齒輪校核強(qiáng)度驗(yàn)算解讀

1、齒輪校核強(qiáng)度驗(yàn)算2012年03月29日目錄1 .選擇齒輪材料 52 .初步確定主要參數(shù)62 .1接觸強(qiáng)度確定中心距62.2初步確定模數(shù)、齒數(shù)、螺旋角、齒寬、變位系數(shù)等幾何參數(shù) 73 .齒面接觸強(qiáng)度核算83.1分度圓上名義切向力Ft 83 .2使用系數(shù)KA 83 .3動(dòng)載系數(shù) Kv 83 .4螺旋線載荷分布系數(shù)KH -. 93 .5齒間載荷分布系數(shù) KH 93 .6節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù) ZH 93 .7彈性系數(shù)ZE 93 .8重合度系數(shù) Z ； 103 .9螺旋角系數(shù) Z . 103.1 0小齒輪大齒輪的單對(duì)齒嚙系數(shù) ZB、ZD 103 .1 1計(jì)算接觸應(yīng)力 c-H 113 .12壽命系數(shù) ZNT 11

2、3 .1 3潤滑油膜影響系數(shù)ZlZvZr 113.14齒面工作硬化系數(shù) ZW 123 .1 5尺寸系數(shù) Zx 123.16安全系數(shù) SH 124齒輪彎曲強(qiáng)度核算 134. 1螺旋線載荷分布系數(shù)Ki 134. 2螺旋線載荷分布系數(shù) Kf. 134 . 3齒輪系數(shù)YF. 134. 4應(yīng)力修正系數(shù) YS. 144 . 5重合度系數(shù) Y 14&4 . Y螺旋角系數(shù) Y ： 144 . 7計(jì)算齒根應(yīng)力154 . 8試驗(yàn)齒輪的應(yīng)力修正系數(shù)YST 154 . 9壽命系數(shù) YNT 154. 1 0相對(duì)齒根角敏感系數(shù)Y.re1T 164.11相對(duì)齒根表面敏感系數(shù)YRre1T 194.12尺寸系數(shù) Yx

3、194 . 1 3彎曲強(qiáng)度的安全系數(shù)SF 19計(jì)算說明計(jì)算結(jié)果1 .選擇齒輪材料設(shè)計(jì)單級(jí)圓柱齒輪傳動(dòng)，已知小齒輪傳遞的額定功率 P=90KW ,小齒輪的轉(zhuǎn)速通過減速比為 112的減速箱出來以后的 額定轉(zhuǎn)速是13.2r/min.其中小齒輪白勺齒數(shù)為 15, m=25,d=375，大齒 輪的齒數(shù)為116, d=2900.傳動(dòng)比i=7.73,雙向運(yùn)轉(zhuǎn)，滿載荷工作時(shí) 間 10000h小齒輪 SCM822H (22CrMoH )滲碳,硬度330HB 350HB大齒輪 SCM440 (35CrMo )調(diào)質(zhì)，硬度 280HB 300HB 小齒輪由圖14-1-83得ME級(jí)質(zhì)量要求取值21Hlim1 = 110

4、0N / mm2 二川im2 =1050N / mm大齒輪由14-1-112得ME級(jí)質(zhì)量要求取值2 ；Flim1 =320N /mm2-Flim2 =300N / mm計(jì)算說明計(jì)算結(jié)果2 .初步確定主要參數(shù)2 . 1接觸強(qiáng)度確定中心距按直齒輪從表14-1-65選取A0f = 483,按齒輪非對(duì)稱配置， 速度較小，沖擊載何較大，取載何系數(shù)K-2.0.按表14-1-69,選取第2種支配方式，非對(duì)稱配置，載荷較大，故d =0.7,則中值_0.16按表14-1-67整取齒寬系數(shù) 中u0.2齒數(shù)比u=i=5.667許用接觸應(yīng)力a.： lip2ahp0.9CTHHm =0.9父1050 =945N/mm小

5、齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩 工9549P9549 M 90K1T1 =89521N mn19.6中心距aJaAafu +1M2 aU °Hp2M 89421483(5.667 +1 3|2 -1623mm*0.2x5.667x9452故 ot =1080中心距a =1080計(jì)算說明計(jì)算結(jié)果2 . 2初步確定模數(shù)、齒數(shù)、螺旋角、齒寬、變位系數(shù)等幾何參數(shù)m = (0.007 0.02 a = 10.2 32mm乙=18,又 i=5.667, z2 =116因?yàn)槭侵饼X輪傳遞，故 P=0b = Taa = 0.2M1080 = 216 定250小齒輪分度圓直徑d1 =m z =18x18 = 324大齒

