2024年3月27日发(作者:虞冠宇)
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・
50・ 煤矿机 电 2008年第4期
关于GB/T3480.1997渐开线圆柱齿轮
轮缘系数 的探讨
冒维鹏,江耕华,袁敏
(煤炭科学研究总院上海分院,上海200030)
摘 要: 行星齿轮传动中,薄轮缘齿根弯曲强度常用库氏(B.H.Ky|ⅡP见BUEB)算法进行计算,通
过实例计算表明,新国标GB/T3480—1997计算结果与库氏算法计算结果基本一致。
关键词: 轮缘系数;齿根弯曲疲劳强度;薄轮缘;计算方法
中图分类号:TH132.41 文献标识码:B 文章编号:1001—0874(2008)04—0050—03
Discussion on Rim Coefficient of National Standard GB/T3480-1997
MAO Wei-peng,JIANG Gen—hua,YUAN Min
(Shanghai Branch of China Coal Research Institute,Shanghai 200030,China)
Abstract:The tooth bending strength of thin rim gear is usually calculated by Ku,s method in planet gear
transmission.The calculations of GB/T3480—1997 and Kug method are consistent for examples.
Keywords: rim coefifcient;bending fatigue strength of tooth root;thin rim;calculation method
新国标GB/T3480—1997与GB3480—1983相比, 线的拉伸侧(图1b)。
强调了弯曲强度的重要性,在附录中,给出了较大的
弯曲强度安全系数参考值(见表1),还以“提示的附
录c”给出了薄轮缘齿根弯曲应力的计算方法。轮
缘系数 的计算使齿轮弯曲强度计算方法更趋完
整。本文探讨“提示附录C”的可信度。
表1强度安全系数参考值
使用要求 最小安全系数
SF… SH…
a)薄轮缘 b)厚轮缘
图1轮齿破坏特性示意图
载荷作用于单对轮齿外界点时,薄轮缘齿轮齿
1齿轮轮缘应力的算法
根应力的基本值为:
由于均载与保证轴承足够寿命的需要,2k—h型
O'FO 盖
行星传动太阳轮、行星轮和内齿圈常设计成薄轮缘
orF:or KAKvK吨KF
齿轮。计算与分析表明,当齿轮的轮缘厚度s 小于
式中:F 一端面分度圆上的名义切向力,N;
轮齿全齿高h 时,齿根弯曲应力将明显增大,齿轮
6一齿轮宽度,mm;
破坏有其特殊性。图1所示,外齿薄轮缘轮齿齿根
m 一法向模数,mm;
产生的裂纹,方向朝轮缘的内表面,内齿的裂纹朝外
l, 一载荷作用于单对齿啮合区外界点时的齿
表面(图1a);而厚轮缘产生的裂纹则在齿根过渡曲
形系数;
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2008年第4期 煤矿机 电
Yr=5 4 3.63.23 2.8 2.6 2.4
2-0
・51・
载荷作用于单对齿啮合区外界点时的应
力修正系数;
y目一螺旋角系数;
一
一
1-8
一
轮缘系数;
使用系数;
1.6
动载系数;
阳一
齿向载荷分布系数;
一
I.4
齿间载荷分布系数。
与厚轮缘齿轮计算不同的是增加了轮缘系数
一
1.2
/ J|l} / /I | , |
Il I|| I}{ . | } }
2.2
|| jil / / / { ?
J
’ / |f l { I
l T , /
,
1 . f /
,,f / / /
/ / /。
|
.
f
.
.
