有直的,斜的和曲線齒的錐齒輪傳動裝置

此計算是設計來做幾何強度設計和直的,斜的和曲線齒的錐度齧合檢查。這個程序爲以下的任務給出了解決方案。

  1. 螺旋齒和直齒的計算。
  2. 傳動需要投入最少量的計算機輔助設計。
  3. 設計來做進入的安全系數(靜態,動態)。
  4. 完全的幾何參數的計算(包括修正的齧合)。
  5. 強度參數的計算,安全檢查。
  6. 補充計算(現有齒輪的參數計算,溫度上升,軸的設計)。
  7. 支持2D和3D計算機輔助系統。

計算使用來自標准ANSI,ISO,DIN,BS和專著的程序,運算法則和數據。

標准列表:DIN 3971, DIN 3991 Kegelradern 1-4, ISO 6336 1-3, DIN 3965 Toleranzen für Kegelradverzahnungen 1-4, ISO 1328, DIN 3990, ANSI B6.1-1968, AGMA 2001-C95, AGMA 908-B89/95, AGMA 2003-A86/88, AGMA 2005-B88

 

提示: 當你選擇一個合適的傳動類型時相應的文件"傳動的選擇"會對你有所幫助。

計算的控制,結構和語法

語法的信息和計算的控制可以在文件''計算的控制,結構和語法''中找到。

工程信息

在“工程信息”這段的目的,控制和使用信息可以在文檔“工程信息”中找到。

理論基礎

有錐形齒輪的盤車裝置可以在協作軸之間形成用來形成運動學和力邊緣的構造。( 通常軸的滯後角Σ=90°R)。依照有直的,斜的和曲線齒的齒輪過程是卓著的。于柱形輪相比,錐形齒輪在生産和安裝方面的預期要求更加苛刻。這樣齧合的生産需要特別的工具和機器而且達到預期精確度的等級更加困難,這也意味著更差的齧合條件(最重要的,對直齒)。有斜齒和曲線齒的齒輪被用在更高速度,更高負載和更高傳動比上。(等于i=10)。

錐形齒輪的幾何構造

齒輪裝置的幾何構成爲一對截錐(底座和龍頭內錐)和它們之間的一個錐齒輪的節錐。

通過底座和龍頭內錐的位置劃分

類型I-頭和底錐面有相同極點。
類型II-底部圓錐極點位移生成一個齒間隙寬度的常數。
類型II–齒高度常數,圓錐表面是平行的。

通過齒導向曲線的形狀劃分

A –直齒,B –斜齒,C – 圓齒,D – 圓齒 ("零度"),E –克林根貝爾格弧齒,F –擺線齒。

錐齒輪的劃分表格

導向直線

名稱 齒輪高度 尺寸,注釋
1.

輻射直線

直齒 變量 met-standardised, a=20°, 15°, 14.5°, 17.5°, b=bm=0°
低要求的齒輪,更高的噪聲等級,較低的圓周速度。
2.

斜直線

斜齧合 變量 met-standardised, a=20°, 15°, 14.5°, 17.5°, b=bm=2-4 (po 5°)

更高的圓周速度,更低的噪聲等級,更高的裝載,更長的壽命,對不精確度和形變更低的敏感性,可以使用更高的傳動比(<10)。

3.

圓拱

Gleason
(美國)
變量;熱,螺距和底圓錐無任何相同的頂部 mmn-standardised, amn=20°, 17.5°, 14.5°, bm=3-45°
(
通常35°)(mostly 35°)
Gleason-Zerol
(美國)
mmn-standardised, amn=20°, 17.5°, 14.5°, bm=0°
Modul-Eloid
(德國)
常數 mmn-standardised, amn=20°, 17.5°, 14.5°, bm=25°-45°
4. 漸開線(克林根貝爾格) 克林根貝爾格弧齒

(德國)
常數 mmn-standardised, amn=20°, 17.5°,  bm=30°-38°
5.
外擺線
擺線齒
常數 mmn-standardised, amn=17.5°,  bm=30°-50°
克林根貝爾格錐齒輪
常數 mmn-standardised, amn=20°, 17.5°,  bm=0°-45°

