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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 % g" g  U. L( T% g0 r- z. m- P
渐开线齿轮设计计算书 ) G. k5 x* w( n' U) f5 O
已知条件:增速齿轮
* s7 V+ U7 }9 f) o& V齿轮传递功率 P=3300 kW5 e: ?& g% I2 x' P
高速轴转速 n1=11600 r/min  m' u# m( [# m
传动比 i=1.6
; m, F0 W2 `; L工作时间:50000小时
( w# q1 U' i* ~; b9 E5 t) v
; \% E5 D1 m) v0 E
 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
8 r% V( n5 T& ]一、确定齿轮类型$ L- `& {. ?8 \. W. j
标准斜齿轮,齿轮配合为外啮合传动。
% g, R+ ?" w. H
2 b' b- T2 @5 Q" ~8 _4 d7 G" q二、选择材料
4 f0 l$ M" c# z' C+ K小齿轮:50SiMn,调质,HB=207~255& x" U1 z* P1 l0 @0 H
大齿轮:42SiMn,调质,HB=196~255- k& t% g* T& G7 \9 \, {- w
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。
+ n& F3 F( T  p: n6 O! i. ]* p1 o齿面粗糙度Rz1=3.2 μm,Rz2=3.2 μm,0 f+ I6 S- C$ A3 \" H  Q/ W6 B' X8 k
齿根表面粗糙度Rz1=10 μm,Rz2=10 μm。. v" {5 e! t+ X8 j
大、小齿轮设计修缘量Ca1=30 μm,Ca2=30 μm。
8 u2 A6 e( W# H5 h  M油浴润滑,ν50=20 mm^2/s,胶合承载能力为FZG7级。
1 u( H: v" O; `  P( D; h. Z; N9 y( S% s
+ {) j6 @  X! r三、初步确定主要参数6 I/ c8 X) F3 v* O1 A0 `" c
1.按接触强度初步确定中心距a(根据表2.5-1)- ^) P4 \% f% Y3 `7 [) w! L
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
6 f: f7 X# C' \( y. K& l% f载荷系数k:取k=2( @/ G4 B" D+ _% l6 V* b9 T
齿宽系数φa:根据表2.5-4,φa=0.5& C7 ~; S( p; e+ N" d9 g
小齿轮的名义转矩:T1=9549*P/n1=2717 N·m
6 Y7 @. |( l; Z  g许用接触应力:σHlim=min{σHlim1,σHlim2}=1350 MPa
9 Q" m. T- n' R$ k* h- v7 B: ?σHP=0.9*σHlim=1215.00 MPa
& j6 `2 p; c( X2 \/ o4 S计算:a=Aa*(u+1)*[(K*T1)/(Φa*u*бHP^2)]^(1/3)≥205.83 mm- ~/ G; f' h3 h# Z
圆整为a=250 mm。
  |, X2 P9 a3 a2.初步确定模数、齿数、螺旋角
8 R: U; p! q8 L; C, ~; {/ c根据表2.1-1,取模数m=3.5 mm4 z7 r$ L: o9 [! x
由表2.2-1的公式可导出& n' H7 u" x( Y3 B  D( Q/ ?% o
初选β=12°) V0 d4 @5 ^; k; }
Ζ1=2acosβ/[m*(u+1)]=53.74: `; a. ?! p, O* v) |% i
取Ζ1=54,Ζ2=u*Ζ1=86.40,取Ζ2=87。, M4 v& u) R3 R' k# \  ?$ A3 q
Ζ2经圆整后,齿数比发生了变化,实际齿数比为u=Ζ2/Ζ1=1.611。
; b6 E. [! F+ W: l6 i1 H. ^" _精算β=arccos[m*(Ζ2+Ζ1)/2a]=9°14′55″
3 N' M! K; y2 o' j: f
3 Z1 G) c# n3 P4 t) N& f四、其他几何参数的计算(根据表2.2-1)" M" y/ x+ l5 [! L8 N9 P
1.分度圆压力角
* M% A" O  S2 ]$ X3 c8 Oαn=20°00′00″
& h- ^9 x* B) m7 Y2.齿顶高系数
# ?' l: k$ a  p/ P# Ghanˇ=1( ^; R( |5 c. V7 s; j8 ]
3.顶隙系数/ s5 o* ^9 I; r7 x: ~
