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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 . P3 h; U% y2 k  T3 s& O
渐开线齿轮设计计算书 8 q& w% s  Z+ L# j7 V
已知条件:增速齿轮, k! f8 o* k# V. S7 ~2 X- j3 k5 p
齿轮传递功率 P=3300 kW: ?2 p' N9 t8 `8 F" O+ v/ G& S
高速轴转速 n1=11600 r/min. E/ g/ Q0 C* z* Y* V7 V
传动比 i=1.6
$ u/ a. _+ {+ C1 `; R工作时间:50000小时/ L6 Y8 C0 z: U, t; x' J8 t3 ]

. O5 a9 `: r. R" e  G6 {, t
 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 6 V) S( |+ |% o, a) i  X+ n5 K
一、确定齿轮类型% F8 T; _% G- S8 f& ^* Q  h
标准斜齿轮,齿轮配合为外啮合传动。1 w; |$ A+ x: [3 o$ y1 {
% [7 L( q1 |# w5 p8 {  \
二、选择材料: B( ?# p; x' N( N" @
小齿轮:50SiMn,调质,HB=207~255
, d, }$ D. _4 Q# c9 V6 A1 l# [大齿轮:42SiMn,调质,HB=196~255" k$ |/ w- }& a( i9 P9 s% y
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。
% T& t- \& Z# @. [4 i齿面粗糙度Rz1=3.2 μm,Rz2=3.2 μm,
* U# P6 L8 z/ z& [# G齿根表面粗糙度Rz1=10 μm,Rz2=10 μm。
# L9 m. z" m( w* h: c1 i" l) E) _大、小齿轮设计修缘量Ca1=30 μm,Ca2=30 μm。! ?" z7 R' g) f9 t1 U* q1 v
油浴润滑,ν50=20 mm^2/s,胶合承载能力为FZG7级。
# K4 h- {3 j. ~, l) y; S7 N7 H. @* a# |" C
三、初步确定主要参数
  p, c8 c% T. _9 U- N" F1.按接触强度初步确定中心距a(根据表2.5-1)' z& H) ~1 b& X" f1 X
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
" p: j# g; b+ ^' g( `载荷系数k:取k=2
5 C" h& |' _' ]+ U齿宽系数φa:根据表2.5-4,φa=0.5
+ I0 v3 I0 c7 s$ m$ E( j! J8 p小齿轮的名义转矩:T1=9549*P/n1=2717 N·m3 f: @2 K. Q$ Y
许用接触应力:σHlim=min{σHlim1,σHlim2}=1350 MPa# L& M6 b. a/ }0 B: D5 l2 W# m# @
σHP=0.9*σHlim=1215.00 MPa1 G* h$ @8 z% K
计算:a=Aa*(u+1)*[(K*T1)/(Φa*u*бHP^2)]^(1/3)≥205.83 mm
0 ^: V/ l, w, z5 |& `+ ~: h; H- I圆整为a=250 mm。
" c  M0 N+ d' G8 l2.初步确定模数、齿数、螺旋角
2 I/ ], j0 ^1 \8 M' `$ z) m" }) p( p根据表2.1-1,取模数m=3.5 mm
3 f5 Z( ]% H) d) w/ {由表2.2-1的公式可导出
& I7 u/ |: H- p8 K初选β=12°0 Y5 M8 D' ~5 I
Ζ1=2acosβ/[m*(u+1)]=53.74
, q. b0 V. Q3 z# o8 U& ]: S# ^取Ζ1=54,Ζ2=u*Ζ1=86.40,取Ζ2=87。9 [% U) c- l5 d9 \
Ζ2经圆整后,齿数比发生了变化,实际齿数比为u=Ζ2/Ζ1=1.611。- R( d# y6 ^5 X) \! s
精算β=arccos[m*(Ζ2+Ζ1)/2a]=9°14′55″
* s2 S5 J* S) e/ |: m: |* J% w1 `/ `
四、其他几何参数的计算(根据表2.2-1)
, U+ D! j9 o: S$ h9 P" {/ `0 F/ p/ e1.分度圆压力角, e2 R7 I! g$ W2 t  u3 C
αn=20°00′00″
2 J: E+ z( v* X  j0 e  e- C2.齿顶高系数
& x+ p* J8 M0 ^. [3 F+ r- _hanˇ=10 k7 p( I' Z3 d
