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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
* ~" g1 y( T8 a# Y5 y4 t; [渐开线齿轮设计计算书 , {8 {0 l5 `( o; ?3 M; \# D
已知条件:增速齿轮
0 l6 G5 j) ^1 M- f; p: H齿轮传递功率 P=3300 kW5 K& `# v2 B2 r9 `6 R
高速轴转速 n1=11600 r/min7 t2 M' \$ r" }5 R
传动比 i=1.6( R0 |8 s5 ?0 @/ `! ]' ~/ l  B' b# E
工作时间:50000小时) H! Z7 S' L) l6 K. I
& y" ?# f9 N3 w
 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
" n* j, s" A7 L1 j( M一、确定齿轮类型* q  b6 H/ M0 z0 u/ z
标准斜齿轮,齿轮配合为外啮合传动。5 S! `  i/ c4 T5 |: p+ B

5 ~# W' k8 n3 b% G* V% v( [2 B' _( Z二、选择材料
- {1 e2 u: B& w8 Z$ R小齿轮:50SiMn,调质,HB=207~255. f- Q4 H% J0 q2 G. z
大齿轮:42SiMn,调质,HB=196~2553 a  `; Z  j5 c. f3 z! J. o
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 `% A# T. H. W0 k# r1 ]齿面粗糙度Rz1=3.2 μm,Rz2=3.2 μm,' H" u* K! e' X  E: [
齿根表面粗糙度Rz1=10 μm,Rz2=10 μm。# a% B% w  `- W/ N
大、小齿轮设计修缘量Ca1=30 μm,Ca2=30 μm。
8 X- w  r' H: G0 o% u& G: e油浴润滑,ν50=20 mm^2/s,胶合承载能力为FZG7级。9 y0 x# _, k6 {) ^/ j% p
) |+ E/ w( a4 B0 l
三、初步确定主要参数
3 j& K3 F6 }6 T) Z7 h9 A1.按接触强度初步确定中心距a(根据表2.5-1)1 @: ~; O! Z7 \0 M; s7 i
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" U" A& x- @- J$ n6 ~- n0 H. d
载荷系数k:取k=2
4 P0 E/ F% @+ k2 M' G" d齿宽系数φa:根据表2.5-4,φa=0.56 t8 Z3 o, L1 O9 D" g8 P
小齿轮的名义转矩:T1=9549*P/n1=2717 N·m
! f% G( F5 z  C- ^$ ?! d/ l# R许用接触应力:σHlim=min{σHlim1,σHlim2}=1350 MPa' q1 p1 H* m) S9 d) y2 r
σHP=0.9*σHlim=1215.00 MPa
  Z: |6 Q  \3 \# i2 n9 |计算:a=Aa*(u+1)*[(K*T1)/(Φa*u*бHP^2)]^(1/3)≥205.83 mm
1 L7 |6 v: n  L3 H9 c圆整为a=250 mm。
% H5 E9 W* J. S, ]& R7 |3 u2 p: m& G' s+ h2.初步确定模数、齿数、螺旋角
& o( p" V, Q7 g. I+ W根据表2.1-1,取模数m=3.5 mm& m9 e, L' g; W; F2 A
由表2.2-1的公式可导出. a9 b- a& z# q
初选β=12°" h* ?  G) O. w# K* I2 s
Ζ1=2acosβ/[m*(u+1)]=53.74! w% o4 B" K5 i9 y
取Ζ1=54,Ζ2=u*Ζ1=86.40,取Ζ2=87。) B8 {$ U$ e1 U7 i$ u- y
Ζ2经圆整后,齿数比发生了变化,实际齿数比为u=Ζ2/Ζ1=1.611。
' v+ ]1 z( {+ ]0 E% z/ A精算β=arccos[m*(Ζ2+Ζ1)/2a]=9°14′55″5 x5 w' |" V& R4 u% m4 j0 D- E

