行星齿轮强度计算软件

1）选择齿轮材料1太阳轮A材料20CrMnMo表面处理渗碳淬火硬度58HRC接触疲劳极限σHlimA=1500N/mm2许用接触应力σHPA≈1350N/mm2弯曲疲劳极限σFlimA=500N/mm22行星轮C材料20CrMnMo表面处理渗碳淬火硬度58HRC接触疲劳极限σHlimC=1500N/mm2σHlimC=1380N/mm2许用接触应力σHPC≈1350N/mm2弯曲疲劳极限σFlimC=350N/mm2σFlimC=500N/mm23内齿圈B材料42CrMo表面处理调质硬度280HB接触疲劳极限σHlimB=690N/mm2σHlimB=750N/mm2许用接触应力σHPB≈621N/mm2弯曲疲劳极限σFlimB=217N/mm2σFlimB=310N/mm22）初步确定主要参数1太阳轮转速nA=223.41r/min2行星架转速nX=45.6404r/min3输入转矩TA=25863.3N·m4太阳轮传递扭矩T1=9483.22N·m行星轮数目Cs=3载荷不均匀系数Kc=1.15初选速比u'=iBAX=4.8956配齿计算太阳轮齿数zA=19内齿圈齿数zB=74行星轮齿数zC=26行星齿轮传动外啮合硬齿面直齿变位圆柱齿轮zA'=18.999c=31zB'=74zC'=27.57齿数比uAC=1.36842uCB=2.84615a=283.288mmaAC≥283.432mmaCB≥192.155mm行星轮传递扭矩TC=12977N·m钢对钢配对齿轮副Aa=483载荷系数K=1.6ψa=0.4ψaAC=0.42222ψaCB=0.26ψd=0.59模数m=12mmmAC=12.5906mmmCB=11.8037mm3）确定主要参数1(法向)齿形角α=20度2(法向)齿顶高系数ha*=13(法向)顶隙系数c*=0.4b=140mmb=113.315mmdA=228mmdC=312mmdB=888mma'AC=270mma'CB=288mmyAC=1.10733mmyCB=-0.3927mmα'AC=26.4125度α'CB=17.1914度cosα'AC=0.89562cosα'CB=0.95532xAC∑=1.28499mmxCB∑=-0.3669mmxA=0.651mmxC=0.63399mmxB=0.26712mm齿宽系数5分度圆直径8根据齿面接触强度确定中心距4齿宽9变位系数7中心距变动系数8啮合角6未变位时的中心距ΔyAC=0.17766mmΔyCB=0.0258mmhaA=17.6801mmhaC=17.476mmhaB=9.10411mmhfA=8.988mmhfC=4.58411mmhfB=20.0055mmhA=26.6681mmhC=22.0601mmhB=29.1096mmdaA=263.36mmdaC=346.952mmdaB=869.792mmdfA=210.024mmdfC=302.832mmdfB=928.011mmdbA=214.25mmdbC=293.184mmdbB=834.447mmαaA=35.5583度αaC=32.3251度αaB=16.3898度（1）端面重合度εαAC=1.22292（2）纵向重合度εβAC=0（3）总重合度εγAC=1.22292（1）端面重合度εαCB=1.51801（2）纵向重合度εβCB=0（3）总重合度εγCB=1.518014）A-C齿面接触强度校核满足满足2计算接触应力小齿轮计算接触应力σHA=1103.8N/mm2大齿轮计算接触应力σHC=1048.01N/mm2(2节点处计算接触应力的基本值σH0=828.202N/mm2σHPA=1229.77N/mm2σHPC=1251.4N/mm2(4切向力Ft1=83186.1N(5使用系数KA=1.35(6动载系数KV=1.07828齿轮线速度vX=0.71806m/sA=76.8682B=0.5202114齿顶圆直径15