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齒輪的基本參數(shù):
齒輪的組成結(jié)構(gòu)一般有輪齒、齒槽、端面、法面、齒頂圓、齒根圓、基圓和分度圓。
(1)齒數(shù):一個(gè)齒輪的輪齒總數(shù)叫齒數(shù),用Z表示。小齒輪的齒數(shù)可取為z1=20~40。開式(半開式)齒輪傳動,由于輪齒主要為磨損失效,為使齒輪不致過小,故小齒輪不亦選用過多的齒數(shù),一般可取z1=17~20。
(2)模數(shù) 由于齒輪的分度圓直徑 d 可由其周長 zp 確定,即d=zp/π。為便于設(shè)計(jì)、計(jì)算、制造和檢驗(yàn),令p/π=m ,m 稱為齒輪的模數(shù),并已標(biāo)準(zhǔn)化。它是決定齒輪大小的主要參數(shù)。分度圓直徑d=mZ,所以m=d/z。
(3)壓力角α 即分度圓壓力角,并規(guī)定其標(biāo)準(zhǔn)值為α=20°。它是決定齒輪齒廓形狀的主要參數(shù)。
分度圓直徑 d=mZ/cosβ
壓力角 rb=rcosα=1/2mzcosα
在兩齒輪節(jié)圓相切點(diǎn)P處,兩齒廓曲線的公法線(即齒廓的受力方向)與兩節(jié)圓的公切線(即P點(diǎn)處的瞬時(shí)運(yùn)動方向)所夾的銳角稱為壓力角,也稱嚙合角。對單個(gè)齒輪即為齒形角。標(biāo)準(zhǔn)齒輪的壓力角一般為20”。在某些場合也有采用α=14.5° 、15° 、22.50°及25°等情況。
(4)齒頂高系數(shù)和頂隙系數(shù):h*a 、C*
兩齒輪嚙合時(shí),總是一個(gè)齒輪的齒頂進(jìn)入另一個(gè)齒輪的齒根,為了防止熱膨脹頂死和具有儲成潤滑油的空間,要求齒根高大于齒頂高。為次引入了齒頂高系數(shù)和頂隙系數(shù)。
正常齒:h*a=1; C*=0.25 短齒:h*a=0.8; C*=0.3
一對相互嚙合的齒輪,模數(shù)、壓力角必須相等。標(biāo)準(zhǔn)齒輪的壓力角(對單個(gè)齒輪而言即為齒形角)為20°
齒輪參數(shù)計(jì)算公式大全:
1. 內(nèi)齒模數(shù)齒輪
2. 直齒模數(shù)齒輪
3. 斜齒模數(shù)齒輪
4. 傘齒模數(shù)齒輪
5. 變位模數(shù)齒輪
6. 直齒徑節(jié)齒輪
7. 斜齒徑節(jié)齒輪
8. 齒條
文案大全
例題:已知小齒輪傳遞的額定功率P=95 KW,小斜齒輪轉(zhuǎn)速n1=730 r/min,傳動比i=3.11,單向運(yùn)轉(zhuǎn),滿載工作時(shí)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=760MpaσFE1=640Mpa, σFE2=600Mpa注:對于合金鋼的計(jì)算公式為:σ
2.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:
1)小齒輪傳遞扭矩T1:T1=9550×Pn1=9549×95730=1243N.m2)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=3.115)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≥476
=292.67mm
取圓整為標(biāo)準(zhǔn)中心距a=300mm
7)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=4mm
8)初選螺旋角β=9°,cosβ=cos9°=0.988
9)確定齒數(shù):z
Z2=Z1i=36.03×3.11=112.15 Z1=36,Z2=112 實(shí)際傳動比i實(shí)=Z2/Z1=112/36=3.11110)求螺旋角β:cosβ=mnZ1+Z22a=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8-7-7 (GB10095-2002)
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+K1
=1.23
4)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(shí)候檢驗(yàn)調(diào)整:KHβ=1.15+0.18×bd12+0.31×10
