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[推荐] 变位齿轮的简易计算

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发表于 2006-8-15 13:12:30 | 显示全部楼层 |阅读模式 来自: 中国湖北黄石

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x
变位齿轮的简易计算
/ q8 }5 x" k( O/ E  变位齿轮的应用越来越普遍,但有的仍利用无侧隙啮合方程式进行计算,相当麻烦,且容易出差错。今推荐用表格法进行计算,简捷、方便、不易出差错。
# N1 g& T4 O) c4 e+ G1 变位齿轮的功用及变位系数
% [+ J0 I( Y! `; F  变位齿轮具有以下功用:9 D! |- ~. k% r5 T1 Z9 q8 A
  (1)避免根切;; h& `" B1 r: b
  (2)提高齿面的接触强度和弯曲强度;  ^& ]8 j( K9 ]0 |" A" I
  (3)提高齿面的抗胶合和耐磨损能力;
( N  e5 l3 y$ N$ Z! J  (4)修复旧齿轮;
5 p3 J  M( |1 w' `% [( C5 R& K  (5)配凑中心距。6 J7 z1 J6 j7 n) E0 J
  对于齿数z=8~20的直齿圆柱齿轮,当顶圆直径da=mz+2m+2xm时,不产生根切的最小变位系数xmin,以及齿顶厚Sa=0.4m和Sa=0时的变位系数xsa=0.4m和xsa=0如表1所列。, R4 p: |+ V8 P# V
2 变位齿轮的简易计算: K; L7 N9 o+ I$ P
  将变位齿轮无侧隙啮合方程式作如下变换:2 y2 C; G" L; D; c
总变位系数
5 G- T4 f5 z* e6 [ ! G) i9 }- j- B) |3 e% ?' C
中心距变动系数
$ n  B$ m% b: ]5 F
, U- J0 u0 ^8 n8 Y齿顶高变动系数
4 C& g7 l0 T6 p
. X$ l/ q1 w' d3 o0 T+ `" S# j! J; B, m- X" g
表 1 齿数z=8~20圆柱齿轮的变位系数- Q: A4 |9 I4 G3 y+ ?4 V& @& E6 [' `
z        xmin        xsa=0.4m        xsa=0
5 L: k, T( X8 r5 i80 p# T$ }/ o/ o5 V7 j% P+ Y) ^
95 r9 T5 }" S# A+ m$ ]' A: x; Q* E
10* C+ e3 c0 K4 R5 w
11  Q" v- L9 v4 [
12
2 c  E( ?$ c+ ~138 d6 j" Q5 N% h4 P" h7 o
14
. N; A3 k3 _  ~15( V) ~9 y* M$ Q. R. e* d6 r# K
16
6 G0 s' Y- Z8 E9 F0 Y# }% R0 N# n17
" F" G. `$ P% ?9 y2 Q( P  E18/ I3 Y% h# T  i7 i. j$ }1 X( Q
19
4 L8 b& H3 ]" x+ c$ R- p20        0.53
3 d  v/ C+ y  j) Z; L1 n0.47
) k" Z  e* T4 k+ ~2 Z# E0.423 o& M1 ~9 t& M; h# w4 H* ~
0.36
9 y* v7 N/ L7 t3 I. w/ v( P0.30
: r' }  O3 w: }( u; q5 a0.249 J6 P* f/ ]. ^: m
0.18
* w. X* Q2 G4 E- V0.12
4 S  P1 k6 M- a0.06
! i3 i! H+ G: `6 X5 \0  o. K# `, V8 }# D3 X9 z
-0.059 R0 n2 o4 @! d+ g. w$ s# Q
-0.11
1 V- R& Y9 h$ p' a-0.17        0.187 v, D/ r" T2 j/ L. k
0.22
# j, Q& }2 f) E5 \: z0.27
2 S7 N7 g% J' y0.31% X: q7 s% K6 r
0.35; l) a1 G# }$ O
0.397 w7 N7 P/ Y/ ~. ?* {
0.43
& u0 x3 n. K& E8 s# G4 i% j0.46
3 R+ S" l, u8 _% @8 r9 c2 i0.50. u" ?$ I/ d" z1 U! J  ]2 T
0.53
/ x# V4 D/ e0 F/ C0.56+ P" g+ V5 K- v- v5 B) }
0.59
; F3 e3 P) A5 V6 K- \: }0.62        0.56% f& r3 `: Y, A/ B5 d" @2 D
0.63
9 i( m! a) |& y7 g2 A- K& }0.70