齿根圆直径16基圆直径17齿顶圆压力角181强度条件(1(3许用接触应力齿顶高变动系数1011齿顶高13齿高齿根高12传动精度系数C=8CA=8.17115CC=8.01281fptA=25μmfptC=25μm(7齿向载荷分布系数KHβ=1KHβ=1.12θb=1.15μH=0.8(8齿间载荷分配系数KHα=KFα=1.1KAFt/b=802.152N/mm小齿轮单对啮合系数ZB=1.05323大齿轮单对啮合系数ZD=1M1=1.05323M2=0.99185(10节点区域系数ZH=2.13547基圆螺旋角βb=0度(11弹性系数ZE=189.8(12重合度系数Zε=0.96213(13螺旋角系数Zβ=1ZNTA=1.023ZNTC=1.041NLA=5.3E+08NLC=3.9E+08轴承寿命t=50000h行星轮相对行星架转速nC-nX=-129.91r/min(15润滑剂、速度、粗糙度系数ZLZVZR=0.94962润滑剂系数ZL=1.02速度系数ZV=0.95粗糙度系数ZR=0.98(16齿面工作硬化系数ZW=1ZW=1.27647小齿轮硬度HB=(17接触强度计算的尺寸系数Zx=0.94523接触强度的计算安全系数SHA=1.24782SHC=1.33736接触强度的最小安全系数SHmin=1.12齿距极限偏差(9(14接触强度计算的寿命系数应力循环次数5）A-C轮齿弯曲强度校核满足满足2计算齿根应力小齿轮计算齿根应力σFA=261.961N/mm2大齿轮计算齿根应力σFC=270.777N/mm2σF0A=163.598N/mm2σF0C=169.104N/mm2σFPA=543.827N/mm2σFPC=383.054N/mm2σFGA=870.124N/mm2σFGC=612.887N/mm2(4弯曲强度计算的齿向载荷分布系数KFβ=1KFβ=1μF=YFaA=2.08YFaC=2.15YSaA=1.84YSaC=1.84(7弯曲强度计算的重合度系数Yε=0.86329当量齿轮的端面重合度εanAC=1.22292(8弯曲强度计算的螺旋角系数Yβ=1(9试验齿轮的应力修正系数YST=2YNTA=0.8975YNTC=0.9031YδrelTA=0.99YδrelTC=0.99基本齿廓齿根高hfp/m=1.25ρfp/m=0.38刀尖圆心至刀齿对称线的距离E=0.77228spr=0G=-0.87HA=-0.8886HC=-0.9313θA=0.81407radθC=0.8729radsFnA/mn=1.53629sFnC/mn=1.50568qsA=1.31047qsC=1.32353ρFA=7.0339ρFC=6.82574(12相对齿根表面状况系数YRrelT=1.053(13弯曲强度计算的尺寸系数Yx=0.93SFA=3.32158SFC=2.26344接触强度的最小安全系数SFmin=1.61强度条件(1(2齿根应力的基本值(3许用齿根应力(5齿形系数(6应力修正系数(10弯曲强度计算的寿命系数(11相对齿根圆角敏感系数辅助值辅助角危险截面齿厚齿根圆角参数30º切点处曲率半径3接触强度的计算安全系数6）C-B齿面接触强度校核满足满足2计算接触应力小齿轮计算接触应力σHC=590.965N/mm2大齿轮计算接触应力σHB=590.965N/mm2(2节点处计算接触应力的基本值σH0=487.852N/mm2σHPC=1151.29N/mm2σHPB=674.14N/mm2(4切向力Ft2=83186.1N(5使用系数KA=1.35(6动载系数KV=1.08696齿轮线速度vX=-0.8929m/snC=-84.268r/minA=76.8682B=0.52021传动精度系数C=8CB=7.80802齿距极限偏差fptB=28μm(7齿向载荷分布系数KHβ=1KHβ=1θb=μH=(8齿间载荷分配系数KHα=KFα=1KAFt2/b=802.152N/mm