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
; x3 r: t4 ^, z0 R+ |& r+ _  设计者 Name=1
8 [# q9 `0 ?% y6 N! ?5 y% x  设计单位 Comp=1
  设计日期 Date=2010-11-3
  设计时间 Time=16:16:56
* F: p2 G0 T; x9 |# L+ V
二、设计参数
  传递功率 P=10.00000  (kW)
  传递转矩 T=132.62500  (N.m)
  齿轮1转速 n1=720  (r/min)
, q8 D9 \" k! j8 c7 i  齿轮2转速 n2=200  (r/min)
: V8 `& R7 m1 F; @: k  传动比 i=3.60000
  原动机载荷特性 SF=中等振动
/ V4 ?( `0 t3 x3 S( v( G2 ]( L  工作机载荷特性 WF=均匀平稳
  预定寿命 H=10000  (小时)
9 ^3 }- m' H1 }6 v0 q+ t4 h
三、布置与结构
7 `2 n9 i) P& j' \  H, _8 j6 {  结构形式 ConS=闭式
9 R4 I: t, G4 D$ L  齿轮1布置形式 ConS1=对称布置
/ p# c9 l# c7 [$ R5 u- _% b  齿轮2布置形式 ConS2=对称布置
( w+ @/ g6 w' @
四、材料及热处理
  齿面啮合类型 GFace=硬齿面
5 @# A5 e) F" o( {+ B3 i  热处理质量级别 Q=ML
0 M/ R  @2 L, S/ `# r) r
# X. T. g! m4 o- u! K% n  齿轮1材料及热处理 Met1=45<表面淬火>
- C' U3 `8 i* m! Y0 }- Z  齿轮1硬度取值范围 HBSP1=45-50
5 f7 e  @1 v/ ?. f. O0 m" m  齿轮1硬度 HBS1=48
" i/ d' p( Q2 h  X# f& K0 ?: X4 ~  齿轮1材料类别 MetN1=0
  齿轮1极限应力类别 MetType1=11
5 @+ w' Q& N6 B* V( N
1 v/ V4 V! |, d/ x, t2 Z4 r  齿轮2材料及热处理 Met2=45<表面淬火>
  齿轮2硬度取值范围 HBSP2=45-50
  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

五、齿轮精度
  齿轮1第Ⅰ组精度 JD11=7
1 S1 i- I' J: L3 ^; i( n9 w) A" n  齿轮1第Ⅱ组精度 JD12=7
$ D0 w9 Q4 L; ]6 B! T# G9 C  齿轮1第Ⅲ组精度 JD13=7
2 F3 O% a8 ^# J" B/ C  齿轮1齿厚上偏差 JDU1=F
" W6 d% U! s$ u# m1 L8 z7 d+ p  齿轮1齿厚下偏差 JDD1=L

+ E( Q7 [  V3 j  齿轮2第Ⅰ组精度 JD21=7
, S) ]% K% D7 |' j  }3 s  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
8 {2 @8 u3 e8 M( B  齿轮2齿厚下偏差 JDD2=L

" n2 P5 y9 `) Q6 x) p, ?) N六、齿轮基本参数
  模数(法面模数) Mn=2.75(2)
  端面模数 Mt=2.85057
  螺旋角 β=15.2651500  (度)
; C* _# P: _1 G1 @# B  基圆柱螺旋角 βb=14.3241959  (度)

9 ^4 |" B0 |) p0 Y0 A  齿轮1齿数 Z1=19
  齿轮1变位系数 X1=0.00000
4 v2 E3 h/ Z2 ?$ L6 G  齿轮1齿宽 B1=23.72500  (mm)
8 W% d- W) X& y; Y' l; i  齿轮1齿宽系数 Φd1=0.87719

  齿轮2齿数 Z2=68
# _& m$ @1 Y- m6 ^  齿轮2变位系数 X2=0.00000
2 `2 X3 L1 e4 O. P: i, i  齿轮2齿宽 B2=23.72500  (mm)
  齿轮2齿宽系数 Φd2=0.24510
: v! G7 @: Q& L" Z
  总变位系数 Xsum=0.00000
: D7 g# k3 f" V5 F9 m  标准中心距 A0=124.00000  (mm)
) A( i8 H8 g: R4 W  实际中心距 A=124.00000  (mm)
  齿数比 U=3.57895
  端面重合度 εα=1.59190
( @) r, O! i5 W. \7 P' k- N  纵向重合度 εβ=0.72302
  总重合度 ε=2.31492
3 u; ]( `4 _, ~0 A
1 _9 S3 o) B' \! G  齿轮1分度圆直径 d1=54.16092  (mm)
5 ~) }' P% H: k  y$ i2 e0 Y, B1 I  齿轮1齿顶圆直径 da1=59.66092  (mm)
' }# c+ Q+ J6 x5 s0 o, k, l  h  齿轮1齿根圆直径 df1=47.28592  (mm)
- Y) R9 E2 y+ h' V9 c! D  齿轮1齿顶高 ha1=2.75000  (mm)
  齿轮1齿根高 hf1=3.43750  (mm)
7 n: C+ x& E  B2 N  齿轮1全齿高 h1=6.18750  (mm)
' W' Z" M; G5 d: c* B3 r  G/ x8 T  齿轮1齿顶压力角 αat1=31.856530  (度)