- f- ?' K2 K. G3 ]四、其他几何参数的计算(根据表2.2-1)
  M) {1 s  Y5 p5 d. k1.分度圆压力角
6 `! H9 i  p$ j! @$ W; T. Eαn=20°00′00″
1 }: T# R4 D9 |; j6 L( `5 U' x2.齿顶高系数: C+ G- d# Y5 d2 Q8 `
hanˇ=14 }1 ]3 E1 F; G- W
3.顶隙系数
# ~+ ?& j* M* A& j1 Qcnˇ=0.25: S# e8 N  i9 v. `5 S, k8 X' j
4.齿宽
) Z% N6 `& m$ Q' @) eb1=140 mm,b2=140 mm' ^7 Z3 V3 h) \* ?7 ^4 [
5.齿数比
- b) O  _. q) cu=Ζ2/Ζ1=1.6117 i' r( J1 g( r
6.分度圆直径5 t3 V, I3 B) {% u: x& ], Q" \9 r5 m( f
d1=mn*Ζ1/cosβ=191.489 mm
7 L" f! W4 ^& K) N+ Md2=mn*Ζ2/cosβ=308.511 mm7 O% e, f" q9 z( r0 R& o
7.基圆直径
: {7 Z3 T5 _6 \7 }7 L8 _; ~( _αt=arctan(tanαn/cosβ)=20°14′32″
% ^0 S; A, o, V9 @9 s1 G3 P& Sdb1=d1*cosαt=179.662 mm7 L$ H, O1 H0 l  g
db2=d2*cosαt=289.457 mm. r/ E' F0 ]. j
8.齿顶高7 r& C, [7 L! t
ha1=ha2=hanˇ*mn=3.500 mm9 d" T' o- b5 [7 i8 {
9.齿根高$ P) `2 H/ o# \1 n9 h8 {3 V% [9 _% G
hf1=hf2=(hanˇ+cnˇ)*mn=4.375 mm( i) q, G7 A3 F  m- b, ?
10.全齿高
6 ^9 p! q  J7 J# Th1=h2=ha1+hf1=ha2+hf2=7.875 mm8 y& }  g2 B0 ^9 V* p
11.齿顶圆直径: H8 q6 e: O4 o+ _9 n$ l2 t
da1=d1+2*ha1=198.489 mm
2 s: ?  F1 h' C3 eda2=d2+2*ha2=315.511 mm4 z; a8 J% {0 O* v. U3 |
12.齿根圆直径
: B9 W5 W; m4 _; y. h( @df1=d1-2*hf1=182.739 mm
! c. u4 [' P  ~4 a4 Adf2=d2-2*hf2=299.761 mm0 x3 ]3 y, d) Q
13.齿顶压力角
) u7 A. }* R0 S- {, A. \αat1=arccos(db1/da1)=25°9′24″& t! ]" b) w* |) ^2 x1 O1 V% x
αat2=arccos(db2/da2)=23°26′52″/ R; Z- h. E, i( \
14.端面重合度7 {9 K/ P% M6 @' F
α′t=αt
; \1 n* I7 B6 G# N1 E$ E/ mεα=[Ζ1(tanαat1-tanα′t)+Ζ2(tanαat2-tanα′t)]/2π=1.767
, X8 d: N) I9 L# \  G15.轴向重合度. {. J) t+ q! {* V4 w+ E( `' T
εβ=b*sinβ/(π*mn)=2.046(b=min{b1,b2})
# f; R0 ]4 I2 {16.总重合度
' i6 r5 ]0 g$ k5 U0 j4 _  ]εγ=εα+εβ=3.813
; v+ t' D  F& O- k4 y6 w7 ~' }17.当量齿数+ w) h* ^# y' l, V; Y
Ζv1=Ζ1/(cosβb^2*cosβ)=55.9889 c  |& W% p1 o1 W* f
Ζv2=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) y9 X" j9 ?# Z/ F+ b
1.公法线长度8 S# @7 m( J, N7 [9 x% y' e  @  G) k

' v! l& y: l! K. Z9 Q2 V/ x5 x跨齿数:Ζ1′=Ζ1*invαt/invαn=56.06! U2 D  Y& @$ Z+ a& k! c0 g% Z
Ζ2′=Ζ2*invαt/invαn=90.31, m) O; c6 V( e* A& w$ N
k1=αn*Ζ1′/180°+0.5=6.736 x  g. P3 z0 R, I+ h3 S" y+ G
k2=αn*Ζ2′/180°+0.5=10.53
7 Q5 o" U9 D& X3 I. b/ q9 q! g7 E  t3 @
取k1=7,k2=11
: n0 e2 |. c. b% J  pWk1=Wk1ˇ*mn=cosαn*[π(k1-0.5)+Ζ1′*invαn]*mn=69.9088 mm
+ }" R7 E5 W  I) mWk2=Wk2ˇ*mn=cosαn*[π(k2-0.5)+Ζ2′*invαn]*mn=112.9178 mm- @; J6 ]/ p, N. x' ~- J' w! b
2.分度圆弦齿厚、弦齿高
) f0 [' V$ T- J; Q/ ?! i" D) o" e$ j6 ?' r4 ~
弦齿厚:s1¨=mn*Ζv1*sin(π/2Ζv1)=5.4971 mm" ~+ j# @6 @& I6 x2 R) m1 ]7 \
s2¨=mn*Ζv2*sin(π/2Ζv2)=5.4975 mm' z% [/ Z8 }+ Q! K
# e3 [- l  l- H+ D% g8 A
弦齿高:h1¨=ha1+0.5*mn*Ζv1*[1-cos(π/2Ζv1)]=3.5386 mm0 B. x9 g/ x' l3 }4 @. I' u, {) I2 D
h2¨=ha2+0.5*mn*Ζv2*[1-cos(π/2Ζv2)]=3.5239 mm
# l2 t  [, a4 F/ X3.固定弦齿厚、弦齿高2 |' J4 T6 v, z5 [  Z; h& @
1 s% |. P: }+ b  j# m# L
弦齿厚:sc1¨=0.5*π*mn*cosαn^2=4.8547 mm% l% R- p' L  \6 b+ J, I' N
sc2¨=0.5*π*mn*cosαn^2=4.8547 mm5 d" m7 E; F+ F/ Z" Z* Z