/
..|
1.0
0 0.4 0.8
/
1.2 1.6 2.0 2.4
Y8≥1的影响。标准附录推荐,轮缘厚度与齿高比
m 与轮缘系数 分布如图2所示。由以m =1和
m =1.56为折点的三段直线组成。轮缘系数未考
虑加工台阶、缺口、键槽等结构对弯曲应力的影响。
cr0 .H/ffF
a)外齿轮
当mB 41 Y8_1_6l ),
当1 <1.56 -0.656l )
当mB≥1.56时,Y8=1
/
』
/
,
6q8.H/6F
b)内齿轮
}}}
8 7 6 5 4 3 2 1 O
图3弯曲应力修正系数曲线图
合度系数 =1,齿形系数 =3.42,啮合角 =
25。41 。具体尺寸见图4。
图2轮缘系数
,
曲线图
前苏联库特略夫采夫推荐薄轮缘齿根弯曲应力
的计算方法,以光弹实验与计算为依据。在工程设计
计算中轮缘弯曲应力修正系数 由图3曲线确定。
图中: ∞一轮缘最小截面上的名义弯曲应力;
,一
厚轮缘(刚性)轮齿弯曲应力;
y_齿形系数。
强度验算条件为:
r一 ]
= ,
=
用库氏计算法:
102 38’0.242
…●一
●
或[ ] =
l ∞
> ,
P
H=0.5d 一P=36.379
式中: 一薄轮缘计算时,齿根弯曲应力;
一
薄轮缘计算时,齿根许用弯曲应力;
厚轮缘计算时,齿根许用弯曲应力。
当 <0.28时,按下式计算轮缘应力与轮齿弯
曲应力比:
一
2实例
I I 6( +0.318tg ,)p2mK
『 『: 一 (———— p+0
5h )
一
.
(1)功率2800kW水泥磨设备的行星齿轮减速
器第1级行星轮,模数m=10,变位系数 =0.5,重
:0.86
一‘
(下转第54页)
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54・ 煤矿机 电 2008年第4期
下拉电阻R9一R16和位选电阻R17一R18是必须
电平,该低电平加到第1脚,使MAX813产生复位输
的,它们之间的比例关系在5:1到50:1之间,典型
出,使单片机有效复位,摆脱死循环的困境。另外,
值是10:1。下拉电阻取值范围在10—100kll,位选 当电源电压低于限值4.65V时,MAX813也产生复
电阻取值范围在1—10kfl。 位输出,使单片机处于复位状态,不执行任何命令,
2)语音芯片控制电路。由ISD4002片选信号 直至电源电压恢复正常,可有效防止因电源电压较
ss连接P1.1;串行输入信号MOSI连接P3.0,可以 低时单片机产生错误的动作。
向语音芯片发送放音地址以及操作命令;串行时钟
输入端SCLK连接P3.1,为语音芯片提供时钟输入;
3结语
中断引脚INT连接P3.3,以便及时捕获语音芯片发 本食物加热装置体积小、成本低、无需专用电
出的中断信号。本系统中,语音芯片没有用到外部
源,控制简单,保护功能较多,软、硬件实现容易,性
时钟,XCLK引脚必须接地。ISD4002语音芯片的工
价比较高,是一种实用价值高的新型装置。
作电压是3V,需要连接电压变换电路。当定时时间
参考文献:
到时,语音信号通过AUDOUT端送到音频功率放大
[1]王兆安,黄俊.电力电子技术[M].北京:机械工业出版社,
电路。调节可调电阻RB可以实现功放电路20—
2004
[2] 王振红,李洋,郝承祥.ISD4004语音芯片的工作原理及其在智
200DB的放大范围调整。
能控制系统中的应用[J].电子器件,2002(25)
3)看门狗电路。看门狗电路的电源监控芯片
[3]梁子伊.ISD4004系列语音芯片的单片机控制技术[J].单片机
MAX813是一块体积小、功耗低、性价比高的带看门
与嵌入式系统,2002(2)
狗和电源监控功能的复位芯片,其第1脚和第8脚
作者简介:高建朝(1976一),男,工程师,在读硕士研究生。毕业于
相连,在软件设计中,AT89S51的P1.7引脚不断输
石家庄煤炭工业学校,现在河北金能金牛股份公司邢东煤矿从事技
术工作。
出脉冲信号,若因某种原因单片机进入死循环,则无
(收稿日期:2008—03—17;责任编辑:姚克)
脉冲输出。经1.6s后在MAX813的第8脚输出低
(上接第51页)
由图3a曲线得: :1.22
一
! 二
按新国标计算:
【F l h ×YF×
:
0.617
m : m : — L 03
由图3b曲线得: =1.04
式中: 一行星轮数系数,当a =3时, =0.189;
再算得:Ye=0.65ln( )=1.26
K 一浮动环系数,取KM:1。
两种方法计算结果基本相同。
以新国标计算:
(2)上述减速器的内齿圈:模数m=10,齿数z