1 z. B0 P9 Q, @0.76
5 U9 K% H. A2 `' c- u5 s% {: d0.82# P' T7 g4 b! w8 v+ f$ i9 B. h; E& g
0.88* l0 Q. _) [+ ~* e4 V
0.93! G( h: o/ M$ ^0 P/ e1 y
0.98! E/ Z3 Z: A, `6 W0 f
1.03+ r& f' R  k8 y8 F9 a$ g( M& Y
1.08
! K1 V' z. Z: f0 J+ g: r! Y+ b- Z1.13
. `! W2 ~5 G9 Y! ^! j* ~1.182 n5 r8 H, b0 p! q' o; g* i
1.237 m6 c- x: ~8 O8 a# N
* n# S4 [9 B: I; i( R
. z+ G$ H0 D& Q# k* [
Δy=xΣ-y( C2 \' E; c* i" w4 s; e% \! T
式中:α——压力角,α=20°;
0 D# c$ x* G  M6 z* d: O   α′——啮合角;
/ X4 r1 h" x- _, M4 m* d) o   z2、z1——大、小齿轮的齿数。
" d3 V7 @( W# z$ M  将上述三式分别除以 ,则得:+ {6 k% X+ K& ?# N  B2 J3 k- C  O

+ V/ q' n( z) m! H" B
; y! N! x5 V* @  T3 `6 v/ f! ?  由上述公式可以看出,当齿形角α一定时,xz、yz和Δyz均只为啮合角α′的函数。在设计计算时,只要已知xz、yz、Δyz和α′四个参数中的任一参数,即可由变位齿轮的xz、yz、Δyz和啮合角α′的数值表(表2)中,查出其他三个参数,再进行下列计算。一般齿轮手册上均列有此数值表。
' h# O7 x2 j- B/ Q& [/ r; V0 l 9 ]% F- F! |5 S. n% `* E; U' I
  式中正号用于外啮合,负号用于内啮合。* q2 u: \& g; F! g8 m/ `1 {
3 计算实例
$ C; V+ W( e% T) F2 c  例1:
1 M  X- s, Z; v0 {  已知一对外啮合变位直齿轮,齿数z1=18,z2=32,压力角α=20°,啮合角α′=22°18′,试确定总变位系数xΣ、中心距变动系数y及齿顶高变动系数Δy。
& ~% S$ Q: f4 i/ r+ W  解:6 M( w2 t7 ^( O. D
  根据α′=22°18′查表2,得:
$ L  A7 _1 ]4 \0 u$ ?  xz=0.01653,yz=0.01565,Δyz=0.00088
) o7 Y6 m& c( g1 \! v由此得:& A! m& U5 {* @9 R0 n2 q
8 i- y+ d1 T- q# m. Y7 X/ m; |% O
  例2:3 R5 S, }& H( w' L1 `
  已知一直齿内啮合变位齿轮副,齿数z1=19,z2=64,α=20°,啮合角α′=21°18′。求xΣ、y及Δy。2 Q$ K4 O: a* \/ d! m
  解:7 f/ M" p# Z5 K$ y( W
  根据α′=21°18′查表2,得:
; V7 }+ S" ^5 h4 j  xz=0.00886,yz=0.00859,Δyz=0.00027。
% ?) ]) Y" k8 T" f! h由此得:
% v: H' W" `2 s2 |$ Q, t7 s   k5 S% j1 u# h2 e0 j' F2 p4 M" V
  其他几何尺寸计算按常规计算进行。- `. U5 U" t: l- L9 }' k! U
  此外,变位齿轮的公法线长度的变动量ΔW=2sinαxm,当α=20°时,公法线长度变动量ΔW=0.684xm,式中x为变位系数,应计及正、负号。
+ J; l$ g3 I" s/ ^6 t# a  因此,变位齿轮的公法线长度为:  P5 ~6 N% n! y  e3 b
Wk=Wk*m+0.684xm
+ [* p# ?8 [( {式中:Wk*——某齿数齿轮跨测k齿时,模数m=1的公法线长度。
9 L7 }  d( j: K6 m- B  h4 o/ H表 2 变位齿轮的yz、xz、Δyz和啮合角α′(α=20°)
6 f+ A  Z7 q4 D; `α′* G* k+ R3 Q7 ^& W1 x+ n$ Y* W- s
(分)        19°        20°        21°/ f- A5 M$ u2 Z- V" o
        yz        xz        Δyz        yz        xz        Δyz        yz        xz        Δyz# o, @5 P0 b* A0 y7 E
0: @: D! ?/ ^/ q+ l7 M3 |
1$ Y1 b# `! U, P8 @5 F
2
# e# m( f% R4 u2 R% o1 U+ G# \3) u  n$ Q% E3 o3 W  V; Z* d
4