5 h7 b3 J2 v% D4 G7 a3 s7 o" u4 i弦齿高:hc1¨=ha1-π*mn*sin(2αn)/8=2.6165 mm: Z- P" y6 y# y! @$ U* s6 Q
hc2¨=ha2-π*mn*sin(2αn)/8=2.6165 mm
* K) q  L1 f' `+ {) z3 A4.量柱(球)直径、量柱(球)跨距- K% R" n; B5 n" R7 I% r9 F/ X
# K( Y. k) w2 p$ Z- _1 G
量柱(球)直径:dp1=1.68*mn=5.8800 mm2 T' b8 s, H! r1 V/ |
dp2=1.68*mn=5.8800 mm
8 d. n$ v* F; f2 `* \7 \2 c" ?5 [" J8 X
量柱(球)中心的渐开线端面压力角:
) Q1 j# Q# [- z; C9 Z+ f" f" BinvαMt1=invαt+dp1/(mn*Ζ1*cosαn)-π/2Ζ1,αMt1=21°48′1″2 Y; h; w/ g1 |9 _' n# ?0 |' h
invαMt2=invαt+dp2/(mn*Ζ2*cosαn)-π/2Ζ2,αMt2=21°14′19″, p2 L3 [9 t9 ~' X8 ^/ F( ~( n
& w* _  m/ g& N* S) X
量柱(球)跨距:M1=d1*cosαt/cosαMt1+dp1=155.2486 mm
8 D& m" ^# e' a- wM2=d2*cosαt*cos(π/2Ζ2)/cosαMt2+dp2=245.5618 mm
* ]& \! Q$ ^  d0 N. B# A/ e9 ?3 J% P, G
六、接触疲劳强度的校核0 P" i% {6 s3 X4 B& P7 q* S
1.名义切向力% W! A" r2 l& I7 `4 l
Ft=2000T1/d1=28373 N
5 ?; z4 D- i9 E; S& P2.使用系数(根据表2.5-7)
8 O8 [5 `5 V' R$ e7 Q7 R- J$ @ΚA=1.25,因为增速传动乘以1.1,得ΚA=1.375
, M; ?- ?8 [4 u& g' e- V9 @6 C6 ]3.动载系数(根据表2.5-11)5 s1 V/ N7 `# I6 F' W; ~+ M
/ h/ t' U! ]1 E0 l0 h
计算单对齿刚度和啮合刚度(根据表2.5-32)
0 A% H* m" N" }. {& G
& u' C% N6 Z( f& ~1 k, t理论修正值:Cm=0.8+ t+ n) a' X+ m) B

& w% F( v: C  U% {轮坯结构系数:实心齿轮CR=1
1 G1 K6 @+ A  g: C* ]' M
. T+ U. R$ u5 K# w* ^* Y基本齿廓系数:CB1=[1+0.5*(1.2-hfp1/mn)]*[1-0.02*(20°-αn)]=0.97
3 r" E& W2 S0 Y& j' x$ r& k: v' sCB2=[1+0.5*(1.2-hfp2/mn)]*[1-0.02*(20°-αn)]=0.97; P( G: \4 _4 A) U, @$ W
CB=(CB1+CB2)/2=0.97
5 S" P) m0 ]$ `7 [: V, x/ z' w7 }0 l! R2 y$ H  t: ]
齿轮柔度的最小值:
* m0 W0 `& ^9 L) D3 f6 S. `# E& Bq′=0.04723+0.15551/Ζv1+0.25791/Ζv2=0.05287 (mm?μm)/N0 G  {) w1 [" P  `' e' r1 h

