齿轮计算.doc

1、3.4.1 高速轴斜齿圆柱齿轮的基本参数的确定已知：一次减速器高速轴小齿轮传递的功率 189.WPK，其转速1720r/min，名义传动比 i=4.3，工作时间为 10 年（每年 300 天） ，作业率50%。（1）选择齿轮材料根据 15第四版第 3 卷第 14 篇表 14-1-128 选择材料为：小齿轮： 20CrMno，渗碳淬火磨，硬度 HRC594；大齿轮： ，渗碳淬火磨，硬度 HRC59 4；由 15第四版第 3 卷第 14 篇图 14-1-24 和图 14-1-53 按 ME 级质量要求取值，得lim1H=1650 2N/、 lim2H=1650 2N/和 lim1F=530 2N/

2、、 lim2F=5302/。（2）初步确定主要参数1）按接触强度初步确定中心距按斜齿轮从 15第四版第 3 卷第 14 篇表 14-1-75 选取 aA=476，按齿轮对称布置，速度中等，冲击载荷较大，取载荷系数 K=2.5。按 15第四版第 3 卷第 14 篇表 14-1-79，选 d=1.2，则 a=0.45，按 15第四版第 3 卷第 14 篇表 14-1-77 圆整取齿宽系数 a=0.45；齿数比 =i=4.3许用接触应力 Hp： 0.9 limH=0.9165=1485 2N/m小齿轮传递的转矩 1T：1T=9550 1Pn= 89.5072=1181.81 N/ (3-3)式中：

3、1小齿轮传递的功率， kW；小齿轮的转速， r/min；中心距 a： 132aaHpKTA(3-4)= 322.518.476(.)04=223.2mm取 a=290mm2）初步确定模数、齿数、螺旋角、齿宽、变位系数等几何参数nm=（0.0070.02） a=（0.0070.02） 290=2.045.8mm取模数 n=4mm由公式 12cos()nzam= 2904(1.3)=27.4取 1z=272=i =4.37=116.1取 =116实际传动比 i 0 = 21z = 67=4.296螺旋角 12()arcosnmz= 4(2716)arcos90= 38齿宽 b= a= 0.459=

4、130.5 圆整为 140mm小齿轮分度圆直径 1cosnmzd= 2738“=109.510mm大齿轮分度圆直径 22csnz= 4691“=470.490mm采用正变位，由 15第四版第 3 卷第 14 篇图 14-1-4 查得： 1x=0.38， 2=-0.38齿轮精度等级为 6 级。（3）齿面接触强度核算1）分度圆上名义切向力 tF120tTFd= 81.950=21584N （3-5）式中： 1T小齿轮传递的转矩， Nm；d小齿轮的分度圆直径， 。2)使用系数 AK原动机为电动机，均匀平稳，工作机为转炉，有较高冲击，查 15第四版第 3 卷第 14 篇表 14-1-81 =1.753

5、）动载系数 V齿轮线速度：160dnv= 09.51726=4.13 m/s （3-6）由 15第四版第 3 卷第 14 篇表 14-1-90 公式计算传动精度系数 C0.548ln()1.4l()2.85ln()3.2nptCzf式中： 1z27 由 15第四版第 3 卷第 14 篇表 14-1-49 查得 ptf=14 m（大轮）0.548ln271.4l2.85ln143.2C=7.53圆整取 7 查图 14-1-14 VK=1.094）齿向载荷分布系数 H由 15第四版第 3 卷第 14 篇表 14-1-98，齿轮装配时对研跑合，HK= 231.056()0.bbd= 234.().1

6、6049.5=1.55）齿间载荷分配系数 HK/AtFb=1.75284/10=269.8 N/m查 15第四版第 3 卷第 14 篇表 14-1-102 得： HK=1.16）节点区域系数 HZx0 9318“ 查 15第 3 卷图 14-1-16 HZ=2.477）弹性系数 EZ由 15第 3 卷表 14-1-105 EZ=189.8 2N/m8）重合度系数 纵向重合度： sinbm=140si938“=1.844端面重合度： 1nzx= 270.38=19.57， 21nzx= 60.38=187.1由 15第 3 卷图 14-1-12 1=0.79 2=0.93则 =（ 1nx） +(

