斜齿轮设计(史上最详细的计算过程-有图有表有计算)

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1、例题：已知小齿轮传递的额定功率P=95 KW，小斜齿轮转速单向运转，满载工作时间35000h。n1=730 r/min,传动比i=3.11,1. 确定齿轮材料，确定试验齿轮的疲劳极限应力参考齿轮材料表，选择齿轮的材料为：小斜齿轮： 38Si MnMo, 调质处理，表面硬度320 340HBS（取中间值为330HBS）大斜齿轮： 35SM , 调质处理 , 表面硬度280 300HBS（取中间值为290HBS）in注：合金钢可提高320 340HBS由图 16.2-17和图 16.2-26 ，按 MQ级质量要求选取值，查得齿轮接触疲劳强度极限Hlim 及基本值 FE： Hlim1 =800Mpa

2、, Hlim2 =760Mpa FE1=640Mpa, FE2=600Mpa注：对于合金钢的计算公式为： = 1.5HBS + 330= 1.5 330+ 330=825?Hlim1= 1.5HBS + 330= 1.5 290+ 330=760?Hlim22.按齿面接触强度初步确定中心距，并初选主要参数：按公式表查得：3?1? 476 （u + 1） 2?1)小齿轮传递扭矩T1：?1?95= 1243?. ?= 9550 = 9549 730?12)载荷系数 K：考虑齿轮对称轴承布置，速度较低，冲击负荷较大，取K=1.63)查表 16.2-01 齿宽系数 ：取 =0.44)齿数比 u=Z2/

3、Z 1=3.115)许用接触应力： ?=?HP查表 16.2-46 ，取最小安全系数 ?2760?=sHmin=1.1 ，按大齿轮计算 ?2= ?=1.1?2691?31.6 12436) 将以上数据代入计算中心距公式：? 476 (3.11 + 1) 20.4 691 3.11=292.67?取圆整为标准中心距?=300mm7）确定模数：按经验公式mn=(0.007 0.02) =(0.007 0.02)x300mm=2.1 6mm取标准模数mn=4mm8）初选螺旋角=9， cos = cos9 =0.9882?cos2 300 0.9889）确定齿数：?1 = ? (?+1) =4 (3.

4、11+1) =36.06?Z2=Z1 i=36.03 3.11=112.15 Z1=36,Z 2=112实际传动比 i 实 =Z2/Z 1=112/36=3.11110）求螺旋角：cos =?( ?1+?2 )=4( 36+112 )= 0.98667 , 所以 =9 222?2 30011）计算分度圆直径：?1 =?14 36= 145.946?cos0.98667? ? 4 112? 2?2 = 454.053?cos 0.9866712）确定齿宽：b= ?=0.4 300=120mm13）计算齿轮圆周速度：?145.946 73011= 5.58?/?=60 100060 100根据齿轮

5、圆周速度，参考表16.2-73 ，选择齿轮精度等级为 8-7-7 (GB10095-2002)3. 校核齿面接触疲劳强度根据? ?+1? ?= ? ? ? 1? ? ? ?12?32 1243 101）分度圆上的圆周1：?1=1145.946= 17034?F? =12）使用系数KA：查表 16.2-36 ，KA=1.53）动载荷系数K ：V2? = 1 + (?1)?1 ?2?1100 1 + ? ?+ ?2查表16.2-39得?1 = 23.9, ?2 =0.0087代入上式得? = 1 + (23.936 5.583.11 2)?170341001 + 3.11 21.5 120 + 0

6、.0087= 1.234）接触强度计算的齿向载荷分布系数KH ，根据表16.2-40 ，装配时候检验调整：? 2 ? = 1.15 + 0.18 ( ) + 0.31 10 -3?11202)+ 0.31 10 -3 120 = 1.269= 1.15 + 0.18 (145.9465）齿间载荷分配系数KH : 查表 16.2-42 ，得： ?=1.5 17034= 213 ?/?2 ,K H =1.1?1206) 节点区域系数ZH，查图 16.2-15 ， ZH=2.477) 弹性系数ZE，查表 16.2-43 ，? = 189.8 ?8) 接触强度计算的重合度与螺旋角系数? ：?36当量齿

