HB Z 89.1-1985 航空锥齿轮.承载能力一般系数计算.pdf

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1、中华人民共和国航空工业部部标准指导性技术文件航空锥齿轮HB/Z89.1-85 承载能力一般采数计算1985-06-07发布1985-10-01实施中华人民共和国航空工业部批准目录1 引言(1 ) 1. 1 适用范围. . . . . ., ,. ( 1 ) 1.2 计算基础(1 ) 2 代号、术语、单位及单位换算. . .( 1 ) 2.1 主要代号、术语及单位. . . . . . ( 1 ) 2.2 力、功率单位换算式(6 ) 3 中点分度圆名义切向力FJn(7 ) 4 使用系数KA.( 7 ) S 动载系数Kv( 8 ) 6 齿向载荷分布系数KHKn. Ksa . . . .,. ,.

2、( 9 ) 6.1 接触强度计算的齿向载荷分布系数KHt. . .( 9 ) 6.2 弯曲强度计算的齿向载荷分布系数KF. . . . . (10) 6.3 胶合承载能力计算的齿向载荷分布系数K8. . .,. .,. . (10) 7 胶合承载能力计算的齿间载荷分配系数KBO. . . ( 11 ) 7.1 齿间载荷分配系数KBt的计算式. .,. . .( 11 ) 7.2 齿间载荷分配系数K.的极限情况. . . . . (11) 8 胶合承载能力计算的螺旋线载荷分布系数Ky. . . . . . . . ( 12 ) 附录A弯曲强度计算的齿向载荷分布系数KFt. . I ( 13 )

3、附录B中点当量圆柱齿轮的咄合几何计算.111. . . . . . ( 15 ) 附录C最小安全系数. . . . . . . 11. . . 111. . . . ( 19 ) 中华人民共和国航空工业部部标准HB!Z89.1-85 航空锥齿轮承载能力一般系数计算代替1 引言1. 1 适用范围本标准适用于航空钢制硬齿币1直齿和弧齿锥齿轮包括零度挺齿轮传动。才二标准包括齿面接触疲劳强度、轮齿弯曲疲劳强度及齿面胶合承载能力的校核计算。本标准相对应的齿轮传动公是标准为HBO-92-76o1.2 计算基础本标准以锥齿轮的中点当量图柱齿轮为计算某础，并考虑锥齿轮齿而复合修形的特点。2 代粤、术语、单位及

4、单位换算2. 1 水标准所使用的主要代号、术语及单位见表10 表1主要代号、术语及单位!当量厕柱齿轮的假想申心RE齿宽实际接触齿宽有效齿宽考虑切向变位影响的修正系数齿顶修形董有效齿顶修形量Cy I 啃合刚度cr | 单对齿制度d z, dz 1 小轮、大轮大端分度圆直径dmHdm2 I 小轮、大轮中点分度圆直径dv!d!d I 小轮、大轮当量圆柱齿轮端丽分度圆直径dVI , d, .z I 小轮、大轮当量圆柱齿轮端困齿顶圆直径dV 1l111 dv川I Jj、轮、大轮当量厕柱齿轮法向齿顶罔直径dVhl , dvb 2. I 小轮、大轮当量i司柱齿轮端丽基因直径代亏 -一一n. ba l( h.

5、H C c. C, ff 术五门、吨ahv单位符号口1m口1口1口1口1口1血1tm m N!. f P川lJk2pr叫eP/ pao 1 ，J102 EUE2 N/mm2 N/mm2 N/mm2 N/mm2 N/mm1 N/mm2 N/mm2 N/mma 计算齿根应力齿根应力基本值弯曲疲劳极限许用齿根应力计算接触应力接触疲劳极限接触应力基本值许用接触应力fli皿HIII11 FO FP HO M F HP 2.2 力、功禄单位换算式力、功率常用的工程单位与国际单位的换算关系如下s1 kW (千瓦)= 1.35962PS (公布1马力6 HIZ89.1-I 1 PS (公制马力)= O. 73