SR
mB:
:
乏
:
1.71>1.56 ・ >‘
=72,变位系数 =0.903,啮合角Ot =22。31 。具
体尺寸见图5。
则:Y8:1
计算结果:基本相同。
3结语
薄轮缘齿轮考虑到弯曲应力增大影响到计算结
果,在新国标发布前,常按库氏计算法进行设计,多
年实际应用证明可行。现经初步对比两种方法,计
算结果基本一致。国标推荐计算较库氏法简捷,应
以国标计算为准。
作者简介:冒维鹏(1976一),男,工程师。1998年毕业于中国矿业
图5内齿圈尺寸示意图
大学机电学院,现在煤炭科学研究总院上海分院从事带式输送机的
用库氏计算法:
设计和研制工作,发表论文3篇。
(收稿日期:2008—03—05;责任编辑:陶驰东)
2024年3月27日发(作者:虞冠宇)
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关于GB/T3480.1997渐开线圆柱齿轮
轮缘系数 的探讨
冒维鹏,江耕华,袁敏
(煤炭科学研究总院上海分院,上海200030)
摘 要: 行星齿轮传动中,薄轮缘齿根弯曲强度常用库氏(B.H.Ky|ⅡP见BUEB)算法进行计算,通
过实例计算表明,新国标GB/T3480—1997计算结果与库氏算法计算结果基本一致。
关键词: 轮缘系数;齿根弯曲疲劳强度;薄轮缘;计算方法
中图分类号:TH132.41 文献标识码:B 文章编号:1001—0874(2008)04—0050—03
Discussion on Rim Coefficient of National Standard GB/T3480-1997
MAO Wei-peng,JIANG Gen—hua,YUAN Min
(Shanghai Branch of China Coal Research Institute,Shanghai 200030,China)
Abstract:The tooth bending strength of thin rim gear is usually calculated by Ku,s method in planet gear
transmission.The calculations of GB/T3480—1997 and Kug method are consistent for examples.
Keywords: rim coefifcient;bending fatigue strength of tooth root;thin rim;calculation method
新国标GB/T3480—1997与GB3480—1983相比, 线的拉伸侧(图1b)。
强调了弯曲强度的重要性,在附录中,给出了较大的
弯曲强度安全系数参考值(见表1),还以“提示的附
录c”给出了薄轮缘齿根弯曲应力的计算方法。轮
缘系数 的计算使齿轮弯曲强度计算方法更趋完
整。本文探讨“提示附录C”的可信度。
表1强度安全系数参考值
使用要求 最小安全系数
SF… SH…
a)薄轮缘 b)厚轮缘
图1轮齿破坏特性示意图
载荷作用于单对轮齿外界点时,薄轮缘齿轮齿
1齿轮轮缘应力的算法
根应力的基本值为:
由于均载与保证轴承足够寿命的需要,2k—h型
O'FO 盖
行星传动太阳轮、行星轮和内齿圈常设计成薄轮缘
orF:or KAKvK吨KF
齿轮。计算与分析表明,当齿轮的轮缘厚度s 小于
式中:F 一端面分度圆上的名义切向力,N;
轮齿全齿高h 时,齿根弯曲应力将明显增大,齿轮
6一齿轮宽度,mm;
破坏有其特殊性。图1所示,外齿薄轮缘轮齿齿根
m 一法向模数,mm;
产生的裂纹,方向朝轮缘的内表面,内齿的裂纹朝外
l, 一载荷作用于单对齿啮合区外界点时的齿
表面(图1a);而厚轮缘产生的裂纹则在齿根过渡曲
形系数;
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Yr=5 4 3.63.23 2.8 2.6 2.4
2-0
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载荷作用于单对齿啮合区外界点时的应
力修正系数;
y目一螺旋角系数;
一
一
1-8
一
轮缘系数;
使用系数;
1.6
动载系数;
阳一
齿向载荷分布系数;
一
I.4
齿间载荷分布系数。
与厚轮缘齿轮计算不同的是增加了轮缘系数
一
1.2
/ J|l} / /I | , |
Il I|| I}{ . | } }
2.2
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|
.
