有直的,斜的和曲线齿的锥齿轮传动装置

此计算是设计来做几何强度设计和直的,斜的和曲线齿的锥度啮合检查。这个程序为以下的任务给出了解决方案。

  1. 螺旋齿和直齿的计算。
  2. 传动需要投入最少量的计算机辅助设计。
  3. 设计来做进入的安全系数(静态,动态)。
  4. 完全的几何参数的计算(包括修正的啮合)。
  5. 强度参数的计算,安全检查。
  6. 补充计算(现有齿轮的参数计算,温度上升,轴的设计)。
  7. 支持2D和3D计算机辅助系统。

计算使用来自标准ANSI,ISO,DIN,BS和专著的程序,运算法则和数据。

标准列表: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: 当你选择一个合适的传动类型时相应的文件"传动的选择"会对你有所帮助。

计算的控制,结构和语法

语法的信息和计算的控制可以在文件''计算的控制,结构和语法''中找到。

工程信息

在“工程信息”这段的目的,控制和使用信息可以在文档“工程信息”中找到。

理论基础

有锥形齿轮的盘车装置可以在协作轴之间形成用来形成运动学和力边缘的构造。( 通常轴的滞后角Σ=90°R)。依照有直的,斜的和曲线齿的齿轮过程是卓著的。于柱形轮相比,锥形齿轮在生产和安装方面的预期要求更加苛刻。这样啮合的生产需要特别的工具和机器而且达到预期精确度的等级更加困难,这也意味着更差的啮合条件(最重要的,对直齿)。有斜齿和曲线齿的齿轮被用在更高速度,更高负载和更高传动比上。(等于i=10)。

锥形齿轮的几何构造

齿轮装置的几何构成为一对截锥(底座和龙头内锥)和它们之间的一个锥齿轮的节锥。

通过底座和龙头内锥的位置划分

类型I-头和底锥面有相同极点。
类型II-底部圆锥极点位移生成一个齿间隙宽度的常数。
类型II–齿高度常数,圆锥表面是平行的。

通过齿导向曲线的形状划分

A –直齿,B –斜齿,C – 圆齿,D – 圆齿 ("零度"),E –克林根贝尔格弧齿,F –摆线齿。

锥齿轮的划分表格

导向直线

名称 齿轮高度 尺寸,注释
1.

辐射直线

直齿 变量 met-standardised, a=20°, 15°, 14.5°, 17.5°, b=bm=0°
低要求的齿轮,更高的噪声等级,较低的圆周速度。
2.

斜直线

斜啮合 变量 met-standardised, a=20°, 15°, 14.5°, 17.5°, b=bm=2-4 (po 5°)

更高的圆周速度,更低的噪声等级,更高的装载,更长的寿命,对不精确度和形变更低的敏感性,可以使用更高的传动比(<10)。

3.

圆拱

Gleason
(美国)
变量;热,螺距和底圆锥无任何相同的顶部 mmn-standardised, amn=20°, 17.5°, 14.5°, bm=3-45°
(
通常35°)(mostly 35°)
Gleason-Zerol
(美国)
mmn-standardised, amn=20°, 17.5°, 14.5°, bm=0°
Modul-Eloid
(德国)
常数 mmn-standardised, amn=20°, 17.5°, 14.5°, bm=25°-45°
4. 渐开线(克林根贝尔格) 克林根贝尔格弧齿

(德国)
常数 mmn-standardised, amn=20°, 17.5°,  bm=30°-38°
5.
外摆线
摆线齿
常数 mmn-standardised, amn=17.5°,  bm=30°-50°
克林根贝尔格锥齿轮
常数 mmn-standardised, amn=20°, 17.5°,  bm=0°-45°

 

 

计算过程

齿轮传动可以被分为:

动力齿轮传动 - 如果设计传动齿轮,首先对于传动力和转化需要执行一个强度设计/检查(例如:机器的驱动器,工业变速箱等)。
无动力齿轮传动-如果传动齿轮有最小的传动扭矩和关于齿轮的尺寸,它不需要执行任何强度设计/检查(例如:工具,规则设定)。

注释: 此计算是设计用来做直齿和斜齿啮合设计的。它也能用来做假设有曲线齿齿轮的定位。对于精确的有曲线齿轮的计算,它需要使用计算工具(软件) ,由各自的机械设备生产者提供。

