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
( x. q9 E& _; c: k6 x5 l  设计者 Name=1
  设计单位 Comp=1
  设计日期 Date=2010-11-3
  设计时间 Time=16:16:56
& v* b( T* |5 [( i1 i" M
. h+ M5 Q5 R7 x二、设计参数
# w0 W6 h& a6 i( Y  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)
8 d8 P1 \; H( l& E* O$ w  齿轮2转速 n2=200  (r/min)
7 E3 J4 A& ~% Y2 G* j3 u  传动比 i=3.60000
, _% X3 `! r6 _" a  原动机载荷特性 SF=中等振动
4 l& L) E+ K# \, F; \  工作机载荷特性 WF=均匀平稳
  预定寿命 H=10000  (小时)
5 [) P- }. |: O: W/ \1 G
三、布置与结构
% t" b( Y  h8 N% i# F  结构形式 ConS=闭式
5 m& ^7 J9 v5 N- c# U  齿轮1布置形式 ConS1=对称布置
  齿轮2布置形式 ConS2=对称布置

0 ~4 ^- y' \  x, ^0 D' `四、材料及热处理
  齿面啮合类型 GFace=硬齿面
  热处理质量级别 Q=ML
+ Z; u+ k% b0 }1 [( E
% T) {  V2 S4 u1 I  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
9 _9 X7 w0 a, d  齿轮1硬度 HBS1=48
  齿轮1材料类别 MetN1=0
3 b# m# ~( W, e0 n+ {: d  齿轮1极限应力类别 MetType1=11
# H6 S! |; H4 e2 v' o' f
  齿轮2材料及热处理 Met2=45<表面淬火>
5 ?2 j# r, q/ A9 K  齿轮2硬度取值范围 HBSP2=45-50
  齿轮2硬度 HBS2=48
! v, R) W& d* {! u) J  齿轮2材料类别 MetN2=0
  齿轮2极限应力类别 MetType2=11

! L' B( S) E! J: S4 p五、齿轮精度
  齿轮1第Ⅰ组精度 JD11=7
, h/ i4 _5 g9 H1 H/ X, b" @  x  齿轮1第Ⅱ组精度 JD12=7
  齿轮1第Ⅲ组精度 JD13=7
  齿轮1齿厚上偏差 JDU1=F
1 M5 d. u0 m& P9 c& n  齿轮1齿厚下偏差 JDD1=L

  齿轮2第Ⅰ组精度 JD21=7
! u/ v. R7 Z4 G: B! a  齿轮2第Ⅱ组精度 JD22=7
# f* t& B/ a" E, x) G+ S  齿轮2第Ⅲ组精度 JD23=7
4 C' \$ J' u7 d. Y* M  D+ P  齿轮2齿厚上偏差 JDU2=F
  齿轮2齿厚下偏差 JDD2=L

/ ?5 B* t: R  e2 @9 J' v4 N1 A六、齿轮基本参数
  模数(法面模数) Mn=2.75(2)
, k6 ^6 b( D% _- o  端面模数 Mt=2.85057
  螺旋角 β=15.2651500  (度)
, Q% E" d& Y/ k$ ?: x1 S  基圆柱螺旋角 βb=14.3241959  (度)

8 ?, H0 A; [% n; y5 e  齿轮1齿数 Z1=19
  齿轮1变位系数 X1=0.00000
3 `: e8 A5 A* n  齿轮1齿宽 B1=23.72500  (mm)
  齿轮1齿宽系数 Φd1=0.87719
- }+ H! m6 K' Y! L5 p
  齿轮2齿数 Z2=68
  齿轮2变位系数 X2=0.00000
4 p! q- q& }7 B4 a5 X  齿轮2齿宽 B2=23.72500  (mm)
  齿轮2齿宽系数 Φd2=0.24510
7 _& C' t& \; y% M9 n. [! U4 A- w6 U
  总变位系数 Xsum=0.00000
  标准中心距 A0=124.00000  (mm)
6 O8 I- ~) w1 }6 f  实际中心距 A=124.00000  (mm)
, @  ^, @& N+ M; N7 z" m  齿数比 U=3.57895
2 o. _* N6 T, H' k  端面重合度 εα=1.59190
/ q' W! L: \8 C2 i" Q0 x  纵向重合度 εβ=0.72302
  总重合度 ε=2.31492
! S+ s2 a5 T6 M! O/ j
  齿轮1分度圆直径 d1=54.16092  (mm)
& e2 K6 |' y# H5 D9 P  h  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)
  齿轮1齿根高 hf1=3.43750  (mm)
  齿轮1全齿高 h1=6.18750  (mm)
  o: Z. `( Z/ d1 x) G& _  齿轮1齿顶压力角 αat1=31.856530  (度)

