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
/ M# ?6 H; E4 F! d  设计者 Name=1
( n8 g" g9 q# d6 h; M7 p  设计单位 Comp=1
  设计日期 Date=2010-11-3
  设计时间 Time=16:16:56

9 x8 D4 V2 w2 M0 l( ?! M二、设计参数
; H2 s4 n5 v+ W& p  传递功率 P=10.00000  (kW)
  传递转矩 T=132.62500  (N.m)
5 e' ~* j- `& H9 m  E  齿轮1转速 n1=720  (r/min)
5 z; S; G" y. _  齿轮2转速 n2=200  (r/min)
  传动比 i=3.60000
$ Z2 t  N# a6 w1 w7 O  原动机载荷特性 SF=中等振动
8 b8 L/ S1 Y1 V$ h6 V1 h3 s  工作机载荷特性 WF=均匀平稳
  预定寿命 H=10000  (小时)

三、布置与结构
  结构形式 ConS=闭式
  齿轮1布置形式 ConS1=对称布置
6 x: }2 T! u& u+ U+ K, d" M7 j. N  齿轮2布置形式 ConS2=对称布置

四、材料及热处理
+ R; ?# @; U) n  |1 W! k  齿面啮合类型 GFace=硬齿面
  热处理质量级别 Q=ML
. J& s: U/ c9 U1 |1 i
  齿轮1材料及热处理 Met1=45<表面淬火>
" R; h+ K! r( A7 I) v4 F! @  齿轮1硬度取值范围 HBSP1=45-50
. r, W" H' h0 l# S+ ?% v& A9 G  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

& ~) }5 E) V% D" @  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
- j0 @( i1 ~/ R" A  w) Y+ J  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 [- ?( H4 W9 A" p& P  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
+ ?8 q% G4 b4 l  `  齿轮1齿厚下偏差 JDD1=L
3 ^' Z4 `- L8 U% \2 L
  齿轮2第Ⅰ组精度 JD21=7
" J3 E" F: o/ J8 H$ x- o1 c0 ^/ _  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

9 L2 J% f% Q- f; a* v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)
  基圆柱螺旋角 βb=14.3241959  (度)
  r( _5 D9 G) X
7 u' N7 f; H' U  齿轮1齿数 Z1=19
' x2 n% H+ i+ h# B* W  齿轮1变位系数 X1=0.00000
  齿轮1齿宽 B1=23.72500  (mm)
; }+ A4 C; D$ ?: z* S% L  齿轮1齿宽系数 Φd1=0.87719
6 t0 \/ r* A6 B% r9 _. p
  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)
- F8 @* }; H6 R7 e/ t1 z  齿轮2齿宽系数 Φd2=0.24510

" E5 E' m# p& {7 n  总变位系数 Xsum=0.00000
+ F5 ~6 z+ Q9 k4 O! H2 ]; y  标准中心距 A0=124.00000  (mm)
" U( a3 K: K$ z# i0 N6 i  实际中心距 A=124.00000  (mm)
  齿数比 U=3.57895
  ?5 M# _  h( W2 G& u; Y  端面重合度 εα=1.59190
  纵向重合度 εβ=0.72302
  总重合度 ε=2.31492

9 z% d" G7 F. K4 p8 G7 g+ k4 [) G7 G  齿轮1分度圆直径 d1=54.16092  (mm)
  齿轮1齿顶圆直径 da1=59.66092  (mm)
. N2 u3 G+ b# Q  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)
1 K/ _# I* A- U  齿轮1全齿高 h1=6.18750  (mm)
  齿轮1齿顶压力角 αat1=31.856530  (度)

  齿轮2分度圆直径 d2=193.83908  (mm)
! D& O" U1 ~) v1 a, F  齿轮2齿顶圆直径 da2=199.33908  (mm)
& Y$ V) R1 K3 T: r! q& W3 U  齿轮2齿根圆直径 df2=186.96408  (mm)
  齿轮2齿顶高 ha2=2.75000  (mm)
' Q# }1 ^( R7 ~2 U) q  齿轮2齿根高 hf2=3.43750  (mm)
  齿轮2全齿高 h2=6.18750  (mm)
  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)
  齿轮1分度圆弦齿高 hh1=2.83012  (mm)
8 W0 q: ^0 \2 ~  o8 V1 ]  齿轮1固定弦齿厚 sch1=3.81438  (mm)
# s. G. |: A% F1 s  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)
4 u& r, E7 G% Q% N( H" g9 ~# M  d; y
* U. [, b: Z2 m4 p# ?) {  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)
0 [; L" @5 Q6 y- c) e% y  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
  齿轮2公法线长度 Wk2=63.78926  (mm)
% ^5 r& r% H: E3 j2 \
4 _' Y: y/ K! W5 E  齿顶高系数 ha*=1.00
6 u0 ]% I) L  ~: A; W. r3 o  顶隙系数 c*=0.25
% X* y3 s  Y2 F6 g- q  压力角 α*=20  (度)
  端面齿顶高系数 ha*t=0.96472
- `" [# ], G1 ?. b. ]3 R' c; l7 A; s  端面顶隙系数 c*t=0.24118
  端面压力角 α*t=20.6705673  (度)
* p1 g/ T- T7 ?8 p; D- D9 g7 z

