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
  设计者 Name=1
  设计单位 Comp=1
/ r1 [3 o$ V$ V3 R8 K$ N  N! e2 ^  设计日期 Date=2010-11-3
  设计时间 Time=16:16:56
. y6 _& b3 T" {4 B
) F5 P6 G" s7 T7 i; n" b' p% [) p* O二、设计参数
  传递功率 P=10.00000  (kW)
6 }2 i; L( a- E0 B  传递转矩 T=132.62500  (N.m)
  齿轮1转速 n1=720  (r/min)
  齿轮2转速 n2=200  (r/min)
* w: T8 O  u& b  传动比 i=3.60000
  原动机载荷特性 SF=中等振动
  工作机载荷特性 WF=均匀平稳
0 p  ]5 N4 o* X+ a2 W1 Y+ \" E  预定寿命 H=10000  (小时)

三、布置与结构
, R! n' [* A; [" N9 I' y9 M0 f6 w  结构形式 ConS=闭式
  齿轮1布置形式 ConS1=对称布置
4 {. U) B& p% X* f  齿轮2布置形式 ConS2=对称布置

: V9 G0 J: ?% V6 T/ _* L# @四、材料及热处理
  齿面啮合类型 GFace=硬齿面
/ @: Z/ x  D1 i" p; A9 a& D  热处理质量级别 Q=ML
* ~! g6 L  D" O+ h- N, S' ^
0 `. B- {1 M+ S( Y' \( s8 f  齿轮1材料及热处理 Met1=45<表面淬火>
: M8 I% |6 i, D- T$ A- _  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
3 Q, M! j& i: p# l; @3 j6 L
- i) L: P9 ]0 c* c. P  齿轮2材料及热处理 Met2=45<表面淬火>
0 ?+ v' G' v4 t  齿轮2硬度取值范围 HBSP2=45-50
6 _1 j! [1 f  v9 m& b! v* f  齿轮2硬度 HBS2=48
  齿轮2材料类别 MetN2=0
! b8 C% O3 O5 |5 y/ l2 V: I1 n  齿轮2极限应力类别 MetType2=11
3 O& A* F6 h2 z" u
五、齿轮精度
  齿轮1第Ⅰ组精度 JD11=7
- `: N. w$ r/ y" S0 n5 N6 L  齿轮1第Ⅱ组精度 JD12=7
/ k. p4 i% H/ B5 G/ {  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

  齿轮2第Ⅰ组精度 JD21=7
4 `" u& c7 Y) v6 C1 p/ r8 m: J  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
6 o# i" n) ?% w3 n% v' a1 D# Q  齿轮2齿厚下偏差 JDD2=L
/ k: M  Y8 V7 s6 b
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)
- o/ r% j9 C, M6 }5 N+ W4 n  基圆柱螺旋角 βb=14.3241959  (度)
' D# c1 s4 \) z
  齿轮1齿数 Z1=19
  齿轮1变位系数 X1=0.00000
2 v3 B5 p8 Z( J5 O4 C  x5 T/ h" N  齿轮1齿宽 B1=23.72500  (mm)
  齿轮1齿宽系数 Φd1=0.87719

0 k# K. `- L& W  k" S  齿轮2齿数 Z2=68
  齿轮2变位系数 X2=0.00000
! T9 j, }& A  R1 B$ |1 D( R  齿轮2齿宽 B2=23.72500  (mm)
  齿轮2齿宽系数 Φd2=0.24510
, `# w; a& a& A' I/ z# A" y2 I0 Q
) u5 W0 A7 S8 {! n2 d$ E# d* w  总变位系数 Xsum=0.00000
; W3 U% ^1 y% o2 t6 d  标准中心距 A0=124.00000  (mm)
+ A4 S$ T" s; J+ k: a  实际中心距 A=124.00000  (mm)
  齿数比 U=3.57895
# y2 V! b2 J9 F  端面重合度 εα=1.59190
! s( {& f' T$ m- k/ ]- g0 U% `  纵向重合度 εβ=0.72302
  总重合度 ε=2.31492

  齿轮1分度圆直径 d1=54.16092  (mm)
' Z6 K/ R9 q, K  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)
" r% ^; u' C8 ^7 c" e  齿轮1齿顶压力角 αat1=31.856530  (度)

' m- ^7 }, ]4 T  K  齿轮2分度圆直径 d2=193.83908  (mm)
+ _4 @$ J3 L( D& l  齿轮2齿顶圆直径 da2=199.33908  (mm)
( G" {# Z7 s& {6 }. c  齿轮2齿根圆直径 df2=186.96408  (mm)
9 y$ C4 A3 D+ o  齿轮2齿顶高 ha2=2.75000  (mm)
9 K; D6 B9 o7 M1 E  齿轮2齿根高 hf2=3.43750  (mm)
1 S( C* {* ^8 K8 |& ~$ R+ @8 G  齿轮2全齿高 h2=6.18750  (mm)
+ f8 c, w! g- t: t& w. P  齿轮2齿顶压力角 αat2=24.520826  (度)

/ r. i+ E0 m: g2 k# Y+ Z2 m3 D7 U  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)
: h6 g7 Y1 h8 P9 G7 b  Y  Z  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
% X, c( h8 f9 G: R8 G+ }  齿轮1公法线长度 Wk1=12.98827  (mm)
) O# S! z" X$ V/ i' c" Z$ F$ U, X
7 \! H  r1 B: h( @$ _5 O9 H  O  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)
  i8 _* }- E  y6 i7 F6 e8 x9 z  齿轮2固定弦齿厚 sch2=3.81438  (mm)
5 Q! o' W6 _* g. g( a7 y  齿轮2固定弦齿高 hch2=2.05578  (mm)
0 G1 E- ^: P( Y  齿轮2公法线跨齿数 K2=8
  齿轮2公法线长度 Wk2=63.78926  (mm)