  齿轮2分度圆直径 d2=193.83908  (mm)
+ T1 `# }4 U. J  齿轮2齿顶圆直径 da2=199.33908  (mm)
; C0 ^4 ^3 G6 |) I! X  齿轮2齿根圆直径 df2=186.96408  (mm)
  K# a8 p& h4 [% O, _: D  齿轮2齿顶高 ha2=2.75000  (mm)
* U5 B3 G, ?' U6 v3 u5 M  齿轮2齿根高 hf2=3.43750  (mm)
  齿轮2全齿高 h2=6.18750  (mm)
1 y  U: A/ C9 A% z" y  齿轮2齿顶压力角 αat2=24.520826  (度)

6 K7 O) t7 T5 {: Y" X% _( m# [  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)
6 x$ g# i6 }- M  齿轮1固定弦齿厚 sch1=3.81438  (mm)
2 O3 ]) c. h. n- b8 G  齿轮1固定弦齿高 hch1=2.05578  (mm)
0 y8 G+ s7 y& U. O" n) T  齿轮1公法线跨齿数 K1=2
  齿轮1公法线长度 Wk1=12.98827  (mm)
1 u# G+ S8 H1 R: I
% ?) @4 [. i6 {+ H" B% U/ E' 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)
! _$ d2 F& D6 G  齿轮2固定弦齿高 hch2=2.05578  (mm)
7 f/ t' v! x4 S* m- q4 z  齿轮2公法线跨齿数 K2=8
8 V. J( O3 [3 n/ x  齿轮2公法线长度 Wk2=63.78926  (mm)
6 j. M' ^0 D9 p8 d1 H- o
4 O7 _0 p8 E% W! m6 y  齿顶高系数 ha*=1.00
  顶隙系数 c*=0.25
  压力角 α*=20  (度)
) l1 j" J; ~( R- l/ R" y# b  端面齿顶高系数 ha*t=0.96472
  端面顶隙系数 c*t=0.24118
- ~8 ]1 M* j' X% A  端面压力角 α*t=20.6705673  (度)


+ A4 K$ U$ C* \" X0 q8 \; b七、检查项目参数
0 _- \9 u' O' w  齿轮1齿距累积公差 Fp1=0.04174
' N" j6 o/ \9 x, h1 S  齿轮1齿圈径向跳动公差 Fr1=0.03542
9 `; a6 W6 d6 c1 g5 u1 K  齿轮1公法线长度变动公差 Fw1=0.02838
# M0 m& E  T' k2 K3 `6 G  齿轮1齿距极限偏差 fpt(±)1=0.01542
  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
  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
# ]2 B3 B! Y7 c! R& u  齿轮1径向综合公差 Fi''1=0.04958
$ n) Y9 @7 b) j% L! ?' X  齿轮1基节极限偏差 fpb(±)1=0.01443
  齿轮1螺旋线波度公差 ffβ1=0.01560
4 ?; B3 ?- p8 \" i  u0 ]) }  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
  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

4 U9 G, T+ `1 P9 Q& q# d' T& C! {! ]  齿轮2齿距累积公差 Fp2=0.07095
. _8 o2 r) e/ n  齿轮2齿圈径向跳动公差 Fr2=0.04828
4 g. o4 z* C" d% v- S8 R  齿轮2公法线长度变动公差 Fw2=0.03639
  齿轮2齿距极限偏差 fpt(±)2=0.01690
  齿轮2齿形公差 ff2=0.01327
4 g! h* F$ T+ [5 x/ b- {  齿轮2一齿切向综合公差 fi'2=0.01810
3 h. @$ B) Q( \% Z3 |* I$ t6 \6 r  齿轮2一齿径向综合公差 fi''2=0.02391
# |0 ~! B" @5 p) y, \  齿轮2齿向公差 Fβ2=0.00630
6 p! l  e5 A  q' i% X9 o; g  齿轮2切向综合公差 Fi'2=0.08422
' s: _" k( Z" ?/ s  齿轮2径向综合公差 Fi''2=0.06759
6 r" {6 h6 k6 L4 x* B% p  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
% \, Q% v: H" G; `7 M0 e; Z2 h  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
  齿轮2y方向轴向平行度公差 fy2=0.00315
  齿轮2齿厚上偏差 Eup2=-0.06759
  齿轮2齿厚下偏差 Edn2=-0.27037

