齒輪的基本參數:
齒(chǐ)輪的組成結構一般有輪齒(chǐ)、齒(chǐ)槽、端面、法面、齒(chǐ)頂(dǐng)圓、齒(chǐ)根圓、基圓和分度圓。
(1)齒(chǐ)數:一個齒(chǐ)輪的輪齒(chǐ)總數叫齒(chǐ)數,用Z表示。小齒(chǐ)輪的齒(chǐ)數可取爲z1=20~40。開式(半開式)齒(chǐ)輪傳動,由於(yú)輪齒(chǐ)主要爲磨損失效,爲使齒(chǐ)輪不緻過小,故小齒(chǐ)輪不亦選用過多的齒(chǐ)數,一般可取z1=17~20。
(2)模數 由於(yú)齒輪的分度圓直徑 d 可由其周長 zp 確定,即d=zp/π。爲便於(yú)設計、計算、制造和檢驗,令p/π=m ,m 稱爲齒輪的模數,並(bìng)已标準化。它是決定齒輪大小的主要參數。分度圓直徑d=mZ,所以m=d/z。
(3)壓力角α 即分度圓壓力角,並(bìng)規定其标準值爲α=20°。它是決定齒輪齒廓形狀的主要參(cān)數。
分度圓(yuán)直徑(jìng) d=mZ/cosβ
壓(yā)力角 rb=rcosα=1/2mzcosα
在兩齒輪節圓相切點P處,兩齒廓曲線的公法線(即齒廓的受力方向)與兩節圓的公切線(即P點處的瞬時運動方向)所夾的銳角稱爲壓力角,也稱齧合角。對單個齒輪即爲齒形角。标準齒輪的壓力角一般爲20”。在某些場(chǎng)合也有採(cǎi)用α=14.5° 、15° 、22.50°及25°等情況。
(4)齒(chǐ)頂(dǐng)高系數和頂(dǐng)隙系數:h*a 、C*
兩齒輪齧合時,總是一個齒輪的齒頂進入另一個齒輪的齒根,爲瞭(le)防止熱膨脹頂死和具有儲成潤滑油的空間,要求齒根高大於(yú)齒頂高。爲次引入瞭(le)齒頂高系數和頂隙系數。
正常齒(chǐ):h*a=1; C*=0.25 短齒(chǐ):h*a=0.8; C*=0.3
一對相互齧合的齒(chǐ)輪,模數、壓力角必須相等。标準齒(chǐ)輪的壓力角(對單(dān)個齒(chǐ)輪而言即爲齒(chǐ)形角)爲20°
齒(chǐ)輪參(cān)數計算公式大全:
1. 内齒模數齒輪
2. 直齒模數齒輪
3. 斜齒模數齒輪
4. 傘齒模數齒輪
5. 變位模數齒輪
6. 直齒徑節齒輪
7. 斜齒徑節齒輪
8. 齒條
文案大全
例題:已知小齒(chǐ)輪傳(chuán)遞的額定功率P=95 KW,小斜齒(chǐ)輪轉速n1=730 r/min,傳(chuán)動比i=3.11,單向運轉,滿載工作時間35000h。
1.確(què)定齒輪材料,確(què)定試驗齒輪的疲勞極限應力參(cān)考齒輪材料表,選擇齒輪的材料爲:
小斜齒(chǐ)輪:38SiMnMo,調質處(chù)理,表面硬度320~340HBS(取中間值爲330HBS)大斜齒(chǐ)輪:35SiMn, 調質處(chù)理, 表面硬度280~300HBS(取中間值爲290HBS)
注:合金鋼(gāng)可提高320~340HBS
由圖16.2-17和圖16.2-26,按MQ級質量要求選取值,查得齒(chǐ)輪接觸疲勞強度極限σHlim及基本值σFE:σHlim1=800Mpa, σHlim2=760MpaσFE1=640Mpa, σFE2=600Mpa注:對於(yú)合金鋼的計算公式爲:σ
2.按齒面接觸強度初步確(què)定中心距,並(bìng)初選主要參數:
按公式表查得:
1)小齒(chǐ)輪傳遞扭矩T1:T1=9550×Pn1=9549×95730=1243N.m2)載荷系數K:考慮齒(chǐ)輪對稱(chēng)軸承布置,速度較低,沖擊負荷較大,取K=1.6
4)齒(chǐ)數比u=Z2/Z1=3.115)許用接觸(chù)應力σHP:
查表16.2-46,取最小安全系數sHmin=1.1,按大齒(chǐ)輪計(jì)算σ
6)将以上數據(jù)代入計(jì)算中心距公式:a≥476
=292.67mm
取圓(yuán)整爲(wèi)标準中心距a=300mm
7)確(què)定模數:按經(jīng)驗公式mn=(0.007~0.02)α=(0.007~0.02)x300mm=2.1~6mm
取标準(zhǔn)模數(shù)mn=4mm
8)初選(xuǎn)螺旋角β=9°,cosβ=cos9°=0.988
9)確定齒數:z
Z2=Z1i=36.03×3.11=112.15 Z1=36,Z2=112 實際傳動比i實=Z2/Z1=112/36=3.11110)求螺旋角β:cosβ=mnZ1+Z22a=12)確(què)定齒(chǐ)寬:b=Фα×a=0.4×300=120mm
13)計算齒(chǐ)輪圓周速度:V=πd1n160×1000=π×145.946×73060×100=5.58m/s根據齒(chǐ)輪圓周速度,參(cān)考表16.2-73,選擇齒(chǐ)輪精度等級爲8-7-7 (GB10095-2002)
2)使用系數(shù)KA:查表16.2-36,KA=1.5
3)動(dòng)載荷系數(shù)KV:KV=1+K1
=1.23
4)接觸(chù)強度計算的齒(chǐ)向載荷分布系數KHβ,根據表16.2-40,裝配時候檢驗調整:KHβ=1.15+0.18×bd12+0.31×10
6)節(jié)點(diǎn)區域系數ZH,查圖16.2-15,ZH=2.47
7)彈(dàn)性系數ZE,查表16.2-43,ZE=189.8MPa8)接觸(chù)強度計算的重合度與螺旋角系數Z
當(dāng)量齒(chǐ)數:ZV1=Z1COS3β=360.=37.5 ZV2=Z2COS3β=1120.=116.6當(dāng)量齒(chǐ)輪的端面重合度av: av=a=1 * ROMAN I+a=2 * ROMAN II ,查圖16.2-10,分别得到a=1 * ROMAN I=0.83,a=2 * ROMAN II=0.91,av: av=a=1 * ROMAN I+a
按 φm=bm=按av=1.74,β=1.55,β=9°22`, 查圖16.2-16, 得Zβ=0.769)将以上數據代入公式計(jì)算接觸(chù)應力σH=2.47×189.8×0.76145.946×3.11+13.11 × 1.5×1.23×1.27×1.1=649MPa10)計(jì)算安全系數SH根據表16.2-34,SH=σHlimZHTZLVRZWZ
滑油膜影響系數ZLVR ,:按v=5.58m/s選用220号齒(chǐ)輪油,其運動粘度V40=220mm2/s查圖16.2-19, Z得LVR=0.95工作硬化系數ZW,:因小齒(chǐ)輪未硬化處(chù)理,齒(chǐ)面未光整,故ZW=1尺寸系數ZX:查圖16.2-22,ZX=1
将各參(cān)數代入公式計(jì)算安全系數SHSH1=σHlim1ZNT1ZLVRσH
根據(jù)表16.2-46,一般可靠度SHmin=1~1.1,SH>SHmin,故安全。
4.校核齒(chǐ)根彎曲疲勞強度:根據(jù)表16.2-34σF=Ftb
KHβ=1.15+0.18×bd12+0.31×10-3×b=1.15+0.18×.9462+0.31×
複合齒形系數YFS,
1、例題:已知小齒輪傳遞的額定功率P=95 KW,小斜齒輪轉速n1=730 r/min,傳動比i=3.11,單向運轉,滿載工作時間35000h。1.確(què)定齒輪材料,確(què)定試驗齒輪的疲勞極限應力參(cān)考齒輪材料表,選擇齒輪的材料爲:小斜齒輪:38SiMnMo,調質處理,表面硬度HBS(取中間值爲330HBS)大斜齒輪:35SiMn, 調質處理, 表面硬度HBS(取中間值爲290HBS) 注:合金鋼可提高HBS由圖16.2-17和圖16.2-26,按MQ級質量要求選取值,查得齒輪接觸疲勞強度極限Hlim及基本值FE:Hlim1=800Mpa, Hlim2=760MpaFE1。
