|
0 k6 H2 o7 o* E2 t5 j; j----------------锥齿轮强度校核GB/T 10062.2.3-2003--------------
5 i: a y5 U- C( S; L------------------------输入参数-------------------------------
7 x% c! o: P/ Q1 a6 I功率(千瓦) P = .2 % R9 ?2 h0 @+ e! j8 R% |+ K, Z% H
小齿轮转速(转/分) n1 = 100
9 t4 n1 m% y" F% J& ]' Y大端端面模数(mm) m = 1.5 * O) G5 G. y" `0 j
工作齿宽(mm) b = 11 ! ~" V, G4 g4 V) M
使用系数 KA=1.50
2 l) q. u+ W- |) u1 e轴承系数 KHβbe=1.10
+ z6 c4 J3 m5 D O. V z- Y润滑油粘度(mm2/s) ν40= 67
( [7 G7 D; W o& u9 V$ Y, p7 V设计寿命: 5000 小时
6 a- A- q, |* ~% b N& F类型: 动载直齿锥齿轮和零度锥齿轮
7 \/ i1 d0 q: ]5 b* T" e类型为非鼓形直齿锥齿轮; D" m; c+ W: U. M; d4 B, Z- D
齿面点蚀: 允许少量点蚀
. l: i! g; V1 i* O: B第Ⅱ组公差等级: 8
9 G. K r" K' Z1 T3 s轴交角(°) Σ= 90 ' D* { M: ]9 _0 u3 ]
齿形角(°) α= 20 ; w$ r; }" Y8 S9 b
齿宽中点螺旋角(°) βm= 5.5 " C- T+ J z! |- m8 L
最小接触强度安全系数 SHmin= 1
2 E1 L) i6 X! u+ Y' f* C6 B最小弯曲强度安全系数 SFmin= 1.25
% ^4 a9 ^, c( ~2 {: | 小齿轮 大齿轮$ s# W1 z& H) T* X/ U, J9 b
齿数 Z = 15 30 * s6 e- T6 Z4 z4 q m& Z
高变位系数 x1 =0.2000 x2=-0.2000
8 a8 P; b% K {" [9 \1 x切向变位系数 xt1 =0.1000 xt2=-0.10004 I" y2 ~* b; v% O+ c0 [- e
齿轮材料: 渗碳淬火的渗碳钢 渗碳淬火的渗碳钢. E$ s7 g' v4 ]; o+ E$ s5 `
齿面粗糙度(μm) Ra = 1.6 1.6 / L" M5 y1 i) X- q$ o. z0 T) y
接触强度极限(MPa) σHlim= 1500 1500
' i3 \, z: t8 {4 j) Y# v/ u弯曲强度极限(MPa) σFlim= 400 400
. |) W/ [- `) N: S* g8 ~/ s8 l----------------------几何及精度参数-------------------------------* I v: L; U) Q0 r" ^% |/ B
小齿轮 大齿轮$ D$ d' E1 ^ ~
当量圆柱齿轮分度圆直径(mm) dv =19.656 78.623
! { i5 k& `* G5 A# A$ q. F1 U当量圆柱齿轮顶圆直径(mm) dva =22.456 80.490
& S7 R( f' l1 A" U' }9 R当量圆柱齿轮基圆直径(mm) db =18.460 73.841
; Z$ s8 T* V3 T7 V9 {齿宽中点分度圆直径(mm) dm =17.581 35.161- x/ I1 z- w! O S* M
参考点分度锥距(mm) Rm =19.656
9 Y1 o: k" Q3 G* ^大轮齿距极限偏差(μm) fpt =20; f; H2 m7 Y7 M2 i! [
当量中心距(mm) av =49.139
* [- ~4 O/ S. }1 n3 s* D当量端面齿形角(°) αvt=20.085+ X) E3 m. K# U! a
有效工作齿宽(mm) be =9.350
: b8 v) j e- G: z当量端面重合度 εvα=1.600' W* H$ [/ x) |, G" t
当量纵向重合度 εvβ=0.288
5 g+ h1 I4 f3 ] u当量总重合度 εvγ=1.626 t& k6 d1 {. q8 G% _
齿宽中点分度圆上的名义切向力(N) Fmt=2172.616- c0 y% x! ~$ L8 U, Z# F0 r6 s
齿数比 u=2.000/ K7 I3 m/ H, ~% X* z' z4 P