cnˇ=0.25% g0 G3 c  ?& Y$ l$ A" A
4.齿宽: m* W9 @' x- ~' _# v
b1=140 mm,b2=140 mm8 d  I2 v+ I) P4 v2 l: \
5.齿数比
8 [. M5 [$ U1 E- ?0 i% vu=Ζ2/Ζ1=1.611* x' E+ n- `+ ~
6.分度圆直径, B0 m' A$ X' m  M% H3 j: I
d1=mn*Ζ1/cosβ=191.489 mm
6 Q! f: v0 l6 C4 b& |$ t. g! zd2=mn*Ζ2/cosβ=308.511 mm
2 o1 V4 ^0 \; t+ u7.基圆直径' ~1 e) |" _- U( Y7 \$ ^
αt=arctan(tanαn/cosβ)=20°14′32″
5 \" Y- o4 k3 \$ m& s# c, H1 Wdb1=d1*cosαt=179.662 mm* `0 b/ L* c6 m* _
db2=d2*cosαt=289.457 mm# @- N# i1 N7 r% f0 n  F1 z" m( ~
8.齿顶高, l4 Z! V9 b, u! ^1 [) d
ha1=ha2=hanˇ*mn=3.500 mm
  U; c1 ^1 L  F# m9.齿根高
7 z; d0 O: A5 U% {+ Ahf1=hf2=(hanˇ+cnˇ)*mn=4.375 mm$ y! ?: b4 Z' S5 f' v
10.全齿高
: B2 [: ^3 S. K5 T0 z# |h1=h2=ha1+hf1=ha2+hf2=7.875 mm+ R( i- I) |8 ?$ m
11.齿顶圆直径
* W$ R1 ^# |4 S+ x; z. xda1=d1+2*ha1=198.489 mm0 K" `; W+ B2 {! M) ^- j
da2=d2+2*ha2=315.511 mm  t/ U8 q) F) i) p9 i1 ^
12.齿根圆直径' ^" S1 T( Z0 F: c
df1=d1-2*hf1=182.739 mm
8 E3 E% e+ R7 `9 C% Kdf2=d2-2*hf2=299.761 mm% [  O( l8 k1 j- _
13.齿顶压力角' ?0 ?2 G6 C9 m0 E8 _: S
αat1=arccos(db1/da1)=25°9′24″
! L# t5 D, F6 `7 G# B0 ]- {αat2=arccos(db2/da2)=23°26′52″
+ ~0 K& x2 r4 Y' O/ d$ ~/ o3 w* {14.端面重合度# E0 P7 l( l$ Q; v
α′t=αt
" Y+ q+ v- F, V/ x1 A/ g) @; ]εα=[Ζ1(tanαat1-tanα′t)+Ζ2(tanαat2-tanα′t)]/2π=1.7673 z9 Y) }3 @: B$ C0 u
15.轴向重合度. f$ N! y  i3 i2 b( J& O) V
εβ=b*sinβ/(π*mn)=2.046(b=min{b1,b2})
+ M) M+ @& e2 ^5 I2 T6 ?16.总重合度
8 V. k4 _3 {5 A4 ?$ a3 K7 F: a* Fεγ=εα+εβ=3.8138 c/ f! E- p3 H8 ~2 i
17.当量齿数
" P6 Z3 H1 v6 c7 V2 Z: EΖv1=Ζ1/(cosβb^2*cosβ)=55.988
1 ?" Q" o2 A+ L1 G  v5 z: mΖv2=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
+ e+ }% y! k# _2 s* [$ Q( z1.公法线长度
4 o: @- k6 y* A* D+ l! y' g- ?9 I, E* ]6 J" N4 Y+ B
跨齿数:Ζ1′=Ζ1*invαt/invαn=56.06
' U. z: ^. u+ |! \Ζ2′=Ζ2*invαt/invαn=90.31
  U8 t+ N0 n+ E$ w" [' T0 ]k1=αn*Ζ1′/180°+0.5=6.73; r* M( Z/ w7 j& U% x( b
k2=αn*Ζ2′/180°+0.5=10.53$ e$ X4 b( C, A- f

! i4 t) }. Q) m$ V6 H- Q取k1=7,k2=11
9 V6 Z# ]( T1 M& N" n0 TWk1=Wk1ˇ*mn=cosαn*[π(k1-0.5)+Ζ1′*invαn]*mn=69.9088 mm
) k! R0 c+ l% Z/ `$ U- a. F3 e& U: jWk2=Wk2ˇ*mn=cosαn*[π(k2-0.5)+Ζ2′*invαn]*mn=112.9178 mm7 g2 g/ t) ?. K9 j
