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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
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
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