' y% f  f# h3 k; ?7 x) v4 `# m8 q( p单对齿刚度理论值:Cth′=1/q′=18.92 N/(mm?μm)& S. f, X* B5 f( B
ξ=2*E1*E2/(E1+E2)=1.00
+ l: k) ]1 t4 }$ b: S3 ?9 J+ c" {) D6 v: c" I0 ]
单对齿刚度:c′=ξ*Cth′*Cm*CR*CB*cosβ=14.5623 N/(mm?μm); [/ X* W% j( @- g; f
- c5 b+ |0 R3 n) |
啮合刚度:cr=(0.75*εα+0.25)*c′=22.9392 N/(mm?μm)
% G9 m3 G+ E% c, F3 R, y  u0 z+ a  z# c
计算临界转速比(根据表2.5-12)
% p4 H% j7 x$ |  r  U* E
8 a# f' J4 C" ~平均直径:dm1=(da1+df1)/2=190.614 mm
8 W5 W0 {! Q0 x% X( X# c6 b, Edm2=(da2+df2)/2=307.636 mm- U8 V+ W! X% R3 ^5 Z, ?

. r  M, e* ^/ e# o, ^9 D# B轮缘内腔直径比:q1=Di1/dm1=0.000' q) D8 K+ k0 I9 [$ m& V# g
q2=Di2/dm2=0.000
- N. u# r( R0 X( R& d
7 [/ I# m0 |" J; i2 \6 W转动惯量:I1=πρ1*b1*(1-q1^4)*dm1^4/32=1415277.860 kg?mm^2
  I$ M# ]" I$ G9 SI2=πρ2*b2*(1-q2^4)*dm2^4/32=9602209.037 kg?mm^2: ?5 ^7 E# f2 u/ x6 J3 u3 @2 p
* R8 S2 U$ r/ r: p  L
当量质量:m1=I1/(b1*rb1^2)=1.253 kg/mm
8 y0 \5 q! G& B5 R; ~. Bm2=I2/(b2*rb2^2)=3.274 kg/mm
% h/ u; H- T" D5 ?( l# ]
, K' H# p% b5 I. @诱导质量:mred=m1*m2/(m1+m2)=0.9061 kg/mm+ j% T8 v  d% K$ h  m
3 D- i, w% Q, }4 C4 g! `
临界转速:nE1=30000/(πΖ1)*(cr/mred)^0.5=889.778 r/min
% B8 _2 U+ y' X* {; t/ u% Y' b9 u1 z( n/ [6 q
临界转速比:N=n1/nE1=13.037. L6 R) ]3 c, Z% _8 ]- j  R

  {2 k# p/ f' p0 v3 i8 C计算齿廓跑合量(根据表2.5-30)& v7 @, u/ }, e4 k" Z" P
ya1=160/σHlim1*fpb1=0.759 μm
7 h! N8 c9 K( u  R4 x+ sya2=160/σHlim2*fpb2=0.853 μm
7 U3 J) I' s, k% \ya=(ya1+ya2)/2=0.806 μm( Z, g; O7 |/ z8 ~: Y; e
3 `3 G/ ^/ _% s+ v9 G
计算系数Bp,Bf,Bk(根据表2.5-16)
  g4 e* r- U. P" l7 c+ G7 K
+ G) D- @' X7 O% T6 _& L3 u* R有效基节偏差:fpbeff=fpb2-yp=fpb2-ya=6.394 μm
4 Z+ _1 p+ K6 m: O& F, E8 L
. O/ B" W" O. s7 _有效齿形公差:ffeff=ff2-yf=ff2-ya=7.094 μm
+ Q0 f. y) C$ F9 X
% S; D  b- m7 b. ?8 q设计修缘量:Ca=(Ca1+Ca2)/2=30.000 μm
4 \5 S' K: L) `! f- v  i- v: I# N: ?Bp=c′*fpbeff/(Ft*ΚA/b)=0.334
$ V# |$ o, s  B8 aBf=c′*ffeff/(Ft*ΚA/b)=0.371
3 U) D2 c. X/ N3 W7 v( Z1 }& zBk=|1-c′*Ca/(Ft*ΚA/b)|=0.568
5 ]7 b+ O1 I8 k' Z. W
1 B0 s$ k% R! z, M计算系数Cv(根据表2.5-15)! y4 \7 i6 L+ @5 c6 U
εγ>2,取Cv1=0.32) l! X& J/ O0 U: D0 q$ m: W) U2 J- `
Cv2=0.57/(εγ-0.3)=0.1621 E4 b! b3 ^: k& G  y
Cv3=0.096/(εγ-1.56)=0.043
5 ]& o5 I% y3 A" A  ^6 S' F3 YCv4=(0.57-0.05*εγ)/(εγ-1.44)=0.1608 i" _1 G7 n1 v5 e% t$ V7 @
Cv5=0.47
; ~" T4 w( B3 u/ H* YCv6=0.12/(εγ-1.74)=0.0581 w$ s% v+ D1 W0 Z
εγ>2.5,取Cv7=1.07 a" s7 p, C/ X- `" Y5 f2 Y) S
N≥1.5,属于超临界区
# S. g& h6 A" A) _$ Z) x1 o* lΚv=Cv5*Bp+Cv6*Bf+Cv7=1.1785- Q; n: }" W9 G% S0 y# W
4.齿向载荷分布系数(根据表2.5-18)- D  g- f" R6 n! m9 y
# {3 F; U) E( i( R2 Z
计算加工、安装误差产生的啮合齿向误差分量; r4 y3 h$ l  ?2 M9 k7 F+ G) F