6、5499kW (千瓦1 N (牛顿):; O.101971kg f (千克力1 kgf (千克力)=9.80665N (牛顿S 中点份度困名义切向力Fmt中点分度圆名义切向力FIII巴计算式如下zFIIII = 2000T/dm.( 1) dm = d Rm/R. . (.2) Rm=R-O.5b. ( 3 ) 式中IT一一齿轮传递的各义扭矩，N. mJ d，一一锥齿轮中点分度圆直径，mmJ d一一锥齿轮大端分度圆直径，mmJ R.一一中点锥距，mmJ R一一外锥距，mmJ b一一齿宽，mm。当传递的各义功率F以千瓦(kW)计时zT= 9549P/n .;. ( 4 ) 当传递的名义功率P以公

7、制马力(PS)计时sT ; 7024P/n 11. ,. . . . . . ,. . (区式申，p一一计算的工作状态下齿轮副传递的名义功率，n-一-计算的工作忧态下齿轮的转速，r/mino 4 使用系.KA使用系数KA是考虑、由于咄合外部因素引起动力过载影响的系数。这种过载取决于原动机与工作机的特性、质量比、联轴器类型以及运行状态。使用系数KA最好通过六量现场经验或对传动系统的全面分析来确定。在缺乏上述数据时，可参考表2选取。表2减速齿轮装置的使用系数KA工作机工作特性原动机工作特性及其示例均匀平稳! 轻微振动:l:5J :些三年均年均一贯L一_. L_一-JJO:- -1?a 轻微振动多缸

8、活塞式发动机等)i: I (1 ) x.t增i生:仿TJJ).:t:寻IJ毫立的增加。.0 l( _.!.!_y 2 , 1.10 2)当外部机械与th轮装置之间有技性连援时.K!值可.ti当减少.iIl不得小于1.。1.35 7 HB/ Z88.1 -81 5 动戴系戴忆，动载系数K是考虑大、小齿轮嗤合振动产生的内部附加动载荷影响的系数。影响动载系数的因素分为设计参数与制造质量两类:说计参数的影H向主要包括自a .节线速度#b.旋转件的惯量与目。性Fc .轮齿刚度的变化，d.润滑剂的特性，e .支血与机匪的刚度，f .轮囱载荷，g .11句界速度与齿轮本身的内部振动。制造质量的影响主要包括E

9、a .齿E巨误差，b .齿形误差，c .齿面接触状况sd .构件的不平彻度，e .节锥面跳动，f .轴承的配合和予负荷。如能通过实测或对所有影响因素作全面的动力学分析确定包括动载街在内的最大钱衔，则可取动载系数Kv等于1。在上述方法不能实现时，可由下式计算。, 唱Aj一一、K v ;:; ( 1 + -:. ) ,. (;6 ) 飞t-1U 、-F哼4，.、. . . . . . . . . . . . . . . . . . . - . . . . -、E，f唱，、-V-1-M一+-唱A-5-an374 -mhuvEd -au 一o-i- 7IE飞-n -aH 4,EL -c -俨A-a f

10、2 = x -a v r、冒A式中:Ve一一大端分度圆切向速度，m/sJ l一一精度等级指数，见表3J .e.9一一纵向重舍度3当.3时，取队。=3。当计算的动载系数Kv值大于动载系数最大值KVma:2时，KB=0.9+0.57_/1-1主兰fp卫生主. . . . . . . . .(13) l Ya + ev F皿，K也KB/bcll 式中Ifp-一周节极限偏差，m，取两轮中的较大值，对跑合后的齿轮，可提高一级精度数值计算，y一一跑合量，m，对于表面渗碳钢和氮化钢，y近似取O.075fF，但不超过3mlev一一当量圆柱齿轮端面重合度(见附录B) J V .一一当量圆柱齿轮纵向奇效重合度(见

11、附录B) J b.H一-有效齿宽，mm，一般取b.H=O.85bJCy一一咄合刚度，N/ ( mm m) ，取C=20N/ ( mm m ) 0 1.2 齿间栽荷分配系数K.的极限情况按式(12 )或式(13 )计算齿间载荷分配系数KlIa时，应考虑下列情况当Kn川时，舰队=验工旦出 巳可且A式中系数A的计算式如下B对于直齿锥齿轮，A=-二旦旦(16)3 对于弧齿锥齿轮E4-e.，刊向一当q巳1时，A=1-Ev7)十Ya_(17)3 . 1; tM 11 HBZ 89.1-85 当vU ，主1时，A二.1._ . . . . . . .a.(8) V-8 ，肢合承载能力计算的螺旋线载荷分布系数

