锥齿轮传动设计计算.xls

锥齿轮传动设计计算 说明： 本程序适用于直齿锥齿轮及 GLEASON 齿制、小齿轮齿数大于或等于 12 的弧齿锥齿轮（包括零度锥齿轮）。 公差数值是按照中点法向模数 1 至 10 毫米，中点分度圆直径 400 毫米以下，精度等级 5、6、7、8 级设定的。 弧齿锥齿轮的刀盘直径设定为 3.5、 6、 7.5、 9、 12、 18 英寸。可进行几何参数计算和承载能力验算（工作条件原 动机均匀平稳，从动机中等振动），并可对弧齿锥齿轮加工的可行性（刀盘选择）进行判断。 引用标准： GB11365-89 锥齿轮和准双曲面齿轮 精度， GB10062-88 锥齿轮承载能力计算方法 主要参考书目： 齿轮手册 上、下册， 机床设计手册 2 上册， 复杂刀具设计手册 下册 注意： 本程序有“单变量求解”，应从 工具 -选项 -重新计算 中设置 反复操作 ，最多迭代次数 10000，最大误差 0.0001。 说明： 请在兰色框中输入已定或初定数据（黄色框中为判断或参考数据）。输出数据在最后列表，可单独打印。 产品型号： 订 货 号： 零件件号： 30201 计 算 人 ： 计算日期： 齿 型 弧齿 注：直齿输入 1， 弧齿输入 0 或不输入。 小 轮 旋 向 右旋 R 注：左旋输入 L， 右旋输入 R 大 轮 旋 向 左旋 L 小 轮 齿 数 Z1 13 大 轮 齿 数 Z2 24 大 端 端 面 模 数 m 7.5 毫米 13 24 7.5 法 向 压 力 角 n 20 度 轴 交 角 中 点 螺 旋 角 m 39 度 切向变位系数 xs1 齿 宽 参 考 值 b0 30.7 毫米 高度变位系数 xh1 齿 宽 实 际 值 b 30 毫米 30 第公差组精度等级 7 全 齿 高 系 数 x 第公差组精度等级 6 工作齿高系数 xw 第公差组精度等级 6 全 齿 高 h 最小法向侧隙种类 c 工 作 齿 高 hw 法向侧隙公差种类 C 齿 数 比 u 小轮基准端面直径极限值 80 毫米 小轮基准端面直径 25 毫米 大轮基准端面直径极限值 163 毫米 大轮基准端面直径 320 毫米 最 小 法 向 侧 隙 jnmin 0.074 毫米 最 大 法 向 侧 隙 jnmax 0.318 毫米 注：如果侧隙不合适，可重新选择最小法向侧隙种类、法向侧隙公差种类 外 锥 距 Ra 102.3551 毫米 刀盘名义直径参考值 Dc0 7.5 英寸 说明：按照以上显示的刀盘直径，在下行输入选定的刀盘直径。 刀盘名义直径选定值 Dc 注：如不输入，则默认上面的参考值（Dc0最左面的数值）。 Dc 190.5 毫米 重 合 度 总 1.714 纵向 1.221 端面 大 端 螺 旋 角 a 43.0453 度.分秒 小 端 螺 旋 角 i 35.522 度.分秒 材 质 代 码 1 说明： 0不计算承载能力， 1合金钢渗碳淬火， 2调质钢感应淬火， 3 合金钢调质， 4 碳钢调质或正火， 5 氮化钢气体氮化， 6 调质钢与渗碳淬火钢气体氮化， 7 调质钢与渗碳淬火钢软氮化 支承形式代码 2 说明：1大小轮都是两端支承， 2一个是两端支承，另一个是悬臂， 3两者都是悬臂 小轮名义转矩 T1 250 Nm 小轮名义功率 P1 T1 250 小 轮 转 速 n1 1000 r / min 许用接触应力 HP 1249.99 N/mm2 计算接触应力 H 765.75 N/mm2 接触强度计算安全系数 SH 2.04 单变量求解计算： 许用齿根应力 FP 795.79 N/mm2 可变格 计算齿根应力 F 180.16 N/mm2 目标格 弯曲强度计算安全系数 SF 3.35 目标值 几何参数计算： 小轮分度圆直径 d1 97.5 毫米 大轮分度圆直径 d2 180 毫米 外 锥 距 Ra 102.35508 毫米 大 端 端 面 齿 距 p 23.5619449 毫米 小 轮 齿 顶 高 ha1 8.442 毫米 大 轮 齿 顶 高 ha2 4.308 毫米 小 轮 齿 根 高 hf1 5.718 毫米 大 轮 齿 根 高 hf2 9.852 毫米 小轮分度圆锥角 1 0.49642275 弧度 