动力齿轮装置的设计

齿轮的设计不能立即被解决,它在选择齿轮直径和宽度参数上允许相当大的自由度。因此必须反复进行来确保设计越来越准确并且调整监视参数。

这个程序大致介绍一下设计齿轮的参数。虽然这种设计齿轮的方法被使用,按部就班的各个参数的优化可以充分的改进设计齿轮的属性。进行如下设计:

  1. 输入齿轮装置的功率参数(传递功率,速度,预期传动比)。 [1]
  2. 选择小齿轮的材料,装载模式,运算和生产参数还有安全系数[2]。
  3. 使用‘‘自动设计’’按键(选择斜齿或者直齿 )[2]
  4. 检验结果。

优化参数:

在优化参数之前,首先执行‘‘快速(定向)设计’’,如上所述,然后进行如下:

  1. 选择啮合类型和齿形参数。[3]
  2. 设置齿轮的参数。(轴的角度,齿数,啮合角,齿的斜度) [4.1,4.2,4.3, 4.4]
  3. 使用滑块 [4.4]调整小齿轮和它的直径的比例然后按按钮‘‘Navrhnout ozubení -设计齿轮’’。
  4. 在简图中检查设计齿轮的尺寸。当尺寸和你的要求不相符时,调整小齿轮宽度/直径的比例然后重新计算齿轮。
  5. 齿轮的参数在使用修正值的变化可以被改进得更加标准[5]。
  6. 检查并评定(于帮助比较)空间和性质的索引。 [6; 7; 8]
  7. 检查安全系数 [9, 10]。
Hint: 提示:材料的改变可以使齿轮的尺寸(或者它的表面处理)被明显改变。

无动力传动系统设计

当设计无动力传动系统,无需检查任何力量参数。直接选择,因此,一些齿和模块的适合数目然后检查设计齿轮的参数。

提示: 当设计无动力传动系统时,选择一个相称的低调动动力。

基本输入参数的选择 [1]

在此段输入设计齿轮的基本输入参数。

1.1 传动功率。

给被动齿轮输入功率。通常值的范围在 2 - 500 kW / 3-700 HP,最多4000 kW /6000 HP。

1.2 速度 (小齿轮 / 齿轮)

给被动轮输入速度。最多速度可以达到50 000 rpm。被动轮的速度可以由两边齿轮的齿数计算得出。

提示:当你知道输入输出速度需要计算传动比时,按右边输入栏按钮 并且在补充的章节 (部分)完成各自的计算。

1.3扭矩(小齿轮 / 齿轮)

这个计算的结果不能被输入。

提示:当你知道扭力矩和速度想计算传递功率,按右边按钮 并且在补充的章节 完成各自的计算。

1.4 传动比

最佳传动比在1-5范围之间变化,最多此比例可达到10。传动比可以通过键盘输入左边的输入领域。右边弹出菜单包括推荐传动比而且当从此菜单选择一个数字时,被选择的数字会被自动加入此左边的领域。

1.5 实际传动比/偏差

由于实际传动比为两边齿轮齿数(整数)的比率,真实的传动比通常都比设想(输入)数字不同。‘‘实际传动比’’的值被显示在左边,于设计传动比背离的比率被显示在右边。背离传动比比率应该在如下范围内:

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


提示:如果你需要设计适合的传动比越精确越好或者需要在变速箱中对传动比分区,使用“传动比的计算”。

材料的选择,负荷状态,操作的和生产的参数。

当设计功率齿轮时,在此段输入其他的辅助操作和生产投入参数。由于每个参数都会对设计的齿轮的属性产生明显影响设法选择这些参数时越精确越好。

2.1, 2.2 小齿轮/齿轮的材料

选择已经完成,首先,依照如下方面:

  1. 强度
  2. 材料的价格和它的热处理
  3. 可加工性
  4. 可淬性
  5. 负载等级
  6. 齿轮尺寸
  7. 生产次序

通常遵循的原则是小齿轮肯定比齿轮硬(20-60 HB),同时硬度的差异随齿轮的硬度和传动比的增长而增长。为了快速定位,材料被分为8级标为A - H。可以在弹出菜单对小齿轮和齿轮分别选择材料。如果你需要更多所选过材料方面的详细信息,进入菜单“材料”。