3.顶隙系数# [/ c. t  H% o: R. \
cnˇ=0.25" N: D+ x) h5 O7 W  u
4.齿宽
: O) L; Z$ d8 \& B6 O( q. V: fb1=140 mm,b2=140 mm
- n% a. [) a0 [4 n, k5.齿数比
( n) B% [! F2 T6 Ou=Ζ2/Ζ1=1.611
3 ~" R  a4 a( n% A$ P+ L% B3 c6.分度圆直径" m4 K4 H' Y. M& M) J, T
d1=mn*Ζ1/cosβ=191.489 mm8 M9 [; ~: P1 ], E- E/ k
d2=mn*Ζ2/cosβ=308.511 mm
( i5 M4 m! J7 P! I" J2 H$ ^6 @7.基圆直径4 i1 m/ `* I' d) m
αt=arctan(tanαn/cosβ)=20°14′32″# V( f! W/ Q: i, F+ E; s  Q  v# p( ~
db1=d1*cosαt=179.662 mm
) \3 Z6 n& }* ~3 X: J8 j2 f/ _" Mdb2=d2*cosαt=289.457 mm. j) i3 P! [/ W) `8 Q- n1 z6 ~
8.齿顶高/ d# _$ H: a9 I" L) I+ o
ha1=ha2=hanˇ*mn=3.500 mm$ {9 H  Q: L& T
9.齿根高/ s0 c! C8 C' X* ]4 _. s
hf1=hf2=(hanˇ+cnˇ)*mn=4.375 mm
5 `5 [( S: F0 d10.全齿高
7 M7 L  O* V! F0 Nh1=h2=ha1+hf1=ha2+hf2=7.875 mm/ n2 H" G4 j' k! y
11.齿顶圆直径! F7 Z. z& Q; {/ k3 T
da1=d1+2*ha1=198.489 mm
7 Q! F7 m! K6 Vda2=d2+2*ha2=315.511 mm7 E5 Y- k. n; n6 w5 C
12.齿根圆直径
8 Q3 I2 f& `/ d' gdf1=d1-2*hf1=182.739 mm6 a1 W" t3 J2 X  n: a( r
df2=d2-2*hf2=299.761 mm8 \( p' [( d9 p7 ?. J) e
13.齿顶压力角
' w/ |; l. P$ Pαat1=arccos(db1/da1)=25°9′24″
6 c" N7 f$ b; L% I5 G! Y( e; Dαat2=arccos(db2/da2)=23°26′52″6 S' {" A9 ]5 G  Y" L* @5 |
14.端面重合度9 f. c% T3 g/ g; k7 w; i
α′t=αt
# f; A5 M# j0 F2 @& l) Mεα=[Ζ1(tanαat1-tanα′t)+Ζ2(tanαat2-tanα′t)]/2π=1.767" ]; z+ i; W% M1 V2 l
15.轴向重合度
( W! {4 x2 E! s1 c' x4 Q; tεβ=b*sinβ/(π*mn)=2.046(b=min{b1,b2})
4 Q$ t. i7 _  X, W, U16.总重合度2 }& R5 i" A( D* H
εγ=εα+εβ=3.813& ~3 f' j  m6 c9 _
17.当量齿数7 i( P% T3 a5 \7 {2 B
Ζv1=Ζ1/(cosβb^2*cosβ)=55.988
" w. E% o. s2 C1 w2 I4 h& u. FΖv2=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* K& R& Z: |- F+ w$ W/ x9 w& \
1.公法线长度! v4 y' i: X4 E" b. {+ @

$ c' n1 Y5 s- b跨齿数:Ζ1′=Ζ1*invαt/invαn=56.06
6 |+ A5 A0 q1 e) L# S' T8 X. yΖ2′=Ζ2*invαt/invαn=90.31! n6 c5 p' B% R0 G
k1=αn*Ζ1′/180°+0.5=6.73
9 t) c5 R" L9 F$ kk2=αn*Ζ2′/180°+0.5=10.53$ V  N' c. E8 |  q5 X0 V
0 ~7 d" j8 Z# k0 F0 D$ W
取k1=7,k2=11: a/ q1 x  \3 o) |
Wk1=Wk1ˇ*mn=cosαn*[π(k1-0.5)+Ζ1′*invαn]*mn=69.9088 mm
0 Z* a) ~+ W6 t* S. hWk2=Wk2ˇ*mn=cosαn*[π(k2-0.5)+Ζ2′*invαn]*mn=112.9178 mm  ^) v5 \2 Z3 G; r' J
2.分度圆弦齿厚、弦齿高0 x9 A  S: _0 D) e$ O* k& A3 R
