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
& I3 e+ `2 I4 u3 n: c  设计者 Name=1
3 ^6 Y- O: E) X  设计单位 Comp=1
/ [7 d6 d+ p1 q  设计日期 Date=2010-11-3
) }! u# L' v& z3 B2 t) s  设计时间 Time=16:16:56

4 f% @7 I9 J* B3 C; N" A二、设计参数
  传递功率 P=10.00000  (kW)
  传递转矩 T=132.62500  (N.m)
8 m) H* r( C5 g/ `* L, g  齿轮1转速 n1=720  (r/min)
  齿轮2转速 n2=200  (r/min)
  传动比 i=3.60000
: g' e; k; Y# ?8 l" E  原动机载荷特性 SF=中等振动
  工作机载荷特性 WF=均匀平稳
- {4 r1 F% l/ V) o$ O  预定寿命 H=10000  (小时)

5 f$ y/ {. I2 h  |/ l& Z- F三、布置与结构
  结构形式 ConS=闭式
: i' `" o2 T, A  齿轮1布置形式 ConS1=对称布置
+ }9 h" D" ~" g* k" D# ?& r  齿轮2布置形式 ConS2=对称布置

/ s9 ?7 Y: b. a+ \四、材料及热处理
: {* y# K" _  D9 R% @  齿面啮合类型 GFace=硬齿面
  热处理质量级别 Q=ML
4 K" Q& i3 q4 a! v1 S5 _0 n
1 S' b/ _$ a& ~4 |, [- k  齿轮1材料及热处理 Met1=45<表面淬火>
3 W8 \4 A8 t9 ?. W/ e: l0 Q  齿轮1硬度取值范围 HBSP1=45-50
  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

  齿轮2材料及热处理 Met2=45<表面淬火>
2 |% Y5 L2 k! T6 [: s, n  r  齿轮2硬度取值范围 HBSP2=45-50
  齿轮2硬度 HBS2=48
7 ^1 R7 _, N* G  齿轮2材料类别 MetN2=0
; |/ E3 G* P6 P. U( H  齿轮2极限应力类别 MetType2=11

% V0 m& B2 f4 [6 W. j. N五、齿轮精度
  齿轮1第Ⅰ组精度 JD11=7
  齿轮1第Ⅱ组精度 JD12=7
0 D) m5 p& x  z! f% A$ r( f3 M  齿轮1第Ⅲ组精度 JD13=7
  齿轮1齿厚上偏差 JDU1=F
  齿轮1齿厚下偏差 JDD1=L
# ]1 \2 Z9 }3 D. a& E& q
+ Q# B! `1 a3 E3 X  齿轮2第Ⅰ组精度 JD21=7
/ s/ B2 `  e( S2 L% [) @. {  齿轮2第Ⅱ组精度 JD22=7
, t7 ~! y! {6 `  Y' w  齿轮2第Ⅲ组精度 JD23=7
) t5 b% P- X3 e6 a$ M) F  齿轮2齿厚上偏差 JDU2=F
  齿轮2齿厚下偏差 JDD2=L