6、輪分度圓直徑d2 =m z1 =18x102 = 1836采用高度變位，由圖 14-1-11以及公式得x1 =0.38x2 = -0.38兇輪精度小四輪米用 8級(jí)，大齒輪米用10級(jí)m =18mmz1 =18i=5.667,z2 =102P =0b = 250d1 = 324d2 =1836X1 = 0.38X2 = -0.38計(jì)算說明計(jì)算結(jié)果3 .齒面接觸強(qiáng)度核算3 . 1分度圓上名義切向力FtF2000TL = 2000x89521 52598nd13243 . 2使用系數(shù)Ka原動(dòng)機(jī)為電動(dòng)機(jī)，均勻平穩(wěn)，工作機(jī)為減速機(jī)，有中等沖擊，查表14-1-71Ka=1.253 . 3動(dòng)載系數(shù)Kv齒輪線速

7、度nd1nl3.14 黑 324 黑 9.569u = 0.1623m/s60 M1000600000由表14-1-80公式計(jì)算傳動(dòng)精度系數(shù) CC = 0.50481n(z )1.1441n(m )+2.2851n(fpt )+3.32 plz=z =18 fpt =43m(大輪)C = -0.5048 ln18 1.144 ln18 + 2.2851n 43 + 3.32 =7.16整取 C=8,查圖 14-1-74KV =1.1Ft = 552598Ka =1.25u = 0.1623m/sKV =1.1計(jì)算說明計(jì)算結(jié)果3. 4螺旋線載荷分布系數(shù)Kh0由表14-1-88,齒輪裝配時(shí)對(duì)研跑合

8、K H R al +a2 1+a31 丁 1卜丁 ！ * a4b口11d1 “a ；22250 f 丫250KHB =1.15+0.18 1+0.6 1 11 +"I1324.1 人324 J_4 _3.1x10 M250 =1.372953 . 5齒間載荷分布系數(shù)KhqKaFi1.25 x 552598 “cz ,A_ = 2763N /mmb250查表 14-1-92 得：KHq(=1.23 . 6節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)ZhXp=00=0w-查圖 17-1-76 Zh =2.54 . 7彈性系數(shù)Ze由表 14-1-95 得 Ze =189.8jN/mm2KhP =1.37295Khq =

9、1.2Zh =2.5Ze =189.8/ N/ mm2計(jì)算說明計(jì)算結(jié)果3 . 8重合度系數(shù)Ze縱向重合度wp = 0端面重合度_L =18= 13.041+x11+0.38-z2= 102 =164.51 -X21 -0.38由圖14-1-72得Sa1 =0.79/2=0.93% =。+41 落1 +(1一 42 落2 =1.667由圖 14-1-79 則 Zw =0.8553 . 9螺旋角系數(shù)ZpZ b = JcosB = 13.10小齒輪大齒輪的單對(duì)齒嚙系數(shù)Zb、Zd由于齒輪為直齒輪傳動(dòng)，故ZB=1、ZD=1Z名= 0.855Zp =1Zb =1Zd = 1計(jì)算說明計(jì)算結(jié)果3.11 計(jì)算接

10、觸應(yīng)力c - H由表14-1-70公式得二H1 =ZbKa Kv Kh ： KHa Zh ZeZ Z ：Ft u 1:d b u二 H1=1 J.25 1.1 1.37 1.2 2.5 189.85525985.67 10.855 1:324 250 5.672-1705.2N / mm22；=H1 = 1705.2N / mm3.12 壽命系數(shù)Znt應(yīng)力循環(huán)次數(shù):NL1=60n1t =60 9.569 8000 = 4.59 106NL2 V60n2t=60 1.689 8000=810720NliNL2= 4.59 106= 810720由表14-1-96公式計(jì)算Z NT11090.070

11、61090.0706Z NT1NL11090.057N L214.59 父 106 j109<810720 ,= 1.4630.057= 1.5Znt1ZNT1=1.463=1.48053潤滑油膜影響系數(shù)ZlZvZrZlZvZr =1由表14-1-98.經(jīng)研、磨的齒輪副Rz104umZlZvZr =1計(jì)算說明計(jì)算結(jié)果1.1 14齒向，作硬化系數(shù)Zw由圖 14-1-90 Zw1 =1.0 ZW2=1.13.15 尺寸系數(shù)Zx由表 14-1-99 Zx =1.03.16 安全系數(shù)ShQ _ GH lim1ZNT1ZLZVZRZW1ZXSH1 一仃HIc1100X1.463X1X1 X1.0

12、八一。Sh1 = 0.9431705.2Q _ °H lim 2Z NT2ZL ZV ZRZW2ZXSH2 一仃H 2c1050M1.4805父1父1.1父1.0 泰仆SH2 = 0.9131088Shi、Sh2均達(dá)到表14-1-100規(guī)定的較高可靠度時(shí)，最小安全系數(shù)Sh min 1.251.30的要求。齒面接觸強(qiáng)度核算沒有通過.Zwi =1.0Zw2 =1.1Zx =1.0SH 1 = 0.943Shi =1.33用表格計(jì)算SH2 = 0.913Sh 2 =0.85用表格計(jì)算計(jì)算說明計(jì)算結(jié)果4齒輪彎曲強(qiáng)度核算4 . 1螺旋線載荷分布系數(shù)KfpKfP =(KhPN .3 h21+b