& S' R0 I! a$ R
弦齿厚:s1¨=mn*Ζv1*sin(π/2Ζv1)=5.4971 mm
  T, ~. V; b7 b, t3 {5 Vs2¨=mn*Ζv2*sin(π/2Ζv2)=5.4975 mm$ Q) U3 r2 K. R7 o
$ C. ^" X8 D/ d. p: b/ m
弦齿高:h1¨=ha1+0.5*mn*Ζv1*[1-cos(π/2Ζv1)]=3.5386 mm
* r6 J5 d: |9 n7 c! @- E( Gh2¨=ha2+0.5*mn*Ζv2*[1-cos(π/2Ζv2)]=3.5239 mm3 T: h, B) v" T1 a; c: w& z2 G
3.固定弦齿厚、弦齿高
) v- y. T6 y7 B* d% X! T1 u# u& @. x! g& F
弦齿厚:sc1¨=0.5*π*mn*cosαn^2=4.8547 mm
8 \$ ~! v, \9 b+ z$ g- d. h" Csc2¨=0.5*π*mn*cosαn^2=4.8547 mm2 f0 F: S4 ]# H0 P) M

& U: ]/ ]/ B) F$ g5 t弦齿高:hc1¨=ha1-π*mn*sin(2αn)/8=2.6165 mm
2 c  W: v+ I; i' ]! [/ S$ lhc2¨=ha2-π*mn*sin(2αn)/8=2.6165 mm, O! H5 u) X, S# b) S
4.量柱(球)直径、量柱(球)跨距
% S: b0 `7 D8 R4 k+ r
, s5 V2 `& f! P4 g# j0 v3 [量柱(球)直径:dp1=1.68*mn=5.8800 mm
4 p5 t1 _+ o& b. t. j0 y# u% ldp2=1.68*mn=5.8800 mm
. F( J! z* Q9 b+ s* [
( p; z: f3 N& B2 j7 j* Z2 a4 d量柱(球)中心的渐开线端面压力角:
2 D  v  W' B# F6 ]% Y1 {. I6 v. d, ninvαMt1=invαt+dp1/(mn*Ζ1*cosαn)-π/2Ζ1,αMt1=21°48′1″0 c" M' h4 @) b  y
invαMt2=invαt+dp2/(mn*Ζ2*cosαn)-π/2Ζ2,αMt2=21°14′19″* U: o. q6 Q  S4 P  I, L
) ?  a1 N2 s9 g8 c- H4 C- Z
量柱(球)跨距:M1=d1*cosαt/cosαMt1+dp1=155.2486 mm. a  r8 ]5 z% d* }
M2=d2*cosαt*cos(π/2Ζ2)/cosαMt2+dp2=245.5618 mm$ g6 O/ `) N+ O

- g- t& i$ O7 Q" ]1 k六、接触疲劳强度的校核1 \4 v7 r+ b; v# c/ T8 O
1.名义切向力
0 ~  c' J' n( d0 e' AFt=2000T1/d1=28373 N
) D2 ]$ S/ t& Q( p2.使用系数(根据表2.5-7)0 e. v' Q3 |7 s. s* C/ F2 X+ t+ S3 l
ΚA=1.25,因为增速传动乘以1.1,得ΚA=1.375% \, V  z! \: {( b' e$ Q
3.动载系数(根据表2.5-11)
& S0 q# S; N& V- q0 k/ E) ^; U& z( w. {. ?: q2 n
计算单对齿刚度和啮合刚度(根据表2.5-32)
! z/ h$ F: f' I& T+ k, |- r) A/ k# j5 O- B, u0 n) m
理论修正值:Cm=0.8' Q7 |7 X/ V* Y+ u- J
7 n+ c- J: A5 G. [/ \! m1 k1 m8 N+ {
轮坯结构系数:实心齿轮CR=1. ^. q2 N3 z$ w, U( D- N/ x1 w
8 o( g  `& M$ j' G; V* K
基本齿廓系数:CB1=[1+0.5*(1.2-hfp1/mn)]*[1-0.02*(20°-αn)]=0.97
: P) a) T, a$ @! E9 wCB2=[1+0.5*(1.2-hfp2/mn)]*[1-0.02*(20°-αn)]=0.97
) d4 P/ w4 S; r) rCB=(CB1+CB2)/2=0.97
4 D$ S7 ]8 T: X# ^0 x3 f. Q
& {/ B/ S" _- u3 g" R齿轮柔度的最小值:0 m8 c3 F8 g3 E6 u( @) W
q′=0.04723+0.15551/Ζv1+0.25791/Ζv2=0.05287 (mm?μm)/N- p* E3 y7 B, a* _) q& k, o. W7 w
& H) j" G  }0 h% u. n- |* h
单对齿刚度理论值:Cth′=1/q′=18.92 N/(mm?μm)
6 P+ u# b* q* R- ^+ A7 t/ ~3 p# Uξ=2*E1*E2/(E1+E2)=1.00