7 F: q' \9 [, X; Z1 s8 }: Z0 E9 l5 g  齿轮2分度圆直径 d2=193.83908  (mm)
  齿轮2齿顶圆直径 da2=199.33908  (mm)
  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)
# ]! B) z& X* q! c  齿轮2全齿高 h2=6.18750  (mm)
7 D5 n) x1 ?- J1 z( a7 A9 z  齿轮2齿顶压力角 αat2=24.520826  (度)
" R7 w& m8 m* t" ?3 I
1 G  P; L" e7 P+ K1 m  齿轮1分度圆弦齿厚 sh1=4.31572  (mm)
3 L( A4 M) X5 Q( B3 q  齿轮1分度圆弦齿高 hh1=2.83012  (mm)
/ @. |- \  ~0 T  齿轮1固定弦齿厚 sch1=3.81438  (mm)
( j, W$ @) B0 `" b$ T# O  齿轮1固定弦齿高 hch1=2.05578  (mm)
  齿轮1公法线跨齿数 K1=2
2 `( r; t" O. j  齿轮1公法线长度 Wk1=12.98827  (mm)
4 ]8 l! S: k9 c9 j
# X* F+ `; x9 N; d3 Y/ z  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 z6 t: G* k4 w: n  齿轮2固定弦齿高 hch2=2.05578  (mm)
& P- L  C/ r- [) Z# M; j4 ^# `  齿轮2公法线跨齿数 K2=8
8 v8 d) `6 o$ i* J: k  齿轮2公法线长度 Wk2=63.78926  (mm)
1 c7 H: o2 f/ s8 L
  齿顶高系数 ha*=1.00
& `0 \  i. L* z" u( M  w8 B8 t  顶隙系数 c*=0.25
( y" ]/ R# \% E, Q. |  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
! E$ Y, s2 U" s2 ]  端面压力角 α*t=20.6705673  (度)
5 v/ X0 j! Z0 h* X3 m1 ?# J2 V

0 s2 y* x* I- J3 o6 r七、检查项目参数
  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
4 u" M# C, P3 r/ `8 G  齿轮1公法线长度变动公差 Fw1=0.02838
# ~) |7 c" S- m5 g  齿轮1齿距极限偏差 fpt(±)1=0.01542
2 i( C8 D: m! @- y  齿轮1齿形公差 ff1=0.01153
2 B0 |1 o+ i2 N" q( n$ V- t; l  齿轮1一齿切向综合公差 fi'1=0.01617
  齿轮1一齿径向综合公差 fi''1=0.02186
  齿轮1齿向公差 Fβ1=0.01239
  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
  齿轮1基节极限偏差 fpb(±)1=0.01443
5 B7 [; A; f) J% S' j  齿轮1螺旋线波度公差 ffβ1=0.01560
  齿轮1轴向齿距极限偏差 Fpx(±)1=0.01239
  齿轮1齿向公差 Fb1=0.01239
; w/ R1 w5 A" M7 P0 z  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
  齿轮1齿厚上偏差 Eup1=-0.06169
  齿轮1齿厚下偏差 Edn1=-0.24674

  齿轮2齿距累积公差 Fp2=0.07095
  齿轮2齿圈径向跳动公差 Fr2=0.04828
9 I; O; l9 P6 |; l: p  齿轮2公法线长度变动公差 Fw2=0.03639
8 X/ z  S6 ~8 k+ t  R0 U  齿轮2齿距极限偏差 fpt(±)2=0.01690
2 {# K; [4 U8 {, F  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
4 V( t  D- {% `7 D4 U# {- z( j  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
  齿轮2切向综合公差 Fi'2=0.08422
4 Z% p8 C0 {' ?2 s  齿轮2径向综合公差 Fi''2=0.06759
2 E8 Q/ K& s& R* d+ Y4 m  齿轮2基节极限偏差 fpb(±)2=0.01581
+ i+ g# x- U1 M% f# C* a( e  齿轮2螺旋线波度公差 ffβ2=0.01746
! M' q* I" E3 {+ S9 J$ ?  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
- B- H* M3 W$ c! D; W  齿轮2x方向轴向平行度公差 fx2=0.00630
  齿轮2y方向轴向平行度公差 fy2=0.00315
8 G% y' C3 a( I/ W# k7 J, X  齿轮2齿厚上偏差 Eup2=-0.06759
" I. q) v' y- E7 ^* ]: E4 J  齿轮2齿厚下偏差 Edn2=-0.27037