" O/ c; U, n7 h2 ^1 z! I0 ~# a! S& H装配时进行检验调整,fma=0.5*Fβ1=6.000 μm; w7 D$ W* ]3 a5 x
1 x9 c' J5 g% ~( d2 |: {: m4 C
取小齿轮结构系数(根据表2.5-21)' g: J) Z0 h) V* u1 C. t5 X! Y

! ?! `4 |2 j# j! ~刚性,Κ′=0.48
0 @# c: R& r  ]* s" T
. s& v4 K) `0 f! u计算小齿轮结构尺寸系数(根据表2.5-22)7 ~6 l/ f; F( e% a4 v" t( l

5 |  s; g! x* g+ M通过该对齿轮的功率Κ=100%
* o- q6 \# Y7 V6 {: O' i& wB′=1+2*(100-Κ)/Κ=1.0004 ^/ Q& i  w* \
γ=[|B′+Κ′*l*s/d1^2*(d1/dsh)^4-0.3|+0.3]*(b/d1)^2=0.550 (μm?mm)/N  l' x0 q- ~8 n# i# K6 V: Q4 e' n

5 L; C6 D/ z% }3 @. j$ G计算单位载荷作用下的啮合齿向误差(根据表2.5-20)
3 E$ c: K9 e' Z( _
& J) e& ]; N1 F" N* l一般齿轮fsh0=0.023*γ=0.013 (μm?mm)/N$ n5 o) M& b0 M) p: I  c  F" _
  }1 r* @2 \6 V& w& |; y7 E& p
综合变形产生的啮合齿向误差分量fsh=(Ft*ΚA*ΚV/b)*fsh0=4.157 μm0 h  x  P4 A  g# I5 C6 S
6 i* C7 ^: M) `( p
初始啮合齿向误差:
1 T- z  M4 L. o5 B6 b4 s" V. Y, C" Q  r- O+ T
受载时接触不良Fβx=1.33*fsh+fma=11.529 μm
  x- d0 T( p9 C) B0 D0 [; u$ s; I# B) r5 p
计算齿向跑合系数(根据表2.5-23)! C" u8 n. ]8 Z# F
xβ1=1-320/σHlim1=0.763 μm/ t! M5 `% O, I+ c& ~
xβ2=1-320/σHlim2=0.763 μm
5 n" L( R) }- _: Q1 nxβ=(xβ1+xβ2)/2=0.763 μm' f" K: ~# ?* y5 M- R, E0 h' b! n

# R3 n) Q9 x/ Y5 @7 p% I& G. w0 w7 d跑合后啮合齿向误差Fβy=Fβx*xβ=8.796 μm% D% @9 M- V8 }" E5 I: {
ΚHβ=1+0.5*Fβy*cr/(Ft*ΚA*ΚV/b)=1.30725 [6 M& o. X7 C4 S8 l( n
5.齿间载荷分配系数(根据表2.5-29)" ]) N- T2 z4 b) P( Y+ S
ΚtH/b=Ft*ΚA*ΚV*ΚHβ/b=429.291 N) G8 V  |9 W. S3 N+ v
ΚHα=0.9+0.4*[2*(εγ-1)/εγ]^0.5*cr*(fpb-ya)/(ΚtH/b)=1.0660
) K5 i+ @3 T( Q; ?7 n/ Y6.节点区域系数
. _" Q" r& ?' @" J3 n
" D& v  [6 n& Z$ P0 h基圆螺旋角βb=arccos{[1-(sinβ*cosαn)^2]^0.5}=8°41′11″
- s% }* f" e+ R" h" ^ΖH=[2*cosβb*cosα′t/(cosαt^2*sinα′t)]^0.5=2.46415 r6 \  R. x# B* B" f* i) z+ D6 m4 i
7.弹性系数
* s9 U/ ?  p/ m7 ?8 H" ?1 c# OΖE={1/π[(1-ν1^2)/E1+(1-ν^2)/E2]}^0.5=189.81 MPa^0.5+ q, A% j9 r" a0 k
8.重合度系数(根据表2.5-35)
% f+ V; d# V) v) d( X, |: {Ζε=(1/εα)^0.5=0.7523  s+ _. Q, S* d) a( C! Y7 h5 r# s% r