2、=640Mpa, FE2=600Mpa注:對於(yú)合金鋼的計算公式爲:Hlim1=1.5HBS+330=1.5330+330=825MpaHlim2=1.5HBS+330=1.5290+330=760Mpa2.按齒面接觸強度初步確定中心距,並(bìng)初選主要參數:按公式表查得:a476(u+1)3KT1aHP2u1)小齒輪傳遞扭矩T1:T1=9550Pn1==1243N.m2)載荷系數K:考慮齒輪對稱軸承布置,速度較低,沖擊負荷較大,取K=1.63)查表16.2-01齒寬系數:取=0.4 4)齒數比u=Z2/Z1=3.115)許用接觸應力HP: HP=HlimSHmin查表16.2-46。
3、,取最小安全系數sHmin=1.1,按大齒(chǐ)輪計算HP2=Hlim2SHmin2=7601.1MPa=691MPa6)将以上數據代入計算中心距公式:a4763.11+131...11=292.67mm取圓整爲标準中心距a=300mm7)確(què)定模數:按經驗公式mn=(0.0070.02)=(0.0070.02)x300mm=2.16mm取标準模數mn=4mm8)初選螺旋角=9,cos=cos9=0.9889)確(què)定齒(chǐ)數:z1=2acosmn(u+1)=23000.9884(3.11+1)=36.06Z2=Z1i=36.033.11=112.15 Z1=36,Z2=112 。
4、實際傳動比i實=Z2/Z1=112/36=3.11110)求螺旋角:cos=mnZ1+Z22a=436+=0.98667,所以=92211)計算分度圓直徑:d1=mnZ1cos=4360.98667=145.946mmd2=mnZ2cos=41120.98667=454.053mm12)確(què)定齒寬:b=a=0.4300=120mm13)計算齒輪圓周速度:V=d1n=145.=5.58m/s根據齒輪圓周速度,參(cān)考表16.2-73,選擇齒輪精度等級爲8-7-7 (GB10095-2002)3.校核齒面接觸疲勞強度根據H=ZHZEZF1bd1u+1u。
5、KAKVKHKHa1)分度圓上的圓周F1:F1=2T1d1=.946=17034N2)使用系數KA:查表16.2-36,KA=1.53)動載荷系數KV:KV=1+K1KAF1b+K2Z1V100u21+u2查表16.2-39得K1=23.9,K2=0.0087代入上式得KV=1+23.91.+0...1121+3.112=1.23 4)接觸(chù)強度計算的齒(chǐ)向載荷分布系數KH,根據表16.2-40,裝配時候檢驗調整:KH=1.15+0.18bd12+0.3110-3b=1.15+0..9462+0.3110-3120=。
6、1.2695)齒(chǐ)間載荷分配系數KH:查表16.2-42,得:KAFtb=1.=213 N/mm2,KH=1.16)節點區域系數ZH,查圖16.2-15,ZH=2.477)彈性系數ZE,查表16.2-43,ZE=189.8MPa8)接觸(chù)強度計算的重合度與螺旋角系數Z:當量齒(chǐ)數:ZV1=Z1COS3=360.=37.5ZV2=Z2COS3=1120.=116.6當量齒(chǐ)輪的端面重合度av: av=aI+aII ,查圖16.2-10,分别得到aI=0.83,aII=0.91,av: av=aI+aII=0.83+0.91=1.74按 m=bm=1204=30。