1 |' Y8 J0 S) X- z. H- Q. W2 g六、齿轮基本参数
  模数(法面模数) Mn=2.75(2)
$ a, r! N# y0 A& V* z, ~5 u' a  端面模数 Mt=2.85057
9 b( v* r1 |7 g, t, y9 X7 L4 B  螺旋角 β=15.2651500  (度)
  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
  齿轮1齿宽 B1=23.72500  (mm)
6 y" r( t. G# L) o7 H+ H; _1 ?  齿轮1齿宽系数 Φd1=0.87719
0 h6 N; N0 V/ D4 c5 K' ^* O
  齿轮2齿数 Z2=68
  齿轮2变位系数 X2=0.00000
# b5 T7 m4 W$ P* H! A9 ^  齿轮2齿宽 B2=23.72500  (mm)
. m# a+ u; c5 J: w9 N, I7 V  齿轮2齿宽系数 Φd2=0.24510
2 H5 i4 u7 K- G) q, ^( j: R
  总变位系数 Xsum=0.00000
. C$ A5 `# M( y$ f9 f  标准中心距 A0=124.00000  (mm)
  实际中心距 A=124.00000  (mm)
  齿数比 U=3.57895
+ r; z, D8 D% }  端面重合度 εα=1.59190
  纵向重合度 εβ=0.72302
  总重合度 ε=2.31492
4 w3 \: p# ~+ B3 j+ G+ F
  X. d" A5 ~0 d# _  齿轮1分度圆直径 d1=54.16092  (mm)
  齿轮1齿顶圆直径 da1=59.66092  (mm)
2 k9 O0 e$ b4 i" O' t9 o/ M) [1 o  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)
! E0 s0 V( ^6 v6 e/ M  齿轮1全齿高 h1=6.18750  (mm)
  齿轮1齿顶压力角 αat1=31.856530  (度)
& W. k6 I+ f7 l* \2 d1 J# F+ D
1 u4 u# K% n4 ^* a& B* t; y; A  齿轮2分度圆直径 d2=193.83908  (mm)
0 O0 H4 ^% {2 R) E  齿轮2齿顶圆直径 da2=199.33908  (mm)
( ~6 f: D& y& i  齿轮2齿根圆直径 df2=186.96408  (mm)
$ }7 r; \! D9 Y$ [  齿轮2齿顶高 ha2=2.75000  (mm)
  齿轮2齿根高 hf2=3.43750  (mm)
5 O+ d8 a8 Y6 ]! o  齿轮2全齿高 h2=6.18750  (mm)
; ?1 V' O/ \: S" }& }  齿轮2齿顶压力角 αat2=24.520826  (度)

  齿轮1分度圆弦齿厚 sh1=4.31572  (mm)
+ H6 g. O$ R6 z$ q" ~  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)
$ A! z, N" v5 A- y9 Y9 Z* w' A, G  齿轮1公法线跨齿数 K1=2
  齿轮1公法线长度 Wk1=12.98827  (mm)
- _& p3 ^" }; j7 P  @0 {
/ V( l5 |4 t- O8 U  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)
  齿轮2固定弦齿高 hch2=2.05578  (mm)
  齿轮2公法线跨齿数 K2=8
8 W: K5 K* i& S/ M) ^9 m  齿轮2公法线长度 Wk2=63.78926  (mm)

+ Z+ b* O! }5 A. g' |. W  齿顶高系数 ha*=1.00
- A' v9 c% L! K1 K! Z/ l  顶隙系数 c*=0.25
  压力角 α*=20  (度)
  端面齿顶高系数 ha*t=0.96472
! ~$ Q' y7 k$ O. o; |  端面顶隙系数 c*t=0.24118
1 o$ F4 i8 g/ P0 \( K  端面压力角 α*t=20.6705673  (度)
$ Y6 X! P( ]) e, e% a

7 ^6 K9 i% t0 _: K( {; i, E4 P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
  齿轮1公法线长度变动公差 Fw1=0.02838
  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
' T& n2 l: n8 t! O9 v- A  齿轮1切向综合公差 Fi'1=0.05327
$ D  r3 d: p2 w  齿轮1径向综合公差 Fi''1=0.04958
( }; k* ?4 [6 {& Y+ l  齿轮1基节极限偏差 fpb(±)1=0.01443
, ^; |& r3 e7 {: {( w" f  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
0 X$ K* {, f. E/ l( ^; f0 f/ _, u  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
4 p7 m- m; p' w. V* K. p. a% s  齿轮1齿厚上偏差 Eup1=-0.06169
: J% |  e2 Z4 T  G  齿轮1齿厚下偏差 Edn1=-0.24674
- x* E( f) [1 _+ v" ~
  齿轮2齿距累积公差 Fp2=0.07095
$ L  m' R0 r  I$ ~; p# ?  齿轮2齿圈径向跳动公差 Fr2=0.04828
+ ]# }6 d# Z. J; k' x6 X# F3 i  齿轮2公法线长度变动公差 Fw2=0.03639
; h2 ^' Y* w  P$ J6 e) O4 h  齿轮2齿距极限偏差 fpt(±)2=0.01690
  齿轮2齿形公差 ff2=0.01327
6 r/ ~5 c+ k3 ?  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
( ]/ k6 j6 h# d# v+ v1 b+ B  齿轮2齿向公差 Fβ2=0.00630
/ t( j7 `; g' `- a6 {' C, Q  齿轮2切向综合公差 Fi'2=0.08422
* j3 l* t7 u' I% Y8 s. Q; m  齿轮2径向综合公差 Fi''2=0.06759
4 q) L8 C5 b4 P( S( p- ]' Q& X  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
' {* ?3 }- e2 u' w- o7 u* B  齿轮2轴向齿距极限偏差 Fpx(±)2=0.00630
+ J( {9 D- U$ d% I  齿轮2齿向公差 Fb2=0.00630
8 w3 h7 X- {1 y6 [+ `9 i' O: z7 t' k  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
3 u) s, E' r# X& E) O1 ?  齿轮2齿厚下偏差 Edn2=-0.27037

