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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
& R( D+ _0 k# E* \4 u渐开线齿轮设计计算书 + L: S! h+ n8 Y" r' e& p4 K
已知条件:增速齿轮6 H+ M  o9 d, `  D8 o
齿轮传递功率 P=3300 kW  {4 i( l. y" x8 ~6 l8 a( ~! J
高速轴转速 n1=11600 r/min
7 U# @' Q! q2 n) @传动比 i=1.6
# h; `. W7 m6 ]# Y0 V3 {3 \工作时间:50000小时
3 M, g0 @0 l6 n5 R' f8 G+ b1 f0 `0 n) o/ ~1 ]$ Y" N- I, W2 |. ^
 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 % R0 d- B7 k, ?% Y4 e
一、确定齿轮类型
) i5 f6 L% E+ ?1 [. r8 [% ^9 O标准斜齿轮,齿轮配合为外啮合传动。. Q0 E+ @/ B  x6 D7 N7 {# Z+ I
! y! N7 S, y, I# J
二、选择材料, q6 o4 P9 k- f
小齿轮:50SiMn,调质,HB=207~2554 i0 K/ V5 f# n/ \1 ~
大齿轮:42SiMn,调质,HB=196~2557 j, h; w  k/ e6 \
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。1 K' I- e9 W3 R- X2 Q7 C7 D( v* t
齿面粗糙度Rz1=3.2 μm,Rz2=3.2 μm,3 n( _: |9 y, J% q
齿根表面粗糙度Rz1=10 μm,Rz2=10 μm。7 C" ~3 Q! F+ _2 {; i7 Z! q. f! r
大、小齿轮设计修缘量Ca1=30 μm,Ca2=30 μm。6 Z; o- F$ c  P" [+ z, M
油浴润滑,ν50=20 mm^2/s,胶合承载能力为FZG7级。
% a( \* T4 v6 A2 m# V5 m  N; \- g8 w# ^
三、初步确定主要参数7 l+ ^& S# T# K% a3 i% r6 e1 X/ `5 `
1.按接触强度初步确定中心距a(根据表2.5-1)
; E1 x5 ?& H" O" G" @. R! Y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
* M$ M, j* d7 N) Y9 ]' i载荷系数k:取k=2
6 F7 w1 A; s0 V/ M/ y8 O齿宽系数φa:根据表2.5-4,φa=0.5+ t) x; E  U3 b$ \- C* N! D* ?, ^) \0 x
小齿轮的名义转矩:T1=9549*P/n1=2717 N·m4 |& s: o1 ]+ B" d  v9 E
许用接触应力:σHlim=min{σHlim1,σHlim2}=1350 MPa4 Y6 h! W, f! B, w
σHP=0.9*σHlim=1215.00 MPa* O) D; `* l5 p" O. J* g( J
计算:a=Aa*(u+1)*[(K*T1)/(Φa*u*бHP^2)]^(1/3)≥205.83 mm; o8 A6 ?: \. ~$ f
圆整为a=250 mm。
! c" M$ Z! a' k! ]( H/ S2.初步确定模数、齿数、螺旋角" y4 H- W4 @, g3 u5 S
根据表2.1-1,取模数m=3.5 mm5 b* ?6 E0 e: b7 H5 Q& |$ R
由表2.2-1的公式可导出% E( f( M  n4 n5 p1 G
初选β=12°
( }. P7 q& T, I. y4 l9 oΖ1=2acosβ/[m*(u+1)]=53.747 x7 y( }/ v; [( {9 E
取Ζ1=54,Ζ2=u*Ζ1=86.40,取Ζ2=87。. z: ~& \* h; x! 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。; j5 }, g' R3 H, O
精算β=arccos[m*(Ζ2+Ζ1)/2a]=9°14′55″3 V% a- `/ w& }$ ~, V

& S1 Y  e0 b9 D& S8 W9 y6 E6 X四、其他几何参数的计算(根据表2.2-1)
9 B9 o! A8 D3 ~1.分度圆压力角5 a' ~# ]- O7 I
αn=20°00′00″4 ^1 r; {9 u$ ?$ |& r
2.齿顶高系数
! `4 c7 C, s! X2 Dhanˇ=1