当量圆柱齿轮齿数比 uv=4.000
( A6 @8 D/ J& L; \1 r, I0 }) I当量啮合线长度(mm) gva=5.533
/ Q4 H; M8 E1 ~- T0 x! X! G无量纲的基准速度 N=0.001
7 n K4 v# o; U共振转速(r/min) nE1 =96841.12
% E/ @9 J" T; Z4 r' i6 Q两齿轮诱导质量(kg/mm) mredx=0.001% t" p! m2 J6 q
中点圆周速度(m/s) vmt=0.092
5 w3 e5 ^8 q8 I0 J& @# |跑合量(μm) yα=1.500
' ~; I+ U- R3 h m$ A cv1=0.320
3 o; F: n0 _$ g. ~4 P6 Q cv2=0.340
8 N( ]# Y5 s; ^& X* U cv3=0.230- j+ _9 B+ @, x S
cv4=0.900! n0 k. K& C% R* U2 s
cv5=0.470
0 n. o$ d# M4 F4 Q- t& [7 ^% ? cv6=0.470
( R+ H2 _& J( |7 h/ X cv7=0.7602 G. g- z; x6 _
名义转矩(Nm) T1=19.0983 [# f8 W9 g+ R( L- G
齿宽中点法向模数(mm) mnm=1.167) R% u# b1 x7 K; \
当量圆柱齿轮的齿数 zvn=67.943& U' J: l) Z& W* J! x
βvb=0.090
* M1 b4 r- M! V- z------------------------接触强度系数-------------------------------
+ D! e, v1 O% Q6 V v动载系数 Kv =1.001. d) @" |1 U, y
轮齿中点接触线长度(mm) lbm =10.7024 l% c5 i" Z5 c* a' \$ E
齿向载荷分布系数 KHβ=1.8986 V; t. T& s2 y# ~: @0 H
齿间载荷分配系数 KHα=1.000
. U( }- f, ?0 z4 S2 B! w* g节点区域系数 ZH =2.485# Z- U# h" l/ l \: X
弹性系数 ZE =189.812# g1 H' W0 R6 h4 D# |6 o" I
螺旋角系数 Zβ =0.998
- v6 |- e- W; {/ u锥齿轮系数 ZK =0.800. [$ b+ n. v% O; [- d% K A
润滑剂系数 ZL =0.9454 |5 c. |. M+ }( H y2 j
速度系数 ZV =0.938! i% G# ~6 t. M7 j+ |
粗糙度系数 ZR =0.880
( N2 D! x. i0 F& E尺寸系数 ZX =1.000
z: L- k! `! s/ Y- G+ ~中点区域系数 ZM =1.029
6 u1 B, H8 m# {: N+ ]) V工作硬化系数 ZW =1.0000 M2 ^) u2 k; ^9 u2 C% W6 N
载荷分配系数 ZLS =1.000
; S1 d. b1 j4 ^& ]' S 小齿轮 大齿轮
1 L0 T" f" ]! D/ Y- H寿命系数 ZNT =1.221 1.270
) q( U6 w7 E5 M: r------------------------弯曲强度系数-------------------------------
1 F; X3 ^) r0 X9 g: b, N齿向载荷分布系数 KFβ=1.898* O2 W# a1 V- ?* F
齿间载荷分配系数 KFα=1.000
# t2 Q" x. i5 m重合度系数 Yε =0.692/ z$ P" q- R' d: M/ L
螺旋角系数 Yβ =0.987, d) j9 t" f. Q$ W7 I
锥齿轮系数 YK =1.000
, u. p0 n1 L$ A0 A试验齿轮的应力修正系数 YST =2.000
6 ?8 k. {+ T& t载荷分配系数 YLS =1.000
8 z/ O1 |$ ]1 _' K8 o+ w 小齿轮 大齿轮
0 X' K/ p4 [$ b& K( A尺寸系数 YX =1.000 1.000
/ `! @# e* }' P齿形系数 YFa =2.435 2.640
) E; [( t9 M d! s S4 ~应力修正系数 YSa =1.742 1.7194 F# W) P, \( _; s
相对齿根圆角敏感系数 YδrelT=0.999 0.998* I' h( O( z# K2 @8 @" N