28.44292862 度 大轮分度圆锥角 2 1.07437357 弧度 61.55707138 度 小 轮 顶 锥 角 a1 0.5923803 弧度 33.9408913 度 大 轮 顶 锥 角 a2 1.13017992 弧度 64.75453935 度 小 轮 根 锥 角 f1 0.44061641 弧度 25.24546065 度 大 轮 根 锥 角 f2 0.97841602 弧度 56.0591087 度 小 轮 齿 根 角 1 0.05580634 弧度 3.197467975 度 大 轮 齿 根 角 2 0.09595755 弧度 5.497962675 度 小轮分度圆理论弧齿厚 Sa1 13.8928036 毫米 大轮分度圆理论弧齿厚 Sa2 9.66914132 毫米 小 轮 齿 角 t1 0.08819869 弧度 5.053412458 度 大 轮 齿 角 t 2 0.08226661 弧度 4.713529504 度 1 + 2 521.7 分 0.15211751 16.4158224 中 点 锥 距 Rm 87.3550805 内 锥 距 Ri 72.3550805 Dc0 190.5 毫米 190.5 K11 0.73038529 K12 0.2494395 K13 0.0711456 Ki 0.81032451 11.2576793 7.83514224 4.1623636 7.1716695 0.84788249 3.67277864 4.08600981 0.25058114 0.05116943 13.7474133 9.66492185 3.46541393 2.41186574 测量小轮齿厚处的锥距 L1L 98.8896665 测量大轮齿厚处的锥距 L2L 99.9432147 0.96614322 0.97643629 0.12383869 0.01760016 小轮大端法向弦齿厚 Sxn1 9.70095554 大轮大端法向弦齿厚 Sxn2 6.89277773 小轮大端法向弦齿高 Hn1 8.27582693 大轮大端法向弦齿高 Hn2 4.22367296 公差值选取计算： 中 点 法 向 模 数 mmn 4.97442196 中点分度圆直径 dm1 83.2115055 dm2 中点分度圆弧长之半 Lm1/2 130.708327 Lm2/2 FP1 45 FP2 45 45 * f pt1 13 f pt2 13 * * 齿形相对误差的公差 fc1 6 fc2 6 * * 切 向 综 合 公 差 Fi1 52 Fi2 一齿切向综合公差 fi1 16 fi2 齿 圈 跳 动 公 差 Fr1 40 Fr2 40 40 * 齿 厚 公 差 Ts1 70 Ts2 70 70 70 * * * 最 小 法 向 侧 隙 jnmin 74 74 齿厚上偏差系数 xe 74 74 74 * * * * * Ess10 -22 Ess20 * 齿 厚 上 偏 差 Ess1 -53 Ess2 齿 厚 下 偏 差 Esi1 -123 Esi2 制 造 误 差 补 偿 Es 1 20 Es 2 * * * * * 最 大 法 向 侧 隙 jnmax 318 最 高 精 度 等 级 6 齿坯顶锥母线跳动公差 25 齿坯基准端面跳动公差 25 1 32 32 32 32 32 32 32 * * * * * 轴交角极限偏差 E 32 32 承载能力验算： 当量圆柱齿轮端面参数： 小 轮 齿 数 Zv1 14.7846227 Zv2 齿 数 比 uv 3.40828402 分 度 圆 直 径 dv1 94.6346705 dv2 当量圆柱齿轮中心距 av 208.588253 齿 顶 圆 直 径 dva1 109.044343 dva1 齿宽中点齿顶高 ham1 7.2048362 ham2 半齿宽高度变位系数 xhm1 0.35463094 xhm2 半齿宽切向变位系数 xsm1 0.00345 xsm2 基 圆 直 径 dvb1 85.7012351 vt 0.438002154 dvb2 端 面 重 合 度 v 1.20319235 gv 21.91097831 