 

 

計算過程

齒輪傳動可以被分爲:

動力齒輪傳動 - 如果設計傳動齒輪,首先對于傳動力和轉化需要執行一個強度設計/檢查(例如:機器的驅動器,工業變速箱等)。
無動力齒輪傳動-如果傳動齒輪有最小的傳動扭矩和關于齒輪的尺寸,它不需要執行任何強度設計/檢查(例如:工具,規則設定)。

注釋: 此計算是設計用來做直齒和斜齒齧合設計的。它也能用來做假設有曲線齒齒輪的定位。對于精確的有曲線齒輪的計算,它需要使用計算工具(軟件) ,由各自的機械設備生産者提供。

動力齒輪裝置的設計

齒輪的設計不能立即被解決,它在選擇齒輪直徑和寬度參數上允許相當大的自由度。因此必須反複進行來確保設計越來越准確並且調整監視參數。

這個程序大致介紹一下設計齒輪的參數。雖然這種設計齒輪的方法被使用,按部就班的各個參數的優化可以充分的改進設計齒輪的屬性。進行如下設計:

  1. 輸入齒輪裝置的功率參數(傳遞功率,速度,預期傳動比)。 [1]
  2. 選擇小齒輪的材料,裝載模式,運算和生産參數還有安全系數[2]。
  3. 使用‘‘自動設計’’按鍵(選擇斜齒或者直齒 )[2]
  4. 檢驗結果。

優化參數:

在優化參數之前,首先執行‘‘快速(定向)設計’’,如上所述,然後進行如下:

  1. 選擇齧合類型和齒形參數。[3]
  2. 設置齒輪的參數。(軸的角度,齒數,齧合角,齒的斜度) [4.1,4.2,4.3, 4.4]
  3. 使用滑塊 [4.4]調整小齒輪和它的直徑的比例然後按按鈕‘‘Navrhnout ozubení -設計齒輪’’。
  4. 在簡圖中檢查設計齒輪的尺寸。當尺寸和你的要求不相符時,調整小齒輪寬度/直徑的比例然後重新計算齒輪。
  5. 齒輪的參數在使用修正值的變化可以被改進得更加標准[5]。
  6. 檢查並評定(于幫助比較)空間和性質的索引。 [6; 7; 8]
  7. 檢查安全系數 [9, 10]。
Hint: 提示:材料的改變可以使齒輪的尺寸(或者它的表面處理)被明顯改變。

無動力傳動系統設計

當設計無動力傳動系統,無需檢查任何力量參數。直接選擇,因此,一些齒和模塊的適合數目然後檢查設計齒輪的參數。

提示: 當設計無動力傳動系統時,選擇一個相稱的低調動動力。

基本輸入參數的選擇 [1]

在此段輸入設計齒輪的基本輸入參數。

1.1 傳動功率。

給被動齒輪輸入功率。通常值的範圍在 2 - 500 kW / 3-700 HP,最多4000 kW /6000 HP。

1.2 速度 (小齒輪 / 齒輪)

給被動輪輸入速度。最多速度可以達到50 000 rpm。被動輪的速度可以由兩邊齒輪的齒數計算得出。

提示:當你知道輸入輸出速度需要計算傳動比時,按右邊輸入欄按鈕 並且在補充的章節 (部分)完成各自的計算。

1.3扭矩(小齒輪 / 齒輪)

這個計算的結果不能被輸入。

提示:當你知道扭力矩和速度想計算傳遞功率,按右邊按鈕 並且在補充的章節 完成各自的計算。

1.4 傳動比

最佳傳動比在1-5範圍之間變化,最多此比例可達到10。傳動比可以通過鍵盤輸入左邊的輸入領域。右邊彈出菜單包括推薦傳動比而且當從此菜單選擇一個數字時,被選擇的數字會被自動加入此左邊的領域。