! H& Z/ R0 J' t8 Y8 h. E. f
5 _2 e5 P- {6 O2 Y) a5 n5 x* }  w单对齿刚度:c′=ξ*Cth′*Cm*CR*CB*cosβ=14.5623 N/(mm?μm)8 l+ o1 z& Y. j
. p2 A) w+ _8 {( i; H! r
啮合刚度:cr=(0.75*εα+0.25)*c′=22.9392 N/(mm?μm)$ \4 ]4 Y% W1 M
6 K3 x3 X" J: f
计算临界转速比(根据表2.5-12)( k7 {/ S; t! b; V) D# Q# G" D# n. {

) C6 ^! o8 s* `平均直径:dm1=(da1+df1)/2=190.614 mm
& M/ F) }6 q! ]  n% [dm2=(da2+df2)/2=307.636 mm
: H# F# Q) p* W( |- M& {. d) }
% r9 z& x+ y' n/ s' H% i+ {7 i$ _轮缘内腔直径比:q1=Di1/dm1=0.000) k( c+ T; T$ S) T' d
q2=Di2/dm2=0.000* v. J& N6 [3 s$ m5 \: o% a5 R

& n; |$ l) k  t7 b1 B6 H8 h转动惯量:I1=πρ1*b1*(1-q1^4)*dm1^4/32=1415277.860 kg?mm^2
3 L) @8 a7 Q: q) v# K$ hI2=πρ2*b2*(1-q2^4)*dm2^4/32=9602209.037 kg?mm^20 o6 f; s% \! d% u. ^

6 ~8 e( l3 _+ O4 ^当量质量:m1=I1/(b1*rb1^2)=1.253 kg/mm& u: z6 U/ y. h" g8 C6 M0 g2 G6 l8 `
m2=I2/(b2*rb2^2)=3.274 kg/mm0 s. N" N1 J: p8 g

  R7 b" O/ Q2 [2 v: t8 V诱导质量:mred=m1*m2/(m1+m2)=0.9061 kg/mm% [" `  }1 B- X
. g! {* T8 g! K; L& C7 u1 i
临界转速:nE1=30000/(πΖ1)*(cr/mred)^0.5=889.778 r/min, d7 P3 m' f  q2 f" C5 x) C
! \" x. N' W- \5 {/ i, c
临界转速比:N=n1/nE1=13.0377 X) T3 I3 W8 G: h5 f4 f! A
1 i! Z, {( x9 `+ N  Q1 O8 c/ i' R! H
计算齿廓跑合量(根据表2.5-30)
) q% {% b$ z. {ya1=160/σHlim1*fpb1=0.759 μm
( l2 N* c  I4 p8 _/ c% D; ~: _ya2=160/σHlim2*fpb2=0.853 μm
0 |# f5 }5 ~, m9 x9 y6 g0 kya=(ya1+ya2)/2=0.806 μm
& T! |5 X, Z/ R; N9 |% i# P4 i  m8 b$ h) A; W3 L7 i3 k7 u
计算系数Bp,Bf,Bk(根据表2.5-16)
! ~2 V/ Q/ [* b
6 Q+ o# O0 i$ X/ a- n有效基节偏差:fpbeff=fpb2-yp=fpb2-ya=6.394 μm
. {. W* p( V$ h/ B# z# n* e/ H
/ L0 |- z" \1 G- i+ H  K有效齿形公差:ffeff=ff2-yf=ff2-ya=7.094 μm- b$ g2 u' L& s# D5 X: m, J- g
7 J  T, ]5 {% G! s% ~8 e
设计修缘量:Ca=(Ca1+Ca2)/2=30.000 μm% |  x" w% z6 D: C9 o
Bp=c′*fpbeff/(Ft*ΚA/b)=0.334# r+ r9 e1 i8 e+ X7 y
Bf=c′*ffeff/(Ft*ΚA/b)=0.371
/ {' o- k: Q! P2 i/ c# LBk=|1-c′*Ca/(Ft*ΚA/b)|=0.568
; d" |7 [+ [; z
' p& ~1 a. ~/ ?& I/ V: g计算系数Cv(根据表2.5-15)2 h% h7 t0 g. V2 G4 ^
εγ>2,取Cv1=0.32: h- U- J% B' c/ [6 u) D! P
Cv2=0.57/(εγ-0.3)=0.162
7 I" f% p: C9 S; Z/ H( m2 @Cv3=0.096/(εγ-1.56)=0.043
" d) m9 z# V0 w; A; b2 MCv4=(0.57-0.05*εγ)/(εγ-1.44)=0.160% m9 l) M( x% O9 s, b
Cv5=0.47