纵 向 重 合 度 v 1.02687951 总 重 合 度 v 2.23007187 当量圆柱齿轮法向参数： 齿 数 Zvn1 29.2552924 vb 0.632753875 Zvn2 分 度 圆 直 径 dvn1 145.528169 dvn2 齿 顶 圆 直 径 dvan1 159.937841 dvan2 基 圆 直 径 dvbn1 136.751747 dvbn2 重 合 度 v n 1.85025614 刀 具 齿 顶 高 ha0 5.16344999 刀尖圆角半径 a0 名 义 切 向 力 Fmt 6008.78444 N 使 用 系 数 KA 1.5 （工作条件原动机均匀平稳，从动机中等振动） m1 0.02420347 m2 0.082492286 med N 0.04164174 ya 1.05 cv1 cv4 0.58032241 cv5 0.47 cv6 动 载 系 数 KV 1.01910892 亚临界 1.019108925 主共振 齿向载荷分布系数 KH 1.65 KF 1.65 KH 0 1.17733811 KF 0 1.177338114 KH 0 齿间载荷分布系数 KH 1.02259673 KF 1.02259673 CZL ZH 2.04914343 ZB 1.101642768 ZE ZK 0.85 ZL 0.922403034 ZV 试验齿轮接触疲劳极限 Hmin 1500 N/mm2 注：按合理的制造成本和中等质量考虑。 接触强度最小安全系数 SHmin 1.25 注：按失效概率低于 1/1000 考虑。 许 用 接 触 应 力 HP 1249.99 N/mm2 H0 计 算 接 触 应 力 H 765.75 N/mm2 接触强度计算安全系数 SH 2.04 小齿轮： E 1.45023198 G -0.522546358 H SFn/mmn 2.141052 f/mmn 0.235509288 an Fan 0.52884476 hFa/mmn 1.931356087 X* 齿形系数 （展成法） Yfa 2.32263318 Ysa 2.131236911 Y YK 1 Y relT 1.016803695 YRrelT 试验齿轮弯曲疲劳极限 Fmin 460 N/mm2 注：按合理的制造成本和中等质量考虑。 弯曲强度最小安全系数 SFmin 1.25 注：按失效概率低于 1/1000 考虑。 许 用 齿 根 应 力 FP 795.79 N/mm2 F0 计 算 齿 根 应 力 F 180.16 N/mm2 弯曲强度计算安全系数 SF 3.35 以下是输出数据，请打印： * 锥齿轮传动计算卡 （弧齿锥齿轮） 产品型号： 订 货 号： 零件件号： 30201 计 算 人 ： 计算日期： 注： “度.分秒”标注示例 56.0638 表示56度6分38秒；35.596 表示35度59分60秒（即36度）。 项 目 小 轮 几何参数： 旋 向 右 旋 齿 数 Z 13 大 端 端 面 模 数 m 7.5 毫米 轴 交 角 90 度 法 向 压 力 角 n 20 度 中 点 螺 旋 角 m 39 度 齿 宽 b 30 毫米 全 齿 高 系 数 xt 1.888 工 作 齿 高 系 数 xw 1.7 顶 隙 系 数 c 0.188 高 度 变 位 系 数 x 0.2756 切 向 变 位 系 数 xs 0.0069 分 度 圆 直 径 d 97.5 毫米 外 锥 距 Ra 102.3551 毫米 分 度 圆 锥 角 28.2635 度 .分秒 顶锥角 （等顶隙） a 33.5627 度 .分秒 根 锥 角 f 25.1444 度 .分秒 齿 顶 高 ha 8.442 毫米 齿 根 高 hf 5.718 毫米 全 齿 高 ht 14.16 毫米 工 作 齿 高 h 12.75 毫米 大端分度圆理论弧齿厚 Sa 13.893 毫米 大 端 顶 圆 直 径 da 112.346 毫米 分锥顶点至轮冠距离 Ak 85.979 毫米 大端法向弦齿厚 Sn 9.701 毫米 （单号单面切削法） 大端法向弦齿高 Hn 8.276 毫米 重 合 度 总 1.714 纵向 1.221 端面 大 端 螺 旋 角 a 43.0453 度.