小齿轮单对啮合系数ZB=1大齿轮单对啮合系数ZD=1(10节点区域系数ZH=2.54252基圆螺旋角βb=0度(11弹性系数ZE=189.8(12重合度系数Zε=0.90958(13螺旋角系数Zβ=1ZNTC=1.041ZNTB=1.106NLC=3.9E+08NLB=1.4E+08行星轮相对行星架转速nB-nX=-45.644r/min1强度条件(1(3许用接触应力(9(14接触强度计算的寿命系数应力循环次数轴承寿命t=50000hZLCZVCZRC=0.94962ZLBZVBZRB=0.88992ZLC=1.02ZLB=1.03ZVC=0.95ZVB=0.9ZRC=0.98ZRB=0.96(16齿面工作硬化系数ZWC=1ZWB=1.11176小齿轮硬度HB=280ZxC=0.9452ZxB=1SHC=2.18193SHB=1.27763接触强度的最小安全系数SHlim=1.127）C-B轮齿弯曲强度校核满足满足2计算齿根应力小齿轮计算齿根应力σFC=212.306N/mm2大齿轮计算齿根应力σFB=214.69N/mm2σF0C=144.682N/mm2σF0B=146.307N/mm2σFPC=383.054N/mm2σFPB=264.923N/mm2σFGC=612.887N/mm2σFGB=423.876N/mm2(4弯曲强度计算的齿向载荷分布系数KFβ=1KFβ=1μF=YFaC=2.1YFaB=2.17YSaC=1.87YSaB=1.83(7弯曲强度计算的重合度系数Yε=0.74407当量齿轮的端面重合度εanCB=1.51801(8弯曲强度计算的螺旋角系数Yβ=1(9试验齿轮的应力修正系数YST=2YNTC=0.9031YNTB=0.9224YδrelTC=0.99YδrelTB=1.09基本齿廓齿根高hfp/m=1.25ρfp/m=0.38刀尖圆心至刀齿对称线的距离E=0.77228(15润滑剂、速度、粗糙度系数润滑剂系数速度系数粗糙度系数(17接触强度计算的尺寸系数3接触强度的计算安全系数1强度条件(1(2齿根应力的基本值(3许用齿根应力(11相对齿根圆角敏感系数(10弯曲强度计算的寿命系数(5齿形系数(6应力修正系数spr=0G=-0.87HC=-0.9313辅助角θC=0.8729radsFnC/mn=1.50568sFnB/mn=2.06628qsC=1.32353qsB=6.88759ρFC=6.82574ρFB=1.8当量内齿轮齿根高hfpB=8.988刀具圆角半径ρfpB≈1.8(12相对齿根表面状况系数YRrelTB=1.014(13弯曲强度计算的尺寸系数YxC=0.93YxB=0.958SFC=2.88681SFB=1.97436接触强度的最小安全系数SFmin=1.6辅助值危险截面齿厚齿根圆角参数30º切点处曲率半径3接触强度的计算安全系数齿面硬度HRC56-60，心部硬度HRC30-42≈0.9σHlimA齿面硬度HRC56-60，心部硬度HRC30-42用于外啮合用于内啮合≈0.9σHlimC=0.7σFlim齿面硬度HB260-290用于内啮合≈0.9σHlimB=0.7σFlim=nA/u'=TAKc/Csu'zA/Cs=c行星齿轮传动外啮合硬齿面直齿变位圆柱齿轮=Cs·c/u'c为整数=Cs·c-zA=(zB-zA)/2=zC/zA=nA/nC=zB/zC=nC/nB经圆整≥Aa(uAC+1)[KT1/(ψauACσ2HPA)]1/3≥Aa(uCB-1)[KTC/(ψauCBσ2HPC)]1/3=（TAKc/Cs）（zC/zA）1.2～2查表=ψd/[0.5(uAC+1)]=ψd/[0.5(uCB+1)]=0.5～0.7,硬齿面取小值，即ψd=0.5查表=2a/(zA+zC)=2a/(zB-zC)标准值标准值标准值0.25圆整=ψa·a=mzA=mzC=mzB=m(zC+zA)/2=m(zB-zC)/2=(a-a'AC)/m=(a-a