| 外啮合圆柱齿轮传动设计计算 |
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编号： |
12 |
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| 说明：本程序适用于高变位、角变位和非变位直齿、斜齿渐开线圆柱齿轮传动的设计计算。公差数值是按照法向模数 |
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| 1 至 10 毫米，分度圆直径 800 毫米以下，精度等级 3、4、5、6、7、8 级设定的。 可进行几何参数计算、传 |
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| 动质量指标和承载能力的验算，（工作条件按照原动机均匀平稳，从动机中等振动）。可对齿轮加工的可行性 |
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| （滚齿、插齿、剃齿）进行判断。 |
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| 引用标准：GB 10095--88 渐开线圆柱齿轮 精度， GB 3480--83 渐开线圆柱齿轮承载能力计算方法 |
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| ISO/TR 10064—2：1996 圆柱齿轮—检验实施规范—第2部分：径向综合偏差、径向跳动、齿厚和侧隙的检验 |
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| 主要参考书目：《齿轮手册》 上、下册， 《机床设计手册》 2 上册， 《齿轮刀具设计理论基础》 上册 |
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| 注意：本程序有“单变量求解”，应从工具--选项--重新计算中设置反复操作，最多迭代次数10000，最大误差0.00001。 |
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| 说明：请在兰色框中输入已定或初定数据（黄色框中为判断或参考数据）。输出数据在最后列表，可单独打印。 |
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| 产品型号： |
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订 货 号：
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10026 |
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| 零件件号： |
① |
30201 |
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|
② |
30202 |
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计 算 人 ：
|
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计算日期： |
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| 1 轮 旋 向 |
右旋 |
R |
|
注：左旋输入 L，右旋输入 R，直齿不输入。 |
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| 2 轮 旋 向 |
左旋 |
L |
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| 1 轮 齿 数 |
Z1 |
21 |
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|
| 2 轮 齿 数 |
Z2 |
33 |
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| 法 向 模 数 |
m n |
2.5 |
毫米 |
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|
2.5 |
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| 法 向 压 力 角 |
αn |
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注：如不输入，则默认 αn = 20 度 |
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| 分度圆柱螺旋角 |
βf |
12.3 |
度 |
|
分 |
|
秒 |
注：也可以小数点输入“度”，此时“分”、“秒”不输入。 |
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| 有 效 齿 宽 |
b |
40 |
毫米 |
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40 |
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|
| 齿 顶 高 系 数 |
ha* |
|
注：如不输入，则默认 ha* = 1 |
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| 齿顶倒棱系数 |
hd* |