2 N5 }5 ^- _# g$ c/ J7 H5
' g/ v8 i+ U9 y' M6 r6
5 t( r  k9 s1 V' n+ g7
' Q1 M' s7 P3 i' Q0 E9 `# a8
( G* _# C' f% |) m4 f9        -0.006161 r  |4 t& V2 Q$ n
606
" g: K0 f0 }/ o+ ^8 D596
8 B: T0 b2 ]! c: Y9 K9 u586( W, h8 g  n# ?9 R5 E
576
. ?9 R- E1 w% h9 O' u8 R566- ^5 m( @. V3 D) q9 U- g6 U
556
9 m" G5 }: b9 ]+ m( f546, w' H0 \+ S; n" B" |
536; D6 v" U% d! ]  x
526        -0.00601
; r, G- M% }5 ?1 b/ A, q592, W6 W1 c* }3 u' f% u
582
% v. H* M, H9 d% B5 ]: S/ @573  X$ Y7 J, K; I' X5 q
5632 x4 z+ m7 h! E% D0 x2 p
554
: D! J. D! V8 `* C544& J' X' f. x  ^5 F
535% \4 [) Y* i( k3 \$ u" G, h1 s
5250 S/ T4 c( y9 ]& A+ [* G
515        0.00015$ D9 ]$ D7 M! F( A4 b/ f( x
014
. L  k; e; b; Z  g2 ], _9 [& y014
9 Z3 F* C: _, G$ G8 ~  P1 H6 f013' D' E# H9 v4 P
013
  u, L5 P0 p( a! M: h012
* M! ?; Z" ~9 Z( g  v/ K012$ w% d  Q) I$ t1 L
011" A& N! w3 n% [0 j! p
011! Y$ \& s) T- e3 l3 e- N0 C
011        0.00000. A& w: X# @- x
0118 D; X- H5 N  @) o! L% x" E
021" s" F, [( E. w0 r' b9 ^
0322 e4 B. d3 T2 F9 R. M
042! h, D" w, T: O0 g+ r6 F6 ~
053
) G0 ]7 B- J( U. |1 `, k" D6 J( n, U064
* H" h; g5 M- U  X/ U. w  J( X+ d075( T) F4 t$ o. s
0859 {* ^" x+ H+ D  _+ p
096        0.00000
  B' Q# R6 v# v. N' T: v1 Z011& B" a! I- y4 O" b6 S6 w. |# m0 x
021" g& f; f. V. f% ?" H4 N: \
032
4 P6 l, z: E+ N% P9 p0433 r1 u- p6 s, r1 [2 I: U  {
053. r/ }* {7 @- d9 U) _3 y; m! K; `% c7 r
064
8 {1 [5 Z7 v& ^075
: U8 p) x$ g1 F/ t0 J3 ~  T086
+ M$ n* P4 m! _* Y: q096        0.000003 D! [7 Q5 ^" o: i: A
000
# E1 d( u7 P. S, w- v% t000
& ^: A/ b: H1 k! t  G: r000. ^; h2 v! L4 @- \/ f6 B2 a/ x2 h
000
$ v* `" X: j7 o  ~000
  `% o% e5 \& E7 L5 n* a000% t1 @$ m+ g, K; \
000
8 q' [  j; ~9 J1 l' W! W9 w. O! t9 x  ^) H000& Y0 v  n% P( [& x
000        0.00655! {! {6 E3 x2 ]) j1 p
666
1 r. I$ ?  b) D# e0 g& ^+ `7 r677, O" K/ v# V0 L
689
- I- o4 h" l( E0 h% Q700" e+ ?2 D* Y! f! Y
7116 s# m8 _- m# z' ?; R3 c
722
, x9 g$ _. W/ u- z$ i% p734  c3 O8 k' ]. A
745( n. L" n! b# q9 e7 s1 ]# S* A8 {
756        0.00671( [! r$ v8 ^) j6 t6 M9 S
6836 [. W3 z# G5 @/ C! u
694
" W3 j# [* Q0 Z- ?$ R, B' K706
6 y5 P. G0 ?% W6 M$ ?4 ~$ }: g# [! T718: m9 O  j' E: N. A$ W. g
7304 R) y+ a8 r7 `4 Q  P! I5 f
