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
7 h# }4 B. ]' W; M# [& U高速轴转速 n1=11600 r/min
传动比 i=1.6
& Z  }+ V9 N5 ^# u工作时间：50000小时
3 ]( X" ^5 O4 Y2 r7 f一、确定齿轮类型
' Y5 J5 o! \& t' [+ ^% ?标准斜齿轮，齿轮配合为外啮合传动。
二、选择材料
小齿轮：50SiMn，调质，HB=207～255
! Y5 j2 V5 A6 e. O" r! ?4 A大齿轮：42SiMn，调质，HB=196～255
; _4 H8 }4 L# _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。
5 Q) G0 \- d' s8 r8 u/ x2 |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。
/ @' |$ {) H4 S大、小齿轮设计修缘量Ca1=30 μm，Ca2=30 μm。
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 x2 n/ _( x$ n( u: g, @1.按接触强度初步确定中心距a（根据表2.5-1）
, ^* g# s/ Q6 y; ?1 x0 O, h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
4 }/ q: R) f2 @! o1 J$ l$ w5 l# h载荷系数k：取k=2
8 w+ ^6 l( \8 W1 m9 ?) K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
' d7 l) n1 |2 ~& \& S8 D6 Q许用接触应力：σHlim=min{σHlim1，σHlim2}=1350 MPa
% h; B4 d+ I& tσHP=0.9*σHlim=1215.00 MPa
4 F3 v4 ^/ N2 |3 T" X, `计算：a=Aa*(u+1)*[(K*T1)/(Φa*u*бHP^2)]^(1/3)≥205.83 mm
8 _) ~9 E% Y, {; N圆整为a=250 mm。
9 y. b; b1 L6 m: Y7 d2.初步确定模数、齿数、螺旋角
% x7 n/ V( _% j6 }$ P根据表2.1-1，取模数m=3.5 mm
由表2.2-1的公式可导出
3 o/ k' Y. K2 Y) C初选β=12°
9 E9 F% V/ W1 f  O) BΖ1=2acosβ/[m*(u+1)]=53.74
2 ]1 J) Y' U4 e! ]/ g  @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″
" C4 f. X6 @2 g- y, v1 A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
' g: I. [  p# I$ W. s# Xhanˇ=1
/ W% Z7 @( {3 J" Y3.顶隙系数
- B8 t' a, S0 T! ccnˇ=0.25
4.齿宽
& y# e4 @/ @; Y9 F" Ab1=140 mm，b2=140 mm
5.齿数比
u=Ζ2/Ζ1=1.611
+ t2 E/ H1 N7 B6 Y$ r9 N% d6.分度圆直径
5 y0 I; n; O, m( U/ \% a  _, Q9 k( qd1=mn*Ζ1/cosβ=191.489 mm
d2=mn*Ζ2/cosβ=308.511 mm
7.基圆直径
9 T" H8 f5 r3 J" b' Eαt=arctan(tanαn/cosβ)=20°14′32″
db1=d1*cosαt=179.662 mm
# m8 E6 V6 ~# ^db2=d2*cosαt=289.457 mm
+ X* |/ v7 T2 U8.齿顶高
5 Y  X- [5 E1 J* D& g% C2 nha1=ha2=hanˇ*mn=3.500 mm
$ T  H" E9 ~6 {9.齿根高
hf1=hf2=(hanˇ+cnˇ)*mn=4.375 mm
10.全齿高
h1=h2=ha1+hf1=ha2+hf2=7.875 mm
11.齿顶圆直径
da1=d1+2*ha1=198.489 mm
. l  J* c3 _5 S) k6 gda2=d2+2*ha2=315.511 mm
12.齿根圆直径
- _$ [/ u# l5 edf1=d1-2*hf1=182.739 mm
- q" l$ P! a4 @. B0 a2 N6 tdf2=d2-2*hf2=299.761 mm
6 I( m* U7 F. r  l( r13.齿顶压力角
& }  o; d2 M) L5 Pαat1=arccos(db1/da1)=25°9′24″
αat2=arccos(db2/da2)=23°26′52″
1 H" g, X( I  Q8 y' p14.端面重合度
7 z6 |" r9 ]5 l# }' ?: e$ k0 Yα′t=αt
εα=[Ζ1(tanαat1-tanα′t)+Ζ2(tanαat2-tanα′t)]/2π=1.767
15.轴向重合度
εβ=b*sinβ/(π*mn)=2.046（b=min{b1，b2}）
16.总重合度
εγ=εα+εβ=3.813
17.当量齿数
Ζv1=Ζ1/(cosβb^2*cosβ)=55.988
- S$ o1 L  @! Q! v, pΖv2=Ζ2/(cosβb^2*cosβ)=90.203
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