7、数 ：?1=1=3 = 37.530.98667?112?=2= 116.633?20.98667?当量齿轮的端面重合度?: ?=?+?, 查图 16.2-10 ，分别得到 ?=0.83 ， ? =0.91 ，avavaIaIIaIaII?av: ?av=?aI+?aII =0.83+0.91=1.74按 =b=120= 30,=9 22， 查图 16.2-11 ，mm4得 ?=1.55按?av= 1.74 ， ?=1.55 ， =9 22， 查图 16.2-16 ，得 Z =0.76?9）将以上数据代入公式计算接触应力170343.11 +1? = 2.47 189.8 0.76 3.11

8、1.51.23 1.27 1.1120 145.946= 649?10）计算安全系数SH? ?根据表16.2-34 ， ? =? ?寿命系数ZNT：按式 16.2-10N1=60n1 Kh=60 7301 35000=1.533 109?2?11.533 10 9= 4.93 108?3.11对调质钢（允许有一点的点蚀），查图 16.2-18 ， Z =0.98,Z=1.04NT1NT22滑油膜影响系数 ZLVR ,: 按 v=5.58m/s 选用 220 号齿轮油，其运动粘度 V40=220mm/s 查图 16.2-19 ， Z 得 LVR =0.95工作硬化系数ZW，：因小齿轮未硬化处理，

9、齿面未光整，故ZW=1?尺寸系数ZX：查图 16.2-22 ， ZX =1将各参数代入公式计算安全系数SHH1 ?1?1?800 0.98 0.951S =? =649= 1.13?760 1.04 0.951SH2=?2?2 ?= 1.16? =649根据表 16.2-46 ，一般可靠度SHmin=1 1.1,S H SHmin, 故安全。4. 校核齿根弯曲疲劳强度：根据表16.2-34? =? ? ? ? ? ? ? ? ?弯曲强度计算的齿向载荷分布系数KF ：根据表（ 16.2-40 ）?2+ 0.31 10 -31202?= 1.15 + 0.18 ( ? )?= 1.15 + 0.1

10、8 ( 145.946 )+ 0.31 110-3120 = 1.269 取 K=K=1.27FH弯曲强度计算的齿间载荷分配系数KFa: 查表 16.2-42 ， KFa= K Ha=1.1复合齿形系数YFS，查图 16.2-23 ， YFS1=4.03 ， YFS2=3.96弯曲强度计算的重合度与螺旋角系数? ,按?= 1.74 ， =9 22，查图16.2-25 ，得?av? = 0.63?将以上数据代入公式计算弯曲应力? =170341.5 1.23 1.27 1.1 4.03 0.63 = 232 ?11204?2=170341.5 1.23 1.27 1.1 3.96 0.63 =

11、228 ?1204F? ? ? ?计算安全系数 S , 根据 ? =?寿命系数 YNT：对调质钢，查图16.2-27 ， YNT1=0.89 ， YNT2=0.9相对齿根圆角敏感系数查表16.2-48得?= ?= 1?1?2相对齿根表面状况系数?：查式 16.2-21 ，?根据齿面粗糙度Ra1= R a2=1.6,?= ?= 1?1 ?2弯曲强度计算的尺寸系数Yx: 查图 16.2-28 ， Yx1= Y x2=1将各参数代入公式计算安全系数SF?1?1?1?1?640 0.89 1 1 1=191232.45= 2.46?1?2 =? ? ?600 0.9 1 1 1?2?2 ?21 = 2.37?2228根据表 16.2-46 ，高可靠度SFin =2,S HSFmin, 故安全。26) 斜齿轮主要几何参数mn=4mm, =922， Z1 =36， Z2=112? =? ?4 36? 1 = 145.946 ?1?0.98667? ? 4 112? 2?2 =?0.98667= 454.053 ?斜齿轮厚度：b= aa=0.4 300 =120mm