& E6 j0 H& K+ VCv6=0.12/(εγ-1.74)=0.058# d& q8 y5 B9 }
εγ>2.5,取Cv7=1.0
. ^0 S! @& V8 R7 d$ g* j5 `N≥1.5,属于超临界区0 z% [- W2 G. r$ S; O  E
Κv=Cv5*Bp+Cv6*Bf+Cv7=1.17852 |/ \( i7 _2 @6 m7 Q
4.齿向载荷分布系数(根据表2.5-18)3 D- ?& Q0 ?2 d  M" S3 S
" _/ q  r, O! b' A, }
计算加工、安装误差产生的啮合齿向误差分量9 z) ]: u8 S% I# K( Y6 W
% x1 _* L3 v6 r. n( v; h
装配时进行检验调整,fma=0.5*Fβ1=6.000 μm
- p2 |) W' h+ M
7 q. K* A& C, k( P1 S9 M7 u& Z取小齿轮结构系数(根据表2.5-21)$ E1 W0 ?' Z7 e; ^" o

2 K  u1 v6 v7 ~: q8 b刚性,Κ′=0.48
, S+ B$ `" C* s) _1 F3 y3 Q
; z3 N) B) \$ G- m1 M: z3 b8 u/ q计算小齿轮结构尺寸系数(根据表2.5-22)
% o5 T& k2 I+ A* P# @" w9 {0 U1 h6 s% c$ F2 {$ K6 K7 @
通过该对齿轮的功率Κ=100%' K; o% C! U; Q( T
B′=1+2*(100-Κ)/Κ=1.000
# O. n* q4 _+ ]+ B) jγ=[|B′+Κ′*l*s/d1^2*(d1/dsh)^4-0.3|+0.3]*(b/d1)^2=0.550 (μm?mm)/N- n6 V) u, ?9 u: C

' }* Q1 ~& K+ k计算单位载荷作用下的啮合齿向误差(根据表2.5-20)
1 ^( Z: N' `) t; f; j
: K+ U6 U$ E& Q) @一般齿轮fsh0=0.023*γ=0.013 (μm?mm)/N
# f6 q1 J+ c' X! `' a% z
- D! g3 R0 }8 k: X. C综合变形产生的啮合齿向误差分量fsh=(Ft*ΚA*ΚV/b)*fsh0=4.157 μm
7 O. p7 N. W8 ]" K
- j! l' C: y2 |: D% Z初始啮合齿向误差:) Q; M' ^2 I$ s% }. q6 P2 ^; \
1 [* `0 `+ P7 C; x( i% b
受载时接触不良Fβx=1.33*fsh+fma=11.529 μm0 s! C* r8 i% N# [# m! Z$ e
( e6 G, I; w; n- B- q! b0 Y
计算齿向跑合系数(根据表2.5-23): W0 ?6 m9 u" k& P, n( F2 y
xβ1=1-320/σHlim1=0.763 μm/ \; ?$ g" |" J- A+ Z
xβ2=1-320/σHlim2=0.763 μm
+ w$ o8 W0 G6 ]4 B+ t- Txβ=(xβ1+xβ2)/2=0.763 μm
- Q, P' c1 u: X$ V, M: K7 x& l2 z" k% D, z6 J
跑合后啮合齿向误差Fβy=Fβx*xβ=8.796 μm
9 k: V/ V4 p+ q  f7 b$ C( q4 f" H# U4 ZΚHβ=1+0.5*Fβy*cr/(Ft*ΚA*ΚV/b)=1.3072
& O( S( A" J/ S  W6 j9 k( x5.齿间载荷分配系数(根据表2.5-29): O3 \! W2 w: }5 @, T1 H
ΚtH/b=Ft*ΚA*ΚV*ΚHβ/b=429.291 N# `$ m2 H. r% y( ~
ΚHα=0.9+0.4*[2*(εγ-1)/εγ]^0.5*cr*(fpb-ya)/(ΚtH/b)=1.06605 w/ K) g* k7 t) P  X! p3 ^4 b
6.节点区域系数0 r5 d- v8 ^( b" U6 F9 w; ~" y3 r" E" A  b

: z6 `4 H* r& w- W+ v9 |; K基圆螺旋角βb=arccos{[1-(sinβ*cosαn)^2]^0.5}=8°41′11″+ _/ F  D8 F% q3 g
ΖH=[2*cosβb*cosα′t/(cosαt^2*sinα′t)]^0.5=2.46412 R! T' \. E: L3 _
7.弹性系数
; S7 d- W2 `) i8 P7 q8 sΖE={1/π[(1-ν1^2)/E1+(1-ν^2)/E2]}^0.5=189.81 MPa^0.5
5 u7 [( |$ i& i* i' `/ e8.重合度系数(根据表2.5-35)
; |/ m+ h8 S6 Q1 L* x7 HΖε=(1/εα)^0.5=0.7523  a# q, L" P! c- R) z# N6 v. @