2.分度圆弦齿厚、弦齿高
6 R  J2 W- q2 _( I* u# ]. M/ ?; j, I! [2 N6 F7 x
弦齿厚:s1¨=mn*Ζv1*sin(π/2Ζv1)=5.4971 mm
, ?: f+ C* \( Gs2¨=mn*Ζv2*sin(π/2Ζv2)=5.4975 mm- \6 {+ m  t! {1 d( l# p
% M9 _1 b2 S/ m% [/ z9 X  j
弦齿高:h1¨=ha1+0.5*mn*Ζv1*[1-cos(π/2Ζv1)]=3.5386 mm4 O% J3 F. B- }$ `6 u
h2¨=ha2+0.5*mn*Ζv2*[1-cos(π/2Ζv2)]=3.5239 mm
  j4 q! f0 v( M- Y6 g% ?9 u$ L3.固定弦齿厚、弦齿高* q; O! F* D) d( \* T& c  v; K/ i
# a9 R: }; z! B5 w: P) q% l
弦齿厚:sc1¨=0.5*π*mn*cosαn^2=4.8547 mm5 N8 D! C9 Y- C" }8 A7 C+ ]
sc2¨=0.5*π*mn*cosαn^2=4.8547 mm
# p7 c0 j7 O' m; q: _
: r+ B3 _+ X+ ^' R弦齿高:hc1¨=ha1-π*mn*sin(2αn)/8=2.6165 mm7 d# O) n# s# I  J9 G9 {
hc2¨=ha2-π*mn*sin(2αn)/8=2.6165 mm3 `* z; P6 L9 x; {& \/ J7 m
4.量柱(球)直径、量柱(球)跨距. J) v) [2 A2 h4 }9 t& ^# V# c

' l* \" `) @( N. n量柱(球)直径:dp1=1.68*mn=5.8800 mm9 U$ {% _: x0 @( r
dp2=1.68*mn=5.8800 mm
  w/ a6 a) X/ _  j* C. K( |; u5 I
  E; J$ E; i5 J% }- }9 ?量柱(球)中心的渐开线端面压力角:: f" ?& `; M4 p
invαMt1=invαt+dp1/(mn*Ζ1*cosαn)-π/2Ζ1,αMt1=21°48′1″
9 c/ z( d- \( {# \  hinvαMt2=invαt+dp2/(mn*Ζ2*cosαn)-π/2Ζ2,αMt2=21°14′19″
- N& t4 Q1 l$ ]9 H
7 A6 S' J4 J) h量柱(球)跨距:M1=d1*cosαt/cosαMt1+dp1=155.2486 mm' l3 R3 ^; F/ B. j4 q1 G7 N
M2=d2*cosαt*cos(π/2Ζ2)/cosαMt2+dp2=245.5618 mm
+ L5 L' e6 P0 c1 {: f" ]7 o% g
: {- ~+ l( S/ r+ I! q& x6 s% h1 ]六、接触疲劳强度的校核
, v' T. m" q- ]1.名义切向力- k9 S1 v. G4 g0 c# P! o
Ft=2000T1/d1=28373 N. l) p6 ~* f9 k; g4 [, D
2.使用系数(根据表2.5-7)" j7 ^- r  {% N" q: T( h
ΚA=1.25,因为增速传动乘以1.1,得ΚA=1.375
4 O+ E% v2 O+ y3 F: \3.动载系数(根据表2.5-11)) r9 H* M2 q3 \- a7 A% V

, O# c) q0 ~4 C$ H5 D' l计算单对齿刚度和啮合刚度(根据表2.5-32)
* W) N; I9 G1 Q  O9 z
( K7 m0 d; a& o& a7 f/ G理论修正值:Cm=0.8
7 d* e( j4 |4 [/ ^. @
5 K% J/ [1 z/ N轮坯结构系数:实心齿轮CR=1
2 ?: Q0 w$ q: \
2 _: T8 o0 J# ?9 q基本齿廓系数:CB1=[1+0.5*(1.2-hfp1/mn)]*[1-0.02*(20°-αn)]=0.97
+ ^+ |8 A* _2 E. K" `8 _. e  VCB2=[1+0.5*(1.2-hfp2/mn)]*[1-0.02*(20°-αn)]=0.97
' E' H) ^2 g8 v9 g+ ~( fCB=(CB1+CB2)/2=0.97
5 U' L+ S' [" z3 j, R. ~7 C+ m5 U
齿轮柔度的最小值:
; p% I( ]6 J4 \; n3 s+ Hq′=0.04723+0.15551/Ζv1+0.25791/Ζv2=0.05287 (mm?μm)/N0 `# F! W( m4 b% ~# O$ U, I
8 z" g" s0 A6 k
单对齿刚度理论值:Cth′=1/q′=18.92 N/(mm?μm)/ x  k. m( I* r+ ]