  1. 低负载齿轮,接合产品,小批量生产,更小的尺寸。
  2. 低负载齿轮,接合产品,小批量生产,更大的尺寸。
  3. 中负载齿轮,小批量生产,更小的尺寸。
  4. 中负载齿轮,小批量生产,大尺寸。
  5. 相当负载齿轮,批量生产,更小的尺寸。
  6. 重负载齿轮,批量生产,更大的尺寸。
  7. 极端负载齿轮。
  8. 高速齿轮。

材料A,B,C, 和D,所谓软齿轮-边齿在热处理后被制造出来;这些齿轮的特点是磨合良好,如果至少一个齿轮由所选材料制成在精确度或硬度上无须任何特殊要求。

材料E,F,G和H,所谓硬齿轮-更高生产成本(淬水+100%, 表面硬化 +200%, 渗氮 +150%)。边齿在生产出来后热处理。必要精确度的复杂成就,热处理后经常需要完成好昂贵的操作(磨,搭接)。

特有的材料值-如果你希望使用做齿的材料不在给出的材料菜单中,必须输入关于材料的数据,进入“材料”单。此材料菜单的前5行留作定义你特有的材料。在列中输入设计的材料名字(它会被显示在选择页)并且在行(白色区域)中成功填写所有参数。添完此区域,返回“计算”页,选择重新定义材料并且继续计算。

警告:材料菜单包括选择习惯的材料。由于材料的强度值非常依赖于半成品参数,热处理的方法和独特的厂商,必须在材料菜单中作为定位的一项考虑它。于工艺人员和厂商商量细节和精确的参数后交付或者从特殊材料清单中选取。

2.3变速箱的装载,传动机-例子。

充分地设定这些系数影响安全系数的计算。因此,当选择负载的类型时尽力输入规格越详细越好。驱动机器的例子:

  1. 持续的:电动机,蒸汽轮机,燃气蜗轮
  2. 用轻冲击:液压马达,蒸汽轮机,燃气蜗轮
  3. 用中等冲击:多汽缸内燃机
  4. 用重冲击:但汽缸内燃机

2.4 变速箱的装载,从动机-例子:

充分地设定这些系数影响安全系数的计算。因此,当选择负载的类型时尽力输入规格越详细越好。从动机的例子:

  1. 持续的:发电机,运输机(皮带,平板,蜗杆),轻升降机,横机床的齿轮,通风机,涡轮增压器,涡轮压缩机,常密度材料混合机。
  2. 用轻冲击:发电机,齿轮泵,旋转泵。
  3. 用中等冲击:人力机床,升降机,起重机,矿山通风机,可变密度材料混合机,多缸活塞泵,给水泵。
  4. 用大冲击:压力机,剪切机,橡胶日历,滚轧机,轮叶挖土机,重离心机,重给料泵,钻头组,煤球机,和面机。

2.5 齿轮安装类型。

调整这个参数影响安全系数的计算。就座类型定义出现装载的不匀率系数,首先,由于计算挠度,由定义和说明选择就座类型。

  1. 双轨不工作就座:齿轮的轨道不工作。轴只固定(内装式)在齿轮的一边。
  2. 单轨不工作就座:适合单轨不工作就座齿轮而且坐落于轴承之间。
  3. 两边连续就座齿轮:适合于轨道坐落于轴承之间,轴固定(内装式)在轮的两边。

类型1: 刚性壳,刚性轴,精力充沛的滚轮或者滚动体是圆锥滚子的滚动轴承。
类型2:较少刚性壳,更长的轴,滚球轴承。

注释:类型应用AGMA
类型1:
汽车的,飞机的和高质量商业的
类型2: 普通商业的

2.6精确等级

当选择设计齿轮的精确度时,必须考虑运行条件,功能性和可制造性。设计应基于:

啮合的精确度就需要的范围来选择,因为达到高精确度是昂贵,困难的而且习惯于用在需要更高要求的科技设备上。T

表面粗糙度和最大圆周速度的菜单

精确度 ISO 1328 3 4 5 6 7 8 9 10 11
精确度 DIN 3965 2 3 4 5 6 7 8 9 10
精确度 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
螺旋齿最大圆周速度[m/s] 50 40 30 20 12 8 5 3 3