相对齿根表面状况系数 YRrelT=1.004 1.004* t. G4 s |1 |3 B
弯曲疲劳寿命系数 YNT =0.955 0.968! P/ ]. _5 F& b7 Y, |* V& e* C, @
--------------------接触疲劳强度计算结果------------------------------. |, e5 a, a0 @& e9 K
接触强度极限(MPa) σHlim=1500.000 1500.000
+ }6 v0 K) H+ U8 Z计算齿轮接触极限应力(MPa) σHP=1428.379 1485.943
4 p# ~. a0 c& w. Z/ c6 _/ M7 e计算接触应力(MPa) σH=2348.565 2348.565' R) F6 L- k6 i2 i8 A, @
接触安全系数 Sh =0.608 0.633
5 {- W& Z1 ?9 r& k( ` 小轮接触强度不够! 大轮接触强度不够! 2 P9 g: f' k9 t+ B9 w$ K. I
--------------------弯曲疲劳强度计算结果------------------------------/ [ s& N& l+ _4 L; ~- N+ B7 e6 V( B
弯曲强度极限(MPa) σFlim=400.000 400.000
2 i5 d9 M- K1 }: S计算齿轮弯曲极限应力(MPa) σFP=766.670 776.497
9 q' ?' Q( {$ g$ U! _% ]$ M; v计算弯曲应力(MPa) σF=1415.435 1514.435
_: u- D7 a9 H; M1 X弯曲安全系数 Sf =0.542 0.513) P( L) s$ P7 t) O5 Z
小轮弯曲强度不够! 大轮弯曲强度不够!8 q1 r. [$ q+ W" V% w
----------------------------------------------------------------- Z; S: {# H$ @1 [# v3 D6 j
最 小 安 全 系 数 参 考 值+ A3 Q% d, }3 [7 F/ i# t5 ?
┏━━━━━━━━┯━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━┓ R. `& h1 u3 K* L6 \3 h8 h
┃ │ 最小安全系数 ┃
# E, v& S4 o0 z0 H G6 G6 s┃ 使用要求 ├─────────┬───────────┨2 P+ t6 S" \+ q
┃ │ SFmin │ SHmin ┃% d+ h1 F5 ]/ j2 e; |) Q# }4 v
┠────────┼─────────┼───────────┨1 n+ N5 Z( k* P* h6 _1 e
┃ 高可靠度 │ 2.00 │ 1.50~1.60 ┃# x; b0 g/ R$ k. `, L0 [+ E
┠────────┼─────────┼───────────┨; |3 u0 p. ]* s% j* X1 I% T) ^
┃ 较高可靠度 │ 1.60 │ 1.25~1.30 ┃
8 R1 r, d; |- Q! V- E┠────────┼─────────┼───────────┨
, {8 K* m6 J# T6 U: T- M8 i, B┃ 一般可靠度 │ 1.25 │ 1.00~1.10 ┃3 s' r! z; K% W B8 c# a6 ~6 ~
┠────────┼─────────┼───────────┨
; v+ l# I: s, ^- N' c┃ 低可靠度 │ 1.00 │ 0.85 ┃7 @" U. }5 T5 q: J b$ |
┗━━━━━━━━┷━━━━━━━━━┷━━━━━━━━━━━┛5 C/ A i1 l& ^, Y+ _( x
注
, w* f e- h+ X0 g B: [' _5 P1 在经过使用验证或对材料强度、载荷工况及制造精度拥有较准确的数' ~/ F' U# y. G2 r: s: J6 n g
据时,可取表中SFmin下限值。
( ~/ n) r/ \7 g2 ~, M" \2 P2 一般齿轮传动不推荐采用低可靠度的安全系数值。( W# p5 Y! B! C1 [4 F! J
3 采用低可靠度的接触安全系数时,可能在点蚀前出现齿面塑性变形。
; \5 m4 w+ p! j# `6 ]---------------------------------------------------------------- s Z6 n3 L' G- ?