7、 2nx)=(0.38).79(0.38.9=1.667由 15第 3 卷图 14-1-19 查得 Z= 1=0.7759）螺旋角系数 Z= cos= 9318“=0.99310）小齿轮、大齿轮的单对齿啮合系数 BZ、 D按第 3 卷表 14-1-104 的判定条件，由于 .42.0，取 ZB=1,ZD=111）计算接触应力 H由 15第 3 卷表 14-1-80 公式可得 1 1=Z.HtHBAVEFKZdb（3-7） = 2584.31.75091.2.47189.075.9310.=843.1 2N/m由于 ZB=ZD=1,故 1H= 2=843.1N/mm212）寿命系数 T应力循环次

8、数 1L=60nt= 7360= 91.52LN= t= 24.= 6.20式中： t齿轮的工作时间，h；由 15第 3 卷表 14-1-106 公式计算60.1912()NTLZ=60.192().5=0.88160.1922()NTL=60.198()3.2=0.90513）润滑油膜影响系数 VRZ由 15第 3 卷表 14-1-108，研磨或剃齿的齿轮副 104mZR、 LVRZ=0.9214）齿面工作硬化系数 W由 15第 3 卷图 14-1-30 31.27HBZ1WZ=0.93 2W=0.9315）尺寸系数 X由表 14-1-109 n1.076-9m=1.076-9Z=0.999

9、7, 取 XZ=1.516）安全系数 HSlim111HNTLVRWXS （3-8）=1650.8.9203.41=1.48lim222HNTLVRWXZZS=1650.9.0931.84=1.521HS、 2均达到 15第 3 卷表 14-1-110 规定的高可靠度时，最小安全系数min1.251.30 的要求，齿面接触强度核算通过。（4）轮齿弯曲强度核算1）齿向载荷分布系数 FK()NH2(/)1bhb140mm 2.5nhm= .4=9mmN2(10/9)=0.934FK 0.93452=1.462）齿向载荷分配系数 F= H=1.13）齿形系数 Y当量齿数 13cosnz= 32798

10、“=28.1523csnz= 361“=120.94由 15第 3 卷图 14-1-38 1FY=2.22 2FY=2.324）应力修正系数 S由 15第 3 卷图 14-1-43 S=1.78 S=1.675）重合度系数 Y0.75.2n2cosnb由 15第 3 卷表 14-1-114 知2arcos1incosb n2ssibn= 21(si938“cos0)=0.98782cosnb= 21.67098=1.708Y=0.25+ .517=0.6896）螺旋角系数 由 15第 3 卷图 14-1-49 根据 、 查得 Y=0.927）计算齿根应力 F因 =1.667 2，用第 3 卷表

11、 14-1-111 中的方法二。FtFFSAVnYKbm （3-9）1F= 2584.1780.69.2175.09461.0=295.8 2N/m2F= 1584.321670.89.2175.09461.0=289.98 N/m8) 实验齿轮的应力修正系数 STY见 15第 3 卷表 14-1-111， =2.09）寿命系数 NTY由 15第 3 卷表 14-1-118 60.231()NTLY1NT=60.29().5=0.8822NTY=60.283().1=0.90910)相对齿根角敏感系数 relT由 15第 3 卷 8.4.2（5）1）齿根圆角参数 2FnsSq，用 15第 3

12、卷表 14-1-112 所列公式进行计算。由 15第 3 卷图 14-1-38 知： /1.5fpnhm /0.38fpn1fpfnhGxm=0.8125.= 0.49ta(sin)4cocopr fpnfpnnnSEh= 0.3841.25t0(1si2)s =0.2561()3nnEHzm= 20.56()8.140.94311.2()2815.2radnHGz111si()3()cosfpFn nSzmm= 0.4928.5si(0.92)(.38)=176s2 1.7364.FnS211cos()fpFnnGmz2(0.490.38 0.482cs.928.5cos1(.9) 1.41

13、.73mF16.9.62nsFSq同样计算可知： 12.5()4sq 1.0relTY因 此11）相对齿根表面状况系数 RrelTY由 15第 3 卷图 14-1-58，齿根表面微观不平度 10 点高度为 102.5mZR时，rel=1.012）尺寸系数 XY由 15第 3 卷表 14-1-119 的公式1.05-Xnm=1.05-=1.013）弯曲强度的安全系数 FSlimFSTNrelRlTXFYY （3-10 ）1FS= 5302.81.0.95=3.162F= .=3.321FS、 2均达到 15第 3 卷表 14-1-110 规定的高可靠度时最小安全系数min 2.0 的要求，轮齿弯曲强度核算通过。