HB Z 84.1-1984 航空渐开线圆柱齿轮承载能力一般系数计算.pdf
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1、HB 中华人民共和国航空工业部部标准HB /Z84. 1-84 指导性技术文件航空渐开线圆柱齿轮承载能为一融系数计算1984-12-18发布1985-01-01实施中华人民共和国航空工业部批准日录1 适用范围(1 ) 2 代号、术语及单位._. . . .,. ., . If (1 ) 3 名义切向力Ft.,.(6) 4 可靠性与安全系数.(7) 5 系数的计算顺序.(7) 6 使用系数KA._. (7) 7 动载系数Kv.(7) 7.1 动载系数Kv的计算式.,.(8) 7.2 临界转速比N., . (10) 7.3 诱导质量mred. (10) 7.4 影响系数CV1CV77.5 元因次参
2、数Bp,B: Bk .飞.1.飞.(15) 8 齿向载荷分布系数K!lKFP、KBP. (16) 8.1 接触疲劳强度计算的齿向我南分布系数KHP.(16) 8.2 弯曲疲劳强度计算的齿向我:在7分布系数KFfJ. (17) 8.3 胶合承载能力计算的齿向载荷分布系数KBP-HH-.(17) 8.4 啃合齿向误差Fpy. (17) 8.5 综合变形引起的功合齿向误差f.h. (18) 8.6 制造误差引起的喝合齿向误差fm马. . .钝.(19) 9 齿间载荷分配系数KHa、KFa,KBa. (19) 9.1 齿间载荷分配系数计算式.句.(21) 9.2 齿问载荷分配系数的愣限情况.(21)
3、10 螺旋线载荷分布系数KBl叫.,. (21) 附录A轮自刚度a.(23) 附录B也变形产生的咄合齿向误差fbe(25)附录C修形:J;l气轮g齿向轼荷分布系数.也.(2G) 附录D最小安全虫.(27) 中华人民共和国航空工业部部标准HB/Z84.1-84 航空渐开线圆柱齿轮承载能力一般系数计算1 适用范围本标准适用于航空钢制硬齿面渐开线内、外嘀合的直齿租斜齿圆柱齿轮传动。本标准包括齿面接触疲劳强度、轮齿弯曲疲劳强度和肢合承载能力的校核计算方法.相对应的基本齿廓和精度标准是:HBO-91-76。2 代号、术语及单位本标准中的主要代号见表1,表中只给出了一般常用的J号、术语,对某些专用的术语,
4、将在各有关分标准中予以定义。代a a b bc a 1 C C. Cay Cy C d d1 dz d a1 d. z db1 d bz d f1 d rz E 表1主要代号号(术i语吾一一单位i 标准齿轮| 嘀合中心距(两节圆半径之和)l mm 工作齿宽计算齿宽节点:系数齿顶修形量由跑合产生的齿顶修形量喝合刚度单对齿刚度直径小轮,大轮的分度圆直径小轮,大轮的顶困直径小轮,大轮的基因直径小轮,大轮的根圆直径弹性模最|口1ml mm 口1口1N/mm.m N/mmm 口1日1口1日1口1口1口1口1口1口1N(mm2 航空工业部1984-12-18发布1985-01-01实施HB/Z84.1-8
5、4 续表l代号-l术语l单位F t 名义切向力I N Fp 齿向公差! m FFx ! 初始喝合齿向误差l m FFY l 附合齿向误差| m f f I 齿形公差; m fpb l 基节极限偏差l m HB ! 布氏硬度l HRc l 洛氏硬度l HVl ! 力等于9.8N时的维氏硬度HV 10 i 力等于98.1N时的维氏硬度h I齿高lmm ha ! 齿顶高mm h. 0 齿条刀的齿顶高mm hFa i 载荷作用于齿顶时的弯曲JJ臂mm hYe I 载荷作用于单对齿咄合区上界点时的弯曲力Imm 臂KA I 使用系数KBa I 肢合承载能力计算的齿间载荷分配系数IUF | 肢合承载能力计算
6、的齿向载荷分布系数KFa I 弯曲强度计算的齿间载荷分配系数KFP I 弯曲强度计算的齿向载荷分布系数KH i 接触强度计算的齿间载荷分配系数KH I 接触强度计算的齿向载荷分布系数kv i 动载系数L 日1江ln2 (长度院数;当量质量i去面模数mm i mm; kgjmm mm HB/ZS4.1-84 续表l代号口ltlrod 端面模数诱导质量术语!单位I mm iwmm N NL 临界转速比1指数;数目应力循环次数nEl 小齿轮的临界转速l r/mirI nl , n , 小轮、大轮转速r/min P I功率i kW Pbn ! 法面基节l mm Pbt I 端面基节l mm q I 单