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| 顶 隙 系 数 |
c* |
|
注：如不输入，则默认 c* = 0.25 |
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| 标 准 中 心 距 |
a0 |
69.0858 |
毫米 |
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|
|
| 径向或法向变位系数 |
x10 |
|
xn10 |
0.4 |
|
注：径向、法向变位系数 |
x10 |
0.39081823 |
|
|
|
| （初选值） |
x20 |
|
xn20 |
0.3 |
|
只输入其中之一。 |
x20 |
0.293113672 |
|
|
|
| 注：已定中心距不输入 |
|
|
|
|
|
|
0.413827114 |
|
|
|
|
2.03529E-09 |
|
|
|
|
0 |
|
|
|
| 计 算 中 心 距 |
a0' |
70.7083 |
毫米 |
70.70826412 |
|
| 实 际 中 心 距 |
a |
70 |
毫米 |
|
|
|
|
|
| 端面总变位系数 |
x tΣ |
0.3736 |
|
| 法向总变位系数 |
x nΣ |
0.38237 |
|
| 径向变位系数 |
x1 |
|
|
|
|
|
| 或 法向变位系数 |
xn1 |
0.4 |
|
0.39081823 |
x1 |
|
|
xn2 |
-0.01763 |
|
|
|
|
|
| 第Ⅰ公差组精度等级 |
|
5 |
|
|
|
5 |
|
|
| 第Ⅱ公差组精度等级 |
|
5 |
|
|
|
| 第Ⅲ公差组精度等级 |
|
5 |
|
|
|
5 |
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|
| 箱体材料代码 |
|
A |
|
注：铸铁—C （或不输入）， 钢—S， 铝（镁）合金—A （齿轮副材料—钢）" |
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| 齿轮副设计温度 |
|
100 |
° C |
注：如不输入，则默认齿轮副温度为 80° C |
|
| 箱体设计温度 |
|
70 |
° C |
注：如不输入，则默认箱体温度为 60° C |
|
| 齿厚极限偏差种类代码 |
推荐 |
实际选取 |
|
注：齿厚极限偏差共14 种，越往后间隙越大：C=+fpt，D=0，E=-2fpt，F=-4fpt， |
|
| 1轮齿厚上偏差 |
F |
F |
|
G，H，J，K，L，M，N，P，R=-40fpt，S=-50fpt （单位：微米） |
|
| 1轮齿厚下偏差 |
K |
H |
|
注：各偏差如不输入“实际选取”，则默认“推荐”种类。 |
|
| 2轮齿厚上偏差 |
G |
J |
|
|
| 2轮齿厚下偏差 |
K |
M |
|
|
|
|
|
| 最小法向侧隙 |
0.06 |
0.084 |
毫米 |
|
|
|
|
| 最大法向侧隙 |
0.144 |
0.168 |
毫米 |
注：如果侧隙不合适，可重新选择齿厚极限偏差种类。 |
|
|
| 说明：如在下面输入齿厚上、下偏差的具体数值，则不认齿厚上、下偏差种类代码。 |
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|
| 1轮齿厚上偏差 |
Ess1 |
|
毫米 |
|
| 1轮齿厚下偏差 |
Esi1 |
|
毫米 |
|
| 2轮齿厚上偏差 |
Ess2 |
|
毫米 |
|
| 2轮齿厚下偏差 |
Esi2 |
|
毫米 |
|
| 最小法向侧隙 |
jnmin |
|
毫米 |
|
| 最大法向侧隙 |
jnmax |
|
毫米 |
|
|
|
|
| 跨棒距测量： |
|
齿 轮 1 |
|
|
齿 轮 2 |
|
| 跨棒距测量棒（球）直径： |
注：如不输入圆棒（球）直径实际值，则默认其参考值。 |
|
| 圆棒（球）直径参考值 |
dp10 |
4.81 |
毫米 |
|
dp20 |
4.27 |
毫米 |
|
|
|
| 圆棒（球）直径实际值 |
dp1 |
5 |
毫米 |
|
dp2 |
4.5 |
毫米 |
|
|
|
|
单变量求解计算： |
|
单变量求解计算： |
|
|
可变格 |
0.521695034 |
|
可变格 |
0.427184754 |
|
|
目标格 |
-0.003221774 |
|
目标格 |
0.002050434 |
|
|
目标值 |
0 |
|
目标值 |
0 |
|
|
|
|
| 传动质量指标的验算： |
齿 轮 1 |
|
|
齿 轮 2 |
|
| 齿 根 滑 动 率 |
η1 |
1.21 |
应小于 |
4 |
η2 |
1.73 |
应小于 |
4 |
1.21 |
η1 |
|
|
| 齿 根 压 强 比 |
p1 |
1.17 |
应小于 |
1.5 |
p2 |
1.01 |
应小于 |
1.5 |
1.73 |
η2 |
|
|
| 齿 顶 变 尖 |
|
齿顶未变尖 |
|
|
|
齿顶未变尖 |
|
|
|
|
| 重 合 度 |
ε总 |
2.538 |
ε纵向 |
1.453 |
ε端面 |
1.085 |
|
|
| 过渡曲线与配对齿顶是否干涉 |
不发生干涉 |
|
|
|
不发生干涉 |
|
| 是 否 根 切 |
|
不根切 |
|
|
|
不根切 |
|
|
|
|
| 强度验算： |
|
|
|
| 材 质 代 码 |
|
5 |
|
说明：1—结构钢正火，2—碳钢调质或正火，3—合金钢调质，4—调质钢表面淬火， |
|
|
|
|
|
|
5—合金钢渗碳淬火， 6—氮化钢气体氮化，7—调质钢氮化。 不计算承载能力则不输入。 |