1.5 實際傳動比/偏差

由于實際傳動比爲兩邊齒輪齒數(整數)的比率,真實的傳動比通常都比設想(輸入)數字不同。‘‘實際傳動比’’的值被顯示在左邊,于設計傳動比背離的比率被顯示在右邊。背離傳動比比率應該在如下範圍內:

i = 1 到 4.5 ........... 2.5%
i is 大于 4.5... 4.0%


提示:如果你需要設計適合的傳動比越精確越好或者需要在變速箱中對傳動比分區,使用“傳動比的計算”。

材料的選擇,負荷狀態,操作的和生産的參數。

當設計功率齒輪時,在此段輸入其他的輔助操作和生産投入參數。由于每個參數都會對設計的齒輪的屬性産生明顯影響設法選擇這些參數時越精確越好。

2.1, 2.2 小齒輪/齒輪的材料

選擇已經完成,首先,依照如下方面:

  1. 強度
  2. 材料的價格和它的熱處理
  3. 可加工性
  4. 可淬性
  5. 負載等級
  6. 齒輪尺寸
  7. 生産次序

通常遵循的原則是小齒輪肯定比齒輪硬(20-60 HB),同時硬度的差異隨齒輪的硬度和傳動比的增長而增長。爲了快速定位,材料被分爲8級標爲A - H。可以在彈出菜單對小齒輪和齒輪分別選擇材料。如果你需要更多所選過材料方面的詳細信息,進入菜單“材料”。

  1. 低負載齒輪,接合産品,小批量生産,更小的尺寸。
  2. 低負載齒輪,接合産品,小批量生産,更大的尺寸。
  3. 中負載齒輪,小批量生産,更小的尺寸。
  4. 中負載齒輪,小批量生産,大尺寸。
  5. 相當負載齒輪,批量生産,更小的尺寸。
  6. 重負載齒輪,批量生産,更大的尺寸。
  7. 極端負載齒輪。
  8. 高速齒輪。

材料A,B,C, 和D,所謂軟齒輪-邊齒在熱處理後被制造出來;這些齒輪的特點是磨合良好,如果至少一個齒輪由所選材料制成在精確度或硬度上無須任何特殊要求。

材料E,F,G和H,所謂硬齒輪-更高生産成本(淬水+100%, 表面硬化 +200%, 滲氮 +150%)。邊齒在生産出來後熱處理。必要精確度的複雜成就,熱處理後經常需要完成好昂貴的操作(磨,搭接)。

特有的材料值-如果你希望使用做齒的材料不在給出的材料菜單中,必須輸入關于材料的數據,進入“材料”單。此材料菜單的前5行留作定義你特有的材料。在列中輸入設計的材料名字(它會被顯示在選擇頁)並且在行(白色區域)中成功填寫所有參數。添完此區域,返回“計算”頁,選擇重新定義材料並且繼續計算。

警告:材料菜單包括選擇習慣的材料。由于材料的強度值非常依賴于半成品參數,熱處理的方法和獨特的廠商,必須在材料菜單中作爲定位的一項考慮它。于工藝人員和廠商商量細節和精確的參數後交付或者從特殊材料清單中選取。

2.3變速箱的裝載,傳動機-例子。

充分地設定這些系數影響安全系數的計算。因此,當選擇負載的類型時盡力輸入規格越詳細越好。驅動機器的例子:

  1. 持續的:電動機,蒸汽輪機,燃氣蝸輪
  2. 用輕沖擊:液壓馬達,蒸汽輪機,燃氣蝸輪
  3. 用中等沖擊:多汽缸內燃機
  4. 用重沖擊:但汽缸內燃機

2.4 變速箱的裝載,從動機-例子:

充分地設定這些系數影響安全系數的計算。因此,當選擇負載的類型時盡力輸入規格越詳細越好。從動機的例子:

  1. 持續的:發電機,運輸機(皮帶,平板,蝸杆),輕升降機,橫機床的齒輪,通風機,渦輪增壓器,渦輪壓縮機,常密度材料混合機。
  2. 用輕沖擊:發電機,齒輪泵,旋轉泵。
  3. 用中等沖擊:人力機床,升降機,起重機,礦山通風機,可變密度材料混合機,多缸活塞泵,給水泵。
  4. 用大沖擊:壓力機,剪切機,橡膠日曆,滾軋機,輪葉挖土機,重離心機,重給料泵,鑽頭組,煤球機,和面機。