ξ=2*E1*E2/(E1+E2)=1.00
6 K$ u) F6 m0 O* `8 g( ?
( [. k9 J% u" H% }1 B+ m, Y单对齿刚度:c′=ξ*Cth′*Cm*CR*CB*cosβ=14.5623 N/(mm?μm)
; t0 ~" s2 ~  X# O8 y; A% w# R( Z, A, o
啮合刚度:cr=(0.75*εα+0.25)*c′=22.9392 N/(mm?μm)
1 b: D2 A2 ~0 P6 M* ]- b6 m* u5 S6 l. Q, j7 ?0 H3 F
计算临界转速比(根据表2.5-12)
* `2 {% D: R. X- z) y9 @- q8 _
5 v" n5 ^, ?" D; a& F2 S: C0 r平均直径:dm1=(da1+df1)/2=190.614 mm0 B2 j; e( K4 ^9 s4 w( X
dm2=(da2+df2)/2=307.636 mm
; K" `, q" Z5 ]1 I
6 D; V; S. Z  Z, g- Q轮缘内腔直径比:q1=Di1/dm1=0.000
( ^5 M2 m$ D+ u4 Iq2=Di2/dm2=0.0001 D' i& I5 h. M: s  H. ^

  m3 @; C) c; W5 Y% v' L转动惯量:I1=πρ1*b1*(1-q1^4)*dm1^4/32=1415277.860 kg?mm^27 |3 R  q* K- B* z
I2=πρ2*b2*(1-q2^4)*dm2^4/32=9602209.037 kg?mm^2
* ]% K" l; m: U( U4 k1 D
$ i" R& o' `+ _) s2 h! b* F5 \当量质量:m1=I1/(b1*rb1^2)=1.253 kg/mm
# D1 b! v; i% H' Nm2=I2/(b2*rb2^2)=3.274 kg/mm
5 `* C/ U$ t* m+ g& e5 Z5 O9 h! J) P/ Y5 Q+ S) j4 _- I  h5 e
诱导质量:mred=m1*m2/(m1+m2)=0.9061 kg/mm; T+ a" Z6 e* s9 }# t  U4 s: d

' c$ C! U! h; ]临界转速:nE1=30000/(πΖ1)*(cr/mred)^0.5=889.778 r/min' Y2 l+ P& r/ W" Z/ |
% f6 w$ Z& P! b% `/ s
临界转速比:N=n1/nE1=13.037
& [5 T: }( ]: q# Y
3 Z) t5 A4 q: |9 v0 J4 }计算齿廓跑合量(根据表2.5-30). K7 B/ L! I2 b0 K* c% |
ya1=160/σHlim1*fpb1=0.759 μm* L" Z3 H5 Z0 J! f; F7 o6 b
ya2=160/σHlim2*fpb2=0.853 μm
- R4 b5 f! J  [, [ya=(ya1+ya2)/2=0.806 μm
  q2 h& c& A3 j; A* c" s- c9 R! r& p" h! o7 z
计算系数Bp,Bf,Bk(根据表2.5-16). ]" C8 l0 b/ w+ I8 h' v, y. a
  D& K( \( e# w5 F8 T& ~. w$ x
有效基节偏差:fpbeff=fpb2-yp=fpb2-ya=6.394 μm  u, `* i/ z+ d3 `" N1 A
0 W- q+ O& Y( E, L0 f, h
有效齿形公差:ffeff=ff2-yf=ff2-ya=7.094 μm3 {2 j. |; k0 Z- ~( a4 S

7 s1 V# G$ b, }设计修缘量:Ca=(Ca1+Ca2)/2=30.000 μm2 P7 `2 a' |  F. ?1 Q
Bp=c′*fpbeff/(Ft*ΚA/b)=0.3347 N2 o6 e0 O: b  G( h  j
Bf=c′*ffeff/(Ft*ΚA/b)=0.3712 @1 @/ m) C7 z  N4 S3 r
Bk=|1-c′*Ca/(Ft*ΚA/b)|=0.568
! g/ V' |; i  x# o2 d! D" e- B
" L* n- F- F2 P9 D  b7 F# [计算系数Cv(根据表2.5-15)1 e1 V$ t1 G0 j0 ~( y! B6 t  t
εγ>2,取Cv1=0.329 k' ]7 M$ C4 F& U6 d( R
Cv2=0.57/(εγ-0.3)=0.162