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|
| 支承形式代码 |
|
2 |
|
说明：1—对称支承， 2—非对称支承， 3—悬臂支承 |
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|
|
|
齿 轮 1 |
|
|
齿 轮 2 |
|
| 名 义 转 矩 |
T |
115 |
N·m |
115 |
N·m |
180.714 |
N·m |
|
|
|
| 名 义 功 率 |
|
|
不输入 |
24.086 |
kW |
37.849 |
kW |
|
|
|
| 转 速 |
n |
2000 |
r/min |
5.63 |
m / s |
1272.727 |
r/min |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0.860521908 |
|
|
0.896007436 |
|
|
|
5.42004E-09 |
|
|
-1.59416E-09 |
|
|
|
0 |
|
|
0 |
|
| 名义切向力 |
F t |
|
|
4280.39 |
N |
|
|
| 名义轴向力 |
F x |
|
|
933.28 |
N |
|
|
| 许用接触应力 |
σHP |
|
|
1037.68 |
N/mm2 |
|
|
|
| 计算接触应力 |
σH |
|
|
1026.63 |
N/mm2 |
|
|
|
| 接触强度计算安全系数 |
SH |
|
|
1.26 |
|
|
|
| 许用齿根应力 |
σFP |
654.6 |
N/mm2 |
|
650.03 |
N/mm2 |
|
| 计算齿根应力 |
σF |
277.69 |
N/mm2 |
|
|
289.46 |
N/mm2 |
|
| 弯曲强度计算安全系数 |
SF |
2.95 |
|
|
2.81 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| 以下是输出数据，请打印：************************************************************************** |
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|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| 外啮合圆柱齿轮传动设计计算 |
|
编号： |
12 |
|
|
|
|
|
|
（平行轴角变位圆柱齿轮传动）
|
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|
| 产品型号： |
|
|
|
订 货 号：
|
|
10026 |
|
|
|
|
|
|
| 零件件号： |
|
30201 |
|
|
|
30202 |
|
|
|
|
|
|
|
计 算 人 ：
|
|
|
|
计算日期： |
|
|
|
|
|
|
|
|
| 注：“度.分秒”标注示例 — 56.0638 表示56度6分38秒；35.596 表示35度59分60秒（即36度）。 |
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|
|
|
|
|
| 项 目 |
|
齿 轮 1 |
|
|
齿 轮 2 |
|
|
|
|
|
|
| 几何参数： |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| 齿 数 |
Z |
21 |
|
|
|
33 |
|
|
|
|
|
|
| 法 向 模 数 |
m n |
|
|
2.5 |
毫米 |
|
|
|
|
|
|
|
| 法 向 压 力 角 |
αn |
|
|
20 |
度 |
|
|
|
|
|
|
|
| 0 |
0 |
|
|
12.3 |
度 |
|
|
|
|
|
|
|
| 有 效 齿 宽 |
b |
|
|
40 |
毫米 |
|
|
|
|
|
|
|
| 齿 顶 高 系 数 |
ha* |
|
|
1 |
|
| 齿 顶 倒 棱 系 数 |
hd* |
|
|
0 |
|
| 顶 隙 系 数 |
c* |
|
|
0.25 |
|
| 全 齿 高 系 数 |
x t* |
|
|
2.25 |
|
|
|
|
|
|
|
|
| 标 准 中 心 距 |
a0 |
|
|
69.0858 |
毫米 |
|
|
|
|
|
|
|
| 中 心 距 |
a |
|
|
70 |
毫米 |
|
|
|
|
|
|
|
| 中心距变动系数 |
y t |
|
|
0.3573 |
|
| 径 向 变 位 系 数 |
x |
0.3908 |
|
-0.0172 |
|
|
|
|
|
|
| 法 向 变 位 系 数 |
x n |
0.4 |
|
-0.0176 |
|
|
|
|
| 分 度 圆 直 径 |
d |
53.733 |
毫米 |
|
|
84.438 |
毫米 |
|
|
|
| 基 圆 直 径 |
d b |
50.353 |
毫米 |
|
|
79.126 |
毫米 |
|
|
|
| 顶 圆 直 径 |
d a |
60.65 |
毫米 |
|
|
89.267 |
毫米 |
|
|
|
| 根 圆 直 径 |
d f |
49.483 |
毫米 |
|
|
78.1 |
毫米 |
|
|
|
| 齿 顶 高 |
h a |
3.458 |
毫米 |
|
|
2.414 |
毫米 |
|
|
|
| 齿 根 高 |
h f |
2.125 |
毫米 |
|
|
3.169 |
毫米 |
|
|
|
| 全 齿 高 |
h t |
|
|
5.583 |
毫米 |
|
|
| 弧 齿 厚 |
S t |
4.764 |