2.5 齒輪安裝類型。

調整這個參數影響安全系數的計算。就座類型定義出現裝載的不勻率系數,首先,由于計算撓度,由定義和說明選擇就座類型。

  1. 雙軌不工作就座:齒輪的軌道不工作。軸只固定(內裝式)在齒輪的一邊。
  2. 單軌不工作就座:適合單軌不工作就座齒輪而且坐落于軸承之間。
  3. 兩邊連續就座齒輪:適合于軌道坐落于軸承之間,軸固定(內裝式)在輪的兩邊。

類型1: 剛性殼,剛性軸,精力充沛的滾輪或者滾動體是圓錐滾子的滾動軸承。
類型2:較少剛性殼,更長的軸,滾球軸承。

注釋:類型應用AGMA
類型1:
汽車的,飛機的和高質量商業的
類型2: 普通商業的

2.6精確等級

當選擇設計齒輪的精確度時,必須考慮運行條件,功能性和可制造性。設計應基于:

齧合的精確度就需要的範圍來選擇,因爲達到高精確度是昂貴,困難的而且習慣于用在需要更高要求的科技設備上。T

表面粗糙度和最大圓周速度的菜單

精確度 ISO 1328 3 4 5 6 7 8 9 10 11
精確度 DIN 3965 2 3 4 5 6 7 8 9 10
精確度 AGMA 13 12 11 10 9 8 7 6 5
最大表面粗糙度Max. [nm] 0.1-0.2 0.4 0.8 1.6 1.6 3.2 6.3 12.5 25
螺旋齒最大圓周速度[m/s] 50 40 30 20 12 8 5 3 3

對于直齒最大圓周速度 <5 [m/s]
依照規格精確度的定向選擇

規格

ISO的精確度 AGMA的精確度
操縱裝置 2 - 4 13-12
測量儀器 3 - 6 13-10
渦輪機 3 - 5 13-11
航空還原劑 3 - 6 13-10
工作母機 3 - 7 13-9
航空發動機 5 - 6 11-10
高速變速箱 5 - 6 11-10
客車 6 - 7 10-9
工業變速箱 7 - 8 9-8
輕船發動機 7 9
滾軋機,火車頭 8 - 9 8-7
重船發動機,拖拉機 8 - 9 8-7
建築和農業機械 8 - 10 8-6
紡織機 7 - 9 9-7

2.7 一次性超載系數

此系數給出了傳動機器的最大值(突然出現)和額定轉矩之間的比率。次系數充分影響一次性超載(突然出現)的安全系數的計算。此系數可以在生産者的操作單元目錄下找到。

推薦值

三相感應電動機... 2-3

2.8 預期使用壽命Desired service life.

預期使用壽命的參數規格單位爲小時。定向值用小時給出如下菜單中

規格

耐久性
家庭用機器,很少用舊的設備 2000
電動手工工具,短期運行機器 5000
8小時運行機器 20000
16小時運行機器 40000
連續操作機器 80000
有調度日志的連續運行機器 150000

2.9 安全系數(接觸/彎管)

安全系數的推薦值在如下範圍內:

提示:使用幫助中的推薦值來估計安全系數。

2.10 自動設計

不管你判定使用直齧合或者斜齧合。你可以使用如下推薦值來選擇。

假設“自動設計”,基于輸入功率和運算參數還有通常可適用推薦值的齒輪參數的調節。然而,手動選擇設計齒輪可以基于自己的設計要求選擇更好的參數(重量,尺寸)和/或改良尺寸。

警告:那“自動設計”可以改變在其他段落中已經被改變的參數;因此使用那個“自動設計”,首先,要預先決定齒輪參數。

齒形的參數,齧合的類型

在此段中選擇齧合的類型和齒形的參數。按原計劃,首先,對于使用直(直,斜)齒設計圓錐齒,可能用曲線齒來做定位設計。

3.1 齧合的導向曲線(齧合的類型)

選擇錐齧合的類型。此計算首先設計用來用直齒和斜齒(I/A, I/B)設計圓錐齒。也可能把它用在有曲線齒(C, D, E, F)的軌道上。爲了精確的計算有曲線齒的軌道必須使用預期必備的機器設備的計算工具(軟件)。