( t3 ]! t2 j' G8 L2 `7 z3.顶隙系数
8 @# _* n& A8 q% F9 S9 T9 Scnˇ=0.25
5 Q5 Z6 c7 L0 P& k4 ^2 Q4.齿宽
4 @' ^; L& e6 m! J' Fb1=140 mm,b2=140 mm
2 g( r% [! o! h: s. K% f' o2 i& n5.齿数比
+ k/ k5 }  g$ v% Ou=Ζ2/Ζ1=1.611' K' k0 M" j$ F( |
6.分度圆直径, o: G% S1 K- Y9 S' m, i
d1=mn*Ζ1/cosβ=191.489 mm
/ K! p* j% |. x8 s1 l  Td2=mn*Ζ2/cosβ=308.511 mm
8 }* x" |: E  R, s7.基圆直径; z/ n4 W2 K- k3 z; ^9 K- D( N9 B
αt=arctan(tanαn/cosβ)=20°14′32″& F/ W6 n- @( N& h4 j
db1=d1*cosαt=179.662 mm7 z( H6 B4 Q7 |7 G4 J6 ^, y
db2=d2*cosαt=289.457 mm& m0 F- ^& I, U
8.齿顶高8 [4 Y7 P) y# h/ z" }5 t
ha1=ha2=hanˇ*mn=3.500 mm
, _  g0 w4 {: j. K1 Y+ n' W9.齿根高
5 M9 d& |4 s& w: n$ X; [hf1=hf2=(hanˇ+cnˇ)*mn=4.375 mm
' n& l) E- j* l# M, y10.全齿高
' S# ^4 q2 S6 l7 L0 `, f; Lh1=h2=ha1+hf1=ha2+hf2=7.875 mm
4 t- n* L$ C+ a1 u; M0 o. b1 r+ {11.齿顶圆直径5 I1 }: y! p- G3 e& Y
da1=d1+2*ha1=198.489 mm
2 M+ x  @1 D6 B3 s0 [: @5 fda2=d2+2*ha2=315.511 mm
. w4 N9 }: M/ Y9 m  g12.齿根圆直径
: ~* h- i: ~3 r9 ]& D  |# \# |df1=d1-2*hf1=182.739 mm
7 a3 v6 y+ M) a9 r1 a8 qdf2=d2-2*hf2=299.761 mm
8 S6 V! M6 q8 y& K8 S) r13.齿顶压力角
, M" N. H0 z% e: A5 P3 f, Lαat1=arccos(db1/da1)=25°9′24″; ^5 q; [: R' I4 ^- F
αat2=arccos(db2/da2)=23°26′52″, r( l; y" I1 d! R, d" c( ^- b
14.端面重合度% P$ Z; ^# I; F7 k6 x" c
α′t=αt. C; N# d4 i/ d8 P
εα=[Ζ1(tanαat1-tanα′t)+Ζ2(tanαat2-tanα′t)]/2π=1.767
5 P, j  J8 [, ~5 k/ f/ I2 O$ i( ?% J15.轴向重合度
6 s1 A' b1 V9 n! {. e) d0 Wεβ=b*sinβ/(π*mn)=2.046(b=min{b1,b2})$ e2 g" y' D3 u
16.总重合度; y( u6 E% Y3 c
εγ=εα+εβ=3.813
3 B$ p* }6 J' Z0 n. ]. O17.当量齿数0 P' v3 _9 q$ Y5 t/ |' y
Ζv1=Ζ1/(cosβb^2*cosβ)=55.988
6 O) e7 K4 j% Z' L1 }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, b5 j8 Z2 y6 N2 `" |
1.公法线长度5 b& ^! @# O. e+ L( z( L

( k2 |; W# @7 L6 A" {跨齿数:Ζ1′=Ζ1*invαt/invαn=56.06. e' V5 R) H% t* A0 ]; G: }
Ζ2′=Ζ2*invαt/invαn=90.31
) z  ^( K: F% L# s9 ~k1=αn*Ζ1′/180°+0.5=6.73  |6 a$ S, |% p( h! k4 a4 x# X8 U
k2=αn*Ζ2′/180°+0.5=10.53
6 A) S2 D+ G- W) L/ \5 T
" S* s" N8 \" \: z, h; ~取k1=7,k2=118 c* c. D- X9 u5 }( h" g
Wk1=Wk1ˇ*mn=cosαn*[π(k1-0.5)+Ζ1′*invαn]*mn=69.9088 mm7 `! C) N1 i7 Z* r/ `  W