对于直齿最大圆周速度 <5 [m/s]
依照规格精确度的定向选择

规格

ISO的精确度 AGMA的精确度
操纵装置 2 - 4 13-12
测量仪器 3 - 6 13-10
涡轮机 3 - 5 13-11
航空还原剂 3 - 6 13-10
工作母机 3 - 7 13-9
航空发动机 5 - 6 11-10
高速变速箱 5 - 6 11-10
客车 6 - 7 10-9
工业变速箱 7 - 8 9-8
轻船发动机 7 9
滚轧机,火车头 8 - 9 8-7
重船发动机,拖拉机 8 - 9 8-7
建筑和农业机械 8 - 10 8-6
纺织机 7 - 9 9-7

2.7 一次性超载系数

此系数给出了传动机器的最大值(突然出现)和额定转矩之间的比率。次系数充分影响一次性超载(突然出现)的安全系数的计算。此系数可以在生产者的操作单元目录下找到。

推荐值

三相感应电动机... 2-3

2.8 预期使用寿命Desired service life.

预期使用寿命的参数规格单位为小时。定向值用小时给出如下菜单中

规格

耐久性
家庭用机器,很少用旧的设备 2000
电动手工工具,短期运行机器 5000
8小时运行机器 20000
16小时运行机器 40000
连续操作机器 80000
有调度日志的连续运行机器 150000

2.9 安全系数(接触/弯管)

安全系数的推荐值在如下范围内:

提示:使用帮助中的推荐值来估计安全系数。

2.10 自动设计

不管你判定使用直啮合或者斜啮合。你可以使用如下推荐值来选择。

假设“自动设计”,基于输入功率和运算参数还有通常可适用推荐值的齿轮参数的调节。然而,手动选择设计齿轮可以基于自己的设计要求选择更好的参数(重量,尺寸)和/或改良尺寸。

警告:那“自动设计”可以改变在其他段落中已经被改变的参数;因此使用那个“自动设计”,首先,要预先决定齿轮参数。

齿形的参数,啮合的类型

在此段中选择啮合的类型和齿形的参数。按原计划,首先,对于使用直(直,斜)齿设计圆锥齿,可能用曲线齿来做定位设计。

3.1 啮合的导向曲线(啮合的类型)

选择锥啮合的类型。此计算首先设计用来用直齿和斜齿(I/A, I/B)设计圆锥齿。也可能把它用在有曲线齿(C, D, E, F)的轨道上。为了精确的计算有曲线齿的轨道必须使用预期必备的机器设备的计算工具(软件)。

3.2 齿头的高度变位系数

此系数依照选择齿的类型[3.1]会被自动调整。如果需要调整到自己的值,勾框 [3.1]。

推荐值:

此系数可以在一个宽的范围内被改动而且依赖于预期啮合参数,生产情况,生产机器和工具。详细信息可以在专用机床的说明书或深入文献中找到。

3.3 、(组合机床)动力头间隙(孔的尺寸减去相配合的轴的尺寸所得的代数差,此差为正时是间隙)

见3.2See 3.2

3.4, 3.5 齿根圆半径系数

此尺寸依赖于动力头间隙。这个标准值为rf*=0.38。此推荐值被给出在输入单元上。当此框被勾选,此推荐值被自动转移到输入单元上。

推荐值:

如果没有特别原因选择一个不标准的值,不要改变默认值。

模数(径节)和齿形设计 [4]Design of a module (Diametral Pitch) and geometry of toothing. [4]

此段可以被用在设计齿轮的几何形状。几何设计充分影响很多参数例如功能性,安全,寿命和价格。

4.1 齿数

输入小齿轮的齿数。轨道的齿数计算是基于预定的传动比。发现最佳齿数不是个明确的任务而且不能被直接解决。齿数影响啮合情况,噪声,效力和生产费用。因此齿数通常根据性能和强度指标选择而更加精确。

通常,此规则表示齿数的增长导致:

对于滞后角90°轴的推荐值:

传动比

 范围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

下方值被选来作有曲线齿的变硬的轮,上方值被选来作直的不硬的齿。

提示:如果知道小齿轮和齿轮选择的齿数,要计算齿数比,按输入栏右边的按钮并在附录章中分别执行计算。

4.2 轴的滞后角Angle of shaft axes.

输入单独齿轮的滞后角(通常90°)。此计算同样允许选择其他值。当时节锥的滞后角超过90°时会显示红色。(这样会造成伞齿轮无法用常规机器制造)。

4.3 啮合角Pressure angle.