  |' X( ~" N& g9 M0 G* X8 F经验算:ΚHα≤εγ/(εα*Ζε^2)2 N+ V# x$ _6 a8 F5 U' J& }( Y: u" O
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9 \9 K) l. }6 K) Y0 ?
Ζβ=(cosβ)^0.5=0.9935
7 \  R  _: W; b6 U1 ?- x10.单对齿啮合系数(根据表2.5-33)
! x( Q" |) i4 c. d/ Y/ 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=1.0087
# i0 Y" m' k; Z+ J, nΖD=1& [$ ?; H1 f) B/ k5 ^$ n
11.寿命系数(根据表2.5-40)
0 _8 [/ V. s0 h- ZNL1=n1*L=34800000000
7 w- i  a: }  m& u0 r. }* FNL2=NL1/u=21600000000
" D! P  w: I! c7 c, PΖNT1=(5*10^7/NL1)^0.0306=0.8185" D8 V& G% \* T& D& w! Y% p# v
ΖNT2=(5*10^7/NL2)^0.0306=0.8305; a" Z" ?/ {" B3 J$ y/ B
12.润滑剂系数(根据表2.5-36)
4 I* U; ^) H, G8 V/ ^$ s5 {0 }0 {σHlim1>1200 MPa,取σHlim1=1200 MPa,CZL1=σHlim1/4375+0.6357=0.910
# I; Y- `' o3 H; Y; W: lΖL1=CZL1+4*(1.0-CZL1)/(1.2+80/ν50)^2=0.92339 R: U! g6 y: m
σHlim2>1200 MPa,取σHlim2=1200 MPa,CZL2=σHlim2/4375+0.6357=0.910
5 S! d; _, S. ~4 \! ~. Z$ Z8 DΖL2=CZL2+4*(1.0-CZL2)/(1.2+80/ν50)^2=0.9233( Q; T/ _5 W, t  D
13.速度系数(根据表2.5-36)
/ n. k. e2 H  A; p8 h: xσHlim1>1200 MPa,取σHlim1=1200 MPa,CZV1=0.85+(σHlim1-850)/350*0.08=0.930. p! x0 j- ^' K4 m/ u( ?
ΖV1=CZV1+2*(1.0-CZV1)/(0.8+32/ν)^0.5=1.0650
3 j& S- Z) p8 o  ~8 l! v4 mσHlim2>1200 MPa,取σHlim2=1200 MPa,CZV2=0.85+(σHlim2-850)/350*0.08=0.930% |- h7 `$ `+ `% ?4 u7 R1 w: ~! P
ΖV2=CZV2+2*(1.0-CZV2)/(0.8+32/ν)^0.5=1.0650" g& a0 y) G0 X# W* f5 q
14.粗糙度系数(根据表2.5-37)8 h5 M# y( {) d% _  W5 w