13、h+(b h )b = 250mm h = 2.25m = 2.25 父18 = 40.5mm050，2N -4052 = 0.8421 +250，40.5 十(250 40.5)KFp =(1.37295才842 =1.3064. 2螺旋線載荷分布系數(shù)KfqKFa = KHQ = 1.24 . 3齒輪系數(shù)Yfq當(dāng)量齒數(shù) Zn1 -Z3萬 cos P選用直齒輪 故ZN1=Z1=18Z _二ZN2 -3 自cos PK叩二1.306KF口 = Kh0f = 1.2計(jì)算說明計(jì)算結(jié)果選用直齒輪 故ZN2=Z2=102由圖14-1-98得% =2.35 Yf =2.344 . 4應(yīng)力修正系數(shù)Ysa由圖

14、14-1-103得Ysd =1.73 Ysq2 =1.674 . 5重合度系數(shù)Y支 G-0.75%丫廣0.25+氣=-2a7r%ncos L由表14-1-104知Pb = arc i'1 - (sin P cosan 2 cosPb = J1 - (sin C cosan 2 =11.667&an - /- 1.6671 0 75 丫廣0.25+工75=0.70 1.6674 . 6螺旋角系數(shù)Yp由圖14-1-109 根據(jù)B、那查得Yp=1Yf& = 2.35Yfd = 2.34Y雙=1.73Yfm = 1.67Y = 0.70Yp = 1計(jì)算說明計(jì)算結(jié)果4 . F計(jì)算

15、齒根應(yīng)力''二F因8a =1.667< 2用表14-1-101中方法二fYf：Ys：YYKaKvKfKf：2二 F1 = 753N/mm2oF2 =723N / mm552598二 F12.35 1.73 0.7 1 1.25250 1821.1 1.306 1.2 =753N/mm2F2552598300 182.34 1.67 0.7 1 1.25_ _ 21.1 1.306 1.2 =723N/mm4 . 8試驗(yàn)齒輪的應(yīng)力修正系數(shù)Yst見表 14-1-101Yst =2.04 . 9壽命系數(shù)Ynt由表14-1-108得YNT,6 幸02二 3M10一 Nl60.02

16、3M106Ynt 1 =6= 0.99(4.59-10 J60.023乂106Ynt2 =1.0270720Yst = 2.0Yn= 0.99Ynt2 =1.027計(jì)算說明計(jì)算結(jié)果4.10相對(duì)齒根角敏感系數(shù)丫承仃Sl由8.4.25小齒根圓角參數(shù)q = .SFL2Pf用表14-1-102所列公式進(jìn)行計(jì)算由圖 14-1-98 得 hfp/ =1.25 Pfp/ =0.38G 。巾G1/mn/mnhfp-十x =0.38 1.25+0.38 = -0.49G1 = -0.49mnu n m r -mnSP,n , jr、fPhx tanct +11 sin ct 14打1 E =4 0.38-18

17、cos 20 0H1 =zn1h"1801 =- 1 -SFn1-Zn1 mn強(qiáng)=18 mn= 1.86SFn1 =1.81 1 fp1 n- n11 kJ 11 1 n- n Jcosa ncosan-1.25x18tan20° + 0 -(1 -sin20°)= 1.15fL An E nl2 一 mn/31 1.15n -0.88、218 J 3H1-0.88:-tr1 = 0.83456rad2G 1 2 M (-0.49 )Zn118sin, -4 |+J3!(3J IcosWmn Js sin - 0.83456 )+ v'3(-0.49) 0

18、.38<3Clcos(0.8345)J1618= 33.48mmE =1.15H1 =-0.88日 1 = 0.83456radSFn1 = 33.48mm計(jì)算說明計(jì)算結(jié)果F1 fP = T2G22 -mnmn coszn1 cos n-2G:F1上=0.38 mn一 一 一 22 - 0.49 2cos0.83456 15cos2 0.83456 -2-0.49= 0.586：F1 =0.586 18 = 10.54mmq$1 二12：F133.48qs11.582 10.54則在1.5<qsi <4的范圍內(nèi)由8.4.25大齒根圓角參數(shù)q=-Sn2M用表 14-1-102由

19、圖 14-1-98所列公式進(jìn)行計(jì)算得*./ =1.25' fp/ =0.38mnmnhfpp x =0.38-1.25 0.38 = -0.49E=mn-hfptann +4Sprfp1-sm：n :cos- ncosan二 25E=-1.25 25 tan 20047M = 11.5575mmqs1 =2.017G2 = -0.49E =1.6.” 0.38 25 d 01 1 -sin 20=1.6cos20H2JI Zn2 I2H2 = 1.0207H21.6i- = -1.0207116 <2 25 J 3H21 一空-1.02071.01215rad1 2- 0.49i2 =1.01215radZ2mn116ji= zn2 sin6<3= 116xsin -1.01215 i +SFn2mn(-0.49)_0.38 =1.