锥齿轮设计

锥齿轮设计

设计锥齿轮，传递额定转矩T=570N,螺旋角βm=5.5°，传动比u=1,Z1=Z2=13,齿轮材料40Cr,齿面硬度 58—62HRC,齿宽系数φk=0.25,小齿轮轴悬臂支承，大齿轮轴双跨支承。

查表得：

Zb≥0.85, Z=1.735，KA=1.5, Kβ=1.5, σHlim=1500 N/ mm, e=1100, Σ=90°。

sim2u() HlimDH1≥ e Zb Zφ ［KAKβT1］1/3

sim2=1100×0.85×1.735×（1.5×1.5×572×3.771500）1/3 =86.88

1. 选定齿数Z和模数m:

选Z1=Z2=13,

m =DH1/ Z1 = 86.88/ 13 =6.6683

2.选变位系数：

螺旋角=5.5°接近零度曲齿锥齿轮，取x1=0.8, x2=0.3

XΣ=x1+x2=0.8+0.3=1.1

切向变位系数：

X1=0.8齿轮齿顶变尖，取xt1=0.2

根据保持标准齿全高

σ=0 xt2=xtΣ- xt1=0.0312-0.2=-0.1688

3.几何计算：

轴交角Σ Σ=90°

齿数比u u=Z2/Z1=13/13=1

节锥角δ

sinUCOS =45° δ1 =δ2=arc tan 分度圆大端端面模数 m=6.6683

齿形角α0=20°

齿顶高系数h*=1

顶隙系数 c*=0.2

齿宽b=R/4—R/3=50

径向变位系数 x1=0.8 x2=0.3

齿高变动系数 σ=0

Z2Z1''coscos=10.385 平均当量齿轮 Zvm =0.5

节锥与分锥的比值 Ka=(XΣ/ Zvm)+1 =0.106

分度圆直径 d1= d2=mz1= mz2=86.671

齿全高 h=(2h*+c*-σ)m=14.67

分圆齿顶高 ha=( h*+x-σ ) m ha1=12

分圆齿根高 hf=h-ha hf1= hf2=6.001

节圆齿根高 h’f=0.5( Ka-1 ) d/cosδ

hf1= hf2=3.149

节圆齿顶高 h’a=h-h’f h’a1= h’a2=11.521

节锥齿根角 θ’f= arc tan(h’f-R’)

’f1 =1.056°θ’f2=4.303°

根锥角 δf= δ’ – θ’f1 δf1=13.8°δf2=70.833°

顶锥角 δa=δ+θf δa1=19.17° δa2=76.2°

顶圆直径 da=Kd+2h’a cosδ’

da1= da2=109.89,

冠顶距 Aa=R’ cosδ’- h’a sin δ’

Aa1= Aa2=162.176

安装距 A1=168 A2=80

轮冠距 Ha=A-Aa

Ha1 = Ha2=5.824

4.强度设计：

按国标GB/ T =10062-1988 公式验算计算接触应力

σH= ZH×ZE×Zε×Zβ×Z κ×

KAKVKHKHFtmbeHm1(uu1)/uu

（1）节点区域系数ZH

ZH=

2cosb cost cost tan wt

βb=arc sin[ sin βm cos α0]=5.1674°

αt=20.085 αw1=21.6913 ZH=2.382

(2) 查表，弹性系数ZE=189.3 N/mm2

(3) 重合度系数Zε

(4)(1)Zε=

3+ =0.926

(4) 螺旋角系数Zβ=

cosm =0.998

(5)有效宽度beH=0.85b=42.5mm

（6）锥齿轮系数 Zk=0.85

（7)使用系数KA=1.5

(8)齿宽中点分锥的圆周力：

dm1= Rm d1/R=74mm

Ftm=2000T1/dm1=15459.5N

(9)动载系数Kv=NK+1

N=0.0273

K=K1beH/ (KAFtm) + cv3=0.499

Kv=1.013

（10）齿向载荷分布系数KHβ=1.65

（11）齿间载荷分配系数KHα= 1.4

（12）轮滑剂系数ZL=0.95

(13)速度系数Zv=0.97

(14)粗糙度系数ZR=0.98

5.齿根弯曲强度验算

σf1。2=KAKvKFαKFβFtm Ysa1.2YβYαYFa1.2Yk/ beFmnm

KFα=1.4

KFβ=1.65

beF= 42.5

Sfmin= 1

YST=2

Yk=1

Mnm=5.6666

Yfa1= Yfa2=2.03

Ysa1= Ysa2=2.03

Yε=0.805

Yβ=0.99

Yδre1T=1.02

Yrre1T=1.02

Yx=0.995

σFlim=470 N/mm 2(MQ ) 320 N/mm2 (ML)

主动轮计算应力σF1=740N/mm2

从动轮计算应力σF2=803N/mm2

主动轮许用齿根应力σFp1=824N/mm2

从动轮许用齿根应力σFp2=828N/mm2

故安全