毫米 |
|
|
3.986 |
毫米 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| 测量尺寸： |
|
|
|
| 公 法 线 长 度 |
Wk |
27.301 |
毫米 |
|
|
34.416 |
毫米 |
|
|
|
| 卡 跨 齿 数 |
k |
4 |
|
5 |
|
| Wk 是否可以测量 |
|
可以测量 |
|
可以测量 |
|
| 法 向 弦 齿 厚 |
Sn |
4.11 |
毫米 |
|
3.439 |
毫米 |
|
|
|
|
|
| 法 向 弦 齿 高 |
Hn |
2.71 |
毫米 |
|
|
1.788 |
毫米 |
|
|
|
|
|
| 固 定 弦 齿 厚 |
Scn |
4.65 |
毫米 |
|
|
3.894 |
毫米 |
|
|
|
|
|
| 固 定 弦 齿 高 |
Hcn |
3.554 |
毫米 |
|
|
2.457 |
毫米 |
|
|
|
|
|
| 圆棒（球）直径 |
dp |
5 |
毫米 |
|
|
4.5 |
毫米 |
|
|
|
|
|
| 圆棒（球）跨距 |
M |
62.917 |
毫米 |
|
|
91.341 |
毫米 |
|
|
|
|
|
| 测 量 圆 直 径 |
d M |
55.8 |
毫米 |
|
|
85.21 |
毫米 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| 渐开线展开长度： |
|
|
|
| 起 测 展 开 长 度 |
gaA |
5.962 |
毫米 |
|
|
9.719 |
毫米 |
|
|
|
|
|
| 起 测 圆 半 径 |
r 起 |
25.873 |
毫米 |
|
|
40.739 |
毫米 |
|
|
|
|
|
| 终 测 展 开 长 度 |
gaB |
16.904 |
毫米 |
|
|
20.661 |
毫米 |
|
|
|
|
|
| 终 测 圆 半 径 |
r 终 |
30.325 |
毫米 |
|
|
44.633 |
毫米 |
|
|
|
|
|
| 起 测 展 开 角 |
φaA |
13.567 |
度 |
|
|
14.0749 |
度 |
|
|
|
|
|
|
|
13.3401 |
度.分秒 |
|
|
14.043 |
度.分秒 |
|
|
|
|
|
| 终 测 展 开 角 |
φaB |
38.4694 |
度 |
|
|
29.9219 |
度 |
|
|
|
|
|
|
|
38.281 |
度.分秒 |
|
|
29.5519 |
度.分秒 |
|
|
|
|
|
| 中 凸 点 范 围 |
φ凸A |
21.8678 |
度 |
|
|
19.3572 |
度 |
|
|
|
|
|
|
|
21.5204 |
度.分秒 |
|
|
19.2126 |
度.分秒 |
|
|
|
|
|
|
φ凸B |
30.1686 |
度 |
|
|
24.6396 |
度 |
|
|
|
|
|
|
|
30.1007 |
度.分秒 |
|
|
24.3822 |
度.分秒 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| 传动质量指标算： |
|
| 重 合 度 |
ε总 |
|
|
2.538 |
|
| 齿根过渡曲线干涉 |
|
不发生干涉 |
|
不发生干涉 |
|
| 根 切 |
|
不根切 |
|
不根切 |
|
| 齿 顶 变 尖 |
|
齿顶未变尖 |
|
齿顶未变尖 |
|
| 齿 根 滑 动 率 |
η |
1.21 |
|
1.73 |
|
| 齿 根 压 强 比 |
p |
1.17 |
|
1.01 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| 公差值： |
|
（按 GB10095—88 渐开线圆柱齿轮 精度） |
|
| 精 度 等 级 |
Ⅰ: |
|
|
5 |
|
|
|
|
Ⅱ: |
|
|
5 |
|
|
Ⅲ: |
|
|
5 |
|
|
|
| 齿厚极限偏差代码 |
上偏差 |
F |
|
J |
|
|
下偏差 |
H |
|
M |
|
| 齿 厚 上 偏 差 |
Ess |
-0.024 |
毫米 |
|
|
-0.06 |
毫米 |
|
|
|
|
|
| 齿 厚 下 偏 差 |
Esi |
-0.048 |
毫米 |
|
|
-0.12 |
毫米 |
|
|
|
|
|
| 齿 厚 公 差 |
Ts |
0.024 |
毫米 |
|
|
0.06 |
毫米 |
|
|
|
|
|
| 最 小 法 向 侧 隙 |
jnmin |
|
|
0.084 |
毫米 |
|
|
| 最 大 法 向 侧 隙 |
jnmax |
|
|
0.168 |
毫米 |
|
|
| 公法线平均长度上下偏差及公差： |
|
|
Ews |
-0.026 |
毫米 |
|
|
-0.064 |
毫米 |
|
|
|
|
|
|
Ewi |
-0.041 |
毫米 |
|
|
-0.116 |
毫米 |
|
|
|
|
|
|
Ew |
0.015 |
毫米 |
|
|
0.052 |
毫米 |
|
|
|
|
|
| 圆棒（球）跨距上下偏差及公差： |
|
|
Ems |
-0.053 |
毫米 |
|
|
-0.157 |
毫米 |
|
|
|
|
|
|
Emi |
-0.084 |
毫米 |
|
|
-0.285 |
毫米 |
|
|
|
|
|
|
Em |
0.031 |
毫米 |
|
|
0.128 |
毫米 |
|
|
|
|
|
| 切 向 综 合 公 差 |
F'i |
0.026 |
毫米 |
|
|
0.026 |
毫米 |
|
|
|
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| 一齿切向综合公差 |