1 y& T, d0 s, S8 MCv3=0.096/(εγ-1.56)=0.043
9 m$ E" Y: m; O+ e: K* UCv4=(0.57-0.05*εγ)/(εγ-1.44)=0.1600 h* n4 J1 `1 R  h$ D: V
Cv5=0.47( r/ U: `. l$ x" }5 d
Cv6=0.12/(εγ-1.74)=0.058
" P6 ~- n! U: L9 a) Xεγ>2.5,取Cv7=1.0- F/ H! w) v' s" B; k1 u" j0 q2 H
N≥1.5,属于超临界区
1 I; |# J( G7 L6 P) bΚv=Cv5*Bp+Cv6*Bf+Cv7=1.1785
' r, z6 X1 c+ E: r# i, \4.齿向载荷分布系数(根据表2.5-18)
. C2 I! `- U2 _7 R. z9 E9 K6 N2 x
5 O6 v/ b/ `7 A1 Z2 U' B计算加工、安装误差产生的啮合齿向误差分量
! C8 G8 J$ a. h2 q' j# W
. p9 O4 @2 `( i8 ^/ {2 a装配时进行检验调整,fma=0.5*Fβ1=6.000 μm/ \! r3 E9 I7 {' V/ T

3 S* x. u$ x4 `取小齿轮结构系数(根据表2.5-21)
- o/ t) N$ b% n6 u7 t  e! K* E2 Q% q$ C4 W
刚性,Κ′=0.48  j8 T7 }) N9 t, _$ J0 h3 `2 [

) F  v. S. T7 J$ ^, x% |% A计算小齿轮结构尺寸系数(根据表2.5-22)
; K5 G1 S; \3 L$ V4 ]7 ]% ?9 b& D0 ~
通过该对齿轮的功率Κ=100%
. P' v5 b9 i7 BB′=1+2*(100-Κ)/Κ=1.000" ?( B. d3 @) J3 V0 c. m
γ=[|B′+Κ′*l*s/d1^2*(d1/dsh)^4-0.3|+0.3]*(b/d1)^2=0.550 (μm?mm)/N* F# Q2 w4 s9 W, N% t
3 R7 _1 m5 c. u8 g: b, b
计算单位载荷作用下的啮合齿向误差(根据表2.5-20)0 ~& ?" L( D  Y, Q& C0 ~
, B+ H! m1 f* C) `* K
一般齿轮fsh0=0.023*γ=0.013 (μm?mm)/N
$ v6 u8 Z1 W4 a8 s- U3 H& b5 J! N4 _- j0 b
综合变形产生的啮合齿向误差分量fsh=(Ft*ΚA*ΚV/b)*fsh0=4.157 μm3 @& d) [0 |7 t" d

9 I8 m# V& n' ^, S初始啮合齿向误差:
' P7 ]; W% L0 Y- E- p
+ s: G. V0 ?. U) g) X+ a, ]受载时接触不良Fβx=1.33*fsh+fma=11.529 μm
! D" s% y* I( N. W) f0 w( I* ]
1 V9 T. N2 Q, T! D  A计算齿向跑合系数(根据表2.5-23)
0 I  C% [0 P+ ?3 _2 \0 N, yxβ1=1-320/σHlim1=0.763 μm9 C" o0 k5 ?' |) p$ V9 `
xβ2=1-320/σHlim2=0.763 μm
/ f( E+ X5 T9 Q5 L& c  D: s' Vxβ=(xβ1+xβ2)/2=0.763 μm' H" d" y7 j' N5 o. H

, f, z( e" B" ]. |% l! p跑合后啮合齿向误差Fβy=Fβx*xβ=8.796 μm$ M" s) O( Z2 k& h. ?" V: C
ΚHβ=1+0.5*Fβy*cr/(Ft*ΚA*ΚV/b)=1.30728 w6 _: [* _6 }3 X7 {4 z# G
5.齿间载荷分配系数(根据表2.5-29)0 k/ R/ b4 ^* R5 `4 |
ΚtH/b=Ft*ΚA*ΚV*ΚHβ/b=429.291 N( g8 n8 E7 Q0 i6 U* D
ΚHα=0.9+0.4*[2*(εγ-1)/εγ]^0.5*cr*(fpb-ya)/(ΚtH/b)=1.0660+ V  W2 j) _) C) A' ^
6.节点区域系数
  S: i- K" h$ ?9 p$ I. G
$ {% b: c' q0 M  y, i5 i5 A基圆螺旋角βb=arccos{[1-(sinβ*cosαn)^2]^0.5}=8°41′11″
