斜齒輪設(shè)計(jì)(史上最詳細(xì)的計(jì)算過程,有圖有表有計(jì)算)

例題：已知小齒輪傳遞的額定功率P=95KW，小斜齒輪轉(zhuǎn)速n1=730r/min,傳動比i=3.11,單向運(yùn)轉(zhuǎn)，滿載工作時間35000h。1.確定齒輪材料，確定試驗(yàn)齒輪的疲勞極限應(yīng)力

參考齒輪材料表，選擇齒輪的材料為：小斜齒輪：38SiMnMo,調(diào)質(zhì)處理，表面硬度320～340HBS（取中間值為330HBS）

大斜齒輪：35SiMn,調(diào)質(zhì)處理,表面硬度280～300HBS（取中間值為290HBS）注：合金鋼可提高320～340HBS

由圖16.2-17和圖16.2-26，按MQ級質(zhì)量要求選取值，查得齒輪接觸疲勞強(qiáng)度極限σHlim及基本值σFE：

σHlim1=800Mpa,σHlim2=760Mpa

σFE1=640Mpa,σFE2=600Mpa

注：對于合金鋼的計(jì)算公式為：σσ2.按齒面接觸強(qiáng)度初步確定中心距，并初選主要參數(shù)：按公式表查得：a1)小齒輪傳遞扭矩T1：

T1=9550×Pn1=9549×95730=1243N.m

2)載荷系數(shù)K：考慮齒輪對稱軸承布置，速度較低，沖擊負(fù)荷較大，取K=1.6

4)齒數(shù)比u=Z2/Z1=3.11

5)許用接觸應(yīng)力σHP：查表16.2-46，取最小安全系數(shù)sHmin=1.1，按大齒輪計(jì)算σ

6)將以上數(shù)據(jù)代入計(jì)算中心距公式：a≥=292.67取圓整為標(biāo)準(zhǔn)中心距a=300mm7）確定模數(shù)：按經(jīng)驗(yàn)公式mn=(0.007～0.02)α=(0.007～0.02)x300mm=2.1～6mm取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)mn=4mm8）初選螺旋角β=9°，cosβ=cos9°=0.9889）確定齒數(shù)：zZ2=Z1i=36.03×3.11=112.15Z1=36,Z2=112實(shí)際傳動比i實(shí)=Z2/Z1=112/36=3.111

10）求螺旋角β：

cosβ=mnZ1+Z22a=4×

12）確定齒寬：b=Фα×a=0.4×300=120mm

13）計(jì)算齒輪圓周速度：

V=πd1n160×1000=π×145.946×73060×100=5.58m/s

根據(jù)齒輪圓周速度，參考表16.2-73，選擇齒輪精度等級為2）使用系數(shù)KA：查表16.2-36，KA=1.5

3）動載荷系數(shù)KV：

KV=1+K1KAK=1.234）接觸強(qiáng)度計(jì)算的齒向載荷分布系數(shù)KHβ，根據(jù)表16.2-40，裝配時候檢驗(yàn)調(diào)整：

KHβ=1.15+0.18×bd12+0.31×10-3×b=1.16)節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)ZH，查圖16.2-15，ZH=2.47

7)彈性系數(shù)ZE，查表16.2-43，ZE=189.8MPa

8)接觸強(qiáng)度計(jì)算的重合度與螺旋角系數(shù)Z當(dāng)量齒數(shù)：ZV1=Z1COS3β=360.986673=37.5

ZV2=Z2COS3β=1120.986673=116.6

當(dāng)量齒輪的端面重合度??av:??av=??a=1\*ROMANI+??a=2\*ROMANII,查圖16.2-10，分別得到??a=1\*ROMANI=0.83，??a=2\*ROMANII=0.91，

??av:??av=??a=1\*ROMANI按φm=bm=1204=30,β=9°22’

按??av=1.74，??β=1.55，β=9°22｀，查圖16.2-16，得Z??β=0.76

9）將以上數(shù)據(jù)代入公式計(jì)算接觸應(yīng)力

σH=2.47×189.8×0.76×17034120×145.946×3.11+13.11×1.5×1.23×1.27×1.1=649MPa

10）計(jì)算安全系數(shù)SH

根據(jù)表16.2-34，SH=σHlimZHTZLVRZWZXσH

壽命系數(shù)Z

滑油膜影響系數(shù)ZLVR,:按v=5.58m/s選用220號齒輪油，其運(yùn)動粘度V40=220mm2/s查圖16.2-19，Z得LVR=0.95

工作硬化系數(shù)ZW，：因小齒輪未硬化處理，齒面未光整，故ZW=1

尺寸系數(shù)ZX：查圖16.2-22，ZX=1

將各參數(shù)代入公式計(jì)算安全系數(shù)SH

SH1=σHlim1ZNT1Z根據(jù)表16.2-46，一般可靠度SHmin=1～1.1,SH＞SHmin,故安全。

4.校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度：根據(jù)表16.2-34

σF=FtbmnKKHβ=1.15+0.18×bd12+0.31×10-3×b=1.15+0.18×120145.9462+0.31×10-復(fù)合齒形系數(shù)YFS，查圖16.2-23，YFS1=4.03，YFS2=3.96彎曲強(qiáng)度計(jì)算的重合度與螺旋角系數(shù)Yεβ,按??av=1.74，β=9°22’，查圖16.2-25，得Yεβ=0.63

將以上數(shù)據(jù)代入公式計(jì)算彎曲應(yīng)力

σF1=17034120×4×1.5×1.23×1.27×1.1×4.03×0.63=232MPa

σF2=17034120×4×1.5×1.23×1.27×1.1×3.96×0.63=228MPa

計(jì)算安全系數(shù)SF,根據(jù)SF=σFEYNT相對齒根表面狀況系數(shù)YRrelT：查式16.2-21，

根據(jù)齒面粗糙度Ra1=Ra2=1.6,YRrelT1=YRrelT2=1

彎曲強(qiáng)度計(jì)算的尺寸系數(shù)Yx

將各參數(shù)代入公式計(jì)算安全系數(shù)SF