Wk2=Wk2ˇ*mn=cosαn*[π(k2-0.5)+Ζ2′*invαn]*mn=112.9178 mm
  G$ Z& z8 b( W* P" S2.分度圆弦齿厚、弦齿高! g/ J- [- o: T& j1 g3 p5 S
; y; u! F; Y! F% H
弦齿厚:s1¨=mn*Ζv1*sin(π/2Ζv1)=5.4971 mm1 w( x9 X7 a5 U' Q3 A2 j: `
s2¨=mn*Ζv2*sin(π/2Ζv2)=5.4975 mm, U6 L1 X: o9 C) f' Z

9 @( r' G+ G2 w9 P弦齿高:h1¨=ha1+0.5*mn*Ζv1*[1-cos(π/2Ζv1)]=3.5386 mm( N( f( ~1 r  d" ^# a
h2¨=ha2+0.5*mn*Ζv2*[1-cos(π/2Ζv2)]=3.5239 mm
+ g& T6 |3 |. @1 t6 X8 I7 [7 ^3.固定弦齿厚、弦齿高; W& A! a, |" D
, Y: ]0 n3 ]# G4 N* N) y
弦齿厚:sc1¨=0.5*π*mn*cosαn^2=4.8547 mm
# @" c7 T8 Y" _0 W3 d" osc2¨=0.5*π*mn*cosαn^2=4.8547 mm
, p% s6 w& p5 u7 U) K% {# c' J7 E, D$ X3 P
弦齿高:hc1¨=ha1-π*mn*sin(2αn)/8=2.6165 mm. g1 U* u0 o% S6 n1 k
hc2¨=ha2-π*mn*sin(2αn)/8=2.6165 mm
1 c7 r- H& X/ ~4.量柱(球)直径、量柱(球)跨距
" x- g0 x! s. m# n) ]- t+ q  Z5 G( M* T+ ~) K5 m! C3 T6 `% i$ \9 e
量柱(球)直径:dp1=1.68*mn=5.8800 mm+ c$ V6 y* }$ y- C7 t' p" J
dp2=1.68*mn=5.8800 mm
$ b# Y8 R9 r1 i' `+ ^1 O4 J$ h" l- R1 [" N
量柱(球)中心的渐开线端面压力角:
5 m1 r$ J9 Y' A! Q# VinvαMt1=invαt+dp1/(mn*Ζ1*cosαn)-π/2Ζ1,αMt1=21°48′1″; S& z5 U( ~; G! V5 R7 U1 z/ ^
invαMt2=invαt+dp2/(mn*Ζ2*cosαn)-π/2Ζ2,αMt2=21°14′19″
& r9 U, c$ _6 R& P
. H/ G& _8 O; y量柱(球)跨距:M1=d1*cosαt/cosαMt1+dp1=155.2486 mm) F. D* h8 Z+ N
M2=d2*cosαt*cos(π/2Ζ2)/cosαMt2+dp2=245.5618 mm
$ W7 c" u9 v5 H- p; {% X- @5 R9 z" N& R. Z' H( Q5 e% _+ `
六、接触疲劳强度的校核# b/ S2 O8 `: p1 u% k
1.名义切向力1 P3 Q( J# H% B8 X& N
Ft=2000T1/d1=28373 N
1 g9 G, r6 t' `6 k# }; ]2.使用系数(根据表2.5-7)# a+ n* N/ p9 u7 f! z; h5 Q
ΚA=1.25,因为增速传动乘以1.1,得ΚA=1.375) {& N5 ~- V7 P" \) A. i7 |
3.动载系数(根据表2.5-11)
; d, `" |1 o$ x: _
, K$ Y$ Y2 _! R1 L" y. i- \计算单对齿刚度和啮合刚度(根据表2.5-32)
+ U* `) [$ t, c. A
* E3 R0 [1 g. A4 D" F理论修正值:Cm=0.8
9 B9 h# e2 P$ b
  }' @- d# }  U) ?+ v轮坯结构系数:实心齿轮CR=19 d# o4 R; c4 A) N% U

! E' P. @: d. P- n: K基本齿廓系数:CB1=[1+0.5*(1.2-hfp1/mn)]*[1-0.02*(20°-αn)]=0.973 O) c- }4 Y0 a. {4 `$ a: [6 I
CB2=[1+0.5*(1.2-hfp2/mn)]*[1-0.02*(20°-αn)]=0.970 }5 V& I7 f# y0 T! \3 v( |
CB=(CB1+CB2)/2=0.97
, G# t  }  x2 y/ v9 ^! A  ~. M
齿轮柔度的最小值:% }; G: y  J# X7 @6 Z- i
q′=0.04723+0.15551/Ζv1+0.25791/Ζv2=0.05287 (mm?μm)/N3 V& x+ l; C& s- Q

5 Y9 a7 o1 p; P7 x- J单对齿刚度理论值:Cth′=1/q′=18.92 N/(mm?μm)