3.2 齒頭的高度變位系數

此系數依照選擇齒的類型[3.1]會被自動調整。如果需要調整到自己的值,勾框 [3.1]。

推薦值:

此系數可以在一個寬的範圍內被改動而且依賴于預期齧合參數,生産情況,生産機器和工具。詳細信息可以在專用機床的說明書或深入文獻中找到。

3.3 、(組合機床)動力頭間隙(孔的尺寸減去相配合的軸的尺寸所得的代數差,此差爲正時是間隙)

見3.2See 3.2

3.4, 3.5 齒根圓半徑系數

此尺寸依賴于動力頭間隙。這個標准值爲rf*=0.38。此推薦值被給出在輸入單元上。當此框被勾選,此推薦值被自動轉移到輸入單元上。

推薦值:

如果沒有特別原因選擇一個不標准的值,不要改變默認值。

模數(徑節)和齒形設計 [4]Design of a module (Diametral Pitch) and geometry of toothing. [4]

此段可以被用在設計齒輪的幾何形狀。幾何設計充分影響很多參數例如功能性,安全,壽命和價格。

4.1 齒數

輸入小齒輪的齒數。軌道的齒數計算是基于預定的傳動比。發現最佳齒數不是個明確的任務而且不能被直接解決。齒數影響齧合情況,噪聲,效力和生産費用。因此齒數通常根據性能和強度指標選擇而更加精確。

通常,此規則表示齒數的增長導致:

對于滯後角90°軸的推薦值:

傳動比

 範圍z1
1 18-40
1.12 18-38
1.25 17-36
1.6 16-34
2 15-30
2.5 13-26
3 12-23
4 10-18
5 9-14
6 8-11

下方值被選來作有曲線齒的變硬的輪,上方值被選來作直的不硬的齒。

提示:如果知道小齒輪和齒輪選擇的齒數,要計算齒數比,按輸入欄右邊的按鈕並在附錄章中分別執行計算。

4.2 軸的滯後角Angle of shaft axes.

輸入單獨齒輪的滯後角(通常90°)。此計算同樣允許選擇其他值。當時節錐的滯後角超過90°時會顯示紅色。(這樣會造成傘齒輪無法用常規機器制造)。

4.3 齧合角Pressure angle.

這個決定基本齒型的參數,大多選擇值20°,1個齧合角 a的變化可以影響性能和強度屬性。

當選擇齧合角時應該選擇橫的齧合角(對于直齒)或者法向壓力角(對于曲線齒)。

字母 "X"標志基本的圓。

齧合角增大導致:

值的選擇:

推薦值:

如果設計齒輪無要求,推薦使用20°。

4.4基圓螺旋角

基圓螺旋角的齧合= 0 (直齒)很少被使用,僅用在少負載齒輪等于一個圓周速度約爲 5 m/s (10 ft/s)。有斜齒或曲線齒的齒輪被用在更高速度上。值在 20°和40°(通常每5°)之間被選作直斜齒。

4.5 齒螺距(小齒輪)的方向

依照齒螺距的方向,右邊的和左邊的輪很著名。齧合的輪的齒必須反向彎曲。齒輪裝置被小齒輪的齒的彎曲方向所刻畫性格。

如果適合斜齒和曲線齒,轉動通常期望在同一方向。在此方向被選作用軸向力推動齒輪脫離齧合。(在輪的厚外表面上輸入齒的齧合)

此插圖表明小齒輪齒節距的方向:
A -左 Left
B - 右Right

4.6圓錐 (b/Re)表面直線的齒寬:

使用滑塊調整錐的無因次系數即齒寬和表面直線的比值[4.7]。

4.7 錐 (b/Re)的表面直線的齒寬

此參數可以被用來設計模數尺寸和輪的基礎幾何參數。

推薦最大值爲:

低到中載齒輪:0.2 - 0.3
高載齒輪: 0.3 - 0.35

可以用在行[4.6]上的滑動塊來調整此參數。調整完此參數後按按鈕“設計齒輪”。此程序執行迎合預期安全需要和輸入參數來設計齧合。

如果你勾選行[4.9]上的按鈕,會自動選擇適合對表面直線 Re和在外部周圍切線模數最大可能的齧合寬度。

在“設計齒輪”被執行完,檢查尺寸(輪的寬和直徑和他們的重量)。如果結果不滿意,修改齒輪的輸入參數並且重複“設計齒輪”。

提示1:如果不可能通過改變次參數接近預期設計,設法更改小齒輪的齒數,齒的傾斜角或者選擇其他材質。

4.8 齧合的模數/徑節

這是決定齒輪的齒位置和尺寸的最重要的參數。通常一個小一些的模數可以應用在更高齒數上(更高數值P在計算上有英寸版本)反之亦然。在右邊彈出菜單你可以發現模數(徑節在計算上有英寸版本)的標准值並且此數值被選後自動填寫入左邊區域。

此模數可以通過在各自的選擇菜單中設定使用選擇法向模數“mmn”(有曲線齒的齧合)或切向模數“met”(直和斜齧合)來輸入。

提示:設計正確尺寸的模數是個相當複雜的任務。因次推薦使用的程序來設計的齧合基于齒寬和軸的表面直線的比。

4.9表面寬度

當清除按鈕後齒寬可以被輸入。勾此按鈕會自動選擇最大值。

4.10 齒輪的近似重量

它爲作爲整體齒輪(沒有發光或孔,見插圖)重量可以被計算出。在設計程序期間可以被用來作快速定位。

4.11最小的安全參數

此行通常給出小齒輪和大齒輪的更低的參數。第一欄顯示接觸疲勞的安全參數,其他欄顯示撓曲疲勞安全參數。T

齧合的修正 [5]

刀具徑向的(高度)和切向的(perimetral)位移在生産過程中可以改變齧合的幾何學的,運動學和強度特征。徑向的位移由參數x決定,切向的(perimetral)位移由參數xt決定。圓錐齒輪通常作爲齧合VN被生産,從而x = x1 = -x2 and xt = xt 1 = - xt 2

兩者的值可以在此段被調整。

齧合的修正可以導致:

提示:可能性和方法修正的詳細信息可以在專業文獻中找到。

5.1 修正類型。

在選擇菜單中選擇一個修正的推薦類型。此推薦值x1和xt在行中[5.2]。

5.3 容許的齒的根切。

此實踐允許輕微的齒的根切。給出值是導致允許根切的最小值。除了在一些特別的案例中此修正值不能更低了。

5.4 預防齒的根切

它是最小修正量,被用于避免根切。

5.5 小齒輪齒頂修正系數安裝

滑塊設計來作修正的快速改變。如果靠近右邊區域的滑塊被勾選,滑塊的移動控制修正值x的總量。次函數可以在你希望優化齧合的一些品質或強度參數時使用;他們的大多數會排列地給出。

5.6 小齒輪/大齒輪齒頂修正系數

這裏你可以發現小齒輪偏移值x1和大齒輪偏移值x2。如果你希望使用鍵盤輸入小齒輪的一個單位偏移,清除行[5.5]上的選擇框。

有軸滯後角90°的齒輪推薦值:
傳動比
x1
1 0
1.12 0.10
1.25 0.19
1.6 0.27
2 0.33
2.5 0.38
3 0.40
4 0.43
5 0.44
6 0.45

5.7齒厚的單位變化

在這調整齒厚的單位變化值。

有軸滯後角90°的齒輪推薦值:
Gear ratio
xt
1 0
1.12 0.010
1.25 0.018
1.6 0.024
2 0.030
2.5 0.039
3 0.048
4 0.065
5 0.082
6 0.100

品質指標

當改變修正值時建議監測這些指標的表現。非常臨界的數值會通過改變數字顔色來顯示。

5.8總的齧合指標

要詳細說明,請見[8.1] 和[8.2]

5.9 在齒頂圓直徑的單位齒厚

這是個無量綱參數(齒厚和模數的比率)而且最重要依靠齒的形狀。它被被如下參數影響:

推薦值:

通常它爲 0.25 - 0.4。對低單位位移值和變硬的輪它會更高。一個比推薦值更低的數值回顯示紅色文字信息,超出齒銳利的限制會顯示紅色區域。

5.10, 5.11 接觸和撓曲疲勞的安全系數。

對于詳細的信息,見 [10].