" ~ T, `! M; _: ]
----------------锥齿轮强度校核GB/T 10062.2.3-2003--------------# y$ @1 q5 N" M6 e
------------------------输入参数-------------------------------
0 |0 Z4 L& C g% n& d. n8 _& ~功率(千瓦) P = .2 # L$ r' i t, J- z
小齿轮转速(转/分) n1 = 100
9 @- ?( W; m) n' v3 G: t大端端面模数(mm) m = 1.5 {1 f: T$ Z) a B! Q! Q& z* u
工作齿宽(mm) b = 11 ' U9 O7 ^$ ~8 @: J7 y0 S; |, }
使用系数 KA=1.50- G# e$ x" j1 C6 D; d# U
轴承系数 KHβbe=1.10* B5 G4 \' I2 T- l
润滑油粘度(mm2/s) ν40= 67 4 M- `8 K- c+ S8 a
设计寿命: 5000 小时& b6 R/ Z$ F: `/ n% a0 F
类型: 动载直齿锥齿轮和零度锥齿轮
- F9 N% T9 Y. o% N7 N6 N* j1 D类型为非鼓形直齿锥齿轮1 X0 \ n5 D' n2 n- _( [( P
齿面点蚀: 允许少量点蚀
6 P; |( z" r) g: |. u0 p0 }9 [) P第Ⅱ组公差等级: 5 7 E% z0 s. Z( F! k3 u$ Q
轴交角(°) Σ= 90 " P7 @1 v/ `: |, t/ {$ ^$ @! L1 B
齿形角(°) α= 20 7 |* v% [9 p1 h$ w! {/ r% B; h& z- f# t
齿宽中点螺旋角(°) βm= 5.5 9 j! o7 f1 P& ~+ c1 j, }
最小接触强度安全系数 SHmin= 1
& v/ i- i7 h* L最小弯曲强度安全系数 SFmin= 1.25
- p$ I) f0 d8 Z6 Q8 s# K9 @ 小齿轮 大齿轮9 d3 _2 ?5 n+ h% w6 T1 w% m7 {- T2 }
齿数 Z = 15 30
" L: d: R U4 T! y. m高变位系数 x1 =0.2000 x2=-0.20007 c/ k6 {% r ^1 k4 [
切向变位系数 xt1 =0.1000 xt2=-0.10009 y5 K/ t9 z8 u b3 ?7 @5 s
齿轮材料: 渗碳淬火的渗碳钢 渗碳淬火的渗碳钢
# @# Q( J3 Z* q. u, D/ b' Y齿面粗糙度(μm) Ra = 1.6 1.6 ; k- n+ V1 P5 q* w5 m, A7 v
接触强度极限(MPa) σHlim= 1500 1500 - \" j+ ~6 [& _* l: N
弯曲强度极限(MPa) σFlim= 400 400
" ~2 ?3 V _ o' l; i( y----------------------几何及精度参数-------------------------------1 Y/ ?. e; x: G9 Y) L w
小齿轮 大齿轮
7 t& B& ~" `- o. o当量圆柱齿轮分度圆直径(mm) dv =19.656 78.623& G1 U3 \4 w& n: L0 v" i3 }
当量圆柱齿轮顶圆直径(mm) dva =22.456 80.490
7 E c( G* u+ d3 [( ]/ K! r当量圆柱齿轮基圆直径(mm) db =18.460 73.841" @; q- j' T+ b1 U/ q$ j; u
齿宽中点分度圆直径(mm) dm =17.581 35.161* S. |3 e. G9 T, m& e
参考点分度锥距(mm) Rm =19.656% Y% H) `8 y9 Q# Z: j( G x! A; A
大轮齿距极限偏差(μm) fpt =6
0 L. @/ Y I/ S* L& y& L. \+ ]当量中心距(mm) av =49.139
7 D8 `' z2 G+ C2 b当量端面齿形角(°) αvt=20.085
1 |! }9 J! Y& l$ ^0 Z" A& @有效工作齿宽(mm) be =9.350- H+ b) U' w2 v# b6 P* w3 L) m
当量端面重合度 εvα=1.600
0 \8 v) ~: I- F& d9 {$ w当量纵向重合度 εvβ=0.288" ^* R1 r: r& g& b, J+ x0 c3 b
当量总重合度 εvγ=1.626' p2 L0 e3 {9 V; @$ x( I
齿宽中点分度圆上的名义切向力(N) Fmt=2172.616
- K: Y" a% [, B7 j+ L齿数比 u=2.000& w8 I# T: a& A! }4 ^( z9 I' r$ r
当量圆柱齿轮齿数比 uv=4.000
4 @6 K; Z0 |- q当量啮合线长度(mm) gva=5.533
p; e* x9 s7 Q& d2 c无量纲的基准速度 N=0.001
: C! a$ n5 ?( h5 h# |共振转速(r/min) nE1 =96841.12- u) _" o. ^1 E
两齿轮诱导质量(kg/mm) mredx=0.001; D: \7 f1 w9 L* ]! `5 E
中点圆周速度(m/s) vmt=0.092
( w, E* `. K8 D# `" f7 H I跑合量(μm) yα=0.450
9 {4 M& k4 ?0 [8 F cv1=0.320
: M# s# q' Z- t) n1 h; G; u cv2=0.340
: C5 X# ~) h1 ~4 h0 e0 l* {8 K cv3=0.230
5 l9 Z% ~% o5 G$ ^/ n cv4=0.900; M# r0 L. s; G; d. X) ?