2 p% ]# q' i$ |3 v0 s  E3 gΖH=[2*cosβb*cosα′t/(cosαt^2*sinα′t)]^0.5=2.4641( V8 j5 P4 X% A5 t! W
7.弹性系数, u* n/ r# p: X" Z0 f
ΖE={1/π[(1-ν1^2)/E1+(1-ν^2)/E2]}^0.5=189.81 MPa^0.55 p9 ]# @2 k+ E7 v) \
8.重合度系数(根据表2.5-35)- v. _* u5 I) r. k4 f
Ζε=(1/εα)^0.5=0.7523
2 a# J- p/ I$ `/ L/ F8 O+ M1 X  r8 }
经验算:ΚHα≤εγ/(εα*Ζε^2)/ q# Q* m; ]& H" o3 g6 Y) U9 M
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 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
% c+ I& ]. s( p+ V0 ^+ rΖβ=(cosβ)^0.5=0.9935! B7 y* y. z3 q. H0 o% o8 c' {
10.单对齿啮合系数(根据表2.5-33)
5 C) d8 x+ ~. b! f* I. aΖB=tanα′t/{[(da1^2/db1^2-1)^0.5-2π/Ζ1]*[(da2^2/db2^2-1)^0.5-(εα-1)*2π/Ζ2]}^0.5=1.00876 ?5 t! d4 k7 }/ u
ΖD=1
9 R& i2 Z3 P4 I4 ?/ U6 I9 x- l11.寿命系数(根据表2.5-40)$ @& b3 ?6 N/ t7 G
NL1=n1*L=34800000000
6 N% U2 J* a8 i( ^( G% L' P8 H! BNL2=NL1/u=216000000001 k) e+ p# f7 v, }/ D
ΖNT1=(5*10^7/NL1)^0.0306=0.8185
! o/ \3 m# _$ ]; A, O  GΖNT2=(5*10^7/NL2)^0.0306=0.83055 k2 b' x* l8 S+ _
12.润滑剂系数(根据表2.5-36)) x/ Z8 H5 b0 Z
σHlim1>1200 MPa,取σHlim1=1200 MPa,CZL1=σHlim1/4375+0.6357=0.910
) W0 k! ?5 V% [; }; P! ]+ i$ H+ I) mΖL1=CZL1+4*(1.0-CZL1)/(1.2+80/ν50)^2=0.9233
2 K7 W" o) y( qσHlim2>1200 MPa,取σHlim2=1200 MPa,CZL2=σHlim2/4375+0.6357=0.910: p: T: r  r! S8 }6 P
ΖL2=CZL2+4*(1.0-CZL2)/(1.2+80/ν50)^2=0.9233
! E7 h4 h6 [1 }0 Y; |0 C13.速度系数(根据表2.5-36)
6 A% o% ^) ?2 h( _6 x& Y; EσHlim1>1200 MPa,取σHlim1=1200 MPa,CZV1=0.85+(σHlim1-850)/350*0.08=0.930
" N" r: b. t* }4 m2 i1 kΖV1=CZV1+2*(1.0-CZV1)/(0.8+32/ν)^0.5=1.0650
# s! ?& o5 a" `' W' A% d- n1 i8 zσHlim2>1200 MPa,取σHlim2=1200 MPa,CZV2=0.85+(σHlim2-850)/350*0.08=0.9300 r& F# Q  |2 G9 }. g$ P
ΖV2=CZV2+2*(1.0-CZV2)/(0.8+32/ν)^0.5=1.0650, @+ O$ B0 x3 p  \; @4 ]! M
14.粗糙度系数(根据表2.5-37)8 L0 k% b1 w; K9 V

6 V% w- ]9 V  D8 M2 t; l- w# g节点处曲率半径:ρ1=0.5*db1*tanα′t=33.126 mm4 I- [1 Z' J- I" P
ρ2=0.5*db2*tanα′t=53.371 mm
7 S% S" p2 ?  F5 w4 N
; \& p" l( |/ e2 j节点处诱导曲率半径:ρred=ρ1*ρ2/(ρ1+ρ2)=20.440 mm0 L$ K5 x  h5 i& Q( |$ e- d
  u$ B& K( v: k  c7 L* S* z% ?