七、检查项目参数
  G8 I- s- ^! D+ K6 W  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
  f" u* c! {( N$ c  D  齿轮1齿向公差 Fβ1=0.01239
  齿轮1切向综合公差 Fi'1=0.05327
: V. C) e  q/ y  x: M  齿轮1径向综合公差 Fi''1=0.04958
; c; w2 S/ R" B& ]8 X/ k$ I" u1 l  齿轮1基节极限偏差 fpb(±)1=0.01443
7 T! A2 D$ Q- s6 f. m  _/ P  齿轮1螺旋线波度公差 ffβ1=0.01560
0 ]2 d* r2 ?6 f- C* c( q  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
8 Y9 i( H6 `5 s) E8 C+ u/ i2 T. l  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
2 I5 R: E. w+ {5 ~$ V" q7 H4 K  齿轮2公法线长度变动公差 Fw2=0.03639
/ v- x6 _) M( W  齿轮2齿距极限偏差 fpt(±)2=0.01690
  齿轮2齿形公差 ff2=0.01327
) m  x" H" r  r( i+ i# y  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
9 g5 ]3 r) i* P  K  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
/ _- P* W6 y7 k7 |  齿轮2轴向齿距极限偏差 Fpx(±)2=0.00630
$ O; y6 s* O  {/ q- l, x. {  齿轮2齿向公差 Fb2=0.00630
' {: R% q' p/ _0 ~$ D  齿轮2x方向轴向平行度公差 fx2=0.00630
4 L  f) C& a6 h5 t2 S4 Q4 N  齿轮2y方向轴向平行度公差 fy2=0.00315
+ P! p1 N' I: p/ C7 @  齿轮2齿厚上偏差 Eup2=-0.06759
  齿轮2齿厚下偏差 Edn2=-0.27037
3 B- T1 n$ t8 J% a3 P' y' O/ Z
2 K) c( g+ m  n: r  i0 T  中心距极限偏差 fa(±)=0.02730


& w+ k9 x' T) g4 M$ O0 k# ~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)
  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)
  齿轮2抗弯疲劳基本值 σFE2=480.0  (MPa)
! ?( D, F- C, P- ?2 K" J% B  齿轮2接触疲劳强度许用值 [σH]2=931.2  (MPa)
4 X: J6 ~4 X" K" T0 d* w  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
& {/ k" O! e0 j9 @6 }1 X' K0 I  弯曲强度用安全系数 SFmin=1.40
  接触强度计算应力 σH=979.7  (MPa)
" s5 Y* q7 l$ n+ ~  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- J1 Z& Y! Q5 U  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
  l: B3 _4 N3 l/ `! c2 `, p6 C

九、强度校核相关系数
4 \5 A2 F6 O' Z# F  齿形做特殊处理 Zps=特殊处理
3 _& u$ t/ y: C; ?( d  齿面经表面硬化 Zas=不硬化
  齿形 Zp=一般
( y9 W, X' W- @9 M  润滑油粘度 V50=120  (mm^2/s)
/ L& x) N% L+ \4 p" P  有一定量点馈 Us=不允许
- V" e% e8 x$ |3 A' |* g1 k4 i  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
1 @; W. E# e  E4 L' ]3 |
/ @: U  N9 k$ w) j6 m  圆周力 Ft=4897.44266  (N)
  齿轮线速度 V=2.04182  (m/s)

  使用系数 Ka=1.25000
1 T/ @% S) O1 f& }* n5 n5 }' X6 D  动载系数 Kv=1.03781
. ~) F  H/ ^  n5 j5 ?6 o  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
5 u  k! V8 Z9 ?- C  齿间载荷分布系数 KHα=1.10000
& @, Q. `: w( k- R+ S0 u, b: J7 b  节点区域系数 Zh=2.42227
+ Z- |0 g3 g6 g1 C; }4 N, T  材料的弹性系数 ZE=189.80000
8 L: @7 X+ I* b6 d  接触强度重合度系数 Zε=0.82251
0 P; r; R$ y$ o5 n7 _  接触强度螺旋角系数 Zβ=0.98220
- u$ Q  O- h! \0 b  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
  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
  齿间载荷分布系数 KFα=1.10000
+ }; b9 B0 [, `  抗弯强度重合度系数 Yε=0.72114
  抗弯强度螺旋角系数 Yβ=0.90802
) {) z4 \, F) H4 T! i7 o7 J  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
8 N( s% y9 t, @0 s+ l  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
- v0 T" @8 r" g; L# r- A  齿轮2复合齿形系数 Yfs2=3.96724
! Z2 W9 N$ J8 u1 r# y  齿轮2应力校正系数 Ysa2=1.76884