想了解下机械设计如何设计一对斜齿轮传动

UG的天空

一、设计信息
9 p# ?0 L. X+ P- B  设计者 Name=1
, z1 Z/ Q; ^2 w/ v- X, E1 {' E  设计单位 Comp=1
  设计日期 Date=2010-11-3
4 V' T& I, p7 j4 T  设计时间 Time=16:16:56
* `6 M: t( A( C& }( k
二、设计参数
  传递功率 P=10.00000  (kW)
  传递转矩 T=132.62500  (N.m)
8 f3 N3 @4 X1 b; q6 f( B# C2 d1 M  齿轮1转速 n1=720  (r/min)
% \, g5 ^& n+ E5 T5 u  齿轮2转速 n2=200  (r/min)
  传动比 i=3.60000
  原动机载荷特性 SF=中等振动
/ {: M" `' ^/ A% m/ c8 g# K  工作机载荷特性 WF=均匀平稳
/ f% F5 @5 c; e8 ?+ S. j  预定寿命 H=10000  (小时)
$ D  Z- E! y' r5 B+ h
三、布置与结构
! D5 S7 U% V6 X6 I# ~  结构形式 ConS=闭式
2 L; E3 }6 e' |( T  齿轮1布置形式 ConS1=对称布置
  齿轮2布置形式 ConS2=对称布置
- t$ X$ C3 |0 U6 ^% L
四、材料及热处理
  齿面啮合类型 GFace=硬齿面
& w0 k( s+ W" E3 x  热处理质量级别 Q=ML
, j" }) j0 l! o4 T
  齿轮1材料及热处理 Met1=45<表面淬火>
  齿轮1硬度取值范围 HBSP1=45-50
6 m1 r2 u, r6 {- ^. B4 \  齿轮1硬度 HBS1=48
  齿轮1材料类别 MetN1=0
  齿轮1极限应力类别 MetType1=11
& O3 G3 C9 y7 e, T; v
  齿轮2材料及热处理 Met2=45<表面淬火>
9 O& A/ V1 l* o" H. ?1 E2 j! s  @  齿轮2硬度取值范围 HBSP2=45-50
3 }- e8 d7 v3 O. I8 }) y  齿轮2硬度 HBS2=48
  齿轮2材料类别 MetN2=0
  齿轮2极限应力类别 MetType2=11
9 G% g: u2 H% \( G
五、齿轮精度
  齿轮1第Ⅰ组精度 JD11=7
* n$ w4 W* Q+ r: o$ F  齿轮1第Ⅱ组精度 JD12=7
6 n( X0 V+ N  q' u4 g  齿轮1第Ⅲ组精度 JD13=7
/ v+ N% K3 ~) U0 h/ _; F  齿轮1齿厚上偏差 JDU1=F
8 x0 i1 h% W6 U/ e' b9 t  齿轮1齿厚下偏差 JDD1=L

  齿轮2第Ⅰ组精度 JD21=7
  齿轮2第Ⅱ组精度 JD22=7
  齿轮2第Ⅲ组精度 JD23=7
  齿轮2齿厚上偏差 JDU2=F
  齿轮2齿厚下偏差 JDD2=L

! V, T5 Z& e9 R4 w$ N: x六、齿轮基本参数
1 ]+ j7 d: Y- b5 v$ s- Z% `  模数(法面模数) Mn=2.75(2)
  端面模数 Mt=2.85057
  z! D" w# w) O4 W3 k+ o9 C  螺旋角 β=15.2651500  (度)
$ ?! g7 K$ `" B7 k: e5 H( _5 f  基圆柱螺旋角 βb=14.3241959  (度)

  齿轮1齿数 Z1=19
  齿轮1变位系数 X1=0.00000
( J- N! O  L' x7 H# h  齿轮1齿宽 B1=23.72500  (mm)
  齿轮1齿宽系数 Φd1=0.87719
: v2 `  {4 N+ I: @
  齿轮2齿数 Z2=68
  齿轮2变位系数 X2=0.00000
  齿轮2齿宽 B2=23.72500  (mm)
* T$ K7 V- Z0 c) z1 _4 g5 q0 E- i  齿轮2齿宽系数 Φd2=0.24510