相对平均表面粗糙度:Rz10=(Rz1+Rz2)/2*(10/ρred)^(1/3)=2.5219 d; A* e. q, H4 ]& X+ Z' B5 J
σHlim1>1200 MPa,取σHlim1=1200 MPa,CZR1=0.32-0.0002*σHlim1=0.0803 F! w2 p7 P, {9 w# ^: n1 O
ΖR1=(3/Rz10)^CZR1=1.0140
+ m$ U2 e& _* kσHlim2>1200 MPa,取σHlim2=1200 MPa,CZR2=0.32-0.0002*σHlim2=0.0808 Y2 B& g& k0 q$ g' H
ΖR2=(3/Rz10)^CZR2=1.0140; H! m" G0 K$ {
15.齿面工作硬化系数
3 T+ H  e6 ^; Q3 \HB>470HBW,取HB=4707 g5 a% _8 K7 z& ^6 H9 F0 I* o
ΖW1=ΖW2=1.2-(HB-130)/1700=1
$ m2 x& h7 n7 g# e* Z16.尺寸系数(根据表2.5-41)+ y8 }( b  K& w! C  W7 q
ΖX1=1.00008 g7 n" e/ p& X5 J2 Y* o
ΖX2=1.0000, T6 B3 |. e8 O) {/ o+ R! K, _, b) C
17.最小安全系数& T9 L4 G1 V, p& P; r

/ G- ?" p5 i' @% j8 b7 y根据表2.5-42,取SHmin=1.60,SFmin=2.00# E7 A3 i, A' H" s# `" u
18.计算接触应力(表2.5-6)
. Q- j7 _/ v$ W3 MбH0=ΖHΖEΖεΖβ[Ft/(d1*b)?(u+1)/u]^0.5=457.83 MPa& X' v: L+ D8 H' `; g+ G
бH1=ΖB*бH0*(ΚAΚvΚHβΚHα)^0.5=693.96 MPa
7 R6 h3 W7 J5 [& u  _бH2=ΖD*бH0*(ΚAΚvΚHβΚHα)^0.5=687.98 MPa
1 n. c, n$ a) c; V% ?19.许用接触应力(表2.5-6)/ a; v  a7 d9 y! @  t& `4 `; y
бHP1=бHG1/SHmin=бHlim1*ΖNT1ΖL1ΖV1ΖR1ΖW1ΖX1/SHmin=688.59 MPa
+ i: i6 u2 v  j5 h% p9 r7 {$ k. HбHP2=бHG2/SHmin=бHlim2*ΖNT2ΖL2ΖV2ΖR2ΖW2ΖX2/SHmin=698.69 MPa4 U0 q% W0 S8 s7 R- j3 @0 N
" W, C' K6 s. t$ Q
由以上计算可知:бH1>бHP1,小齿轮的接触强度不满足要求
8 S+ M! \4 L; ~2 O; V' P$ `бH2≤бHP2,大齿轮的接触强度满足要求。
( c) t4 c5 c4 ]: ^( D1 d8 }20.接触强度计算安全系数(表2.5-6)# w8 E; ?( g) o, U
SH1=бHG1/бH1=1.59
0 I* a3 v" h7 z1 z* ?- G4 vSH2=бHG2/бH2=1.62. l$ S% A: u5 N5 X1 t3 m

& l6 R1 i' K+ H! Q1 t$ v5 Z七、弯曲疲劳强度的校核. p5 l( x3 I6 ?$ h9 h
1.齿向载荷分布系数0 P+ ^* [. f5 l: U# W9 k( g
N=(b/h)^2/[1+(b/h)+(b/h)^2],b/h取大小齿轮中的小值。; }$ l: f) r: \/ q* B2 H& g
ΚFβ=ΚHβ^N=1.2877
! r1 B$ U/ |, A, y) s+ F2.齿间载荷分配系数(根据表2.5-44)' i7 Z4 A7 D6 r
ΚFα=ΚHα=1.0660
1 ~0 g, E0 ?" u% }! X" e3.齿形系数(根据表2.5-45)0 w! x7 D/ {, k6 l# f6 y5 n, E
(1).小齿轮1 w2 h. f: h8 X; f
Spr1=pr1-q16 f0 X$ U8 \7 E1 Q! u3 ]
E1=πmn/4-hfp1*tanαn+Spr1/cosαn-(1-sinαn)*ρfp1/cosαn=0.2252 mm
" i! ^* y  a7 T7 h9 TG1=ρfp1/mn-hfp1/mn=-0.8700
6 M/ e# [1 O7 L4 U1 Y/ ]βb=arccos{[1-(sinβcosαn)^2]^0.5}=8°41′11″
' j% Q* Y: Z# V- \$ p9 mH1=2/ΖV1*(π/2-E1/mn)-π/3=-0.99341 {6 X1 R( X; j2 d6 V) ~( `* _) v
θ1=(2G1/ΖV1)*tanθ1-H1,得θ1=54°25′38″
$ _; a, X+ E. \  M5 C. JSFn1/mn=ΖV1*sin(π/3-θ1)+3^(1/3)*(G1/cosθ1-ρfp1/mn)=2.1886( _1 g" h7 q+ K) W! R' L
ρF1/mn=ρfp1/mn+2*G1^2/[cosθ1*(ΖV1*cosθ1^2-2*G1)]=0.5058
' o8 f' _5 g  a/ A! f9 ~! nεαV=εα/cosβb^2=1.8082
: g) e1 k2 F. b( x( DdV1=mn*ΖV1=195.9580 mm6 j% e! R  D1 H