) L, N% C& u3 f- I% H8 eξ=2*E1*E2/(E1+E2)=1.009 A8 |2 S" }7 d1 k% s/ U
4 q0 B, k. t- q
单对齿刚度:c′=ξ*Cth′*Cm*CR*CB*cosβ=14.5623 N/(mm?μm)
; a( {. W- T! ~  {6 u8 f' m$ B' b% F  ^6 G
啮合刚度:cr=(0.75*εα+0.25)*c′=22.9392 N/(mm?μm): X7 A/ W2 Q0 x: A) l: ~6 r8 S, [* Z
( z% M3 O2 b  P4 a0 b; X
计算临界转速比(根据表2.5-12)8 M1 Y9 k' C7 I$ s0 F

* k1 E+ D) Z8 u. W平均直径:dm1=(da1+df1)/2=190.614 mm
0 k: {, [. Q( C& f/ edm2=(da2+df2)/2=307.636 mm. Q5 T; d- D" \! m2 c
- j8 g6 e, P2 [3 }" |
轮缘内腔直径比:q1=Di1/dm1=0.000
. J( |3 v4 ?8 Qq2=Di2/dm2=0.000
: d) t: Y6 k. R, y' {
4 B1 y! ]4 ^! _转动惯量:I1=πρ1*b1*(1-q1^4)*dm1^4/32=1415277.860 kg?mm^2
+ F% ?% x$ S$ F6 y: yI2=πρ2*b2*(1-q2^4)*dm2^4/32=9602209.037 kg?mm^2
2 t# D& b6 w2 t+ I0 ^9 r, W( Z: s: \* x3 p
当量质量:m1=I1/(b1*rb1^2)=1.253 kg/mm/ C8 J5 C1 V% M/ q" A" R1 i. T
m2=I2/(b2*rb2^2)=3.274 kg/mm3 {; u) S- V; [7 H+ C! R
+ k; x- Z4 Z  V# @( n! [
诱导质量:mred=m1*m2/(m1+m2)=0.9061 kg/mm6 l2 M) R+ \# H6 Z1 G$ t- [; w
- S. |% F2 U  _  y) O. z
临界转速:nE1=30000/(πΖ1)*(cr/mred)^0.5=889.778 r/min
' F0 U+ S8 p! S5 B) s9 Z% v9 {. B7 K
临界转速比:N=n1/nE1=13.0378 @/ g' _* q8 F% ~7 v# F/ O2 I
2 i$ G0 s$ t5 D0 q8 I' q
计算齿廓跑合量(根据表2.5-30)
5 \5 ^* B+ v& \/ p3 k& a2 O3 bya1=160/σHlim1*fpb1=0.759 μm
, M; e4 M( |/ S; qya2=160/σHlim2*fpb2=0.853 μm7 M0 g1 c6 \( G& i, H, n& W' H7 S
ya=(ya1+ya2)/2=0.806 μm* C4 G& R- x% S) Q

/ x# j2 g) ]7 A, V" ^计算系数Bp,Bf,Bk(根据表2.5-16)
; |6 N- ^7 p2 m7 Q
# J/ ~# j" y2 L' G! x  l有效基节偏差:fpbeff=fpb2-yp=fpb2-ya=6.394 μm1 h$ W2 z& V: K- q9 {1 `4 c

6 R% U; B& A4 m' `有效齿形公差:ffeff=ff2-yf=ff2-ya=7.094 μm
& \; `8 [( N; h. y7 ~  S2 Q8 N9 J& D4 w8 {+ c, S( ~, R9 e# J( K
设计修缘量:Ca=(Ca1+Ca2)/2=30.000 μm* v7 ?/ j& M* H
Bp=c′*fpbeff/(Ft*ΚA/b)=0.334
( P! X2 D' p% W  n( GBf=c′*ffeff/(Ft*ΚA/b)=0.371
# }, `" R& t2 c* |8 LBk=|1-c′*Ca/(Ft*ΚA/b)|=0.568
1 @, b8 G2 k6 i+ [# j* d1 M1 k" T7 N6 r
计算系数Cv(根据表2.5-15)
$ U: i; E6 R, ~6 \9 d: @9 k: qεγ>2,取Cv1=0.32
, @1 s% n8 W$ ~8 [0 o6 MCv2=0.57/(εγ-0.3)=0.162
% X4 d2 @7 [. O: o5 j8 z" pCv3=0.096/(εγ-1.56)=0.043
9 B% y7 ~. L+ ]- j/ CCv4=(0.57-0.05*εγ)/(εγ-1.44)=0.160! t4 t& W0 p" f7 T
Cv5=0.47