7、,=922, 查圖16.2-11, 得=1.55按av=1.74,=1.55,=922, 查圖16.2-16, 得Z=0.769)将以上數據代入公式計算接觸(chù)應力H=2.47189.80..9463.11+13.11 1.51.231.271.1=649MPa10)計算安全系數SH根據表16.2-34,SH=HlimZHTZLVRZWZXH壽命系數ZNT:按式16.2-10N1=60n1Kh==1.N2=N1i=1..11=4.93108對調質鋼(允許有一點(diǎn)的點(diǎn)蝕),查圖16.2-18,ZNT1=0.98,ZNT2。
8、=1.04滑油膜影響系數ZLVR ,:按v=5.58m/s選用220号齒(chǐ)輪油,其運動粘度V40=220mm2/s查圖16.2-19, Z得LVR=0.95工作硬化系數ZW,:因小齒(chǐ)輪未硬化處理,齒(chǐ)面未光整,故ZW=1尺寸系數ZX:查圖16.2-22,ZX=1将各參(cān)數代入公式計算安全系數SHSH1=Hlim1ZNT1ZLVRHZwZX=8000.980.=1.13SH2=Hlim2ZNT2ZLVRHZwZX=7601.040.=1.16根據表16.2-46,一般可靠度SHmin=11.1,SHSHmin,故安全。 4.校核齒(chǐ)根彎曲疲勞強度:根據表16.2-34F=Ft。
9、bmnKAkvkFKFaYFSY彎曲強度計算的齒(chǐ)向載荷分布系數KF:根據表(16.2-40)KH=1.15+0.18bd12+0.3110-3b=1.15+0..9462+0.3110-3120=1.269取KF=KH=1.27彎曲強度計算的齒(chǐ)間載荷分配系數KFa:查表16.2-42,KFa=KHa=1.1複(fù)合齒(chǐ)形系數YFS,查圖16.2-23,YFS1=4.03,YFS2=3.96彎曲強度計算的重合度與螺旋角系數Y, 按av=1.74,=922, 查圖16.2-25,得Y=0.63 将以上數據代入公式計算彎曲應力F1=.51.231.271.14.03。
10、0.63=232 MPaF2=.51.231.271.13.960.63=228 MPa計算安全系數SF,根據SF=FEYNTYrltYXF壽命系數YNT:對調質鋼,查圖16.2-27,YNT1=0.89,YNT2=0.9相對齒(chǐ)根圓角敏感系數查表16.2-48 得 Yrelt1=Yrelt2=1相對齒(chǐ)根表面狀況系數YRrelT:查式16.2-21,根據齒(chǐ)面粗糙度Ra1=Ra2=1.6, YRrelT1=YRrelT2=1彎曲強度計算的尺寸系數Yx:查圖16.2-28,Yx1=Yx2=1将各參(cān)數代入公式計算安全系數SFSF1=FE1YNT1Yrlt1YX1F1=6400..45=2.46SF2=FE2YNT2Yrlt2YX1F2=6000.=2.37根據表16.2-46,高可靠度SFin=2,SHSFmin,故安全。26)斜齒(chǐ)輪主要幾何參(cān)數mn=4mm,=922,Z1=36,Z2=112d1=mnZ1COS=4360.98667=145.946 mmd2=mnZ2COS=41120.98667=454.053 mm斜齒(chǐ)輪厚度:b=aa=0.4300=120mm。
1. 内齒模數齒輪
2. 直齒模數齒輪
3. 斜齒模數齒輪
4. 傘齒模數齒輪
5. 變位模數齒輪
6. 直齒徑節齒輪
7. 斜齒徑節齒輪
8. 齒條
節圓柱上的螺旋角:
基圓柱上的螺旋角:
齒厚中心車角:
銷子直徑:
中心距離增加系數:
标準正齒(chǐ)輪的計(jì)算(小齒(chǐ)輪①,大齒(chǐ)輪②)
