谐波齿轮设计.doc

第3章 封闭谐波齿轮设计3.1原始数据输出轴转矩：Tg=1356kw发生器转速：n1z=2860rpm传动比：irg=-95由传动能力的减速要求给定3.2谐波齿轮设计计算1）初选齿数：Zr=2n=295=190 Zg=Zr+2=192二齿差，查自现代机械设备设计手册表3.10.72）材料： 柔轮：40CrNiMoA 力学性能：b=900 , -1=450 , -1=260 =0.15 , =0.1 刚轮：40Cr 力学性能：b=1000 , -1=380 , -1=260 =0.1 , =0.05 其中：b 、 -1 、 -1的单位为MPa.3） 载荷系数：K=1.2(冲击和震动时)4） 齿宽系数：d=0.15 5） 啮合深度影响系数：Ch=1.46） 啮合齿数占总齿数的百分比：=0.37） 许用比压：Pp=60N/mm28） 初算柔轮分度圆直径：dr=38000TgKPpdCh=3800013561.20.30.15601.4=151.01 取 dr=200mm 其中公式由3.10-2转化而来。9） 确定模数：m=drzr=200190=1.1 取标准模数：m=1.0mm10） 调整齿数: Zr=200 , Zg=202 11） 调整传动比： i=-ZrZg-Z 得：i=10012） 校正柔轮分度圆直径： dr=mZr=200mm13） 柔轮齿圈厚度系数： Q=0.01Zr=0.01200=214） 柔轮齿圈厚度： S=Qm0=21.03=2.0615） 柔轮变位系数： Xr=ha*+c*+S2m=0.875+0.25+2.0621=2.15516） 柔轮内径： D=mZr+0.99m6-2ha*+c* =1200+0.9916-2(0.875+0.25) =203.7mm17） 条件模数： m0=DZr-Q=203.7200-2=1.0318） 柔轮中线圈半径：T0=m0Zr2=1.032002=103mm 19） 柔轮最大径向变形： W0=Kwm0=1.051.03=1.1mm20） 柔轮压力角： r=29.221） 刚轮压力角： g=28.622）齿顶高：ha=ha*m=0.8751=0.875 23） 齿根高：hf=ha*+c*m=0.875+0.251=1.12524） 柔轮齿顶圆直径： dar=dr+2hr=m(Zr+2ha*) =1(200+20.875)=201.7525） 柔轮齿根圆直径： dfr=dr-2hf=200-21.125=197.7526） 刚轮齿顶圆直径： dag=dg-2ha=202-20.875=200.3mm27） 刚轮分度圆直径： dg=mZg=202mm28） 刚轮齿根圆直径：dfg=dg+2hf=202+21.125=204.25mm 29） 齿宽： b=ddr=0.15200=30mm封闭柔轮简图： 图3-1 s=Qm0=2.062 s0=0.71.0s=2 D=186 D21.3dar=260.86 取D2=260 L1=L2=dr=200 =5 b=30 C=90 =0.3m=0.330） 柔轮的疲劳强度校核由于柔轮中最大弯曲正应力和最大扭矩切应力作用的位置通常不同，因此需分别进行弯曲和扭转的疲劳强度校核。（1） 柔轮中线上最大和最小曲率半径 min=0.75d-020.75d+0-0.75d+0.5d+s =147.33mm min=0.75d+020.75d-0-0.75d+0.5D+s =0.75220+1.34620.75220-1.346-0.75220+0.5300+2.46 =155.4mm（2） 筒壁弯曲应力 z=ES1.820(0min-1), =2.11052.641.82151.28(151.28147.88-1)2.75 =148.5MPa（3） 齿形角 =29.2（4） 筒壁弯曲应力 F=T2Tsin2d3kLCK=178.86MPa其中公式查自现代机械设备设计手册T 查图3.10-6，得T=0.71 CK 查图3.10-5，得 CK=1.75105（5） 筒壁最大弯曲应力 max=0.7x+F =0.7148.5+187.86 =282.86MPa（6） 筒壁最小弯曲应力min=ES1.820(0max-1)” =-136MPa（7） 弯曲应力分量a=max-min2=282.8+1362=209.4MPammax+min2=282.8-1362=73.4MPa（8） 筒壁最大扭转应力max0.2TRS002=32.8MPa（9） 扭转应力分量a=m=max2=16.4MPa（10） 有效应力集中系数K=11+2（-1）=11+20.1571.75（1.92-11.92）=0.9K=1.55其中：=7.05-1=0.157 ， 查图3.10-7，得=F=1.92=1.4m=1.41.25=1.75 , K查表3.10-10（11） 绝对尺寸系数 =0.95， =0.58（12） 表面状况系数 =1.1-6.1-110-3=0.826 =0.826（13） 综合影响系数 D=K=0.90.950.826=1.15（14） 安全系数校核n=-1a+m=2601.15209.4+0.1573.4=1.79n=-1a+m=2603.2416.4+0.116.4=4.75nn=1.5 , nn=1.5 安全31） 谐波发生器（双偏心盘）的设计 （1） 偏心盘 e=m(Zg-Z)2coscos =1202-20021 =1 为啮合