分秒 小 端 螺 旋 角 i 35.522 度.分秒 刀盘名义直径选定值 Dc 190.5 毫米 公差值： （按 GB11365-89 锥齿轮和准双曲面齿轮 精度） 精 度 等 级 : 7 : 6 : 6 最小法向侧隙种类 c 法向侧隙公差种类 C 图 样 标 注 7 -6 -6 c 齿 厚 上 偏 差 Ess -0.053 毫米 齿 厚 下 偏 差 Esi -0.123 毫米 齿 厚 公 差 Ts 0.07 毫米 最 小 法 向 侧 隙 jnmin 0.074 毫米 最 大 法 向 侧 隙 jnmax 0.318 毫米 切 向 综 合 公 差 Fi 0.052 毫米 一齿切向综合公差 fi 0.016 毫米 齿 距 累 积 公 差 FP 0.045 毫米 齿 距 极 限 偏 差 f pt 0.013 毫米 齿形相对误差的公差 fc 0.006 毫米 接触斑 （沿齿长） 50 % 至 70 （沿齿高） 55 % 至 75 轴交角极限偏差 E （齿宽中点处的线值） 0.032 毫米 齿坯顶锥母线跳动公差 0.025 毫米 基 准 端 面 直 径 25 毫米 齿坯基准端面跳动公差 0.025 毫米 齿坯轮冠距极限偏差 -0.075 毫米 齿坯顶锥角极限偏差 8 分 齿 坯 尺 寸 公 差 轴径 IT5 GB 1800-79 孔径 IT6 GB 1800-79 外径尺寸极限偏差 上偏差 0 下偏差 -IT8 GB 1800-79 承载能力： 名 义 转 矩 T 250 Nm 名 义 功 率 P 26.18 kW 小 轮 转 速 n 1000 r / min 材 质 合金钢渗碳淬火 支 承 形 式 一个是两端支承，另一个是悬臂 许 用 接 触 应 力 HP 1249.99 N/mm2 计 算 接 触 应 力 H 765.75 N/mm2 接触强度安全系数 SH 2.04 许 用 齿 根 应 力 FP 795.79 N/mm2 计 算 齿 根 应 力 F 180.16 N/mm2 弯曲强度安全系数 SF 3.35 结论意见： 安全系数过大，造成浪费！ 重合度过小！ 大端螺旋角大于小端螺旋角，无反向收缩。 可以选出合适的刀盘在本厂铣齿。 打印终止 * 编号： 16 8044* 说明： 本程序适用于直齿锥齿轮及 GLEASON 齿制、小齿轮齿数大于或等于 12 的弧齿锥齿轮（包括零度锥齿轮）。 公差数值是按照中点法向模数 1 至 10 毫米，中点分度圆直径 400 毫米以下，精度等级 5、6、7、8 级设定的。 弧齿锥齿轮的刀盘直径设定为 3.5、 6、 7.5、 9、 12、 18 英寸。可进行几何参数计算和承载能力验算（工作条件原 动机均匀平稳，从动机中等振动），并可对弧齿锥齿轮加工的可行性（刀盘选择）进行判断。 主要参考书目： 齿轮手册 上、下册， 机床设计手册 2 上册， 复杂刀具设计手册 下册 程序设计： 邓时俊 2001.05 注意： 本程序有“单变量求解”，应从 工具 -选项 -重新计算 中设置 反复操作 ，最多迭代次数 10000，最大误差 0.0001。 说明： 请在兰色框中输入已定或初定数据（黄色框中为判断或参考数据）。输出数据在最后列表，可单独打印。 10026 30202 注：直齿输入 1， 弧齿输入 0 或不输入。 15.077 90 度 n 0.349066 弧度 0.0069 0.275573 m 0.680678 弧度 0.2756 0.325035 1.888 2.195 1.7 14.16 毫米 12.75 毫米 1.8462 c C 注：如果侧隙不合适，可重新选择最小法向侧隙种类、法向侧隙公差种类 说明：按照以上显示的刀盘直径，在下行输入选定的刀盘直径。 注：如不输入，则默认上面的参考值（Dc0最左面的数值）。 1.203 较小！ 说明： 0不计算承载能力， 1合金钢渗碳淬火， 2调质钢感应淬火， 3 合金钢调质， 4 碳钢调质或正火， 5 氮化钢气体氮化， 6 调质钢与渗碳淬火钢气体氮化， 7 调质钢与渗碳淬火钢软氮化 说明：1大小轮都是两端支承， 2一个是两端支承，另一个是悬臂， 3两者都是悬臂 26.18 Kw 0.91345982 6.8048E-08 0 单变量求解计算： 0.98447907 -0.9844791 0 28.2635 度 .