' s) T& z6 ^4 i" R! o/ [. c- v) U8 v经验算:ΚHα≤εγ/(εα*Ζε^2)
) A' g$ Q, Q+ r& F! N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/ C8 O' {% z' p5 v& x1 A
Ζβ=(cosβ)^0.5=0.99351 Z: x4 Q. |$ O  _
10.单对齿啮合系数(根据表2.5-33)
0 F; z; s6 P3 R2 H7 GΖB=tanα′t/{[(da1^2/db1^2-1)^0.5-2π/Ζ1]*[(da2^2/db2^2-1)^0.5-(εα-1)*2π/Ζ2]}^0.5=1.00875 X" v5 {+ ]( r3 X3 ~
ΖD=1) C, ?: |' s5 V4 a6 R/ f9 J9 _
11.寿命系数(根据表2.5-40), l7 z* N% ~) u9 C
NL1=n1*L=34800000000" p/ v! U/ h2 B) q) ^
NL2=NL1/u=216000000009 [' T' t- Q/ x# Y
ΖNT1=(5*10^7/NL1)^0.0306=0.8185
7 z8 O/ Q! I, W0 T. b. |( UΖNT2=(5*10^7/NL2)^0.0306=0.8305! e5 G  f% o. t! Z) a
12.润滑剂系数(根据表2.5-36)5 h( ?; g: G2 ]" `7 d
σHlim1>1200 MPa,取σHlim1=1200 MPa,CZL1=σHlim1/4375+0.6357=0.9100 g6 [: E6 H- Q! p
ΖL1=CZL1+4*(1.0-CZL1)/(1.2+80/ν50)^2=0.9233
, m5 v0 r9 ~5 L' F' B; PσHlim2>1200 MPa,取σHlim2=1200 MPa,CZL2=σHlim2/4375+0.6357=0.910! c" W& t0 b$ I  R: f
ΖL2=CZL2+4*(1.0-CZL2)/(1.2+80/ν50)^2=0.92331 p/ ~* g( q. q2 C
13.速度系数(根据表2.5-36)
- t9 V  b2 H( I- }( S& l. PσHlim1>1200 MPa,取σHlim1=1200 MPa,CZV1=0.85+(σHlim1-850)/350*0.08=0.930
& H; J6 |# w: A; c5 m* W) ~, Z, PΖV1=CZV1+2*(1.0-CZV1)/(0.8+32/ν)^0.5=1.0650
6 ?+ H( m0 n- N4 A1 T0 N* K8 O6 eσHlim2>1200 MPa,取σHlim2=1200 MPa,CZV2=0.85+(σHlim2-850)/350*0.08=0.930# d) v# D( A; F3 w1 B/ O+ e
ΖV2=CZV2+2*(1.0-CZV2)/(0.8+32/ν)^0.5=1.0650
- O# a3 n+ _8 c' K& g14.粗糙度系数(根据表2.5-37)2 x" Z0 e) {7 x% f! f

+ n2 ~% @& L2 x节点处曲率半径:ρ1=0.5*db1*tanα′t=33.126 mm$ A1 x" d2 |; w+ X
ρ2=0.5*db2*tanα′t=53.371 mm7 s" R  S& H% G, o' a* q
0 s: `+ ?7 j. D7 c/ W
节点处诱导曲率半径:ρred=ρ1*ρ2/(ρ1+ρ2)=20.440 mm
7 [* i/ h9 l" v7 U4 d9 I- e: Y, ~! M6 K: l
相对平均表面粗糙度:Rz10=(Rz1+Rz2)/2*(10/ρred)^(1/3)=2.521
2 M% T. `* s' o& P4 ]σHlim1>1200 MPa,取σHlim1=1200 MPa,CZR1=0.32-0.0002*σHlim1=0.0802 u5 a, Z; i0 [* s+ ]6 X
ΖR1=(3/Rz10)^CZR1=1.0140
" R* n2 _1 X$ q. c: Y) O1 tσHlim2>1200 MPa,取σHlim2=1200 MPa,CZR2=0.32-0.0002*σHlim2=0.080+ O1 I0 v. o* b2 ]7 w
ΖR2=(3/Rz10)^CZR2=1.0140
" A# o3 |7 o' u0 J7 _4 g' e0 @15.齿面工作硬化系数
% k2 G0 R" |; p. x, s2 _HB>470HBW,取HB=470
  X5 `8 n' }$ u2 y% h0 FΖW1=ΖW2=1.2-(HB-130)/1700=1
9 O  g4 C! {- p+ g16.尺寸系数(根据表2.5-41)
0 ^6 d% u6 z2 C- A  B! y2 j" v6 F, `ΖX1=1.0000
