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
/ {0 a) h: }2 G) L; A+ L* E9 ?  设计者 Name=1
5 [8 Y# |3 x& {  设计单位 Comp=1
5 ~4 s' I& h: s& s' p: C* N  设计日期 Date=2010-11-3
: m9 Y7 y9 V2 l. E# v  设计时间 Time=16:16:56
( `6 ^. x7 F9 G$ W0 s! F, D  H) ~
: Z# t, U5 b  y* d7 |2 ]二、设计参数
  传递功率 P=10.00000  (kW)
% E4 E, f" T' J: a- [: E8 g  传递转矩 T=132.62500  (N.m)
" _5 W9 O* c0 G. A; X  齿轮1转速 n1=720  (r/min)
4 n" K) w0 w4 C8 i/ @$ y  齿轮2转速 n2=200  (r/min)
- h, Q% W; C# x: ~  传动比 i=3.60000
1 N4 V( c" }9 w1 c5 c3 u. o  原动机载荷特性 SF=中等振动
  工作机载荷特性 WF=均匀平稳
- S; C0 b4 k+ p) _) V  预定寿命 H=10000  (小时)

三、布置与结构
/ F! A6 Z% F4 t$ Z& f- M  结构形式 ConS=闭式
- V- V1 A# y  U  b; r3 o9 v. A  齿轮1布置形式 ConS1=对称布置
4 g5 \: O5 ]" f/ U  齿轮2布置形式 ConS2=对称布置
5 C" J+ W4 j8 v6 a/ I* y+ O7 B4 w9 G
四、材料及热处理
$ u3 N& s' J. a/ u6 n! w# H  齿面啮合类型 GFace=硬齿面
  热处理质量级别 Q=ML
5 q. I# [* c0 i. ?1 o
  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
2 M! {4 Q3 J. M1 `# k- a  齿轮1硬度 HBS1=48
  齿轮1材料类别 MetN1=0
% l0 J  M2 V/ T+ D4 a4 A  齿轮1极限应力类别 MetType1=11

( \; |/ z6 ^& p: X) g  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
2 w3 ^* K. z+ K$ n  F1 j2 {$ Q  齿轮2材料类别 MetN2=0
7 `7 _; r, R: @" n  齿轮2极限应力类别 MetType2=11
; h; g3 i* u2 W1 l
, i2 Z2 ?" F5 t五、齿轮精度
8 b7 D7 Y$ K8 ?2 d( t, b  齿轮1第Ⅰ组精度 JD11=7
  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 {' O  E; d, m1 E  齿轮1齿厚下偏差 JDD1=L
( d! a6 u" r! n$ t
  齿轮2第Ⅰ组精度 JD21=7
  齿轮2第Ⅱ组精度 JD22=7
& z1 ?3 G$ Z' {7 @0 z  齿轮2第Ⅲ组精度 JD23=7
8 k9 v5 l$ m8 s2 t! z  齿轮2齿厚上偏差 JDU2=F
$ D5 W- O/ }2 ^2 P  齿轮2齿厚下偏差 JDD2=L
; S7 H/ G* K7 r' H$ K
( `1 Y) e3 w5 H5 x4 Q- X六、齿轮基本参数
  模数(法面模数) Mn=2.75(2)
  端面模数 Mt=2.85057
0 Z/ W" A$ s: _# B  螺旋角 β=15.2651500  (度)
  基圆柱螺旋角 βb=14.3241959  (度)
3 G1 {. z2 t) h9 o0 f2 Q
9 {" n% Q1 T. z  齿轮1齿数 Z1=19
4 U/ M7 x% T. T! e$ `  齿轮1变位系数 X1=0.00000
. }4 p$ G- F: n2 G1 ?0 Y, h. w' R  齿轮1齿宽 B1=23.72500  (mm)
  齿轮1齿宽系数 Φd1=0.87719
0 s( j5 y( {2 Q: a8 ^
' x) A( r9 r$ r: o9 R# j  齿轮2齿数 Z2=68
( ~& F4 W7 h1 v, l5 R' ^, }# _  齿轮2变位系数 X2=0.00000
  齿轮2齿宽 B2=23.72500  (mm)
$ v: o* M- Z; C  b  齿轮2齿宽系数 Φd2=0.24510
4 f; v7 `1 ^' v
  总变位系数 Xsum=0.00000
  标准中心距 A0=124.00000  (mm)
  实际中心距 A=124.00000  (mm)
  齿数比 U=3.57895
  端面重合度 εα=1.59190
+ |: A( G/ i2 ?9 l6 R5 d, R+ j  纵向重合度 εβ=0.72302
% c; v) Z9 S1 ]0 ^; F  总重合度 ε=2.31492