7、位齿宽柔度| m. mm/N qs l叩i齿根圆角参数| R. 粗糙度算术平均值| m Rz 平均粗糙度| m r i 半径、分度圆半径I mm SF ( 弯曲强度的计算安全系数| SFmIn i 弯曲强度的最小安全系数Sh ! 齿根危险截面弦齿厚口1口1SH l 接触强度的计算安全系数SHmln接触强度的最小安全系数S I nt 股合承载能力的计算安全系数Slnt min 胶合承载能力的最小安全系数T 1 , T , I小轮大轮的以扭矩l N m u 齿数比l线速度吨的线速度!叫节困上的线速度 m/s V v 3 HBjZ84.1-84 代句号续表1术一语小轮齿顶E点的几何系数齿顶修形系数温
8、升系数单位FE 二、wa-xek 一(XXK. N-O15 S8.S - 0.5 rn口1nww xxx 冲击系数金相结构系数胶合承载能力计算的重合度系数小轮,大轮的法面变位系数X n l. X n 2 载荷作用于单对、齿咄合区上界点时的齿形系!数l载荷作用于齿顶时的齿形系数i 弯曲强度计算的寿命系数! 相对齿根表面状况系数( 载荷作用于单对齿咄合区上界点时的应力修l正系数载荷作用于齿顶时的应力修正系数试验齿轮的应力修正系数弯曲强度计算的尺寸系数相对齿根圆角敏感系数Ya I 齿形跑合量! m y, I 齿向跑合量! m ZB I 单对齿咄合系数| ZE 弹性系数.JNjrnmJ ZH 节点区域
9、系数l ZL I 润滑剂系数1 ZN I 接触强度计算的寿命系数ZR I 粗糙度习毛数Zv 速度系数Z, I 接触强度计算的螺旋角系数z. I 接触强度计算的重合度系数町,Z2 I 小轮、大轮齿数Zv 1 , Zv 2 I 小轮,大轮的当量齿数YP YF a YNT YRrelT Ys YS a YST YX Y relT 4 代乒d HBjZ84.1-84 续表1术语单位FaII i 载荷作用于齿顶时法面载荷作用角( rad -a e n 载荷作用于单I.:H齿嘀合区上界点时的载荷 , rad an en n F a n 。t a、F 作用角| 齿顶法面压力开j单对齿喘舍区上界点处法面压力角
10、法面分度圆压力角j去面啃合角端Ui分度困压力角端面喝合角分度回螺旋角。,rad。,rado , rad 0 , rad ., rad o ,rad 。,rad卢bl 基因螺旋角| ,rad 二I%fi一巳一e I 端面重合度i e, I 纵向重合度e , I 总重合度e 1 , (z 小轮、大轮biJ9!重合度i n 润滑油动力粘度mP. . s 矶,zi 小轮,大轮转动惯量kg. mmZ 8M 本体温度I 0 C 8 r J I 接触点瞬时温升I C 8 inl 积分温度i 。C80 i 1 润滑油温度i .C 8. i n I 胶合温变I 0 c m | 平均摩擦系数泊桑比润滑油运动粘度v
11、 I mm 2jS(CSt) 5 HB/Z84.1串84续表1代号l术语 i沓度曲率半径. 0 齿条刀顶园角半径iht | 危险截面处过渡曲线I出率半径n 0 I 节点处法面曲率半径r.d I 综合曲率半径F 计算齿根应力Fu 齿根应力基本值flJ 1m 弯曲疲劳极限FP 许用齿根应力H 计算接触应力HO 接触应力基本值Hllm 接触疲劳极限值HP 许用接触应力单位kg/mms m口1自1口1mm m口1日1口1N/mm N/mmz N/mm N/mmJ N/mm N/mmz N/mm2 N/mm% 伊_1与30切叫应的滚动角l?d 3 窑义切向为Ft名义切向力Ft作用于端面内并切于分度圆.由
12、齿轮副传递的名义功率铃确定。名义切向力可按下式计算z式中z2000 1 Ft=一一一一一(1 ) d d一一齿轮分度圆直径,mm; T一一名义扭矩.Nm。当功率P以干瓦计时gT29549:(2) 当起飞状态下轮齿弯曲应力的累计循环次数超过108;1肘,应以起飞功率代入式。)或式。).对行星传动装置,名义切向力按太阳轮传递的功率计算,并将其结果除以该级行星轮数目N.同时还应考虑各行星轮间的载商分配不均匀的情况.。HB/Z84.1-84 当传递的功率P以米制马力计时TZ70 HH-HH-(7)iCVt一一考虑啃合刚度周期变化引起齿轮副扭转共振影响的系数,(见7.4条); C刊一一考虑在超临界区内基
