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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
+ 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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