1.齒輪齒 标準
2.工齒齒形 直齒
3.模數 m
4.壓力角
5.齒數
6.有效齒深
7.全齒深
8.齒頂隙
9.基礎節圓直徑
10.外徑
11.齒底直徑
12.基礎圓直徑
13.周節
14.法線節距
15.圓弧齒厚
16.弦齒厚
17.齒輪油标尺齒高
18.跨齒數
19.跨齒厚
20.銷子直徑
21.圓柱測(cè)量尺寸 (偶數齒(chǐ))
(奇數齒)
其中,
22.齒隙
标準螺旋齒(chǐ)的計(jì)算公式(齒(chǐ)直角方式)(小齒(chǐ)輪①,大齒(chǐ)輪②)
1.齒輪齒形 标準
2.齒(chǐ)形基準斷(duàn)面 齒(chǐ)直角
3.工具齒形 螺旋齒
4.模數
5.壓力角
6.齒數
7.螺旋角方向 (左或右)
8.有效齒深
9.全齒深
10.正面壓力角
11.中心距離
12.基準節圓直徑
13.外徑
14.齒底圓直徑
15.基圓直徑
16.基圓上的螺旋角
17.導程
18.周節(齒直角)
19.法線節(jié)距(齒(chǐ)直角)
20.圓(yuán)弧齒(chǐ)厚(齒(chǐ)直角)
21.相當正齒輪齒數
22.弦齒厚
23.齒輪遊标尺齒深
24.跨齒數
25.跨齒厚
26.梢子直徑
其中,
27.圓柱測(cè)量尺寸 (偶數齒(chǐ))
(奇數齒)
28.齒隙
移位正齒(chǐ)輪計(jì)算公式(小齒(chǐ)輪①,大齒(chǐ)輪②)
1.齒輪齒形 轉位
2.工具齒形 直齒
3.模數
4.壓力角
5.齒數
6.有效齒深
7.全齒深 或
8.齒隙
9.轉位系數
10.中心距離
11.基準節圓直徑
12.齧合壓力角
13.齧合節圓直徑
14.外徑
15.齒頂圓直徑
16.基圓直徑
17.周節
18.法線節距
19.圓弧齒厚
20.弦齒厚
21.齒輪遊标尺齒高
22.跨齒數
23.跨齒厚
24.梢子直徑
25.圓柱測(cè)量尺寸 (偶數齒(chǐ))
(奇數齒)
移位螺旋齒(chǐ)的計(jì)算公式(齒(chǐ)直角方式)(小齒(chǐ)輪①,大齒(chǐ)輪②)
1.齒輪齒形 移位
2.齒(chǐ)形基準斷(duàn)面 齒(chǐ)直角
3.工具齒形 螺旋齒
4.模數(齒直角)
5.壓力角(齒直角)
6.齒數
7.螺旋方向
8.有效齒深
9.全齒深
10.移位系數
11.中心距離
12.正面模數
13.正面壓力角
14.相當正齒輪齒數
15.齒(chǐ)直角齧(niè)齒(chǐ)壓力角
16.基準節圓直徑
17.外徑
18.齧齒節圓直徑
19.基圓直徑
20.基礎(chǔ)圓(yuán)柱上的螺旋角
21.圓弧齒厚
22.弦齒厚
23.齒輪遊标尺齒高
24.跨齒數
25.跨齒厚
26.銷子直徑
27.圓柱測(cè)量尺寸 (偶數齒(chǐ))
注:齒(chǐ)隙 f=m 1.25以下 0.025-0.075
m 1.25-2.5 0.05-0.10
蝸輪(lún)、蝸杆的計(jì)算公式:
1,傳(chuán)動比=蝸輪齒(chǐ)數÷蝸杆頭數
2,中心距=(蝸輪節(jié)徑(jìng)+蝸杆節(jié)徑(jìng))÷2
3,蝸輪吼徑(jìng)=(齒(chǐ)數+2)×模數
4,蝸輪節(jié)徑=模數×齒(chǐ)數
5,蝸杆節(jié)徑(jìng)=蝸杆外徑(jìng)-2×模數
6,蝸杆導(dǎo)程=π×模數(shù)×頭數(shù)
7,螺旋角(導(dǎo)程角)tgB=(模數×頭數)÷蝸杆節(jié)徑
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來源:網絡。
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