+ Y7 s/ C8 o' }  总变位系数 Xsum=0.00000
  标准中心距 A0=124.00000  (mm)
0 }, R* X- W. }3 t  实际中心距 A=124.00000  (mm)
  齿数比 U=3.57895
) l. L, h# l6 N  端面重合度 εα=1.59190
$ g! x5 _( O. \' C5 O' V  纵向重合度 εβ=0.72302
+ m" f" H  ^* B8 s8 i  总重合度 ε=2.31492

' c" g' P$ s$ H; p  齿轮1分度圆直径 d1=54.16092  (mm)
' l8 ?8 K7 V# n- d  齿轮1齿顶圆直径 da1=59.66092  (mm)
  齿轮1齿根圆直径 df1=47.28592  (mm)
  齿轮1齿顶高 ha1=2.75000  (mm)
. K) H. [+ R( Y- T% W9 D  齿轮1齿根高 hf1=3.43750  (mm)
! F% F  A, \, B' C8 i4 T  齿轮1全齿高 h1=6.18750  (mm)
  齿轮1齿顶压力角 αat1=31.856530  (度)

" T$ h3 @$ o2 s1 F; v9 |  齿轮2分度圆直径 d2=193.83908  (mm)
  齿轮2齿顶圆直径 da2=199.33908  (mm)
% m1 v; Z$ x# V) z$ I6 a* {# T  齿轮2齿根圆直径 df2=186.96408  (mm)
  齿轮2齿顶高 ha2=2.75000  (mm)
  齿轮2齿根高 hf2=3.43750  (mm)
  齿轮2全齿高 h2=6.18750  (mm)
+ B3 V' c' i, ]/ ~" _, W  齿轮2齿顶压力角 αat2=24.520826  (度)
4 L& {6 g* y2 `! m  F% Q
  齿轮1分度圆弦齿厚 sh1=4.31572  (mm)
  齿轮1分度圆弦齿高 hh1=2.83012  (mm)
  齿轮1固定弦齿厚 sch1=3.81438  (mm)
  齿轮1固定弦齿高 hch1=2.05578  (mm)
  齿轮1公法线跨齿数 K1=2
  齿轮1公法线长度 Wk1=12.98827  (mm)
" A# v4 T# O3 E/ j& \3 m
  齿轮2分度圆弦齿厚 sh2=4.31938  (mm)
  齿轮2分度圆弦齿高 hh2=2.77240  (mm)
  齿轮2固定弦齿厚 sch2=3.81438  (mm)
/ @4 K. \# |, U& O; ]% t, l  齿轮2固定弦齿高 hch2=2.05578  (mm)
  齿轮2公法线跨齿数 K2=8
: y9 l' |8 X! V- R$ C+ d  齿轮2公法线长度 Wk2=63.78926  (mm)
% b4 X- h# U3 n4 ~
5 W# F  }6 {' E* `  齿顶高系数 ha*=1.00
  顶隙系数 c*=0.25
  压力角 α*=20  (度)
  端面齿顶高系数 ha*t=0.96472
  端面顶隙系数 c*t=0.24118
: M3 j( @3 [, B0 X4 I  端面压力角 α*t=20.6705673  (度)
9 f" f: I/ T/ _2 Z1 ^