0 }9 Q  {' P0 C: u* A$ ]. lCv6=0.12/(εγ-1.74)=0.058  x0 i# h0 b# G0 _
εγ>2.5,取Cv7=1.0
3 ^% u5 `& F$ i) J/ kN≥1.5,属于超临界区! _5 ]/ h" a/ u9 v/ O8 ^9 g
Κv=Cv5*Bp+Cv6*Bf+Cv7=1.1785
$ S5 y# p+ z- [' O, E4.齿向载荷分布系数(根据表2.5-18)
5 H; Y6 W/ Q5 p" C/ W. j/ Q
4 [* m3 w, Y: T计算加工、安装误差产生的啮合齿向误差分量
6 N5 w& S' ]% K) |8 n- q
! U% I% G' u* F' c& J2 i, \" Z装配时进行检验调整,fma=0.5*Fβ1=6.000 μm
  \/ P$ }4 c' E: {3 b& S& Q
0 b1 [: ?+ `/ V  ?% e取小齿轮结构系数(根据表2.5-21)
: q8 w% U& m' }* n: C5 D7 ~; E: }( D4 q; T. ~8 m! C
刚性,Κ′=0.48% d3 j* Y: E! \
* ~0 H- A& F" g
计算小齿轮结构尺寸系数(根据表2.5-22)$ U4 E; ?, f! {4 D& }$ w, D

" G7 N. ^" _$ K7 T, K) M通过该对齿轮的功率Κ=100%* Q8 R1 J. X& g3 \, K
B′=1+2*(100-Κ)/Κ=1.000+ a2 P. N4 f0 Y: d
γ=[|B′+Κ′*l*s/d1^2*(d1/dsh)^4-0.3|+0.3]*(b/d1)^2=0.550 (μm?mm)/N1 N. _9 @7 x* E, P0 w' S
3 b- `/ m( `9 i) a3 ]& n
计算单位载荷作用下的啮合齿向误差(根据表2.5-20)
5 i" k1 \8 I- B& z( Y
) s5 ]% b+ Q6 x& [% y6 l一般齿轮fsh0=0.023*γ=0.013 (μm?mm)/N
; \! Z  h2 p2 ]# k+ B. \8 O& h* u, e6 [
综合变形产生的啮合齿向误差分量fsh=(Ft*ΚA*ΚV/b)*fsh0=4.157 μm
- F1 f/ d3 A/ i) X. m: G  S% X8 T. x: y2 C  Z+ r! {
初始啮合齿向误差:5 d) c, g* @, {( M8 G

# `$ P& @) D) E# {# t. _受载时接触不良Fβx=1.33*fsh+fma=11.529 μm" M/ g8 ~; M% G1 J1 w* F9 w6 K

  ]3 K( O6 k2 w4 s) i. J0 I! x计算齿向跑合系数(根据表2.5-23)
& l3 {# G8 u; v) }/ \$ lxβ1=1-320/σHlim1=0.763 μm
7 H5 b! t% D! H9 \9 mxβ2=1-320/σHlim2=0.763 μm9 o+ v2 P, l  O. a$ Z$ I
xβ=(xβ1+xβ2)/2=0.763 μm1 K( U/ N) ?6 a' I7 W4 t
' c$ s; L1 ]' s$ K* E9 T& G
跑合后啮合齿向误差Fβy=Fβx*xβ=8.796 μm
- p- U+ Z3 m" ]ΚHβ=1+0.5*Fβy*cr/(Ft*ΚA*ΚV/b)=1.3072$ Q7 M$ D" c& |. V
5.齿间载荷分配系数(根据表2.5-29)# k! G: k- ]6 y2 T1 K% C6 v, |
ΚtH/b=Ft*ΚA*ΚV*ΚHβ/b=429.291 N# I8 ]+ H2 q) J
ΚHα=0.9+0.4*[2*(εγ-1)/εγ]^0.5*cr*(fpb-ya)/(ΚtH/b)=1.0660) V$ j+ R6 e" Y. I
6.节点区域系数
! r- ?; m  q4 E$ z/ m0 C3 P, Z+ K5 K! r5 w3 o/ L( ~+ ~2 d
基圆螺旋角βb=arccos{[1-(sinβ*cosαn)^2]^0.5}=8°41′11″
/ P( A9 E. F5 S3 |1 rΖH=[2*cosβb*cosα′t/(cosαt^2*sinα′t)]^0.5=2.4641
6 i! W% C5 W+ u% K$ Z7.弹性系数! h* @. [9 g1 k. b+ p
ΖE={1/π[(1-ν1^2)/E1+(1-ν^2)/E2]}^0.5=189.81 MPa^0.5
' q" T; {; E1 u& Z$ J. |5 U3 M( j8.重合度系数(根据表2.5-35)
4 ^7 U, Q- b7 N4 IΖε=(1/εα)^0.5=0.7523
% H% w7 @: d4 I/ }