  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
# g* |8 I  `! s# g* p( y  端面压力角 α*t=20.6705673  (度)

& t0 f. j8 r0 z; w$ x9 J  x
* ]* X, |6 @, z3 Y% ~七、检查项目参数
; D7 ?' z; A# G7 x1 ~- t( @/ _  齿轮1齿距累积公差 Fp1=0.04174
! G$ S* u  g# w- o2 U5 h  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
6 c$ s" N. T/ R, S3 I' O  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
( O0 t: t9 l2 b$ G  齿轮1切向综合公差 Fi'1=0.05327
) n) W/ b1 N/ }! B5 e' _% ?- H  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
- u; k: {4 B6 `0 O, x  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
  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
) i7 F3 J9 E& `* W  齿轮1齿厚上偏差 Eup1=-0.06169
  齿轮1齿厚下偏差 Edn1=-0.24674

# Z* e; n( c) C) I2 Y) e  齿轮2齿距累积公差 Fp2=0.07095
4 M' b) h7 s2 D1 p  齿轮2齿圈径向跳动公差 Fr2=0.04828
3 o; h* T! F4 w# \7 `  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
  C  p5 ?+ [. Z# E  齿轮2齿形公差 ff2=0.01327
. K/ I& m5 t1 r0 Z! K7 x! L  齿轮2一齿切向综合公差 fi'2=0.01810
4 J; S, s+ g$ O4 }1 c' u$ N% T  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
& b* s- b/ P0 j/ R: b& z  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
2 b3 W/ g* @6 q. m) y. S- l  齿轮2螺旋线波度公差 ffβ2=0.01746
! j4 r* n) x2 J7 B; D  齿轮2轴向齿距极限偏差 Fpx(±)2=0.00630
3 f; f% t. z1 G. E; D% m* T  齿轮2齿向公差 Fb2=0.00630
, _) r; o! `" D  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
: B# }. i$ }6 w2 |; A  齿轮2齿厚上偏差 Eup2=-0.06759
3 m! h( a. F3 T1 B& H  齿轮2齿厚下偏差 Edn2=-0.27037

0 u1 n7 v* V, F' v( C7 _  中心距极限偏差 fa(±)=0.02730
/ D* G+ E2 y9 I" a3 ]

3 Z' a& T! ]3 S6 W) {$ f八、强度校核数据
  齿轮1接触强度极限应力 σHlim1=960.0  (MPa)
/ S% A0 C6 X- A; t* O" V  齿轮1抗弯疲劳基本值 σFE1=480.0  (MPa)
  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)
8 w# u  u5 l! M( ?/ y+ n4 N: L4 [  齿轮2抗弯疲劳基本值 σFE2=480.0  (MPa)
% A% l0 ]) {0 T. }& r! G" D  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)
: ^4 y) t. z( I7 I) W  接触强度用安全系数 SHmin=1.00
  弯曲强度用安全系数 SFmin=1.40
) L. R8 o6 c" y5 C/ w2 P+ R$ j* a  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
  齿轮1弯曲疲劳强度计算应力 σF1=304.0  (MPa)
8 v& ~3 ~9 @9 V  齿轮2弯曲疲劳强度计算应力 σF2=278.3  (MPa)
: h- r& b% ^2 F2 Q: `9 `: g4 x  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


& Q: B* R) M* B# H& q8 d1 j' U. e  P九、强度校核相关系数
  齿形做特殊处理 Zps=特殊处理
$ o9 S  }: j5 _- K) E! n  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)
( f) u( t, o- f7 N  g  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
& F. W. M5 p2 `: f: B+ `. z  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

: Y, R# b& G- J* R  圆周力 Ft=4897.44266  (N)
  齿轮线速度 V=2.04182  (m/s)

& G, {# N% k1 K2 e- d! Q! i  使用系数 Ka=1.25000
; q% V( o7 x/ h; j$ H, O4 a  动载系数 Kv=1.03781
. v6 `5 ]* l8 O4 R. q  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 l7 F8 V  b# ^! H( B" q  齿间载荷分布系数 KHα=1.10000
2 c! e8 l& _1 v/ |9 Q  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
  接触强度螺旋角系数 Zβ=0.98220
$ V: r$ u$ r% T. q* ^5 {. w4 l' k  重合、螺旋角系数 Zεβ=0.80787
7 ]  g; ^" x) S/ d  接触疲劳寿命系数 Zn=1.00000
0 z) V4 [: E( p) x' V  润滑油膜影响系数 Zlvr=0.97000
7 [# V3 ~; K2 p$ \, U2 N2 K  工作硬化系数 Zw=1.00000
+ z# R2 E; l' F' T- D  接触强度尺寸系数 Zx=1.00000

+ i  |; \8 J- Q3 e# c' A+ Z) W  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
1 M6 d& J& y8 H  抗弯强度螺旋角系数 Yβ=0.90802
; r9 X$ x, u& d  抗弯强度重合、螺旋角系数 Yεβ=0.65481
  寿命系数 Yn=1.00000
  齿根圆角敏感系数 Ydr=1.00000
! ~1 ^- i6 t4 Q0 j8 l. }  齿根表面状况系数 Yrr=1.00000
* l+ ^( \8 d! [. P  尺寸系数 Yx=1.00000
* }$ q- c7 |( c2 c  O' `, a  齿轮1复合齿形系数 Yfs1=4.33428
# B8 F, T( J. p6 {  齿轮1应力校正系数 Ysa1=1.55568
  齿轮2复合齿形系数 Yfs2=3.96724
- a' g9 a# `+ H6 i, g3 T  齿轮2应力校正系数 Ysa2=1.76884