12、KBr螺旋线载荷分布系数KU1是考虑由于总重合度Yy增加而使齿轮副发生肢合的趋势增步的澎响磊数e螺旋钱载荷分布系数Kuy的经验值由图2查取，或用下式近似计算且当2v+v r 豆2时，Ks = 1U的当2 (v+vPc) 3.5时，K I! 7 = 1 + O. 2v (V +V . - 2 ) ( 5 - e ,. -_ e v 11. ).-(2.0) 当vu+EVjle异3.5时，K8y= 1.3 . . . .1. . . . . . .,. . . .门1. 20 1.00 1.0 1. 5 2.0 2.5 3.0 3.5 巳Va十Ye) 4.。图2螺旋线载荷分布系数K8y12 HBZ

13、 89.1-85 附景A弯曲强度计算的齿向载荷分布系数Kn参考件)当能通过实际运转试验来确定齿轮在载荷作用下接触印痕中心沿街肉锦离齿长中点的距离fe时，根据单位芮长的接触偏移量XFR可由式(A 1 )或式(八2)确定齿向载荷分布系数Kr。而对凹面tKr:; 1.0+ 16.1Zxh - 69.84XfR + 105Xh ( A 1 ) 对凸雨zKr 1 = 1.0+ 13.08XR - 62. 76X f, R + l05XH( A 2 ) f. cosB XFRZb田(A 3 ) T 1 3 / T I 2 _ 5 fe = 一一一-_.-一一-川、-)由一-Jf+6fe(A 4 ) T川军

14、8 T m. 8 T1 3 , T , 2. f A = 一一-一一一一一)2. f( A 5 ) T.u 8 T皿H式中XrR-一沿齿向的单位齿长接触偏移量，无载荷状态或轻f&flilJ动状态下接触即1日位自最大t-1可状态下搜触即痕位置圈儿1无我荷及最犬我荷状态时轮齿接触印痕位置13 HBZ 89.1-85 fe一-载荷作用下接触印痕中心沿齿向偏离齿宽中点的距离，mrnJ .fe一一由制造误差引起的最大载椅状态下接触印痕中心偏离齿宽中点的距离，mmJTl-一所校核的载荷状态下小轮的名义扭矩IN.lfu Tml:t一一最大载荷状态下小轮名义扭矩队N m; fA一一无载荷或轻微制动状态下接触印

15、痕中心偏离齿宽中点的距离，mml f一一无载荷或轻微制动状惹下，不考虑轮齿变形时接触即瘦中心偏离齿宽申点曲距离，mmo 14 HBZ 89.1-85 附录B中点当量圆柱齿轮的暗含几何计算参考件锥齿轮的jl由合齿形可以近似地反映在背锥上，如果将背锥连同它的暗合齿形展开在一个平面上，可以得到一个假恕的接近渐开线齿形的当量圆柱齿轮。本标准的强度计算是以齿宽中点的当量圆桂齿轮因B1 )啕合为基准进行的。对于弧齿锥、齿轮，可得出斜茵购当量圆桂齿轮，某端雨参数和法向参数的计算如下下列公式仅适用于高度变位锥齿轮hB. 1 中点当量圆柱齿轮喻舍的端面参数(1标为v) 8.1. 1 齿数Z.Zl2 z守1.2:

16、;一一一王一一-COSO 1 , 2 .氢M飞B1 ) 式中ZZI Z2一一小轮、大轮齿数，礼，&2一一小轮、大轮分度回锥角，(0)。8.1.2 齿数比u、U2旦!:._.= u巴兰L. . . . ( B 2 ) Zvl cos . 式中IU一一锥齿轮齿数比u=至1(B 3 ) Z 1 8.1. 3 分度回直径dv., 句6., l v 1 ，、=兰旦旦L(B 4 ) COS&12 式中1dml dm2.一一小轮、大轮中点分度困直径，mmo 8.1.4 齿顶圆直径dv.dVal2=dVl2+ 2h.12 ( B 5 ) 式中ah.ml h.m2一一小轮、大轮中点齿顶高，mm。8.1. 5 申

17、点齿顶高h，. h.rn2=h.12】tan ( .1, 2. -孔，2.)( B 6 ) . , , - - l 2 式中:hael , ha，2一一./1轮、大轮大端齿顶高，mm, &.1 &.2一一小轮、大轮齿顶阔锥角，(0)。B. 1. 6 齿根圆直径dYf d vr l Z = d v 1 , Z - 2 hcm 1 , 2.( B 7 ) 式中Ihfml hfm2一一小轮、大轮中点齿根高，mm 15 HB/Z8.l-1S 8.1. 7 中点齿根高hfJII因B1 当量团柱齿轮示意图b hfn, 1 .2 hrel 2 - f tan ( 1川-Or u 2 ) r ,. , ,.