" n9 L: \! _( p2 S; r! o经验算:ΚHα≤εγ/(εα*Ζε^2)
  E% A) Z, J  c# D" T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
+ X; l& p' s& U/ N0 wΖβ=(cosβ)^0.5=0.9935
6 F2 `8 ~5 r1 A+ r, F& @# I& h) v10.单对齿啮合系数(根据表2.5-33)
  }9 ?9 M. s* g1 G3 nΖB=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
" C% A, ?# M) j; HΖD=1
/ V; h; E& K2 ~: I4 k11.寿命系数(根据表2.5-40)
$ U& l4 q; G9 \" M4 P$ [0 vNL1=n1*L=34800000000, x) A, a' P- y6 M. B/ x) _" }% ]
NL2=NL1/u=21600000000
4 U+ {( b4 E* y" `ΖNT1=(5*10^7/NL1)^0.0306=0.8185
0 @; {1 x) g2 fΖNT2=(5*10^7/NL2)^0.0306=0.8305
$ `- f# k! f7 R3 h7 j( t3 ]$ z0 v12.润滑剂系数(根据表2.5-36)
0 A( o2 a' Y8 v1 x- ^4 FσHlim1>1200 MPa,取σHlim1=1200 MPa,CZL1=σHlim1/4375+0.6357=0.910
4 T9 M' E& F( C& q# i  QΖL1=CZL1+4*(1.0-CZL1)/(1.2+80/ν50)^2=0.9233
0 h7 D2 L# J! M+ j* v, \  s8 O5 eσHlim2>1200 MPa,取σHlim2=1200 MPa,CZL2=σHlim2/4375+0.6357=0.9107 Y- Q- {  `( Z1 i2 S: }9 K
ΖL2=CZL2+4*(1.0-CZL2)/(1.2+80/ν50)^2=0.9233
  r0 e" _0 ]" r) ^13.速度系数(根据表2.5-36)
- }/ c: W+ G, V5 A; tσHlim1>1200 MPa,取σHlim1=1200 MPa,CZV1=0.85+(σHlim1-850)/350*0.08=0.9307 g" A; H: @" s0 m4 j) n
ΖV1=CZV1+2*(1.0-CZV1)/(0.8+32/ν)^0.5=1.0650. m) l. O/ u" H
σHlim2>1200 MPa,取σHlim2=1200 MPa,CZV2=0.85+(σHlim2-850)/350*0.08=0.930$ M3 [; O: N1 a$ i* W  k3 W
ΖV2=CZV2+2*(1.0-CZV2)/(0.8+32/ν)^0.5=1.0650
! K0 T% U' r% j14.粗糙度系数(根据表2.5-37)
. p4 V5 N% Z$ |7 h# A& `
6 j( s2 q1 s" D$ _& a5 F节点处曲率半径:ρ1=0.5*db1*tanα′t=33.126 mm2 e+ r! Q3 O/ o& O, n
ρ2=0.5*db2*tanα′t=53.371 mm. c+ r4 q. X2 y  v& G

+ M* Y# l% `  a0 S# ]9 r节点处诱导曲率半径:ρred=ρ1*ρ2/(ρ1+ρ2)=20.440 mm% V7 C  |+ O9 v  x$ {% n
: g9 [8 x/ r7 s$ `0 {
相对平均表面粗糙度:Rz10=(Rz1+Rz2)/2*(10/ρred)^(1/3)=2.521
4 h4 @7 v% i- ~8 yσHlim1>1200 MPa,取σHlim1=1200 MPa,CZR1=0.32-0.0002*σHlim1=0.0806 G# a9 i: U4 _& s( u* V- m
ΖR1=(3/Rz10)^CZR1=1.0140
# V/ l7 ~7 v9 v9 H+ ZσHlim2>1200 MPa,取σHlim2=1200 MPa,CZR2=0.32-0.0002*σHlim2=0.080
7 L  F2 R- o3 `, o* H# X1 eΖR2=(3/Rz10)^CZR2=1.0140" g3 r+ P1 N; w' r* D' @* H
15.齿面工作硬化系数
% X. W% m6 m4 t6 K# THB>470HBW,取HB=470
5 E! k+ ]; Y1 y8 D  `/ ^. t; wΖW1=ΖW2=1.2-(HB-130)/1700=1
8 O: C; T+ N/ L7 p16.尺寸系数(根据表2.5-41)
& t5 o* v/ R; s2 G5 h8 K9 yΖX1=1.0000