  中心距极限偏差 fa(±)=0.02730
7 e$ [0 f, X# N) A5 O+ E" j1 p5 [

八、强度校核数据
  齿轮1接触强度极限应力 σHlim1=960.0  (MPa)
  齿轮1抗弯疲劳基本值 σFE1=480.0  (MPa)
8 [7 U" L. K, k) a9 \" E  齿轮1接触疲劳强度许用值 [σH]1=931.2  (MPa)
5 G% N2 \3 R0 U* u& ~3 z+ _0 O  齿轮1弯曲疲劳强度许用值 [σF]1=342.9  (MPa)
: V: c; Z2 m* H% G  齿轮2接触强度极限应力 σHlim2=960.0  (MPa)
# X4 W) {- U, r* q  齿轮2抗弯疲劳基本值 σFE2=480.0  (MPa)
" ~; x2 n3 Q& b  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)
& l  ?! q; w: r9 k5 k  接触强度用安全系数 SHmin=1.00
7 U# j2 l# n$ c0 X: f7 e2 i  弯曲强度用安全系数 SFmin=1.40
4 C7 V% }% q$ P, G8 }  接触强度计算应力 σH=979.7  (MPa)
  接触疲劳强度校核 σH≤[σH]=不满足
& W' G' K. f/ D9 z3 D/ z2 A  齿轮1弯曲疲劳强度计算应力 σF1=304.0  (MPa)
- M- B5 y0 C7 w, Q8 X  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


九、强度校核相关系数
  齿形做特殊处理 Zps=特殊处理
  齿面经表面硬化 Zas=不硬化
  齿形 Zp=一般
  润滑油粘度 V50=120  (mm^2/s)
: \7 W- ?( s' |& m  有一定量点馈 Us=不允许
  小齿轮齿面粗糙度 Z1R=Rz≤6μm ( Ra≤1μm )
* e: D) r( `) B' }2 P5 M6 w, Z  载荷类型 Wtype=静强度
$ M8 z( u4 x( Z. T1 }  Z! v' ]  齿根表面粗糙度 ZFR=Rz≤16μm ( Ra≤2.6μm )
8 [5 `5 F7 @! b, z, r  e( Z% o  i  刀具基本轮廓尺寸 HMn=Hao/Mn＝1.25, Pao/Mn＝0.38
2 I, y$ E$ k) u# t8 I! Q5 M
" V) j9 |+ J4 P/ F+ o  圆周力 Ft=4897.44266  (N)
5 z) ^. b. @/ [0 E) F* F6 a  齿轮线速度 V=2.04182  (m/s)

  使用系数 Ka=1.25000
5 ^. m- P0 o7 A) c2 F+ X$ R8 ?  动载系数 Kv=1.03781
7 |( I6 i$ n8 G' c6 }; d0 k  齿向载荷分布系数 KHβ=1.00000
  综合变形对载荷分布的影响 Kβs=1.00000
  安装精度对载荷分布的影响 Kβm=0.00000
  ~8 H6 M5 j5 E0 T+ F* J9 p% _" ^  齿间载荷分布系数 KHα=1.10000
4 ?, Y( C) [) c9 N" w7 k0 P8 a  节点区域系数 Zh=2.42227
  材料的弹性系数 ZE=189.80000
0 ]: Y, P+ c3 s; _8 d- k( N  接触强度重合度系数 Zε=0.82251
  接触强度螺旋角系数 Zβ=0.98220
  重合、螺旋角系数 Zεβ=0.80787
  接触疲劳寿命系数 Zn=1.00000
6 O- _( U! i9 G7 E2 h  Q2 S  润滑油膜影响系数 Zlvr=0.97000
$ [! A  K/ b% ?! U: X  工作硬化系数 Zw=1.00000
7 g& J6 z7 C6 ?! x  接触强度尺寸系数 Zx=1.00000
% E( x' O6 `' ]. f) ?
  齿向载荷分布系数 KFβ=1.00000
; o  ^. x, J. z' a( V" Y  齿间载荷分布系数 KFα=1.10000
  抗弯强度重合度系数 Yε=0.72114
0 a6 V; S4 ^  w( B  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
0 Y" P8 [# e6 P8 ~+ I- C! P  寿命系数 Yn=1.00000
  齿根圆角敏感系数 Ydr=1.00000
  齿根表面状况系数 Yrr=1.00000
  尺寸系数 Yx=1.00000
  齿轮1复合齿形系数 Yfs1=4.33428
  齿轮1应力校正系数 Ysa1=1.55568
  齿轮2复合齿形系数 Yfs2=3.96724
2 S/ ~* s. u5 w6 t. u  齿轮2应力校正系数 Ysa2=1.76884