渐开线齿轮设计计算书

彻夜难民

已知条件：增速齿轮
齿轮传递功率 P=3300 kW
& n3 E  h9 B; g6 P* g7 ]& f  S8 K高速轴转速 n1=11600 r/min
" l3 ]0 `" C1 R9 @& `' ^传动比 i=1.6
5 J) U* |- A$ S3 ~2 A1 i+ e, C工作时间：50000小时
9 ?  @8 r- L- O3 V一、确定齿轮类型
: e2 ?( j9 k3 L标准斜齿轮，齿轮配合为外啮合传动。
二、选择材料
, S2 y7 \/ ?. i# U小齿轮：50SiMn，调质，HB=207～255
, A. K; i4 Z% M6 X大齿轮：42SiMn，调质，HB=196～255
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。
% j/ J: |' a  m9 d" {4 s3 n齿面粗糙度Rz1=3.2 μm，Rz2=3.2 μm，
齿根表面粗糙度Rz1=10 μm，Rz2=10 μm。
大、小齿轮设计修缘量Ca1=30 μm，Ca2=30 μm。
/ ]4 k1 F5 w* A油浴润滑，ν50=20 mm^2/s，胶合承载能力为FZG7级。
三、初步确定主要参数
1.按接触强度初步确定中心距a（根据表2.5-1）
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
! A$ k$ F: _7 y6 R5 k载荷系数k：取k=2
; W+ J( A5 `& a齿宽系数φa：根据表2.5-4，φa=0.5
小齿轮的名义转矩：T1=9549*P/n1=2717 N·m
许用接触应力：σHlim=min{σHlim1，σHlim2}=1350 MPa
* T0 G( C  k! T( V$ W) ^" P0 GσHP=0.9*σHlim=1215.00 MPa
计算：a=Aa*(u+1)*[(K*T1)/(Φa*u*бHP^2)]^(1/3)≥205.83 mm
9 x; g5 D* H- C( \圆整为a=250 mm。
9 ~; b% p* k0 z# c: ?2.初步确定模数、齿数、螺旋角
) `! D4 X# @) v* o6 W根据表2.1-1，取模数m=3.5 mm
由表2.2-1的公式可导出
* b7 A* Q  Q% s' j2 f  h& D8 v初选β=12°
; Z( E, j# A: Q9 DΖ1=2acosβ/[m*(u+1)]=53.74
取Ζ1=54，Ζ2=u*Ζ1=86.40，取Ζ2=87。
Ζ2经圆整后，齿数比发生了变化，实际齿数比为u=Ζ2/Ζ1=1.611。
精算β=arccos[m*(Ζ2+Ζ1)/2a]=9°14′55″
四、其他几何参数的计算（根据表2.2-1）
1.分度圆压力角
αn=20°00′00″
2.齿顶高系数
hanˇ=1
3.顶隙系数
' M* O7 ^& W' N" l7 ^) c7 Rcnˇ=0.25
4.齿宽
6 `, f; }7 q  ?; }8 }b1=140 mm，b2=140 mm
2 F/ z/ _, ~( |; d5.齿数比
* r  k& A- q9 J: T+ J: W5 zu=Ζ2/Ζ1=1.611
6.分度圆直径
d1=mn*Ζ1/cosβ=191.489 mm
& z0 p" n- H  S" X; f, Xd2=mn*Ζ2/cosβ=308.511 mm
) s7 X  S: q. n& W: ]) q  Z7.基圆直径
3 \3 K# C6 I0 d" }2 }/ T, Y- C5 ]αt=arctan(tanαn/cosβ)=20°14′32″
db1=d1*cosαt=179.662 mm
) U  N. `0 a1 h( Ldb2=d2*cosαt=289.457 mm
) S; T7 ^5 Q. r/ s5 Y4 u9 t7 `0 p8.齿顶高
9 Y$ g- ^. p' a9 d  Tha1=ha2=hanˇ*mn=3.500 mm
9.齿根高
hf1=hf2=(hanˇ+cnˇ)*mn=4.375 mm
10.全齿高
; V. G0 X- Y4 {. c$ l) Ah1=h2=ha1+hf1=ha2+hf2=7.875 mm
$ \% _. D6 D  L9 X11.齿顶圆直径
da1=d1+2*ha1=198.489 mm
da2=d2+2*ha2=315.511 mm
12.齿根圆直径
1 q' N  B7 o1 S# Fdf1=d1-2*hf1=182.739 mm
df2=d2-2*hf2=299.761 mm
13.齿顶压力角
αat1=arccos(db1/da1)=25°9′24″
0 t4 }; @& {0 O" ?- Z8 j* N1 yαat2=arccos(db2/da2)=23°26′52″
6 `8 R; m; [9 b+ Q! }, f14.端面重合度
$ |/ J+ R* ^; [  W! F, q3 Mα′t=αt
εα=[Ζ1(tanαat1-tanα′t)+Ζ2(tanαat2-tanα′t)]/2π=1.767
15.轴向重合度
6 s6 G& s7 _9 E4 E9 K4 j4 Iεβ=b*sinβ/(π*mn)=2.046（b=min{b1，b2}）
, n. T- ~$ ?+ j16.总重合度
εγ=εα+εβ=3.813
17.当量齿数
* G* [' Y7 d$ p4 ?4 SΖv1=Ζ1/(cosβb^2*cosβ)=55.988
Ζv2=Ζ2/(cosβb^2*cosβ)=90.203
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