* g; }: p3 p$ K- NΖX2=1.0000
: M% \) g5 \$ G17.最小安全系数
  Y, }& z6 ?9 g: ~$ g7 P' T: m/ s2 m6 c# k5 y$ f
根据表2.5-42,取SHmin=1.60,SFmin=2.00
$ |4 M2 `! B" z. w: M18.计算接触应力(表2.5-6)
/ H, S5 ?$ y' W1 Z# y  CбH0=ΖHΖEΖεΖβ[Ft/(d1*b)?(u+1)/u]^0.5=457.83 MPa$ `' p# [0 }' M' I$ ^2 [+ q8 m0 A5 }
бH1=ΖB*бH0*(ΚAΚvΚHβΚHα)^0.5=693.96 MPa
% b; n; l: ~# ?# z( x5 i- E9 UбH2=ΖD*бH0*(ΚAΚvΚHβΚHα)^0.5=687.98 MPa
- L$ `% H; S2 s7 C* s19.许用接触应力(表2.5-6)
( y8 z  Y4 ^( v6 q/ t% k$ FбHP1=бHG1/SHmin=бHlim1*ΖNT1ΖL1ΖV1ΖR1ΖW1ΖX1/SHmin=688.59 MPa' |2 x! ]2 W8 \0 v
бHP2=бHG2/SHmin=бHlim2*ΖNT2ΖL2ΖV2ΖR2ΖW2ΖX2/SHmin=698.69 MPa4 U" z5 F+ q2 o& Z
9 P6 Z( g5 h0 U( s) p( o
由以上计算可知:бH1>бHP1,小齿轮的接触强度不满足要求
( M6 f+ K& n4 }2 J' |бH2≤бHP2,大齿轮的接触强度满足要求。
( J6 F4 v! l7 V& p20.接触强度计算安全系数(表2.5-6)
3 v7 J3 R- ~/ b+ S% bSH1=бHG1/бH1=1.59
& H. \9 Z# u4 A+ o, ~$ _. hSH2=бHG2/бH2=1.62
2 B2 g1 B$ u: r* T0 ]$ R& {% s6 A6 _# Y5 w
七、弯曲疲劳强度的校核
# e2 @# g1 ?, P2 }3 c: G# Y1.齿向载荷分布系数7 i" R$ L1 `( _2 ^; `# o7 N. b
N=(b/h)^2/[1+(b/h)+(b/h)^2],b/h取大小齿轮中的小值。
$ y* `" M4 g' P5 kΚFβ=ΚHβ^N=1.2877
# J/ }$ D: u8 @" f6 T! C2.齿间载荷分配系数(根据表2.5-44)
( d3 C& V8 g+ I9 a9 k; YΚFα=ΚHα=1.0660
* v! Z  F. Y6 e3 ?: ]3 ]3.齿形系数(根据表2.5-45)
( u5 U# }9 \/ G8 D7 ~4 w(1).小齿轮
  q+ f$ B. q; M8 a2 y4 |$ ^2 GSpr1=pr1-q1
5 U; {  N( |0 b4 h! D% n! b+ hE1=πmn/4-hfp1*tanαn+Spr1/cosαn-(1-sinαn)*ρfp1/cosαn=0.2252 mm% i  S. j3 J+ l& [! J
G1=ρfp1/mn-hfp1/mn=-0.87009 B1 a( B, R2 l3 {5 G; T; Z
βb=arccos{[1-(sinβcosαn)^2]^0.5}=8°41′11″2 K+ B* L+ g' @+ P2 Y
H1=2/ΖV1*(π/2-E1/mn)-π/3=-0.9934
8 X% r* k- t$ h) @5 Yθ1=(2G1/ΖV1)*tanθ1-H1,得θ1=54°25′38″
1 q# {0 F/ H2 u0 \6 x  `+ RSFn1/mn=ΖV1*sin(π/3-θ1)+3^(1/3)*(G1/cosθ1-ρfp1/mn)=2.1886
# a: K( o" g9 U* \ρF1/mn=ρfp1/mn+2*G1^2/[cosθ1*(ΖV1*cosθ1^2-2*G1)]=0.5058' s( X* F8 }* V2 a7 |# b. X8 O
εαV=εα/cosβb^2=1.8082
4 y. g& q* Q, w% j5 B2 bdV1=mn*ΖV1=195.9580 mm
  }" F; l# I% X* D  [dbV1=dV1*cosαn=184.1403 mm  h  t9 L) w# X) a0 S2 v. @" Q
daV1=dV1+da1-d1=202.9580 mm
* s$ V  b$ q' D/ V$ q/ D" odeV1=2*{[((daV1/2)^2-(dbV1/2)^2)^0.5-π*mn*cosαn*(εαV-1)]^2+(dbV1/2)^2}^0.5=196.5194 mm
8 u7 ?! r; q8 s3 L- N% QαeV1=arccos(dbV1/deV1)=20°26′42″. O4 y2 n1 ]) I- ^