这个决定基本齿型的参数,大多选择值20°,1个啮合角 a的变化可以影响性能和强度属性。

当选择啮合角时应该选择横的啮合角(对于直齿)或者法向压力角(对于曲线齿)。

字母 "X"标志基本的圆。

啮合角增大导致:

值的选择:

推荐值:

如果设计齿轮无要求,推荐使用20°。

4.4基圆螺旋角

基圆螺旋角的啮合= 0 (直齿)很少被使用,仅用在少负载齿轮等于一个圆周速度约为 5 m/s (10 ft/s)。有斜齿或曲线齿的齿轮被用在更高速度上。值在 20°和40°(通常每5°)之间被选作直斜齿。

4.5 齿螺距(小齿轮)的方向

依照齿螺距的方向,右边的和左边的轮很著名。啮合的轮的齿必须反向弯曲。齿轮装置被小齿轮的齿的弯曲方向所刻画性格。

如果适合斜齿和曲线齿,转动通常期望在同一方向。在此方向被选作用轴向力推动齿轮脱离啮合。(在轮的厚外表面上输入齿的啮合)

此插图表明小齿轮齿节距的方向:
A -左 Left
B - 右Right

4.6圆锥 (b/Re)表面直线的齿宽:

使用滑块调整锥的无因次系数即齿宽和表面直线的比值[4.7]。

4.7 锥 (b/Re)的表面直线的齿宽

此参数可以被用来设计模数尺寸和轮的基础几何参数。

推荐最大值为:

低到中载齿轮:0.2 - 0.3
高载齿轮: 0.3 - 0.35

可以用在行[4.6]上的滑动块来调整此参数。调整完此参数后按按钮“设计齿轮”。此程序执行迎合预期安全需要和输入参数来设计啮合。

如果你勾选行[4.9]上的按钮,会自动选择适合对表面直线 Re和在外部周围切线模数最大可能的啮合宽度。

在“设计齿轮”被执行完,检查尺寸(轮的宽和直径和他们的重量)。如果结果不满意,修改齿轮的输入参数并且重复“设计齿轮”。

提示1:如果不可能通过改变次参数接近预期设计,设法更改小齿轮的齿数,齿的倾斜角或者选择其他材质。

4.8 啮合的模数/径节

这是决定齿轮的齿位置和尺寸的最重要的参数。通常一个小一些的模数可以应用在更高齿数上(更高数值P在计算上有英寸版本)反之亦然。在右边弹出菜单你可以发现模数(径节在计算上有英寸版本)的标准值并且此数值被选后自动填写入左边区域。

此模数可以通过在各自的选择菜单中设定使用选择法向模数“mmn”(有曲线齿的啮合)或切向模数“met”(直和斜啮合)来输入。

提示:设计正确尺寸的模数是个相当复杂的任务。因次推荐使用的程序来设计的啮合基于齿宽和轴的表面直线的比。

4.9表面宽度

当清除按钮后齿宽可以被输入。勾此按钮会自动选择最大值。

4.10 齿轮的近似重量

它为作为整体齿轮(没有发光或孔,见插图)重量可以被计算出。在设计程序期间可以被用来作快速定位。

4.11最小的安全参数

此行通常给出小齿轮和大齿轮的更低的参数。第一栏显示接触疲劳的安全参数,其他栏显示挠曲疲劳安全参数。T

啮合的修正 [5]

刀具径向的(高度)和切向的(perimetral)位移在生产过程中可以改变啮合的几何学的,运动学和强度特征。径向的位移由参数x决定,切向的(perimetral)位移由参数xt决定。圆锥齿轮通常作为啮合VN被生产,从而x = x1 = -x2 and xt = xt 1 = - xt 2

两者的值可以在此段被调整。

啮合的修正可以导致:

提示:可能性和方法修正的详细信息可以在专业文献中找到。

5.1 修正类型。

在选择菜单中选择一个修正的推荐类型。此推荐值x1和xt在行中[5.2]。

5.3 容许的齿的根切。

此实践允许轻微的齿的根切。给出值是导致允许根切的最小值。除了在一些特别的案例中此修正值不能更低了。

5.4 预防齿的根切

它是最小修正量,被用于避免根切。

5.5 小齿轮齿顶修正系数安装

滑块设计来作修正的快速改变。如果靠近右边区域的滑块被勾选,滑块的移动控制修正值x的总量。次函数可以在你希望优化啮合的一些品质或强度参数时使用;他们的大多数会排列地给出。