( `2 g" d" C! H  中心距极限偏差 fa(±)=0.02730


八、强度校核数据
4 Z) I8 m5 o( q4 J  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)
, a" N) X. l' u) x4 l3 c" a  齿轮1接触疲劳强度许用值 [σH]1=931.2  (MPa)
  z% \1 @: b5 Y" V" Z$ U  d  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)
  齿轮2抗弯疲劳基本值 σFE2=480.0  (MPa)
  齿轮2接触疲劳强度许用值 [σH]2=931.2  (MPa)
" _) K  S0 D3 O3 F2 I+ F  |1 [  齿轮2弯曲疲劳强度许用值 [σF]2=342.9  (MPa)
  接触强度用安全系数 SHmin=1.00
  弯曲强度用安全系数 SFmin=1.40
  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
+ R' S- M3 J: J/ O9 @% ]  齿轮1弯曲疲劳强度计算应力 σF1=304.0  (MPa)
# z6 Q) X2 _  K2 y  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
, Z! q0 V6 _2 ]9 ?, f, M& z  齿轮2弯曲疲劳强度校核 σF2≤[σF]2=满足
) r8 f5 N& M/ n4 ~! X
" x+ z0 m7 n" O/ ]; E
九、强度校核相关系数
7 k0 F2 Z! b0 ^7 q7 x" T  齿形做特殊处理 Zps=特殊处理
% y2 x0 O. y, @& `, k: C  齿面经表面硬化 Zas=不硬化
0 ^1 R) e! m9 |+ U: D0 H  齿形 Zp=一般
  润滑油粘度 V50=120  (mm^2/s)
  有一定量点馈 Us=不允许
  小齿轮齿面粗糙度 Z1R=Rz≤6μm ( Ra≤1μm )
  载荷类型 Wtype=静强度
+ G, |: ?* d& R$ [5 G  齿根表面粗糙度 ZFR=Rz≤16μm ( Ra≤2.6μm )
1 P; a& E( J7 N8 K& _3 v% c  刀具基本轮廓尺寸 HMn=Hao/Mn＝1.25, Pao/Mn＝0.38

  圆周力 Ft=4897.44266  (N)
  齿轮线速度 V=2.04182  (m/s)

  使用系数 Ka=1.25000
- T' I9 w: b8 X$ n* N2 L8 p& e  动载系数 Kv=1.03781
( y4 E- Z: i3 H& `1 l/ k  齿向载荷分布系数 KHβ=1.00000
6 q1 t8 @+ i/ h2 |+ ]$ q  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 A2 R8 w: \( @% R  齿间载荷分布系数 KHα=1.10000
  节点区域系数 Zh=2.42227
  材料的弹性系数 ZE=189.80000
  接触强度重合度系数 Zε=0.82251
; N% ?4 {: p/ }; @9 ]  接触强度螺旋角系数 Zβ=0.98220
% A3 x5 F0 x  s! @% j  重合、螺旋角系数 Zεβ=0.80787
, Q& h7 m6 u8 D( F3 P9 C  接触疲劳寿命系数 Zn=1.00000
9 L, V" c  a2 K! y2 |, P' j9 b( `  润滑油膜影响系数 Zlvr=0.97000
% F2 j+ `% {* B- l* L  工作硬化系数 Zw=1.00000
  接触强度尺寸系数 Zx=1.00000
0 D4 `5 g$ \5 X8 I6 w5 T" V
5 X3 Z7 H/ d# _  齿向载荷分布系数 KFβ=1.00000
% H5 j, g/ j2 t9 h1 Y  齿间载荷分布系数 KFα=1.10000
1 z9 g, J+ r; n/ f/ [! s  抗弯强度重合度系数 Yε=0.72114
# A6 M3 k! p* h" Y  w; o' L  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
+ d# N, {1 k- x5 h  齿根圆角敏感系数 Ydr=1.00000
2 ~  c7 w5 c( w# U1 B5 g  齿根表面状况系数 Yrr=1.00000
9 q: f' s; Z4 y9 p  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
; Z1 t5 e( N7 Z+ m% P  齿轮2应力校正系数 Ysa2=1.76884