- x, w& R- K6 z七、检查项目参数
3 W& Y4 R9 v) o1 N# \4 [1 T  齿轮1齿距累积公差 Fp1=0.04174
  齿轮1齿圈径向跳动公差 Fr1=0.03542
: \/ R! Q2 u! k; B/ o3 H+ q  齿轮1公法线长度变动公差 Fw1=0.02838
: }( h- A9 x- B: \  齿轮1齿距极限偏差 fpt(±)1=0.01542
! o% K  S1 q8 x6 [  齿轮1齿形公差 ff1=0.01153
  齿轮1一齿切向综合公差 fi'1=0.01617
( M# }4 h2 f2 [! G5 s7 \/ s  齿轮1一齿径向综合公差 fi''1=0.02186
: ~: S# y* }; r0 a3 h3 y  齿轮1齿向公差 Fβ1=0.01239
0 X; v) o- I6 ?/ r% \% \! F  齿轮1切向综合公差 Fi'1=0.05327
  齿轮1径向综合公差 Fi''1=0.04958
$ r) n6 u; n% x& ]# R  齿轮1基节极限偏差 fpb(±)1=0.01443
2 r+ E- @/ |2 M. M# {- `  齿轮1螺旋线波度公差 ffβ1=0.01560
7 {/ J8 e5 C* G/ M  齿轮1轴向齿距极限偏差 Fpx(±)1=0.01239
' f& B+ i( B: z3 Y  齿轮1齿向公差 Fb1=0.01239
6 w% v# Z7 p% `# V/ d5 B  齿轮1x方向轴向平行度公差 fx1=0.01239
  齿轮1y方向轴向平行度公差 fy1=0.00619
1 t! o! f7 i6 P# u4 r  齿轮1齿厚上偏差 Eup1=-0.06169
$ x$ b) J; n: ?0 z7 ?" `  齿轮1齿厚下偏差 Edn1=-0.24674
5 k+ ?( M! Q7 ^& {6 d% a
, N1 x8 f* J5 H+ u% ?7 Y  齿轮2齿距累积公差 Fp2=0.07095
# k. d# f/ L( I, y: @  齿轮2齿圈径向跳动公差 Fr2=0.04828
$ P9 |6 m/ ?; l  e0 U' ~7 U  齿轮2公法线长度变动公差 Fw2=0.03639
5 N# T8 H2 h/ M$ z8 _  齿轮2齿距极限偏差 fpt(±)2=0.01690
  齿轮2齿形公差 ff2=0.01327
  齿轮2一齿切向综合公差 fi'2=0.01810
  齿轮2一齿径向综合公差 fi''2=0.02391
  齿轮2齿向公差 Fβ2=0.00630
! R, x5 f; I/ M  齿轮2切向综合公差 Fi'2=0.08422
  齿轮2径向综合公差 Fi''2=0.06759
  齿轮2基节极限偏差 fpb(±)2=0.01581
  齿轮2螺旋线波度公差 ffβ2=0.01746
  齿轮2轴向齿距极限偏差 Fpx(±)2=0.00630
  齿轮2齿向公差 Fb2=0.00630
  齿轮2x方向轴向平行度公差 fx2=0.00630
( Y7 F+ K* w/ _6 K, N$ y+ n% l  齿轮2y方向轴向平行度公差 fy2=0.00315
+ H+ u9 X( s0 o+ [, e! ~  齿轮2齿厚上偏差 Eup2=-0.06759
5 B+ F: K' W7 q# C) }' I  齿轮2齿厚下偏差 Edn2=-0.27037

  中心距极限偏差 fa(±)=0.02730


' K; d1 U6 E9 F, d! i) ^八、强度校核数据
  齿轮1接触强度极限应力 σHlim1=960.0  (MPa)
# E/ J8 G) m) ^+ n0 j% w  齿轮1抗弯疲劳基本值 σFE1=480.0  (MPa)
( E; y- u3 [0 m+ ~  齿轮1接触疲劳强度许用值 [σH]1=931.2  (MPa)
  齿轮1弯曲疲劳强度许用值 [σF]1=342.9  (MPa)
  齿轮2接触强度极限应力 σHlim2=960.0  (MPa)
: a* Q6 T0 s7 a4 Z& p. F$ B  齿轮2抗弯疲劳基本值 σFE2=480.0  (MPa)
7 Z* z. `9 Z. }8 M  齿轮2接触疲劳强度许用值 [σH]2=931.2  (MPa)
  齿轮2弯曲疲劳强度许用值 [σF]2=342.9  (MPa)
8 `0 G' `: g3 }, y8 X5 M  接触强度用安全系数 SHmin=1.00
. `8 q& h0 l5 G: a  }  弯曲强度用安全系数 SFmin=1.40
! E8 Z! |/ Y) Q% e  I# M  接触强度计算应力 σH=979.7  (MPa)
2 k$ {) {3 j% @6 Q& v2 q  接触疲劳强度校核 σH≤[σH]=不满足
  齿轮1弯曲疲劳强度计算应力 σF1=304.0  (MPa)
/ L) o: F; s! R3 P) i& X" I  齿轮2弯曲疲劳强度计算应力 σF2=278.3  (MPa)
  齿轮1弯曲疲劳强度校核 σF1≤[σF]1=满足
  齿轮2弯曲疲劳强度校核 σF2≤[σF]2=满足
0 Q8 h1 p/ l+ W! e0 G& i0 \$ A3 W