齒輪裝置的基准尺寸[6]

此段給出了所有齧合的基准尺寸的一個好的安排列表。爲了清楚你可以在這發現一個最重要的量綱參數插圖。對于單獨的參數推薦使用專業文獻進行更詳細的解釋。

依照 ISO (DIN) 的尺寸標記

依照ANSI (AGMA) 的尺寸標記

當量正齒輪 [7]

每個圓錐輪 (直的, 斜的)可以被指派用直齒假想一個虛擬的圓柱輪,那些輪廓在實踐中和一個圓錐輪在平均中心位置的法向齒形一樣。這些相當的齒輪的參數可以在此段被找到。

齒輪的品質參數 [8]

這個包括通知我們所設計齧合的質量的參數。與推薦值比較是明智的。

8.1 端面重合度 /縱向重合度

對于平滑的齒輪齧合,必需在第一對放出前輸入其他對齒進入齧合。在表面平面上的齧合系數表示同時有多少對齒在齧合。在特定時刻僅有一對齒在齧合值εa=1。同時有兩個齒輪在齧合εa=2。如果這個值在之間1< εa <2,齧合會包括部分一對齒和部分兩對齒。此參數依賴于許多效果。(隨齒數而增長,隨節圓柱面

a
w

壓力角而降低)橫的縱向重合度可用在螺旋齧合(角 β >0)的情況而且因此齧合角被估計 εg [8.2](sum ε a εb ).

推薦值:

依照齒輪裝置的複雜性,這個參數不應該低于1.1到1.2。.

8.2 總重合度

這是橫向接觸和縱向重合度的和。

推薦值:

若是正齒輪指定使用和 εα 一樣的推薦值。它意味著εу必須總比1.2高。

8.3共振轉速

這是速度在角速度于齒輪的固有振動角速度相同。這引起不受歡迎的共振效應。

8.4共振比

這是齒輪速度和“臨界速度"的比值.

如果設計的齒輪工作在臨界範圍(N ~ 1),共振比N會顯示出紅色字體。在這種情況下,推薦齒輪改良設計(改變齒數)或者咨詢專家。

8.5 齒輪的近似重量

概略地可以依照用齧合的平均真實尺寸做的插圖計算出作爲整體齒輪(沒有軸的孔或減重)的重量。

8.6 齒輪的效率

確切地決定系數是困難的。因此,使用基于齒數,齧合系數,角度beta和摩擦系數來近似計算。摩擦系數的選擇是基于在已經選擇的範圍在 0.04-0.08的齧合精確度 。

安全系數計算

依照 DIN 3991的計算

標准 DIN 3991決定4級 (A, B, C, D)用來計算安全系數決定的複雜性。在這個計算中通常使用B或者C(異常地使用D)。詳細的信息和分別測定系數的公式可以在適當的標准中找到。

補充:

壽命系數[9.18, 9.29] -依照 DIN 3991直接使用接觸和撓曲疲勞的給出循環次數。這個計算使用基礎疲勞極限值,而基礎疲勞極限值是通過載荷循環次數,Wohler曲線指數和循環實數計算出來的各自的壽命系數計算出的。依照 DIN 3991不能考慮交替負載 [9.27]和生産工程學系數[9.28]。因次,這些系數被設定爲1.0。

依照AGMA的計算

依照標准 AGMA 2003-A86/88 的方法, AGMA 2005-B88 被用來以英寸計算齧合的安全系數。

注釋:大多數系數在段落[1, 2, 4 和 5] 中又被計算和從定義的信息中發現所以使用者沒有收到任何不能被自己回到的質詢。加入你是齒輪檢驗領域方面的專家,你能使用你自己的數值來重寫公式來決定單獨的系數。
提示:單個系數函數的詳細描述,他們怎麽計算的和他們的局限性能在適當的標准DIN/ISO/AGMA或專業文獻中被發現。

安全系數[10]

兩個基礎強度計算通常被完成,即對于彎曲和接觸。如下安全參數在這個計算中被計算出來:

作爲安全系數的初值你可以使用:

安全系數可以依照通常選擇安全系數的推薦值和依照依照你自己的經驗來修正。

力作用條件(強加于齧合上的動作)

在滿載的齒輪那裏表現出一些力來轉移到機器設備上。這些力的知識是校正設備尺寸標注的基本原理。力的定向可以在以下插圖中被看到。如果轉動適合插圖的方向行[11.3, 11.4]顯示力的數量,如果方向相反行[11.5, 11.6]顯示力的數量。如果力的數量是負數,它表示于插圖的方向相反。插圖A表示節徑的左方向,插圖B右方向。節徑的方向可以在行 [4.5]中選擇.

11.7 分度圓直徑的圓周速度

它是另外一個重要的品質參數來影響齒輪 [2.6]預期精確度和潤滑(輪的潤滑)的樣式。選擇精確度的最大推薦速度會在右邊用綠色字體顯示。

11.8 單位負載 /單位載荷

這是另外一個用來計算“在齒的負載上的波動系數”的重要品質指數。

注釋:不適合于AGMA。

所選材料的參數 [12]

此段列出小齒輪和齒輪材料的材料特性。

提示:你自己的材料值能在“材料”工作表中輸入。

動力,暖機,變速箱表面 [13]

這段激活熱耗散和對于必須的熱耗散的變速箱表面的一個計算方向。爲了計算的目的,請輸入前三個輸入參數。

13.1 周圍的空氣

13.2最高油溫

變速箱中的油溫應該處在範圍從 50 到 80 °C。一個較低的溫度應該在一個較小的模數中被發現。更精確的溫度測定依賴于所選擇的結構和使用的材料。更高的溫度帶來較低齒隙和齒輪咬住的危險。

13.3熱耗散系數

這依賴于變速箱結構和周圍環境。最初,可能選擇:
對ISO/DIN:for ISO/DIN:

  • 對于小的關閉的房間8~11 [W/m2/K]
  • 對于通風良好的大廳14~ 17 [W/m2/K]

對 ANSI/AGMA:for ANSI/AGMA:

  • 1.4 到 1.9 爲小的關閉的房間[BTU/sq.ft/h/F]
  • 2.5 到 3.0 [BTU/sq.ft/h/F]爲良好通風的禮堂

13.4 功率損耗

它依賴于總的轉動率和齒輪效率。

13.5 變速箱表面

此參數給出變速箱必須功率損失消耗和維持預期油溫的最小表面。

軸(鋼)直徑的初步設計 [14]

軸(鋼)的直徑符合預期負荷(傳遞功率,速度)在此段被設計出來。這些數值僅爲了定位;最終設計應該用更精確的設計來制成。

輔助計算[15]

在這段會用到輔助計算。當輸入數值,使用于主要計算一樣的單位。爲了輸入和轉換數值到主運算中,按按鈕“OK”

齒輪的潤滑

爲了你的齒輪潤滑類型使用如下表單:

潤滑的類型 圓周速度
[m/s] [ft/min]
油浴潤滑 < 12 < 2400
強制噴霧潤滑 > 12 > 2400
油霧潤滑 > 60 > 12000

圖示輸出,CAD系統[16]。

在2D和3D圖形輸出的選項上的信息和2D和3D系統的協作信息可以在“圖形輸出,CAD系統”中找到。

附錄-這個計算:

16.4 車刀半徑(對于3D模型)

這個參數決定了在生産曲線齒的切刀半徑。它必須只能在3D系統中作爲模型使用(如果分別的模型架詳細描述過齧合)。

16.5, 16.6 內部/外部偏移的數量

這些參數決定了有齒輪的偏移數量,見圖解。

設定計算,改變語言。

計算參數的設置和語言的設置信息可以在文檔“設置計算,改變語言”中找到。

工作簿(計算)修改

關于如何去修改和擴充工作簿的總的信息在文檔“工作簿(計算)修改”中被提到。

附錄-這個計算

材料列表-熱處理的方法
1...沒有熱處理,標准退火
2...加固處理
3...結合的,變硬的,表面變硬的處理
4...氮化處理