* b+ M- k) q* D+ o8 `ΖX2=1.0000
0 I' B3 g# j- M' I9 c' n" ~17.最小安全系数
$ _: c; _0 ?4 Y
5 C% @( h5 O! T1 ^- }& s根据表2.5-42,取SHmin=1.60,SFmin=2.00. _4 k- Q  ~* R' w
18.计算接触应力(表2.5-6)0 K4 j* ~/ d6 ^1 s
бH0=ΖHΖEΖεΖβ[Ft/(d1*b)?(u+1)/u]^0.5=457.83 MPa
; @' y: G& ~; o4 T: c1 }4 B$ PбH1=ΖB*бH0*(ΚAΚvΚHβΚHα)^0.5=693.96 MPa9 H! k6 E( T& Z9 l8 k, w
бH2=ΖD*бH0*(ΚAΚvΚHβΚHα)^0.5=687.98 MPa
! H- {: ^3 k  m  }19.许用接触应力(表2.5-6)- v1 N( C% h0 N) [9 C8 L, s
бHP1=бHG1/SHmin=бHlim1*ΖNT1ΖL1ΖV1ΖR1ΖW1ΖX1/SHmin=688.59 MPa" }6 F" k; Y. t- ]! T
бHP2=бHG2/SHmin=бHlim2*ΖNT2ΖL2ΖV2ΖR2ΖW2ΖX2/SHmin=698.69 MPa6 g) [6 d- |1 r5 _+ ~

1 z7 }( W9 `6 u8 h( \# G: z由以上计算可知:бH1>бHP1,小齿轮的接触强度不满足要求
% W8 J  r0 o/ Z3 UбH2≤бHP2,大齿轮的接触强度满足要求。
! s" E# Z( v( O# G9 L- T20.接触强度计算安全系数(表2.5-6)
0 v! l% ^1 {1 t7 x7 bSH1=бHG1/бH1=1.59
, \9 b8 r. ~0 NSH2=бHG2/бH2=1.624 z: I, h- a6 h, M+ x: O" g3 S
! J. B) u" K0 b* @" ?, H9 Y& ?* o7 e
七、弯曲疲劳强度的校核
0 M% j! ^2 r$ h8 D+ m. C/ m/ K2 ?1.齿向载荷分布系数! L% S" e' `# }& N3 q4 }+ Z: H
N=(b/h)^2/[1+(b/h)+(b/h)^2],b/h取大小齿轮中的小值。
: s) B( i4 K0 h9 C- Q/ q, mΚFβ=ΚHβ^N=1.2877( O6 v$ w. B' `( T% g* F
2.齿间载荷分配系数(根据表2.5-44). g' E# p$ e/ j, z- X& v
ΚFα=ΚHα=1.0660( s2 {7 N' a. t1 B  F% j  e) r+ r
3.齿形系数(根据表2.5-45)
8 b! u& j/ i' y2 g(1).小齿轮4 a, N( e- ]2 R. i3 u! v
Spr1=pr1-q1
. V* |; ]+ A" p/ nE1=πmn/4-hfp1*tanαn+Spr1/cosαn-(1-sinαn)*ρfp1/cosαn=0.2252 mm5 ~. I6 g) r% J1 g5 t
G1=ρfp1/mn-hfp1/mn=-0.8700
% O( g( B% \1 |1 M/ o8 wβb=arccos{[1-(sinβcosαn)^2]^0.5}=8°41′11″
" [; ~! _. L' ?6 XH1=2/ΖV1*(π/2-E1/mn)-π/3=-0.9934% z/ d. U9 g; l6 l
θ1=(2G1/ΖV1)*tanθ1-H1,得θ1=54°25′38″
8 l: a5 M  N* m8 SSFn1/mn=ΖV1*sin(π/3-θ1)+3^(1/3)*(G1/cosθ1-ρfp1/mn)=2.1886
" d( c9 R) q# Y+ t6 T, eρF1/mn=ρfp1/mn+2*G1^2/[cosθ1*(ΖV1*cosθ1^2-2*G1)]=0.5058; n2 o' H/ O% @. s/ ~+ \
εαV=εα/cosβb^2=1.8082, {, h. U0 U! l1 p
dV1=mn*ΖV1=195.9580 mm" Y4 a- J% {( s' ]  J- Q
dbV1=dV1*cosαn=184.1403 mm* [# d- }' ]+ c' k( m! T
daV1=dV1+da1-d1=202.9580 mm2 Z8 R( o0 _5 |" S
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 }4 V9 y4 ], G8 U
αeV1=arccos(dbV1/deV1)=20°26′42″
% R9 s2 l% a1 v: A$ R$ dγe1=(π/2)/ΖV1+invαn-invαeV1=1°32′50″