8 j5 J& E4 w9 _# J+ _节点处曲率半径:ρ1=0.5*db1*tanα′t=33.126 mm' I1 Z* C* h. M( U
ρ2=0.5*db2*tanα′t=53.371 mm
( T: N1 o- S! e3 N
9 q1 |& u' Q  ?4 M0 f) B节点处诱导曲率半径:ρred=ρ1*ρ2/(ρ1+ρ2)=20.440 mm1 f; q! O* V/ {( d. E* ?
# T9 X( p  m( W! O, L
相对平均表面粗糙度:Rz10=(Rz1+Rz2)/2*(10/ρred)^(1/3)=2.521
* j/ p$ U1 v! x5 A* rσHlim1>1200 MPa,取σHlim1=1200 MPa,CZR1=0.32-0.0002*σHlim1=0.080
* s5 p) O% b1 C; P9 hΖR1=(3/Rz10)^CZR1=1.0140" D# ~+ H" J4 e0 N: a
σHlim2>1200 MPa,取σHlim2=1200 MPa,CZR2=0.32-0.0002*σHlim2=0.080
* ^& W. }' U7 bΖR2=(3/Rz10)^CZR2=1.0140
: g/ y0 M& Q% A  `; `& E* S' d15.齿面工作硬化系数
; \' g& b8 k; l: b$ @; i" _/ xHB>470HBW,取HB=4708 t& q0 _7 {$ }# B. M! Z" ?
ΖW1=ΖW2=1.2-(HB-130)/1700=1
; k& k9 {  j, u# y$ Q. G, \16.尺寸系数(根据表2.5-41)8 e4 F3 Y7 g9 n* T
ΖX1=1.0000
! x% r2 ^% W0 x9 {- E9 D" i$ iΖX2=1.0000
4 W8 e0 h( T3 I' V$ {. i17.最小安全系数
) }* @' J( Q' r, ]' [
9 G0 B4 X0 \0 c+ B& f$ F+ n根据表2.5-42,取SHmin=1.60,SFmin=2.00+ C. b! o; J. ]5 |8 z1 l/ J
18.计算接触应力(表2.5-6)
5 ^* D& P% M3 O! t  `бH0=ΖHΖEΖεΖβ[Ft/(d1*b)?(u+1)/u]^0.5=457.83 MPa2 k3 ]! J! {$ e" v; w
бH1=ΖB*бH0*(ΚAΚvΚHβΚHα)^0.5=693.96 MPa" J" N* O6 ?- ^2 H) ], R, F
бH2=ΖD*бH0*(ΚAΚvΚHβΚHα)^0.5=687.98 MPa
! Y& {$ @. h  W1 p! v19.许用接触应力(表2.5-6)5 }8 n6 c7 g6 [# r
бHP1=бHG1/SHmin=бHlim1*ΖNT1ΖL1ΖV1ΖR1ΖW1ΖX1/SHmin=688.59 MPa
; Z: _9 y& _2 \бHP2=бHG2/SHmin=бHlim2*ΖNT2ΖL2ΖV2ΖR2ΖW2ΖX2/SHmin=698.69 MPa, n' D' e% R6 B" d) J! H. P
( f0 w2 C4 z' n+ a' M) H
由以上计算可知:бH1>бHP1,小齿轮的接触强度不满足要求9 q1 d) q) e, g
бH2≤бHP2,大齿轮的接触强度满足要求。5 k$ A" g; b% r# F
20.接触强度计算安全系数(表2.5-6)3 @0 c7 y1 a# ]$ u) }8 c+ G5 P
SH1=бHG1/бH1=1.594 m1 a' s: j- A9 j7 S7 r: H
SH2=бHG2/бH2=1.62
/ D3 h4 W* h8 U0 f6 O6 w6 i$ x8 q2 x' X  f
七、弯曲疲劳强度的校核$ d, U1 l, `% [0 C1 W
1.齿向载荷分布系数) E1 R/ e# {6 L2 V& Y" y7 h4 O
N=(b/h)^2/[1+(b/h)+(b/h)^2],b/h取大小齿轮中的小值。. g, [9 T& E) E8 a0 w/ ?
ΚFβ=ΚHβ^N=1.2877
. r5 a$ s( `0 L+ A  u8 @: u) Y2.齿间载荷分配系数(根据表2.5-44)
+ D: L; p2 ]" e. q8 o5 @. @ΚFα=ΚHα=1.0660
. U: N6 A( p* I- ~6 t3.齿形系数(根据表2.5-45)
2 h  W# [% G+ p, s( a3 w! }(1).小齿轮" U2 Q( ?$ x0 j* B& `/ U
Spr1=pr1-q1
' V6 k9 I# F3 S( a7 ]E1=πmn/4-hfp1*tanαn+Spr1/cosαn-(1-sinαn)*ρfp1/cosαn=0.2252 mm# r# n$ d8 V7 z  Z, D7 o9 X- E
G1=ρfp1/mn-hfp1/mn=-0.8700# R  O9 ?3 u+ M% Y* c
βb=arccos{[1-(sinβcosαn)^2]^0.5}=8°41′11″
& P8 S' }" ]; U8 v4 m9 I* M7 D& U5 s( vH1=2/ΖV1*(π/2-E1/mn)-π/3=-0.99349 q7 b1 L* Q; L% s3 N1 s% a6 P! R
θ1=(2G1/ΖV1)*tanθ1-H1,得θ1=54°25′38″
$ ]9 R+ k3 P6 R0 m! fSFn1/mn=ΖV1*sin(π/3-θ1)+3^(1/3)*(G1/cosθ1-ρfp1/mn)=2.18862 I! n$ N+ y5 c' q$ m0 O
ρF1/mn=ρfp1/mn+2*G1^2/[cosθ1*(ΖV1*cosθ1^2-2*G1)]=0.50585 S. T* c' Y0 x2 W/ g9 m