分秒 61.3325 度 .分秒 33.5627 度 .分秒 64.4516 度 .分秒 25.1444 度 .分秒 56.0333 度 .分秒 191.8 分 329.9 分 5.0312 度 .分秒 4.4249 度 .分秒 87.3550805 a 0.75191 弧度 190.5 43.0813 度 43.0453 度 .分秒 i 0.626091 弧度 35.87235 度 35.522 度 .分秒 重合度计算： tm 0.438002 1.846154 0.496423 1.074374 Zz1 13 Zz2 24 5.266755 11.97769 4.858064 端面 1.203192 78.93581 0.9778 0.937764 0.881339 0.143556 0.137446 0.281002 纵向 1.220694 总 1.713991 4.97442196 153.621241 241.307681 63 63 63 * 14 14 * * 8 8 * * 72 19 56 56 56 * 95 95 95 95 * * * 2.4 2.4 * -30 -30 -72 -167 28 28 * * * * 6 30 15 37 大 轮 50.3901935 322.541836 329.895172 3.67666837 -0.3546309 -0.00345 292.09415 99.7103457 496.001333 503.35467 466.088793 0.8 Pr0 0 （工作条件原动机均匀平稳，从动机中等振动） 0.01871302 n E1 24014.37 0.32 cv2 0.295326 cv3 0.143268 0.24486205 cv7 0.960893 1.89594292 过渡 4.09357 超临界 1.201971 1.02259673 CZR 0.08 0.91 CZV 0.93 40 32 （ N32普通机械油） 189.8 Z 0.911659 Z 0.881559 1.08581116 ZR 1.014547 ZX 1.025128 注：按合理的制造成本和中等质量考虑。 注：按失效概率低于 1/1000 考虑。 476.799989 大齿轮： -0.9597427 0.91346 E 1.484555 G 0.54518651 a 0.016342 SFn/mmn 86.07314 f/mmn 2.01823148 0.003 Fan 0 hFa/mmn 0.65534928 Y 0.75 Yfa 0 Ysa 1.06336654 YX 1 YK 1 Y relT 注：按合理的制造成本和中等质量考虑。 Fmin 460 N/mm2 注：按失效概率低于 1/1000 考虑。 SFmin 1.25 115.252477 N/mm2 FP 0 N/mm2 F 0 N/mm2 SF #DIV/0! #DIV/0! 编号： 16 10026 30202 大 轮 左 旋 24 -0.2756 -0.0069 180 毫米 毫米 61.3325 度 .分秒 64.4516 度 .分秒 56.0333 度 .分秒 4.308 毫米 9.852 毫米 毫米 毫米 9.669 毫米 184.104 毫米 44.962 毫米 6.893 毫米 4.224 毫米 1.203 较小！ GB 11365-89 -0.072 毫米 -0.167 毫米 0.095 毫米 0.072 毫米 0.019 毫米 0.063 毫米 0.014 毫米 0.008 毫米 % % 0.03 毫米 320 毫米 0.015 毫米 -0.075 毫米 8 分 GB 1800-79 GB 1800-79 GB 1800-79 461.54 Nm 48.33 kW 541.67 r / min 1249.99 N/mm2 765.75 N/mm2 2.04 0 N/mm2 0 N/mm2 #DIV/0! #DIV/0!