  齿轮1分度圆直径 d1=54.16092  (mm)
  齿轮1齿顶圆直径 da1=59.66092  (mm)
8 z/ ~, F4 b3 M! x+ G. W  齿轮1齿根圆直径 df1=47.28592  (mm)
; V: u# F6 @' K  齿轮1齿顶高 ha1=2.75000  (mm)
  ~4 R) f% o# `9 T  齿轮1齿根高 hf1=3.43750  (mm)
$ F& B% `, F! o% e- t+ x$ A4 {  齿轮1全齿高 h1=6.18750  (mm)
- D+ H; ^0 {- [% ]  齿轮1齿顶压力角 αat1=31.856530  (度)

  齿轮2分度圆直径 d2=193.83908  (mm)
  齿轮2齿顶圆直径 da2=199.33908  (mm)
' r8 o7 D$ y& j2 D* `  齿轮2齿根圆直径 df2=186.96408  (mm)
+ x' P9 N5 k+ {* c+ T* T( \) {  齿轮2齿顶高 ha2=2.75000  (mm)
! e) H( q7 Y1 i" J1 E  齿轮2齿根高 hf2=3.43750  (mm)
5 P. X" V8 a# Q2 U+ \  齿轮2全齿高 h2=6.18750  (mm)
" ~. [0 Z$ P/ }/ G# l, Z2 S2 y  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)
; r6 W6 H# J& g6 \5 h) V' p0 z! C  齿轮1固定弦齿厚 sch1=3.81438  (mm)
0 c5 y# X$ l" b5 c  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)
2 D* {3 U$ j& y7 N$ t
/ p  C- G/ ]3 x, K, f3 W  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)
( c8 D' d) W* @, `- F9 `" p  齿轮2固定弦齿厚 sch2=3.81438  (mm)
" G! W% ^- t# A7 y  齿轮2固定弦齿高 hch2=2.05578  (mm)
4 }  V4 T. g/ A1 ]  齿轮2公法线跨齿数 K2=8
1 z: m3 S  s' y% V9 O1 \  齿轮2公法线长度 Wk2=63.78926  (mm)

0 ~/ g! ?( ^3 ]; j; Z& C  齿顶高系数 ha*=1.00
  顶隙系数 c*=0.25
' [, W* M4 S( ?8 d  压力角 α*=20  (度)
4 a! X4 ~# h  s  端面齿顶高系数 ha*t=0.96472
  端面顶隙系数 c*t=0.24118
  端面压力角 α*t=20.6705673  (度)
: H- N1 G& H! ^

七、检查项目参数
  齿轮1齿距累积公差 Fp1=0.04174
( b: G% l  z9 @7 U  齿轮1齿圈径向跳动公差 Fr1=0.03542
* C5 G( S; K/ y- O0 ?( z6 k  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
# B: Q: f6 ]$ u7 F* u% t6 c8 \  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
3 u% S# [! s$ ~2 M$ c: v) b  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 G- C( l0 {! L  齿轮1径向综合公差 Fi''1=0.04958
3 T# i3 m8 D6 E. J  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
, n% ~2 u. D: I$ r/ L; T8 x  齿轮1轴向齿距极限偏差 Fpx(±)1=0.01239
4 Z9 ^9 P7 T- ?% K# u0 _( s  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
) c8 k1 o9 f/ r+ Q9 D; `/ Y6 k  齿轮1y方向轴向平行度公差 fy1=0.00619
% o- a0 S' e/ a  齿轮1齿厚上偏差 Eup1=-0.06169
; L- U8 k) g$ i. |% H  齿轮1齿厚下偏差 Edn1=-0.24674

" m% e8 y- w: J3 M8 E& O  齿轮2齿距累积公差 Fp2=0.07095
7 F9 a( P( L' Z% s  齿轮2齿圈径向跳动公差 Fr2=0.04828
0 F) Q2 |/ j, N# m* e  齿轮2公法线长度变动公差 Fw2=0.03639
: N9 L4 ^* r. m7 a3 q% K) y0 n  齿轮2齿距极限偏差 fpt(±)2=0.01690
  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
  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
0 c. D8 O: f; ~9 o* q. k  齿轮2切向综合公差 Fi'2=0.08422
! N' ~2 W. Z7 W9 }& n( D- {  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
  齿轮2轴向齿距极限偏差 Fpx(±)2=0.00630
2 k# h9 L4 Y+ f% r) Q& Z  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
! N7 L4 T' s1 }7 `' e  齿轮2齿厚上偏差 Eup2=-0.06759
, N$ P5 U9 j* S; R+ H( s7 W% G  齿轮2齿厚下偏差 Edn2=-0.27037
( K8 t/ H3 R. i+ o
  中心距极限偏差 fa(±)=0.02730

