 CN=(b/h)^2/[1+(b/h)+(b/h)^2],b/h取大小齿轮中的小值。
! \9 Q9 I+ }$ O  _2 I. PΚFβ=ΚHβ^N=1.2877. ~& q- B; L* J$ M  y4 j# \
2.齿间载荷分配系数(根据表2.5-44); e: O6 F% w) X1 a$ S8 j  ?& d
ΚFα=ΚHα=1.0660" R( f; E, h8 R/ Z* t* u' J3 o: a' L- @) P
3.齿形系数(根据表2.5-45)7 E8 y+ C/ |- K
(1).小齿轮
# I" O% z( A6 e5 B. a( JSpr1=pr1-q1! o' ~0 g/ S- U( o
E1=πmn/4-hfp1*tanαn+Spr1/cosαn-(1-sinαn)*ρfp1/cosαn=0.2252 mm
) s7 Q! v6 P7 l/ Z7 jG1=ρfp1/mn-hfp1/mn=-0.87000 Y# n& N2 C# M3 D% [8 V6 d7 K7 D
βb=arccos{[1-(sinβcosαn)^2]^0.5}=8°41′11″
, F/ Y* E) L, UH1=2/ΖV1*(π/2-E1/mn)-π/3=-0.9934
2 o  S7 m! P' ~3 F9 G/ h- Cθ1=(2G1/ΖV1)*tanθ1-H1,得θ1=54°25′38″
4 ?" X# D! ?) p/ p; C7 t& dSFn1/mn=ΖV1*sin(π/3-θ1)+3^(1/3)*(G1/cosθ1-ρfp1/mn)=2.1886! R& [+ j* ~0 U# F0 w3 c
ρF1/mn=ρfp1/mn+2*G1^2/[cosθ1*(ΖV1*cosθ1^2-2*G1)]=0.5058
: e& D* t- B- G0 A2 [εαV=εα/cosβb^2=1.8082
: |; U7 d7 @0 s' R& d) ?dV1=mn*ΖV1=195.9580 mm, v7 f; Q$ d0 ?
dbV1=dV1*cosαn=184.1403 mm" O' H, T& G% H" B. T
daV1=dV1+da1-d1=202.9580 mm. A8 i& F! t" L
deV1=2*{[((daV1/2)^2-(dbV1/2)^2)^0.5-π*mn*cosαn*(εαV-1)]^2+(dbV1/2)^2}^0.5=196.5194 mm
9 a* \0 ~% K, RαeV1=arccos(dbV1/deV1)=20°26′42″% R, V0 o3 F0 x
γe1=(π/2)/ΖV1+invαn-invαeV1=1°32′50″- s3 f8 [1 A# q1 t* n4 _
αFeV1=αeV1-γe1=18°53′52″
& A6 \* |* t) i0 nhFe1/mn=[(cosγe1-sinγe1*tanαFeV1)*deV1/mn-ΖV1*cos(π/3-θ1)-G1/cosθ1+ρfp1/mn]/2=0.88068 M! m+ g1 ?! ~8 I8 l; Z/ |
УF1=6*(hFe1/mn)*cosαnFeV1/[(SFn1/mn)*cosαn]=1.1105( q3 P( t! j% D# |
(2).大齿轮
! U) R% y3 E; e2 @2 ~% PSpr2=pr2-q25 p" g# A: Y- P, [# i2 k
E2=πmn/4-hfp2*tanαn+Spr2/cosαn-(1-sinαn)*ρfp2/cosαn=0.2252 mm
& I( p0 r8 f' x( A2 UG2=ρfp2/mn-hfp2/mn=-0.8700; i0 a$ m; w9 f, E! {
βb=arccos{[1-(sinβcosαn)^2]^0.5}=8°41′11″
  j: U7 {# t4 x2 t1 n3 a) Y! KH2=2/ΖV2*(π/2-E2/mn)-π/3=-1.0138
' o0 a' I6 Y7 t! B+ `  Bθ2=(2G2/ΖV2)*tanθ2-H2,得θ2=56°25′17″
& {, m# ^6 j. }  qSFn2/mn=ΖV2*sin(π/3-θ2)+3^(1/3)*(G2/cosθ2-ρfp2/mn)=2.2475
5 h' W0 ]3 I. U4 F- a6 b& QρF2/mn=ρfp2/mn+2*G2^2/[cosθ2*(ΖV2*cosθ2^2-2*G2)]=0.4733( f+ |; t/ F; q6 C0 k  R- Q
εαV=εα/cosβb^2=1.8082: E/ @8 L' b2 B. u2 l
dV2=mn*ΖV2=315.7105 mm3 z4 X9 y% G' M
dbV2=dV2*cosαn=296.6708 mm5 j6 g% Q5 l& _0 f) Z
daV2=dV2+da2-d2=322.7105 mm* s% A0 d( @! q6 @+ d/ e, G
deV2=2*{[((daV2/2)^2-(dbV2/2)^2)^0.5-π*mn*cosαn*(εαV-1)]^2+(dbV2/2)^2}^0.5=316.5102 mm3 _+ e% ^+ V9 L0 L( X8 r
αeV2=arccos(dbV2/deV2)=20°23′38″" j. J+ N* B* z( D
γe2=(π/2)/ΖV2+invαn-invαeV2=0°56′40″% K" P' f# k% t- m8 ?  X3 G' d
αFeV2=αeV2-γe2=19°26′59″
; p# _! q* C- I6 B$ thFe2/mn=[(cosγe2-sinγe2*tanαFeV2)*deV2/mn-ΖV2*cos(π/3-θ2)-G2/cosθ2+ρfp2/mn]/2=0.9094
. Q. @( P: _1 s2 u! e# e* X3 B0 QУF2=6*(hFe2/mn)*cosαnFeV2/[(SFn2/mn)*cosαn]=1.08393 q2 a3 D2 f1 C9 M# Y
4.应力修正系数5 B1 G$ p7 R; B2 L: J% K: W# M4 \5 P
, t8 z2 q8 |! S9 s9 ~( [
齿根危险截面处齿厚与弯曲力臂的比值! |; ^: }2 ?" Y5 [7 v1 I0 k
L1=SFn1/hFe1, a3 H& i8 g( \
L2=SFn2/hFe22 @. a: X7 ?2 p# W; H* Z& [5 b

: e# i; m$ G+ E齿根圆角参数
9 S/ x$ g5 `3 S8 H) C) N- Z$ vqs1=SFn1/(2*ρF1)% A0 P1 H7 l3 `' N+ q1 ^
qs2=SFn2/(2*ρF2)
% z" `6 j4 |  _) \# t* KУS1=(1.2+0.13*L1)*qs1^[1/(1.21+2.3*L1)]=2.1862
! z$ H8 |! @% _& vУS2=(1.2+0.13*L2)*qs2^[1/(1.21+2.3*L2)]=2.2785
$ W# P0 Y! M% [8 Y" C( r5.重合度系数
: A) Y0 b& D* m. H: C3 N+ |3 XУε=0.25+0.75/εαV=0.6648
0 u; N3 g8 ^8 j原文来自:http://bbs.21mould.net/viewthread.php?tid=4141
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