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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) 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
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