f'i |
0.007 |
毫米 |
|
|
0.007 |
毫米 |
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| 齿圈径向跳动公差 |
Fr |
0.016 |
毫米 |
|
|
0.016 |
毫米 |
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| 公法线长度变动公差 |
Fw |
0.012 |
毫米 |
|
|
0.012 |
毫米 |
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| 齿 距 累 积 公 差 |
FP |
0.02 |
毫米 |
|
0.02 |
毫米 |
|
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|
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| 齿 距 极 限 偏 差 |
±fpt |
0.006 |
毫米 |
|
0.006 |
毫米 |
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|
| 基节极限偏差 |
±fpb |
0.005 |
毫米 |
|
0.005 |
毫米 |
|
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|
| 齿 形 公 差 |
f f |
0.006 |
毫米 |
|
0.006 |
毫米 |
|
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|
| 齿 向 公 差 |
Fβ |
|
|
0.007 |
毫米 |
|
|
| 接 触 线 公 差 |
f b |
|
|
0.007 |
毫米 |
|
|
| 轴 向 齿 距 偏 差 |
±Fpx |
|
|
0.007 |
毫米 |
|
|
| 螺旋线波度公差 |
Ffβ |
|
|
0.025 |
毫米 |
|
|
| 齿 面 接 触 斑 点 |
按高度 |
|
|
45% |
|
|
|
按长度 |
|
|
80% |
|
|
| 齿坯公差： |
|
|
|
| 孔径尺寸公差 |
|
|
|
IT5 |
GB 1800—79 |
|
| 孔径形状公差 |
|
|
|
IT5 |
GB 1800—79 |
|
| 顶圆尺寸公差 |
（用作基准） |
|
IT7 |
GB 1800—79 |
|
|
（不用作基准） |
|
IT11， 但不大于
|
0.25 |
毫米 |
|
|
|
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|
| 图样标注: 齿轮1 |
|
|
5 |
F |
H |
GB 10095—88 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| 齿轮2 |
|
|
5 |
J |
M |
GB 10095—88 |
|
|
|
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|
|
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|
|
|
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|
| 承载能力： |
|
|
|
|
| 名 义 转 矩 |
T |
115 |
N·m |
|
|
180.71 |
N·m |
|
|
|
|
|
| 名 义 功 率 |
P |
24.086 |
Kw |
|
37.85 |
Kw |
|
|
|
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|
| 转 速 |
n |
2000 |
r / min |
|
1272.73 |
r / min |
|
|
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|
| 分 度 圆 线 速 度 |
v |
5.63 |
m / s |
|
5.63 |
m / s |
|
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| 材 质 |
|
|
合金钢渗碳淬火
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|
| 支 承 形 式 |
|
|
非对称支承 |
|
|
| 计 算 接 触 应 力 |
σH |
|
|
1026.63 |
N/mm2 |
|
|
|
|
|
|
|
| 接触强度安全系数 |
S H |
|
|
1.26 |
|
|
|
|
|
|
|
|
| 计 算 齿 根 应 力 |
σF |
277.69 |
N/mm2 |
|
|
289.46 |
N/mm2 |
|
|
|
|
|
| 弯曲强度安全系数 |
S F |
2.95 |
|
|
|
2.81 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| 打印终止****************************************************************************************** |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
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|
|
|
|
|
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