γe1=(π/2)/ΖV1+invαn-invαeV1=1°32′50″$ ?6 O; ]2 F$ O6 I5 x) `" h6 o
αFeV1=αeV1-γe1=18°53′52″6 Y: e! I/ M8 \* ^
hFe1/mn=[(cosγe1-sinγe1*tanαFeV1)*deV1/mn-ΖV1*cos(π/3-θ1)-G1/cosθ1+ρfp1/mn]/2=0.8806
. ^2 R) e. G% m" lУF1=6*(hFe1/mn)*cosαnFeV1/[(SFn1/mn)*cosαn]=1.1105
6 _2 T: ?" W7 h(2).大齿轮
) O$ D' t) k' m6 |8 G; V7 ]Spr2=pr2-q26 S- h1 T% h# ?. s7 C: U
E2=πmn/4-hfp2*tanαn+Spr2/cosαn-(1-sinαn)*ρfp2/cosαn=0.2252 mm
& J) K+ @# U6 L) a/ UG2=ρfp2/mn-hfp2/mn=-0.87004 y8 m+ X3 U& C' F9 m
βb=arccos{[1-(sinβcosαn)^2]^0.5}=8°41′11″
4 `) f6 ]0 d& V: b* J! V4 sH2=2/ΖV2*(π/2-E2/mn)-π/3=-1.0138
$ M; b; p  g3 K% A% f' oθ2=(2G2/ΖV2)*tanθ2-H2,得θ2=56°25′17″
" |: E) W4 C+ K' K2 ]SFn2/mn=ΖV2*sin(π/3-θ2)+3^(1/3)*(G2/cosθ2-ρfp2/mn)=2.2475( w/ K' X& ^" w9 v5 \3 U
ρF2/mn=ρfp2/mn+2*G2^2/[cosθ2*(ΖV2*cosθ2^2-2*G2)]=0.4733# q( N2 c0 K! d: k6 |+ u! w6 v' k
εαV=εα/cosβb^2=1.8082
8 B- g5 o, B) z" L) }- T" QdV2=mn*ΖV2=315.7105 mm
( a( N& o8 J) l! B# {dbV2=dV2*cosαn=296.6708 mm
, n4 L" p( k' @" N8 M2 V* xdaV2=dV2+da2-d2=322.7105 mm
3 R' y, J; _3 ddeV2=2*{[((daV2/2)^2-(dbV2/2)^2)^0.5-π*mn*cosαn*(εαV-1)]^2+(dbV2/2)^2}^0.5=316.5102 mm
+ R: N* q+ N% n) W) S9 d! WαeV2=arccos(dbV2/deV2)=20°23′38″8 J+ p* F0 b, n3 i5 c# Q; r# u2 g
γe2=(π/2)/ΖV2+invαn-invαeV2=0°56′40″* y, O9 F$ C! {$ Y
αFeV2=αeV2-γe2=19°26′59″: S9 Y2 `4 u3 x, h) ^# s
hFe2/mn=[(cosγe2-sinγe2*tanαFeV2)*deV2/mn-ΖV2*cos(π/3-θ2)-G2/cosθ2+ρfp2/mn]/2=0.9094
! k* e* b. g$ m* q% g& hУF2=6*(hFe2/mn)*cosαnFeV2/[(SFn2/mn)*cosαn]=1.0839- |& Q* `1 F$ _$ w+ M% x
4.应力修正系数/ ^3 r5 _+ l" b* w8 u* k
6 G5 F: {  w% h; V3 O" \
齿根危险截面处齿厚与弯曲力臂的比值
  R8 L+ G0 _& ~3 s0 `. ^& bL1=SFn1/hFe1
' c" Z+ J; _, q# ML2=SFn2/hFe2& a. I, I' B/ @- ~+ a1 I) K; v

% A; b2 P# `* {8 A齿根圆角参数
, y, s7 A; X# Q  i* H" vqs1=SFn1/(2*ρF1), Q3 s" S& G2 [; [
qs2=SFn2/(2*ρF2)
; g8 g7 r+ B5 b$ S+ w6 DУS1=(1.2+0.13*L1)*qs1^[1/(1.21+2.3*L1)]=2.1862: l, I! x8 J) j% L& X
УS2=(1.2+0.13*L2)*qs2^[1/(1.21+2.3*L2)]=2.2785
" e6 C4 @' `8 B+ Z* \5.重合度系数
8 a: A. M) B. c4 E! w& R& ]Уε=0.25+0.75/εαV=0.6648
( k/ e, o" E/ K& r3 W3 W1 g原文来自:http://bbs.21mould.net/viewthread.php?tid=4141
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