$ @8 ?3 W; a3 C3 M0 _九、强度校核相关系数
6 W# l- m8 v! v  o. g5 I  齿形做特殊处理 Zps=特殊处理
4 k* x' r2 }7 h& ~+ n  齿面经表面硬化 Zas=不硬化
/ N# h1 }( K3 J4 R$ B  齿形 Zp=一般
  润滑油粘度 V50=120  (mm^2/s)
& o. O# H: ~* j! b1 r  有一定量点馈 Us=不允许
  小齿轮齿面粗糙度 Z1R=Rz≤6μm ( Ra≤1μm )
' p; ]+ n! Z  b: ]; T  载荷类型 Wtype=静强度
  齿根表面粗糙度 ZFR=Rz≤16μm ( Ra≤2.6μm )
  刀具基本轮廓尺寸 HMn=Hao/Mn＝1.25, Pao/Mn＝0.38
8 W( I" K* G; n" B& k4 @, Z
' ]! W8 x/ C- l  圆周力 Ft=4897.44266  (N)
: N' a- ?( m+ Q) o. q  齿轮线速度 V=2.04182  (m/s)

  使用系数 Ka=1.25000
  动载系数 Kv=1.03781
: X$ L- r; |4 M0 s8 a- g  齿向载荷分布系数 KHβ=1.00000
& ~. h6 ]$ G" u! x& e" r  综合变形对载荷分布的影响 Kβs=1.00000
. y- W9 _5 z7 z# @1 L  安装精度对载荷分布的影响 Kβm=0.00000
+ a0 F6 J( E0 ?  齿间载荷分布系数 KHα=1.10000
  节点区域系数 Zh=2.42227
7 @* G  D; |, q. D1 F4 {6 X' V  材料的弹性系数 ZE=189.80000
  接触强度重合度系数 Zε=0.82251
$ n4 \/ k4 }1 Q, c, ?6 N  接触强度螺旋角系数 Zβ=0.98220
  R* L8 z& Y, X1 Q8 R. [  重合、螺旋角系数 Zεβ=0.80787
& E: G. ^" Z4 X: d4 F# c* f  接触疲劳寿命系数 Zn=1.00000
4 c7 a9 B3 U9 Q- `5 i- u  润滑油膜影响系数 Zlvr=0.97000
# }' \( v$ K" I: H5 A2 x2 x) M  工作硬化系数 Zw=1.00000
, o$ E$ s9 T0 E7 x% t  接触强度尺寸系数 Zx=1.00000

  g  S" q6 J0 b! s" e, C6 @7 `  齿向载荷分布系数 KFβ=1.00000
  齿间载荷分布系数 KFα=1.10000
  抗弯强度重合度系数 Yε=0.72114
/ v* Q7 _2 o3 k: o" z  抗弯强度螺旋角系数 Yβ=0.90802
  抗弯强度重合、螺旋角系数 Yεβ=0.65481
  寿命系数 Yn=1.00000
: `- y+ O3 r0 l. R  齿根圆角敏感系数 Ydr=1.00000
  C  E+ {4 j- H; |- U  齿根表面状况系数 Yrr=1.00000
  尺寸系数 Yx=1.00000
" e; u+ A' \  f) Z6 D  齿轮1复合齿形系数 Yfs1=4.33428
) P9 e8 s" p  v0 B7 c4 ?  齿轮1应力校正系数 Ysa1=1.55568
  齿轮2复合齿形系数 Yfs2=3.96724
  齿轮2应力校正系数 Ysa2=1.76884