cv5=0.470 h1 d- ^1 n% l" w& c' j `
cv6=0.470
$ v8 ^, @! h& `: x, Y& R1 _ cv7=0.760- {7 z' ^$ m7 D. _4 k
名义转矩(Nm) T1=19.0982 F' w4 T& b$ r- g4 T8 h) l! J6 ~5 q
齿宽中点法向模数(mm) mnm=1.1676 V9 n' z; l! I; ?6 ~
当量圆柱齿轮的齿数 zvn=67.943
3 Z: y3 V0 `9 n! s βvb=0.090
* V# A$ r/ X: O+ [1 c4 b# h( G------------------------接触强度系数-------------------------------0 z2 n. f: f9 o! L+ Z$ \0 D+ g
动载系数 Kv =1.000
5 r1 n# R) S( V: M* {: G( R轮齿中点接触线长度(mm) lbm =10.702$ @& X1 |% D5 C& Z& M$ _4 r
齿向载荷分布系数 KHβ=1.898! B7 `$ r* f9 H
齿间载荷分配系数 KHα=1.000 D1 E+ _5 {) W7 a* [
节点区域系数 ZH =2.485
" j( F3 O/ `! o弹性系数 ZE =189.812
5 R8 \$ S+ V, t l% q2 C6 E* V7 g螺旋角系数 Zβ =0.9989 W7 T6 P4 ^3 b4 S
锥齿轮系数 ZK =0.800 Y$ O/ _0 X( y% V, e5 }
润滑剂系数 ZL =0.945
8 c/ A; ^% P- q7 P7 j. l4 q速度系数 ZV =0.9388 H* l, F5 i9 L% x+ Y( _3 |' y& k
粗糙度系数 ZR =0.880
" [/ T, p& `( q0 T2 ~+ x+ A尺寸系数 ZX =1.000
- C' O& i5 ?1 o9 G中点区域系数 ZM =1.0290 N x1 f0 ?" n" `' X) t! h
工作硬化系数 ZW =1.000& i8 N" ^$ K' {+ ]' G* C
载荷分配系数 ZLS =1.000
X, x% |$ L" I8 }) J3 d' c 小齿轮 大齿轮
$ J( h+ G! b# ?: H3 [2 w寿命系数 ZNT =1.221 1.270
1 M7 s& A- b8 G8 v: R' n# s------------------------弯曲强度系数-------------------------------* M. a9 W1 V3 W" g0 a; E% o
齿向载荷分布系数 KFβ=1.8980 O, E; z- O) `: m. m! m- d# C9 c1 {
齿间载荷分配系数 KFα=1.000
( Z# c; H' ~2 l% p& A" o重合度系数 Yε =0.692 n) H3 B: T" b0 n
螺旋角系数 Yβ =0.9879 K8 H5 l2 R/ `
锥齿轮系数 YK =1.0006 ?& B w' u( z% _6 l4 f# P
试验齿轮的应力修正系数 YST =2.000
3 ^' A: N; K6 f载荷分配系数 YLS =1.000! B! h8 C7 F5 `% e- Y+ R
小齿轮 大齿轮2 }- k/ f4 I0 ?8 _2 e+ M
尺寸系数 YX =1.000 1.000" A5 O+ {3 n6 W- J# K
齿形系数 YFa =2.435 2.640
9 _; g5 b% j8 n8 ~, X应力修正系数 YSa =1.742 1.7196 H0 S7 u$ R' z$ p
相对齿根圆角敏感系数 YδrelT=0.999 0.998
8 I/ Q' D" f6 V; T$ m相对齿根表面状况系数 YRrelT=1.004 1.004" y6 U( K" m+ }) ?. ~( l
弯曲疲劳寿命系数 YNT =0.955 0.968
7 |! d- Q& i n8 {& c--------------------接触疲劳强度计算结果------------------------------9 J. J, s, p2 D1 z( u3 n