13、节偏差影响的系数,(见7.4条); CV6一一考虑在超临界区内齿形误差,影响的系数,(见7.4条); CV7-一考虑实际齿轮在超临界区内最大外加载荷与理想精确齿轮的最大载荷关系的系数,(见7.4条)Bp一一考虑基节偏差对动载荷影响的无因次参数,(见7.5条); Br一一考虑齿形误差对动载荷影响的无因次参数,(见7.5条); Bk一一考虑齿廓修形对动载荷影响的无因次参数,(见7.5条); KV(N= 1.15)一一当N等于1.15时的动载系数;9 HBjZ84.1-84 KV(N= 1.5)一一当N等于1.5时的动载系数,7.2 临界转速比N简化了的齿轮振动模型存在一个临界转速nEI.小齿轮的转
14、速nl与临界转速nEJ的比值称为临界转速比N,即N=-旦L(8 ) nEI =J旦旦J-Cy.,. ZI mred d=翌旦.(10) ml+m J a(11) m1=百I.r丁 m.=一主.,.,.(12) b , .rt. 式中gZl-一小齿轮齿数;Cy-一喃合刚度Njmmm, (见附录A):mred一一齿轮副换算到咱合线上的诱导质量.kg/mm, (见7.3条); ml,m.一一小轮、大轮转化到咄合线上的当量质量,kg/mm: 矶,a一一小轮、大轮的转动惯量,kg.mmz; b1, bz一-小轮、大轮的实际齿宽,mm; r1,凡,一一小轮、大轮的基圆半径,mm。7.3 诱导质量mr e
15、d 7.3.1 一般齿轮传动的诱导质量对于一般传动,齿轮副的诱导质量可近似按下式计算zA川一。m p.dr!lI Jq1土;1uz. (13) dm=+(d. +dr) q=3LM齿轮)qztm齿轮). (14) . (15) (16) 10 HBjZ84.1-84 式中zdm一一平均直径,mm: dbl一一小齿轮的基因直径,mm: ,一一齿轮材料的密度,kg/mm3: q一一-轮缘内径(对内齿轮指外缘直径)与平均直径的比值。d.-齿顶圃直径,mm; df一-丁根困直径,mm; D;一一外齿轮的轮缘内径份,mm: (见图1a): DO-内齿轮的外缘直径,mm: (见图1b)。公式(13)分母的
16、士号中,.1-号用于外嘀合,-号用于内嘀合.dl - a珠击轮b内齿轮i到1齿轮各直径7.3.2 行星齿轮传动的诱导质量mred行星齿轮传动系统有许多环节,除啃合刚度外,还包括其他部分的刚度,而且它们的振动特性很复杂.尽管如此,作如下修改,还可适用于初步计算动我系数。只要可能,这些估算应该通过详细的理论分析,试验分析或按使用经验予以修正。a. 太阳轮与行星轮的诱导质量按下式计算zEInpmS_.,.(17) Np.mp十ms式呼l;mp一一-6星轮的当量质量,kg/mm; m.一一太阳轮的当量质量,kg/mr曰:Np一一同)级行星轮个数。b. 行星轮与固定内齿圈内齿圈的质量可以视为无穷大,齿轮
17、副的诱导质量就等于行星轮的当量质量。份对无铺板的自轮取内孔直径.11 HB/Z84.1-84 - .:1, mred=mp=亏号!-(I-q)Pp骨.,.,.1.(18) o UbP C. 行星轮与转动的内齿圈可以将内齿圈当作外齿轮按式。3)计算,并按7.3.3C处理。7.3.3 较特殊结构形式的诱导质量a. 小齿轮平均直径dm1与轴径接近,由于轴的质量影响到小齿轮质量的增加,使小齿轮共振转速变小。但轮齿的啃合刚度Cy则因小齿轮轴的扭转刚度,而增大,这两种因素的影响在很大程度上互相补偿,因此可按一般方法计算。b. 同轴两齿轮之间的扭转刚度相对较小或采用浮动联结,各齿轮的当量质量按式(11)或式
18、(12)分别计算。但是,若两轮是刚性联结(见图2),计算时要考虑整个旋转件的转动惯量。可按下式计算z式中:1+且, . (19) m1=1:)二哥厂,_ 6 1 +61 .t. (20) ml =bJr口仇,乱一一同轴两齿轮各自的转动惯量.kgmmJ: b1.bl一一同铀两齿轮各自的实际齿宽,mm: rbl.fbl-一-同轴两齿轮各自的基因半径,mm. 1 ; 一 国2刚性联结的同轴齿轮C. 两个小齿轮驱动一个大齿轮,可以按销一个小齿轮与大齿轮,第二个小齿轮与大齿轮构成的齿轮副分别计算其诱导质量d. 中间齿轮的诱导质量可按下式计算zr.d =二一一生一一一-_.,.01ft 1ft ft 1f
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