5.6 小齿轮/大齿轮齿顶修正系数

这里你可以发现小齿轮偏移值x1和大齿轮偏移值x2。如果你希望使用键盘输入小齿轮的一个单位偏移,清除行[5.5]上的选择框。

有轴滞后角90°的齿轮推荐值:
传动比
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齿厚的单位变化

在这调整齿厚的单位变化值。

有轴滞后角90°的齿轮推荐值:
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

品质指标

当改变修正值时建议监测这些指标的表现。非常临界的数值会通过改变数字颜色来显示。

5.8总的啮合指标

要详细说明,请见[8.1] 和[8.2]

5.9 在齿顶圆直径的单位齿厚

这是个无量纲参数(齿厚和模数的比率)而且最重要依靠齿的形状。它被被如下参数影响:

推荐值:

通常它为 0.25 - 0.4。对低单位位移值和变硬的轮它会更高。一个比推荐值更低的数值回显示红色文字信息,超出齿锐利的限制会显示红色区域。

5.10, 5.11 接触和挠曲疲劳的安全系数。

对于详细的信息,见 [10].

齿轮装置的基准尺寸[6]

此段给出了所有啮合的基准尺寸的一个好的安排列表。为了清楚你可以在这发现一个最重要的量纲参数插图。对于单独的参数推荐使用专业文献进行更详细的解释。

依照 ISO (DIN) 的尺寸标记

依照ANSI (AGMA) 的尺寸标记

当量正齿轮 [7]

每个圆锥轮 (直的, 斜的)可以被指派用直齿假想一个虚拟的圆柱轮,那些轮廓在实践中和一个圆锥轮在平均中心位置的法向齿形一样。这些相当的齿轮的参数可以在此段被找到。

齿轮的品质参数 [8]

这个包括通知我们所设计啮合的质量的参数。与推荐值比较是明智的。

8.1 端面重合度 /纵向重合度

对于平滑的齿轮啮合,必需在第一对放出前输入其他对齿进入啮合。在表面平面上的啮合系数表示同时有多少对齿在啮合。在特定时刻仅有一对齿在啮合值εa=1。同时有两个齿轮在啮合εa=2。如果这个值在之间1< εa <2,啮合会包括部分一对齿和部分两对齿。此参数依赖于许多效果。(随齿数而增长,随节圆柱面

a
w

压力角而降低)横的纵向重合度可用在螺旋啮合(角 β >0)的情况而且因此啮合角被估计 εg [8.2](sum ε a εb ).

推荐值:

依照齿轮装置的复杂性,这个参数不应该低于1.1到1.2。.

8.2 总重合度

这是横向接触和纵向重合度的和。

推荐值:

若是正齿轮指定使用和 εα 一样的推荐值。它意味着εу必须总比1.2高。

8.3共振转速

这是速度在角速度于齿轮的固有振动角速度相同。这引起不受欢迎的共振效应。

8.4共振比

这是齿轮速度和“临界速度"的比值.

如果设计的齿轮工作在临界范围(N ~ 1),共振比N会显示出红色字体。在这种情况下,推荐齿轮改良设计(改变齿数)或者咨询专家。

8.5 齿轮的近似重量

概略地可以依照用啮合的平均真实尺寸做的插图计算出作为整体齿轮(没有轴的孔或减重)的重量。

8.6 齿轮的效率

确切地决定系数是困难的。因此,使用基于齿数,啮合系数,角度beta和摩擦系数来近似计算。摩擦系数的选择是基于在已经选择的范围在 0.04-0.08的啮合精确度 。

安全系数计算

依照 DIN 3991的计算

标准 DIN 3991决定4级 (A, B, C, D)用来计算安全系数决定的复杂性。在这个计算中通常使用B或者C(异常地使用D)。详细的信息和分别测定系数的公式可以在适当的标准中找到。

补充:

寿命系数[9.18, 9.29] -依照 DIN 3991直接使用接触和挠曲疲劳的给出循环次数。这个计算使用基础疲劳极限值,而基础疲劳极限值是通过载荷循环次数,Wohler曲线指数和循环实数计算出来的各自的寿命系数计算出的。依照 DIN 3991不能考虑交替负载 [9.27]和生产工程学系数[9.28]。因次,这些系数被设定为1.0。