7422 h  u% U0 }9 D% _2 y
754) w' O$ S/ f: L- y8 I
766
; B/ g9 l$ J9 F" o7 \+ M778        0.00016/ N: d, B& L# j3 b6 b
017$ T6 h; `3 `) Z; n
017
& r2 X6 s" C) t" K' H) P& t017
4 n; B5 p  i4 Y& \2 }018. G: Z. Y# H# _' {( u" ?' U
019
* Q' j! a7 }: s$ J. g0 c" [0201 U" L) A3 c. j( b3 D% k
020
; R7 n2 @, C7 _021! {/ A+ P3 n: F% y5 C3 n
022
; b# z( k- \3 b; t% m10
5 ]$ T" z* ]9 Y* {: L5 ?! N11
# h/ H: |# f& B0 g. w2 I9 E12& @5 x$ q* D/ H. ~6 e& U
13/ B# }( q5 U+ v$ g+ X0 g
14* O1 F9 U3 @3 T' ]: ^
15$ S$ I0 k8 z" O3 T
16
% s' J1 R& F+ Y$ v178 ?2 |. z5 S8 N8 }* X2 \; ?3 B  N
188 T- s3 F2 a& Q' U0 c5 v9 @
19        -0.00516  u* V! q- U/ x8 E% u( X7 r4 u$ E
506
% K. o) z$ W' L9 i' u* W6 a496
* w6 a8 T% z0 }0 Z486/ O7 {( h. d8 R
476/ p( Q" i: k# x. e$ I
466
" w; x3 c# J0 I- _) ]" l9 g, o456! J+ b4 [7 ]2 ~1 R: ^. V9 s
445
, N0 o& b% D# p6 L" k( i435
7 {5 {5 Q  D# _# G2 ?$ q$ w8 Z! h425        -0.00506/ m7 R+ r* t8 v) ]7 o
496% [6 x9 Q; g4 s2 L  T% d+ {4 g) f. Z
4863 I& G; n$ j4 V9 H( I4 [
477, W8 a$ O% P6 `" K& @( h
467' R+ g. W8 Y' S
457; m2 ^0 u, a: z" R% Q6 d
448
+ h  A" ^3 S0 L' H438
  g1 w( U6 e% b- Z& R428
8 {$ o  \4 E. |9 s! r6 Z$ P418        0.00010+ Y9 e& C0 f% e2 o2 V2 j
0103 P! X9 l. [5 d; S
010# j1 Q7 }  R3 y& U
009
  `9 F  \: s3 W1 q& R( f0095 U% _. J( F" e6 f; s
009
+ s$ ^2 _  o' Y008' R% {; f' ?% S
007
# i1 h( S6 l, p  v! G  G0 K007
: Z" ~+ h5 O, V7 h8 |( M% |; m3 f; H007        0.00106) k. m7 b3 B. M! z4 ~
117
0 i9 [5 {6 e! x5 _128
) {2 [5 \" p4 l$ K139
3 I  S/ R0 i  l5 Q1 f+ u1491 G- h" Q: v  S+ T
1600 t- n. U5 _3 v! N  W
171
/ y& ?# K1 C8 Z( ]9 n3 j1823 [6 ?* S1 k( k& _
192/ m- C% d# D7 k+ U# R0 I
203        0.00107
3 o4 N8 c0 e  Y; M118
/ t. q3 ?3 v! L7 h! U129$ h' \' @$ K4 e+ b) W7 |
139: ]1 x+ `1 R9 v* @# d! C& g1 Y
150
2 B( P- `; n1 A; j, w161
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( ^8 _9 s4 ^3 w% K* e9 X' E183
% x( ~% M1 K$ P2 [" ?9 G194+ D/ @1 {- o/ ^, T
205        0.00001" a8 M0 Q; m( }7 T$ z
001/ W; C; ^1 k$ P2 m( |. Q  ]6 s1 L
001* o: w. R( x) d/ \* K% m
001# Z; W# a+ R7 q
001' U+ ?$ c8 G& k7 T
0010 n- Y1 W8 e) f0 m* c
0019 T9 X0 b+ D# O
001
* v; [: H; m! E  ]$ W0 {002- s! L0 ?* ^3 D. n% O* ]( p5 ?