dbV1=dV1*cosαn=184.1403 mm: Y$ T/ k, U9 t& y$ q
daV1=dV1+da1-d1=202.9580 mm
* s) m( {' _( J. v& ^" W% R1 ndeV1=2*{[((daV1/2)^2-(dbV1/2)^2)^0.5-π*mn*cosαn*(εαV-1)]^2+(dbV1/2)^2}^0.5=196.5194 mm
3 ]( @, ?  w/ p& ?αeV1=arccos(dbV1/deV1)=20°26′42″( S2 i. i% R% p: c5 y
γe1=(π/2)/ΖV1+invαn-invαeV1=1°32′50″
9 [9 }3 u& \6 d7 A3 ^6 hαFeV1=αeV1-γe1=18°53′52″
; s8 G% A  O' Q8 X$ p* k1 _hFe1/mn=[(cosγe1-sinγe1*tanαFeV1)*deV1/mn-ΖV1*cos(π/3-θ1)-G1/cosθ1+ρfp1/mn]/2=0.88064 W9 W4 u; x4 i% |- S
УF1=6*(hFe1/mn)*cosαnFeV1/[(SFn1/mn)*cosαn]=1.1105% ^+ Q% L# A0 m6 h  `3 ^+ w8 {
(2).大齿轮
3 I, H; C2 p( l( k6 T% p( hSpr2=pr2-q28 |  z% `1 t" A( t1 j" }  l9 j
E2=πmn/4-hfp2*tanαn+Spr2/cosαn-(1-sinαn)*ρfp2/cosαn=0.2252 mm, B8 I* b- H. S( q, l1 N- g
G2=ρfp2/mn-hfp2/mn=-0.8700
5 s5 ?- `3 M- h+ L( Sβb=arccos{[1-(sinβcosαn)^2]^0.5}=8°41′11″
# q+ i6 L- m9 ?H2=2/ΖV2*(π/2-E2/mn)-π/3=-1.0138. Q9 @: W: L2 M& W5 [: n7 q
θ2=(2G2/ΖV2)*tanθ2-H2,得θ2=56°25′17″
7 w7 m" q: O( `7 m; ^$ MSFn2/mn=ΖV2*sin(π/3-θ2)+3^(1/3)*(G2/cosθ2-ρfp2/mn)=2.2475
2 t/ t- M+ z" ~  y' [% c4 |ρF2/mn=ρfp2/mn+2*G2^2/[cosθ2*(ΖV2*cosθ2^2-2*G2)]=0.4733
  o3 K/ \& ?4 T' h  i3 `εαV=εα/cosβb^2=1.8082
# F& V& W) E7 S( {& q2 [& n4 i! z* g2 YdV2=mn*ΖV2=315.7105 mm# @, `. M! A6 e4 r, B9 k
dbV2=dV2*cosαn=296.6708 mm
0 ?% R) }5 F. odaV2=dV2+da2-d2=322.7105 mm
8 M' S9 m9 s6 ?% L; P/ v8 ]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& \! ?/ S' N: F$ H$ kαeV2=arccos(dbV2/deV2)=20°23′38″
! {) M/ w" P2 ^7 z2 ^γe2=(π/2)/ΖV2+invαn-invαeV2=0°56′40″/ ~1 S# E5 m/ R4 T) g
αFeV2=αeV2-γe2=19°26′59″1 |! w9 [+ Q* V  v" n+ a
hFe2/mn=[(cosγe2-sinγe2*tanαFeV2)*deV2/mn-ΖV2*cos(π/3-θ2)-G2/cosθ2+ρfp2/mn]/2=0.90944 e" l) o6 k8 N$ R/ X3 N
УF2=6*(hFe2/mn)*cosαnFeV2/[(SFn2/mn)*cosαn]=1.0839
: `/ H! a2 h3 E, y4.应力修正系数4 @% k( h1 P5 E8 t# W( `

# V4 ]0 P# C6 A齿根危险截面处齿厚与弯曲力臂的比值7 R  u9 b, Z/ q( m$ l/ s  c, h
L1=SFn1/hFe19 F0 q- D" A. Z7 h4 N
L2=SFn2/hFe2
) v+ J$ K, A- l4 V
0 i; b6 q  |0 B0 C8 B; Q, C齿根圆角参数
, f3 _" s8 M) Q5 L4 {* q% vqs1=SFn1/(2*ρF1)& X" C' f( s& Y! H( X8 @
qs2=SFn2/(2*ρF2)
3 ]! v8 t; |& l$ ]УS1=(1.2+0.13*L1)*qs1^[1/(1.21+2.3*L1)]=2.1862+ F6 ?0 P" w# T
УS2=(1.2+0.13*L2)*qs2^[1/(1.21+2.3*L2)]=2.2785
3 [% h/ q- {% `7 U3 L5.重合度系数/ M0 |: ?) {6 z
Уε=0.25+0.75/εαV=0.6648
3 I+ F7 z6 H4 Y  U4 h; m; R原文来自:http://bbs.21mould.net/viewthread.php?tid=4141
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