依照AGMA的计算

依照标准 AGMA 2003-A86/88 的方法, AGMA 2005-B88 被用来以英寸计算啮合的安全系数。

注释:大多数系数在段落[1, 2, 4 和 5] 中又被计算和从定义的信息中发现所以使用者没有收到任何不能被自己回到的质询。加入你是齿轮检验领域方面的专家,你能使用你自己的数值来重写公式来决定单独的系数。
提示:单个系数函数的详细描述,他们怎么计算的和他们的局限性能在适当的标准DIN/ISO/AGMA或专业文献中被发现。

安全系数[10]

两个基础强度计算通常被完成,即对于弯曲和接触。如下安全参数在这个计算中被计算出来:

作为安全系数的初值你可以使用:

安全系数可以依照通常选择安全系数的推荐值和依照依照你自己的经验来修正。

力作用条件(强加于啮合上的动作)

在满载的齿轮那里表现出一些力来转移到机器设备上。这些力的知识是校正设备尺寸标注的基本原理。力的定向可以在以下插图中被看到。如果转动适合插图的方向行[11.3, 11.4]显示力的数量,如果方向相反行[11.5, 11.6]显示力的数量。如果力的数量是负数,它表示于插图的方向相反。插图A表示节径的左方向,插图B右方向。节径的方向可以在行 [4.5]中选择.

11.7 分度圆直径的圆周速度

它是另外一个重要的品质参数来影响齿轮 [2.6]预期精确度和润滑(轮的润滑)的样式。选择精确度的最大推荐速度会在右边用绿色字体显示。

11.8 单位负载 /单位载荷

这是另外一个用来计算“在齿的负载上的波动系数”的重要品质指数。

注释:不适合于AGMA。

所选材料的参数 [12]

此段列出小齿轮和齿轮材料的材料特性。

提示:你自己的材料值能在“材料”工作表中输入。

动力,暖机,变速箱表面 [13]

这段激活热耗散和对于必须的热耗散的变速箱表面的一个计算方向。为了计算的目的,请输入前三个输入参数。

13.1 周围的空气

13.2最高油温

变速箱中的油温应该处在范围从 50 到 80 °C。一个较低的温度应该在一个较小的模数中被发现。更精确的温度测定依赖于所选择的结构和使用的材料。更高的温度带来较低齿隙和齿轮咬住的危险。

13.3热耗散系数

这依赖于变速箱结构和周围环境。最初,可能选择:
对ISO/DIN:for ISO/DIN:

  • 对于小的关闭的房间8~11 [W/m2/K]
  • 对于通风良好的大厅14~ 17 [W/m2/K]

对 ANSI/AGMA:for ANSI/AGMA:

  • 1.4 到 1.9 为小的关闭的房间[BTU/sq.ft/h/F]
  • 2.5 到 3.0 [BTU/sq.ft/h/F]为良好通风的礼堂

13.4 功率损耗

它依赖于总的转动率和齿轮效率。

13.5 变速箱表面

此参数给出变速箱必须功率损失消耗和维持预期油温的最小表面。

轴(钢)直径的初步设计 [14]

轴(钢)的直径符合预期负荷(传递功率,速度)在此段被设计出来。这些数值仅为了定位;最终设计应该用更精确的设计来制成。

辅助计算[15]

在这段会用到辅助计算。当输入数值,使用于主要计算一样的单位。为了输入和转换数值到主运算中,按按钮“OK”

齿轮的润滑

为了你的齿轮润滑类型使用如下表单:

润滑的类型 圆周速度
[m/s] [ft/min]
油浴润滑 < 12 < 2400
强制喷雾润滑 > 12 > 2400
油雾润滑 > 60 > 12000

图示输出,CAD系统[16]。

在2D和3D图形输出的选项上的信息和2D和3D系统的协作信息可以在“图形输出,CAD系统”中找到。

附录-这个计算:

16.4 车刀半径(对于3D模型)

这个参数决定了在生产曲线齿的切刀半径。它必须只能在3D系统中作为模型使用(如果分别的模型架详细描述过啮合)。

16.5, 16.6 内部/外部偏移的数量

这些参数决定了有齿轮的偏移数量,见图解。

设定计算,改变语言。

计算参数的设置和语言的设置信息可以在文档“设置计算,改变语言”中找到。

工作簿(计算)修改

关于如何去修改和扩充工作簿的总的信息在文档“工作簿(计算)修改”中被提到。

附录-这个计算

材料列表-热处理的方法
1...没有热处理,标准退火
2...加固处理
3...结合的,变硬的,表面变硬的处理
4...氮化处理