4 o' s4 B( u  A1 X- ?αFeV1=αeV1-γe1=18°53′52″
' s7 {7 n' l% l3 c8 B# U/ vhFe1/mn=[(cosγe1-sinγe1*tanαFeV1)*deV1/mn-ΖV1*cos(π/3-θ1)-G1/cosθ1+ρfp1/mn]/2=0.8806  x4 N: B. Y* P% J9 h
УF1=6*(hFe1/mn)*cosαnFeV1/[(SFn1/mn)*cosαn]=1.1105
* {0 F! O3 f, l# n(2).大齿轮
& x9 L8 P, B  v' R4 W8 S" }  FSpr2=pr2-q22 B3 ^7 ^5 J* {, _# z
E2=πmn/4-hfp2*tanαn+Spr2/cosαn-(1-sinαn)*ρfp2/cosαn=0.2252 mm; I5 K$ w, |( |, j. ]
G2=ρfp2/mn-hfp2/mn=-0.8700
/ N$ l& m- \5 w5 M% Nβb=arccos{[1-(sinβcosαn)^2]^0.5}=8°41′11″& c/ [& T9 E! ~8 g8 D
H2=2/ΖV2*(π/2-E2/mn)-π/3=-1.0138: P0 s" J! y) \9 ?# X
θ2=(2G2/ΖV2)*tanθ2-H2,得θ2=56°25′17″
* V  E# q7 D& `: Z1 pSFn2/mn=ΖV2*sin(π/3-θ2)+3^(1/3)*(G2/cosθ2-ρfp2/mn)=2.2475: T# T3 t' C$ [  u& j* I1 K
ρF2/mn=ρfp2/mn+2*G2^2/[cosθ2*(ΖV2*cosθ2^2-2*G2)]=0.4733
% A- a2 |9 U) {0 k7 O0 i4 l: R  H3 EεαV=εα/cosβb^2=1.8082
  E; I" N$ h# M) N3 `dV2=mn*ΖV2=315.7105 mm
4 R. v" J* N- h' c6 Q& SdbV2=dV2*cosαn=296.6708 mm
  K. r# h+ [9 ?/ ^/ KdaV2=dV2+da2-d2=322.7105 mm* k) `9 \  E( u# N/ f/ h
deV2=2*{[((daV2/2)^2-(dbV2/2)^2)^0.5-π*mn*cosαn*(εαV-1)]^2+(dbV2/2)^2}^0.5=316.5102 mm+ h/ ?' [5 q9 G% n$ [
αeV2=arccos(dbV2/deV2)=20°23′38″
1 N$ D* b8 C# L! q) e+ |$ _4 ^γe2=(π/2)/ΖV2+invαn-invαeV2=0°56′40″
: ^+ u7 `9 S/ l) A( \" eαFeV2=αeV2-γe2=19°26′59″# t/ Y% ~7 A: z1 K1 }
hFe2/mn=[(cosγe2-sinγe2*tanαFeV2)*deV2/mn-ΖV2*cos(π/3-θ2)-G2/cosθ2+ρfp2/mn]/2=0.90944 _- F# s% _% R! s) o8 W2 A
УF2=6*(hFe2/mn)*cosαnFeV2/[(SFn2/mn)*cosαn]=1.08394 j4 p/ o  \) x, K# m1 R2 E
4.应力修正系数, p5 C" E* D) h- Z- J4 u$ {
3 [8 y( N. ^% l5 {1 P* B
齿根危险截面处齿厚与弯曲力臂的比值  g, T) c0 O  e0 i2 F* L$ f" Y3 T
L1=SFn1/hFe1
4 ]( P  X  D2 w# L: w4 gL2=SFn2/hFe2
4 Y5 l- `; y# _
( [3 y' h! |; Z; R! t8 z齿根圆角参数% z0 h' s4 R, K, M; @& e5 i7 G) Y
qs1=SFn1/(2*ρF1)
5 H) V* ]5 h9 N3 H9 n) Nqs2=SFn2/(2*ρF2)# z3 `- {8 ?* ^" h6 H1 j5 O
УS1=(1.2+0.13*L1)*qs1^[1/(1.21+2.3*L1)]=2.18623 Y0 e( x- k+ X' }3 [) G- Z" x1 r
УS2=(1.2+0.13*L2)*qs2^[1/(1.21+2.3*L2)]=2.2785
* |: c& k& D5 H" J5.重合度系数
) p& N; f2 L0 f" M8 C# ^# q# QУε=0.25+0.75/εαV=0.66487 U( F4 Y+ L% A( ]2 |9 A
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