18、.,. r 1. t . ( B 8 ) 式中1Ifr.l , he2-一小轮、大轮大端齿根高，mOl, &;1 r2一一小轮、大轮齿根圃锥角，(0) 9 16 HB!Z89.1-85 8.1. 8 基圆直径dVbdVblZ=dvl2 C05t )( B 9 ) i = arc tan (坠41. . . . .( D 10 ) COSPm 式中z民一一端面分度圆压力角，(0) J 吭一-:去向分度圆压力角，(0) J n皿一一中点分度圆螺旋角，(0) 0 B. 1.9 假想中心距avdVl +dV2 a vz12 ( B 11 ) B. 1.10 端困基圆齿距PVbIPVh I =m.t C

19、QSt( B 12 ) mumtF(Bm 式中:n1ml一一中点端面模数，mm。8.1. 11 端面重合度MEt7JLI+川. . +., . .(B14) gv lt = g. 11 1十g.vn Z w. ( B 15 ) 17(112=专旷d.;IZ-dvlZ-dvJ且Sln仅l)( B 16 ) . n 1川=RT子. . . . . . ( B 17 ) 式中sE一中点当量圆柱齿轮端面咄合线长度，mmJ eYa l ea2一一小轮，大轮中点当量圆柱齿轮齿顶至节点的端面重合度。8. 1. 12 纵向重合度ev6_ b sinm . ( B 18 ) 。红1皿Bffima = mmt C

20、OSm ( B 19) B.1.协纵向有效重合度已ve. b.1I sin . . ( B 20 ) oe- - EIIma fr 式中;b宦M一一有效齿宽，mm，一般取bclt= O. 85b。B. 1. 14 总重合度川Ewy=/气(l+飞3(B 21 ) 17 H8/Z89.1-85 B.2 中点当量圆柱齿轮咱合的法向参数下标为vn) B. 2.1 齿数Z叫Z.nl 2:;:一-JZIifi-zzI , 2 ( B22) cos: vt. COS自皿COS&2 COSZ Vb COS自m式中:Vb一一中点当量圆柱齿轮基圆螺旋角，(0) , 日yb= arc sin ( sin日国COS.

21、)( B 23 ) B.2.2 分度圆直径dvnd叫2=_4旦，-=m,n Z叫，z. . . . . . ( B 24 ) COS - jJ,b B.2.3 齿顶圆直径dv. d守12= dVD l 2 + 2 h. U 2 ( B25) B.2.4 齿根圆直径d.r.d.hlZ=d.lZ- 2hf1 2.( B 26) B.2.5 基因直径dvbnd.bDl Z = dVDI 2 COSD . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ( B 27 ) B.2.6 法向基圆齿距p.hp.ba =mmA cosn , 11 . . .

22、 . . ,. i . I . . . t . . ( B 28 ) B.2.7 法向重合度eVQU18 vull -.u 1 +V t n2 :;:二(B29) CO S-P.b e.cu l 2. =叫;二2(B30 ) COS-Pvb HB/ Z89 . 1-85 附录C最小安全系踉(参考件)最小安全系数是保i正齿轮在工作寿命期限内具有所要求的可靠度的安全系数最小值。在选取安全系数时，如无经验数据，可按下表选取。失效概率! 接触强度的最小安全系数SUmin弯曲强度的最小安全系数SF阳M1/ 100 ! 1.00 1 1.00 1/ 1000 1.12 1.25 胶合承载能力的最小安全系数StiiDlJDin为1.30附加说明:本标准由航空工业部三0一所提出。本标准由南京航空学院、三00厂、六O八所、之二O厂负卖起草。本标准主要起草人z潘升材、马侃楚、方长德、薛同博、重量铭字。19