9 {8 S: q  W0 A" N/ s
, |; z* b& Y$ d* K: I3 j7 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)
! {( S. C5 I) m$ i  e  齿轮1弯曲疲劳强度许用值 [σF]1=342.9  (MPa)
* x# p4 T! H% i7 ]7 j9 _  齿轮2接触强度极限应力 σHlim2=960.0  (MPa)
; {6 @5 w, Z0 t6 F+ v9 Y  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)
  齿轮2弯曲疲劳强度许用值 [σF]2=342.9  (MPa)
% \8 w& {; N6 p. \4 r: K  接触强度用安全系数 SHmin=1.00
) O7 e1 ]2 H; P, Z  弯曲强度用安全系数 SFmin=1.40
2 L! ]# l, a4 [) _* {  接触强度计算应力 σH=979.7  (MPa)
$ W" c* C0 O/ i6 f  Z5 L  接触疲劳强度校核 σH≤[σH]=不满足
- W: _- F. s  |, n9 B4 L  齿轮1弯曲疲劳强度计算应力 σF1=304.0  (MPa)
  齿轮2弯曲疲劳强度计算应力 σF2=278.3  (MPa)
8 U9 m: q* t+ T8 E* b2 T  齿轮1弯曲疲劳强度校核 σF1≤[σF]1=满足
9 J0 W3 T1 B! i" n4 T  w4 F$ E  齿轮2弯曲疲劳强度校核 σF2≤[σF]2=满足

% \( H' t' v, ^8 ?
九、强度校核相关系数
( v  N( `) l' `9 B: e( A  齿形做特殊处理 Zps=特殊处理
  齿面经表面硬化 Zas=不硬化
2 K1 G/ W! s+ ?! H  齿形 Zp=一般
' J0 i" J3 h# Z0 E' t- J  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
  齿根表面粗糙度 ZFR=Rz≤16μm ( Ra≤2.6μm )
7 K$ x' K) b! S# K: U% ~! H0 v: [  刀具基本轮廓尺寸 HMn=Hao/Mn＝1.25, Pao/Mn＝0.38

  圆周力 Ft=4897.44266  (N)
  O( L7 J" i! u2 `; g: i  齿轮线速度 V=2.04182  (m/s)

5 ~; m) H% ^$ x, C7 d! A  使用系数 Ka=1.25000
' o9 M9 t) f7 j" P, Q; J* `  动载系数 Kv=1.03781
0 O4 h2 N0 I" U/ R& H# f$ S  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
$ J" A/ t! j! v$ |# ^3 z  y( {5 S3 i9 I  安装精度对载荷分布的影响 Kβm=0.00000
/ o) \5 T8 [- r6 M* c# H  齿间载荷分布系数 KHα=1.10000
  节点区域系数 Zh=2.42227
/ J( a: i: ?# A; V& g, L! \. W  材料的弹性系数 ZE=189.80000
1 D7 B: ?9 o" c  接触强度重合度系数 Zε=0.82251
2 i' g  e7 g) f4 Y  接触强度螺旋角系数 Zβ=0.98220
5 a/ ]) P4 b: W( K8 i  重合、螺旋角系数 Zεβ=0.80787
! Z0 B& z) ^$ O  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
% H% a; x% L8 f. C4 b1 k
  齿向载荷分布系数 KFβ=1.00000
/ t7 J6 Q3 s! }" k  齿间载荷分布系数 KFα=1.10000
  抗弯强度重合度系数 Yε=0.72114
( y% D7 U* a  j. i9 A1 _  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
* L, a2 w+ ]/ U0 ?% x! r  寿命系数 Yn=1.00000
" t0 a, g! x( I6 c; L5 y. L  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
; i" d; ^7 D( S* M0 f) L  齿轮1复合齿形系数 Yfs1=4.33428
! C3 k' B( y, h0 E  齿轮1应力校正系数 Ysa1=1.55568
  齿轮2复合齿形系数 Yfs2=3.96724
  齿轮2应力校正系数 Ysa2=1.76884