弧齿格里森圆锥齿轮设计计算题例

例6：设计一对正交轴传动的弧齿格里森圆锥齿轮对，要求如下：

输入转速：500转/分；  输出转速：120～130转/分；  传动功率：5kW。

1.预定计算：主要目的确定齿数比及所需的齿轮模数。

执行以下步骤：

1.1 选择“定轴传动齿轮对\圆锥齿轮设计计算\预定计算......”菜单项，如下图：

1.2 在弹出的对话框中填写“标题”、“编号”、“日期”等；
选择“曲线齿”栏中的“弧齿格里森齿形制”；
给定小齿轮齿数Z₁ = 13,给定输入转速 n₁ = 500 转/分；
试给以大齿轮齿数，当最终Z₂ = 51时，输出转速 n₂ = 127.45转/分;(齿数互为质数较好）。
给定传动功率 P = 5kW;
给定材料的力学指标：
    接触强度极限 σ_Hlim = 1100 N/mm²,
    弯曲强度极限 σ_Flim = 400 N/mm²;

从以上输入数据分别得到传动比与输出扭矩。其它均按齿形制设定的默认值。

1.3 点击“工况系数K_A”按钮，弹出对话框：

选择原动机与齿轮对负载的工况状态，或用推动滑标调整工况系数，最后点击确定钮，K_A = 1.3。

1.4 点击“接触齿向载荷分布系数”钮，弹出以下表格式对话框：

根据齿轮支承情况，小齿轮以悬臂安装方式，在“曲线齿圆锥齿轮、......”栏中选择“一齿轮悬臂”项，在轴支承刚性“一般”行选取系数K_Hβ = 1.85。点击“确定”。

1.5 点击“弯曲齿向载荷分布系数”钮，弹出以下表格式对话框：

与上同样方法在“曲线齿圆锥齿轮、......”栏中选择“一齿轮悬臂”项，轴支承刚性“一般”行选取系数K_Wβ = 1.6。点击“确定”。

1.6 点击“小齿轮径向变位系数”钮，得径向变位系数： χ₁ = 0.3646，χ₂ = -0.3646。

1.7 点击“小齿轮切向变位系数”钮，弹出以下图算式对话框：

    将纵座标滑标推至 1/u = 0.25 线与 χ_τ = f_{(z = 13)}(1/u)曲线交点处，点击“确定”钮，得切向变位系数 χ_τ1 = 0.1243，χ_τ2 = -0.1243。
    (该齿型制均采用高变位修正，小齿轮正变位，大齿轮负变为）。

1.8 点击“齿形系数”钮，弹出以下图算式对话框：

    用目测方法找到 z_v = 24.41 线与 Y_f = f_χ=0.36( z_v)曲线交点位置。将纵座标滑标推至在交点处相交，点击“确定”钮，得齿形系数 Y_F = 3.44902。

1.9 点击“计算大端端面模数”钮，得 m_t = 4.4187 mm，这是根据设计条件所需的大端面模数最小值，然后点击“保存返回”钮。

在弹出的保存文件对话框中，在指定文件夹下指定数据输出文件名 ConArcGlsTest.cng ，保存预定计算数据。

          

    此同时也将产生同名的 ConArcGlsTest.tng 报告文件，在主窗口显示预定计算的数据报告，可以进行版面整理，重新保存（计算报告所保存的文件的扩展名是“.tng”，这是文本文件，可以直接打印，或在Word等编辑程序中读取、编辑、或打印）。

2.几何计算：根据预定计算结果进行弧齿格里森圆锥齿轮对的个几何参数计算

执行以下步骤：

2.1 选择“定轴传动齿轮对\圆锥齿轮设计计算\几何计算......\弧齿......”菜单项，如下图：

    在几何计算对话框中可以点击“视图放大”图标，在弹出的齿轮对放大示意图中了解各几何参数的符号定义，并随时关闭它。

    点击“调入预定数据"钮。

2.2 在弹出文件对话框中选择原保存的预定计算数据文件：ConArcGlsTest.cng

2.3 将模数改为标准模数： m = 5 mm 。推移滑标适当调整齿宽系数 φ_R = 0.282 （若模数调整比预定值加大，可以适当调小齿宽系数，若不考虑尺寸浪费，一般加大齿宽系数）；选择“等顶隙”收缩齿方式以确定齿顶角。
    最后点击“开始计算”钮，进行几何计算。

计算过程中（可能）弹出一个提示框，提示齿宽的计算值为37.1mm，考虑到要把齿宽圆整到整数，点击“是”。

2.4 将齿宽改为 b = 37mm ,再次执行“开始计算”后，点击“保存返回”纽。

2.5 在弹出的文件保存对话框中仍选择原来的数据记录文件 ConArcGlsTest.cng（二进制文件：*.cng)保存。

     此同时也将在 ConArcGlsTest.tng 报告文件中追加计算结果内容。

    查看最后校验结果，齿数符合要求，整理报告文件，打印。