6)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=189.8MPa8)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.=37.5 ZV2=Z2COS3β=1120.=116.6當(dāng)量齒輪的端面重合度av: av=a=1 * ROMAN I+a=2 * ROMAN II ,查圖16.2-10,分別得到a=1 * ROMAN I=0.83,a=2 * ROMAN II=0.91,av: av=a=1 * ROMAN I+a
按 φm=bm=按av=1.74,β=1.55,β=9°22`, 查圖16.2-16, 得Zβ=0.76 9)將以上數(shù)據(jù)代入公式計(jì)算接觸應(yīng)力σH=2.47×189.8×0.76145.946×3.11+13.11 × 1.5×1.23×1.27×1.1=649MPa10)計(jì)算安全系數(shù)SH根據(jù)表16.2-34,SH=σHlimZHTZLVRZWZ
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)SHSH1=σHlim1ZNT1ZLVRσH
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16.2-34σF=Ftb
KHβ=1.15+0.18×bd12+0.31×10-3×b=1.15+0.18×.9462+0.31×
復(fù)合齒形系數(shù)YFS,
1、例題:已知小齒輪傳遞的額定功率P=95 KW,小斜齒輪轉(zhuǎn)速n1=730 r/min,傳動比i=3.11,單向運(yùn)轉(zhuǎn),滿載工作時(shí)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HBS(取中間值為330HBS)大斜齒輪:35SiMn, 調(diào)質(zhì)處理, 表面硬度HBS(取中間值為290HBS) 注:合金鋼可提高HBS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Hlim及基本值FE:Hlim1=800Mpa, Hlim2=760MpaFE1。
2、=640Mpa, FE2=600Mpa注:對于合金鋼的計(jì)算公式為:Hlim1=1.5HBS+330=1.5330+330=825MpaHlim2=1.5HBS+330=1.5290+330=760Mpa2.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:a476(u+1)3KT1aHP2u1)小齒輪傳遞扭矩T1:T1=9550Pn1==1243N.m2)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=1.63)查表16.2-01齒寬系數(shù):取=0.4 4)齒數(shù)比u=Z2/Z1=3.115)許用接觸應(yīng)力HP: HP=HlimSHmin查表16.2-46。
3、,取最小安全系數(shù)sHmin=1.1,按大齒輪計(jì)算HP2=Hlim2SHmin2=7601.1MPa=691MPa6)將以上數(shù)據(jù)代入計(jì)算中心距公式:a4763.11+131...11=292.67mm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=(0.0070.02)=(0.0070.02)x300mm=2.16mm取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)mn=4mm8)初選螺旋角=9,cos=cos9=0.9889)確定齒數(shù):z1=2acosmn(u+1)=23000.9884(3.11+1)=36.06Z2=Z1i=36.033.11=112.15 Z1=36,Z2=112 。
4、實(shí)際傳動比i實(shí)=Z2/Z1=112/36=3.11110)求螺旋角:cos=mnZ1+Z22a=436+=0.98667,所以=92211)計(jì)算分度圓直徑:d1=mnZ1cos=4360.98667=145.946mmd2=mnZ2cos=41120.98667=454.053mm12)確定齒寬:b=a=0.4300=120mm13)計(jì)算齒輪圓周速度:V=d1n=145.=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8-7-7 (GB10095-2002)3.校核齒面接觸疲勞強(qiáng)度根據(jù)H=ZHZEZF1bd1u+1u。