接触强度极限(MPa) σHlim=1500.000 1500.000
, q N9 l; i/ X) y7 |0 o/ \计算齿轮接触极限应力(MPa) σHP=1428.379 1485.943
# D4 Q% j7 D. F8 |1 t3 D计算接触应力(MPa) σH=2348.076 2348.076
1 f. F/ z' w- ~接触安全系数 Sh =0.608 0.633! z$ l9 T/ _& v' a& Q
小轮接触强度不够! 大轮接触强度不够!
' Z) K8 q# w7 N- B( R4 [: x--------------------弯曲疲劳强度计算结果------------------------------2 F- k* w, p2 v' [
弯曲强度极限(MPa) σFlim=400.000 400.000
( W, U( d/ j" t! e6 [$ @6 e. y计算齿轮弯曲极限应力(MPa) σFP=766.670 776.497
0 b: n, X9 u% N% a! ?1 Q* J计算弯曲应力(MPa) σF=1414.845 1513.804
' Q! G: M3 X5 @ b7 d- Q y. U0 N弯曲安全系数 Sf =0.542 0.513
" D' |1 J2 y+ q3 A, P4 q 小轮弯曲强度不够! 大轮弯曲强度不够!
/ A; r8 U9 M/ D2 q3 g----------------------------------------------------------------
3 f* P0 b& ^! B' b4 p4 R 最 小 安 全 系 数 参 考 值
3 |( a# u* t" ^1 Z) H. P- Y┏━━━━━━━━┯━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━┓6 T. a+ u) T5 i8 ~
┃ │ 最小安全系数 ┃
- ~! s- c; Q+ P( G┃ 使用要求 ├─────────┬───────────┨& n9 K2 g3 _ W/ S$ P- I& u( ]
┃ │ SFmin │ SHmin ┃4 g2 Y* |( I+ M# q* \! R) S
┠────────┼─────────┼───────────┨# i* H) o' X$ Z; u l" K, h
┃ 高可靠度 │ 2.00 │ 1.50~1.60 ┃, w- h$ P0 @ x! _5 E+ X
┠────────┼─────────┼───────────┨7 m3 Z7 O [, _* J
┃ 较高可靠度 │ 1.60 │ 1.25~1.30 ┃! T3 |0 e8 v7 b# E+ \% O
┠────────┼─────────┼───────────┨3 { B, v! q+ T" k2 r5 T) y
┃ 一般可靠度 │ 1.25 │ 1.00~1.10 ┃
9 b' \$ |2 m: q4 P┠────────┼─────────┼───────────┨
; r: t# k* z& w) `┃ 低可靠度 │ 1.00 │ 0.85 ┃
, b- A5 V8 g { C) U' r. O┗━━━━━━━━┷━━━━━━━━━┷━━━━━━━━━━━┛) r$ Q# I. a) ]- m' x; K
注
2 k" F* d: l* H. w" M. D, A" Z$ O1 在经过使用验证或对材料强度、载荷工况及制造精度拥有较准确的数
. W" e- t% E; n8 s; n据时,可取表中SFmin下限值。
8 l! J$ q/ `. w" [, N% F' O2 一般齿轮传动不推荐采用低可靠度的安全系数值。
! I& ^( u# H" e2 u }3 采用低可靠度的接触安全系数时,可能在点蚀前出现齿面塑性变形。* \2 B5 w8 }/ s3 p; {
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