εαV=εα/cosβb^2=1.8082
" C, U6 C; R7 H  TdV1=mn*ΖV1=195.9580 mm
% B& O' a& Q' o) F) ddbV1=dV1*cosαn=184.1403 mm7 @! V2 _9 T' p7 c- k
daV1=dV1+da1-d1=202.9580 mm+ A( W5 u) g4 [
deV1=2*{[((daV1/2)^2-(dbV1/2)^2)^0.5-π*mn*cosαn*(εαV-1)]^2+(dbV1/2)^2}^0.5=196.5194 mm
0 v5 i5 U" p; |7 j6 `+ xαeV1=arccos(dbV1/deV1)=20°26′42″* P/ U1 ?  P  P
γe1=(π/2)/ΖV1+invαn-invαeV1=1°32′50″
6 m$ x  f) ~& V, F! W7 u  P1 nαFeV1=αeV1-γe1=18°53′52″
2 c/ S$ {5 U6 H4 K$ }6 y, xhFe1/mn=[(cosγe1-sinγe1*tanαFeV1)*deV1/mn-ΖV1*cos(π/3-θ1)-G1/cosθ1+ρfp1/mn]/2=0.88069 T/ r* Y3 \' \% r' y: n; z1 M
УF1=6*(hFe1/mn)*cosαnFeV1/[(SFn1/mn)*cosαn]=1.1105) S! u& p& B% }. [; p  r
(2).大齿轮
5 L: m7 Q4 f5 S1 p0 R( q8 dSpr2=pr2-q2
4 o: R  C7 ~2 y# A) nE2=πmn/4-hfp2*tanαn+Spr2/cosαn-(1-sinαn)*ρfp2/cosαn=0.2252 mm
8 p6 x# O4 e; fG2=ρfp2/mn-hfp2/mn=-0.8700
. r/ W+ o) C. {+ M& p7 }βb=arccos{[1-(sinβcosαn)^2]^0.5}=8°41′11″! |* Y$ j. F0 D: W; c
H2=2/ΖV2*(π/2-E2/mn)-π/3=-1.0138! e6 s4 w0 L# B6 j# [  b$ k
θ2=(2G2/ΖV2)*tanθ2-H2,得θ2=56°25′17″
# y& k: n, g+ x; _, C! N  OSFn2/mn=ΖV2*sin(π/3-θ2)+3^(1/3)*(G2/cosθ2-ρfp2/mn)=2.2475
3 ]+ j% X" ]6 d7 f" iρF2/mn=ρfp2/mn+2*G2^2/[cosθ2*(ΖV2*cosθ2^2-2*G2)]=0.4733
3 Z) h6 p' M! c) D! ]6 |, h" j5 zεαV=εα/cosβb^2=1.80824 \% S: L. ?8 @: ~5 _
dV2=mn*ΖV2=315.7105 mm
$ w' g+ }5 ~  PdbV2=dV2*cosαn=296.6708 mm- `4 w! h# E0 I9 Z. P0 R% Q
daV2=dV2+da2-d2=322.7105 mm
( D4 E- W: f/ l1 B) `$ V0 ~deV2=2*{[((daV2/2)^2-(dbV2/2)^2)^0.5-π*mn*cosαn*(εαV-1)]^2+(dbV2/2)^2}^0.5=316.5102 mm/ p) H) M' m" Z
αeV2=arccos(dbV2/deV2)=20°23′38″+ v" @6 o+ P8 Y8 ?3 D6 N8 O4 T( S
γe2=(π/2)/ΖV2+invαn-invαeV2=0°56′40″
( A, a& Y& B# Y# }' N. mαFeV2=αeV2-γe2=19°26′59″
1 }9 f5 d# X8 o* whFe2/mn=[(cosγe2-sinγe2*tanαFeV2)*deV2/mn-ΖV2*cos(π/3-θ2)-G2/cosθ2+ρfp2/mn]/2=0.90948 m, O8 l4 K( H" d: `: p' d9 l
УF2=6*(hFe2/mn)*cosαnFeV2/[(SFn2/mn)*cosαn]=1.0839
% T; t4 X+ k2 {- ]# z* X+ H4.应力修正系数; F4 B2 V& q3 D# B7 F' _
. P; K; W3 y  z4 @5 Y5 l9 v
齿根危险截面处齿厚与弯曲力臂的比值2 k) Q8 q' P% I9 W7 Y' q( |8 c
L1=SFn1/hFe1
1 b5 t) i% ~) W1 m" V4 R% m! JL2=SFn2/hFe29 j# y! V( l7 y% t. O- J4 K

/ i" b5 p# N4 _# ]; G8 D; O. ~# Y; P齿根圆角参数
# \% K0 v( R6 e6 Aqs1=SFn1/(2*ρF1)* s3 S4 q* I( {# j
qs2=SFn2/(2*ρF2)9 ]  R& ?; |0 ^6 P* @- O. R
УS1=(1.2+0.13*L1)*qs1^[1/(1.21+2.3*L1)]=2.18628 w. Y0 X- D& ?% t5 V: k% d
УS2=(1.2+0.13*L2)*qs2^[1/(1.21+2.3*L2)]=2.2785
5 a% a' G. |8 O. j2 k5.重合度系数
! m. u. u% i0 S1 ~" b: DУε=0.25+0.75/εαV=0.6648
/ e* J1 V0 t# R  Q9 @- n: [1 Y原文来自:http://bbs.21mould.net/viewthread.php?tid=4141
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