5、KAKVKHKHa1)分度圓上的圓周F1:F1=2T1d1=.946=17034N2)使用系數(shù)KA:查表16.2-36,KA=1.53)動載荷系數(shù)KV:KV=1+K1KAF1b+K2Z1V100u21+u2查表16.2-39得K1=23.9,K2=0.0087代入上式得KV=1+23.91.+0...1121+3.112=1.23 4)接觸強(qiáng)度計(jì)算的齒向載荷分布系數(shù)KH,根據(jù)表16.2-40,裝配時(shí)候檢驗(yàn)調(diào)整:KH=1.15+0.18bd12+0.3110-3b=1.15+0..9462+0.3110-3120=。
6、1.2695)齒間載荷分配系數(shù)KH:查表16.2-42,得:KAFtb=1.=213 N/mm2,KH=1.16)節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)ZH,查圖16.2-15,ZH=2.477)彈性系數(shù)ZE,查表16.2-43,ZE=189.8MPa8)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=Z1COS3=360.=37.5ZV2=Z2COS3=1120.=116.6當(dāng)量齒輪的端面重合度av: av=aI+aII ,查圖16.2-10,分別得到aI=0.83,aII=0.91,av: av=aI+aII=0.83+0.91=1.74按 m=bm=1204=30。
7、,=922, 查圖16.2-11, 得=1.55按av=1.74,=1.55,=922, 查圖16.2-16, 得Z=0.769)將以上數(shù)據(jù)代入公式計(jì)算接觸應(yīng)力H=2.47189.80..9463.11+13.11 1.51.231.271.1=649MPa10)計(jì)算安全系數(shù)SH根據(jù)表16.2-34,SH=HlimZHTZLVRZWZXH壽命系數(shù)ZNT:按式16.2-10N1=60n1Kh==1.N2=N1i=1..11=4.93108對調(diào)質(zhì)鋼(允許有一點(diǎn)的點(diǎn)蝕),查圖16.2-18,ZNT1=0.98,ZNT2。
8、=1.04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)SHSH1=Hlim1ZNT1ZLVRHZwZX=8000.980.=1.13SH2=Hlim2ZNT2ZLVRHZwZX=7601.040.=1.16根據(jù)表16.2-46,一般可靠度SHmin=11.1,SHSHmin,故安全。 4.校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度:根據(jù)表16.2-34F=Ft。
9、bmnKAkvkFKFaYFSY彎曲強(qiáng)度計(jì)算的齒向載荷分布系數(shù)KF:根據(jù)表(16.2-40)KH=1.15+0.18bd12+0.3110-3b=1.15+0..9462+0.3110-3120=1.269取KF=KH=1.27彎曲強(qiáng)度計(jì)算的齒間載荷分配系數(shù)KFa:查表16.2-42,KFa=KHa=1.1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)Y, 按av=1.74,=922, 查圖16.2-25,得Y=0.63 將以上數(shù)據(jù)代入公式計(jì)算彎曲應(yīng)力F1=.51.231.271.14.03。
10、0.63=232 MPaF2=.51.231.271.13.960.63=228 MPa計(jì)算安全系數(shù)SF,根據(jù)SF=FEYNTYrltYXF壽命系數(shù)YNT:對調(diào)質(zhì)鋼,查圖16.2-27,YNT1=0.89,YNT2=0.9相對齒根圓角敏感系數(shù)查表16.2-48 得 Yrelt1=Yrelt2=1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:查圖16.2-28,Yx1=Yx2=1將各參數(shù)代入公式計(jì)算安全系數(shù)SFSF1=FE1YNT1Yrlt1YX1F1=6400..45=2.46SF2=FE2YNT2Yrlt2YX1F2=6000.=2.37根據(jù)表16.2-46,高可靠度SFin=2,SHSFmin,故安全。26)斜齒輪主要幾何參數(shù)mn=4mm,=922,Z1=36,Z2=112d1=mnZ1COS=4360.98667=145.946 mmd2=mnZ2COS=41120.98667=454.053 mm斜齒輪厚度:b=aa=0.4300=120mm。