002        0.00768
) h: A) P" U: _0 C2 _( I779; b. R- _3 u) F8 C3 |+ V9 A) V$ |
790. ~2 \' h* J" a9 O  x* {4 ^4 L
802% A9 l+ v# U: ]1 e/ F4 g5 G/ C
8135 _$ t: d% P8 d; @& M6 G9 \
8255 j" w7 q0 N+ ]
836
2 x7 h* ]7 I9 }# R2 ~8475 s5 N; p4 u0 n) t0 n
8593 I* N4 m# V, h5 {
870        0.007890 R; D$ t( T$ |
801% A* P" r7 h$ l/ C, L
814
1 w8 [# x) a# h2 Y- r( i825' B* V0 e) C3 q+ p8 K* @+ b$ Y, x
837
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027
( V5 m4 ]; b6 s/ M/ I/ @9 q027
1 H! {7 p  b9 C0 ]. ~: k" D028* c, h7 d( H1 O+ \' z
201 r) l" i# L2 \% w; u
21
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23% Q4 U  A% y4 ~
247 u% p/ n1 D2 e0 H3 v* b5 P0 x
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0 S7 z% R7 d- [- {# {' ?$ }  A405' [8 k0 `) H; o0 n1 l
395
0 A" C1 ?; i  P2 V384) V" F& j, p- [& o# s( S
374
7 Q  r1 P# {  J+ l. `1 u364
* N; O+ ~- `$ [7 d- Q9 q354% _, A8 u/ Z5 H! r5 N
344
$ Q2 f( m& v, a3 E333- k9 p0 z" K  y
323        -0.00408
1 j' F- J+ s: x4 u398
$ {6 b4 {! }7 P) _  v3890 W. @2 p" Z/ t8 x3 F8 k/ c
379
$ s  H/ s% R4 s% _+ o6 F. c. y369
% X. q' d$ s$ N1 W& \359' P" M% @) c# b1 H! G) M
349, {2 f$ q8 q, ]6 ?+ l- ?' P
339
. h1 Q7 z. F& s2 h" ^( [) L+ P# D329
4 p( l8 \$ t& f/ t319        0.00007
6 M  ~2 [% r& q0 z# ~, l007
& z, i4 G. h$ s/ k6 |: T5 t006
$ X) ^' |- @5 r005  d9 A4 J8 H% D9 X- b4 R  u
0056 k% Q( y) U1 y; r0 |5 Y3 H; _5 M5 {
005$ F, U6 P( T$ Y  C$ E/ q
005; Z2 B  i2 g' [$ }2 \' c( w, A
005# ~- ~) g- m: T' G3 T  U& f
004
1 p3 p' u! Q9 L! _6 M004        0.00214
8 `& Y/ s& f0 O5 g* f& a225
$ R) b" [) Q7 y2362 L2 ]6 y* ~) j2 A* c: W
2461 s" ?' d: R( ~4 m* S) x
257+ ^( y7 u* s; u  H" s$ P
268
9 C" `& c: @8 p279# s9 l3 s: n: e) V9 U1 ~
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评分

参与人数 1三维币 +8 收起 理由
chinajim + 8 好资料,做成PDF文件可能更好些

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发表于 2006-8-15 18:36:18 | 显示全部楼层 来自: 中国上海
呵呵,真是好东西啊,我在做齿轮这一行啊,东西好哦!
发表于 2006-11-16 00:02:26 | 显示全部楼层 来自: 中国浙江宁波
真是好东西啊,我也在做齿轮这一行
发表于 2006-11-16 08:58:23 | 显示全部楼层 来自: 中国北京
没用过,可以验证一下.
发表于 2006-11-17 20:34:05 | 显示全部楼层 来自: 中国吉林长春
真是好东西啊,齿轮这一行不好干
发表于 2006-11-18 13:09:34 | 显示全部楼层 来自: 中国广东湛江
有那么神?先复制下来,以后验证一下看看!
发表于 2006-11-18 23:47:38 | 显示全部楼层 来自: 中国重庆
请楼主用其它格式把表1、表2好好再上传一下,让大家好看明白。
发表于 2008-9-22 16:26:47 | 显示全部楼层 来自: 中国上海
太棒了 正在搞齿轮  头大啊
发表于 2009-3-22 00:41:35 | 显示全部楼层 来自: 中国广西南宁
楼主,变位齿轮传动的校核呢?特别是接触强度的校核,因为设计变位小齿轮时,计算的接触强度很大,很难设计。
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