0 T- C9 @/ T1 w+ r7 @  中心距极限偏差 fa(±)=0.02730

: r& g, G+ z# }4 \' J$ \5 }
八、强度校核数据
" L7 n- g5 H, q! D  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)
- m4 G2 _5 k* E& K: \  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)
( [$ `2 y, ~. \% V8 C" A2 d  齿轮2接触强度极限应力 σHlim2=960.0  (MPa)
7 @* |) u$ u/ m7 |  齿轮2抗弯疲劳基本值 σFE2=480.0  (MPa)
+ w# ^3 E$ v+ d1 R2 u/ u2 d) p+ W9 t  齿轮2接触疲劳强度许用值 [σH]2=931.2  (MPa)
3 D9 N7 y5 R; U: A8 w5 ^  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
9 n+ @! d! v+ [: V& r  弯曲强度用安全系数 SFmin=1.40
. G" N) o. p0 e  接触强度计算应力 σH=979.7  (MPa)
0 U) ?9 M) D1 B% t) v1 s  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)
+ o, o  x0 f  ?  齿轮2弯曲疲劳强度计算应力 σF2=278.3  (MPa)
: b! X& W5 \' F. W  齿轮1弯曲疲劳强度校核 σF1≤[σF]1=满足
3 o# c* I3 H: I! }" ~" j1 X  齿轮2弯曲疲劳强度校核 σF2≤[σF]2=满足
* A# ?. E5 L/ c" ~& Q

九、强度校核相关系数
# j# _. T& K5 _/ t# I" k  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)
  有一定量点馈 Us=不允许
9 y8 u! u5 j: J  小齿轮齿面粗糙度 Z1R=Rz≤6μm ( Ra≤1μm )
  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
* U3 _% u8 N- W0 v/ F
  圆周力 Ft=4897.44266  (N)
; O6 i$ c8 e) g1 X  _  齿轮线速度 V=2.04182  (m/s)

. g0 }4 V0 o, g; d# Z  使用系数 Ka=1.25000
; H+ t& L- j9 r. q$ x% d. g  动载系数 Kv=1.03781
' |1 u* X- i+ y# e$ a  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
0 o' l1 e0 ?6 @8 ~" a  f+ m% @/ w+ d3 ~  齿间载荷分布系数 KHα=1.10000
+ S8 n" l+ O- W  d3 U  节点区域系数 Zh=2.42227
  材料的弹性系数 ZE=189.80000
5 B" i2 W2 V7 }+ J, o* M  E' q! Y, ]  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
  润滑油膜影响系数 Zlvr=0.97000
* {! U. i; X  p  工作硬化系数 Zw=1.00000
  接触强度尺寸系数 Zx=1.00000

  齿向载荷分布系数 KFβ=1.00000
2 y: k' p# D) u- B  齿间载荷分布系数 KFα=1.10000
1 J3 v4 r/ d9 @- i5 g1 b  抗弯强度重合度系数 Yε=0.72114
  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
# V, l' k5 W2 K! B7 e" H0 t  寿命系数 Yn=1.00000
  齿根圆角敏感系数 Ydr=1.00000
# q2 H4 Q: W  i4 \0 e: |" @4 S& }  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
2 `8 n/ F: w& C# ^, `8 D6 J  齿轮1应力校正系数 Ysa1=1.55568
  齿轮2复合齿形系数 Yfs2=3.96724
$ ?: W- b+ c( D' {  齿轮2应力校正系数 Ysa2=1.76884