1. 內(nèi)齒模數(shù)齒輪
2. 直齒模數(shù)齒輪
3. 斜齒模數(shù)齒輪
4. 傘齒模數(shù)齒輪
5. 變位模數(shù)齒輪
6. 直齒徑節(jié)齒輪
7. 斜齒徑節(jié)齒輪
8. 齒條
節(jié)圓柱上的螺旋角:
基圓柱上的螺旋角:
齒厚中心車角:
銷子直徑:
中心距離增加系數(shù):
標(biāo)準(zhǔn)正齒輪的計(jì)算(小齒輪①,大齒輪②)
1.齒輪齒 標(biāo)準(zhǔn)
2.工齒齒形 直齒
3.模數(shù) m
4.壓力角
5.齒數(shù)
6.有效齒深
7.全齒深
8.齒頂隙
9.基礎(chǔ)節(jié)圓直徑
10.外徑
11.齒底直徑
12.基礎(chǔ)圓直徑
13.周節(jié)
14.法線節(jié)距
15.圓弧齒厚
16.弦齒厚
17.齒輪油標(biāo)尺齒高
18.跨齒數(shù)
19.跨齒厚
20.銷子直徑
21.圓柱測量尺寸 (偶數(shù)齒)
(奇數(shù)齒)
其中,
22.齒隙
標(biāo)準(zhǔn)螺旋齒的計(jì)算公式(齒直角方式)(小齒輪①,大齒輪②)
1.齒輪齒形 標(biāo)準(zhǔn)
2.齒形基準(zhǔn)斷面 齒直角
3.工具齒形 螺旋齒
4.模數(shù)
5.壓力角
6.齒數(shù)
7.螺旋角方向 (左或右)
8.有效齒深
9.全齒深
10.正面壓力角
11.中心距離
12.基準(zhǔn)節(jié)圓直徑
13.外徑
14.齒底圓直徑
15.基圓直徑
16.基圓上的螺旋角
17.導(dǎo)程
18.周節(jié)(齒直角)
19.法線節(jié)距(齒直角)
20.圓弧齒厚(齒直角)
21.相當(dāng)正齒輪齒數(shù)
22.弦齒厚
23.齒輪游標(biāo)尺齒深
24.跨齒數(shù)
25.跨齒厚
26.梢子直徑
其中,
27.圓柱測量尺寸 (偶數(shù)齒)
?。ㄆ鏀?shù)齒)
28.齒隙
移位正齒輪計(jì)算公式(小齒輪①,大齒輪②)
1.齒輪齒形 轉(zhuǎn)位
2.工具齒形 直齒
3.模數(shù)
4.壓力角
5.齒數(shù)
6.有效齒深
7.全齒深 或
8.齒隙
9.轉(zhuǎn)位系數(shù)
10.中心距離
11.基準(zhǔn)節(jié)圓直徑
12.嚙合壓力角
13.嚙合節(jié)圓直徑
14.外徑
15.齒頂圓直徑
16.基圓直徑
17.周節(jié)
18.法線節(jié)距
19.圓弧齒厚
20.弦齒厚
21.齒輪游標(biāo)尺齒高
22.跨齒數(shù)
23.跨齒厚
24.梢子直徑
25.圓柱測量尺寸 (偶數(shù)齒)
(奇數(shù)齒)
移位螺旋齒的計(jì)算公式(齒直角方式)(小齒輪①,大齒輪②)
1.齒輪齒形 移位
2.齒形基準(zhǔn)斷面 齒直角
3.工具齒形 螺旋齒
4.模數(shù)(齒直角)
5.壓力角(齒直角)
6.齒數(shù)
7.螺旋方向
8.有效齒深
9.全齒深
10.移位系數(shù)
11.中心距離
12.正面模數(shù)
13.正面壓力角
14.相當(dāng)正齒輪齒數(shù)
15.齒直角嚙齒壓力角
16.基準(zhǔn)節(jié)圓直徑
17.外徑
18.嚙齒節(jié)圓直徑
19.基圓直徑
20.基礎(chǔ)圓柱上的螺旋角
21.圓弧齒厚
22.弦齒厚
23.齒輪游標(biāo)尺齒高
24.跨齒數(shù)
25.跨齒厚
26.銷子直徑
27.圓柱測量尺寸 (偶數(shù)齒)
注:齒隙 f=m 1.25以下 0.025-0.075
m 1.25-2.5 0.05-0.10
蝸輪、蝸桿的計(jì)算公式:
1,傳動比=蝸輪齒數(shù)÷蝸桿頭數(shù)
2,中心距=(蝸輪節(jié)徑+蝸桿節(jié)徑)÷2
3,蝸輪吼徑=(齒數(shù)+2)×模數(shù)
4,蝸輪節(jié)徑=模數(shù)×齒數(shù)
5,蝸桿節(jié)徑=蝸桿外徑-2×模數(shù)
6,蝸桿導(dǎo)程=π×模數(shù)×頭數(shù)
7,螺旋角(導(dǎo)程角)tgB=(模數(shù)×頭數(shù))÷蝸桿節(jié)徑
-End-
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