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1.0
0 0.4 0.8
/
1.2 1.6 2.0 2.4
Y8≥1的影响。标准附录推荐,轮缘厚度与齿高比
m 与轮缘系数 分布如图2所示。由以m =1和
m =1.56为折点的三段直线组成。轮缘系数未考
虑加工台阶、缺口、键槽等结构对弯曲应力的影响。
cr0 .H/ffF
a)外齿轮
当mB 41 Y8_1_6l ),
当1 <1.56 -0.656l )
当mB≥1.56时,Y8=1
/
』
/
,
6q8.H/6F
b)内齿轮
}}}
8 7 6 5 4 3 2 1 O
图3弯曲应力修正系数曲线图
合度系数 =1,齿形系数 =3.42,啮合角 =
25。41 。具体尺寸见图4。
图2轮缘系数
,
曲线图
前苏联库特略夫采夫推荐薄轮缘齿根弯曲应力
的计算方法,以光弹实验与计算为依据。在工程设计
计算中轮缘弯曲应力修正系数 由图3曲线确定。
图中: ∞一轮缘最小截面上的名义弯曲应力;
,一
厚轮缘(刚性)轮齿弯曲应力;
y_齿形系数。
强度验算条件为:
r一 ]
= ,
=
用库氏计算法:
102 38’0.242
…●一
●
或[ ] =
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式中: 一薄轮缘计算时,齿根弯曲应力;
一
薄轮缘计算时,齿根许用弯曲应力;
厚轮缘计算时,齿根许用弯曲应力。
当 <0.28时,按下式计算轮缘应力与轮齿弯
曲应力比:
一
2实例
I I 6( +0.318tg ,)p2mK
『 『: 一 (———— p+0
5h )
一
.
(1)功率2800kW水泥磨设备的行星齿轮减速
器第1级行星轮,模数m=10,变位系数 =0.5,重
:0.86
一‘
(下转第54页)
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下拉电阻R9一R16和位选电阻R17一R18是必须
电平,该低电平加到第1脚,使MAX813产生复位输
的,它们之间的比例关系在5:1到50:1之间,典型
出,使单片机有效复位,摆脱死循环的困境。另外,
值是10:1。下拉电阻取值范围在10—100kll,位选 当电源电压低于限值4.65V时,MAX813也产生复
电阻取值范围在1—10kfl。 位输出,使单片机处于复位状态,不执行任何命令,
2)语音芯片控制电路。由ISD4002片选信号 直至电源电压恢复正常,可有效防止因电源电压较
ss连接P1.1;串行输入信号MOSI连接P3.0,可以 低时单片机产生错误的动作。
向语音芯片发送放音地址以及操作命令;串行时钟
输入端SCLK连接P3.1,为语音芯片提供时钟输入;
3结语
中断引脚INT连接P3.3,以便及时捕获语音芯片发 本食物加热装置体积小、成本低、无需专用电
出的中断信号。本系统中,语音芯片没有用到外部
源,控制简单,保护功能较多,软、硬件实现容易,性
时钟,XCLK引脚必须接地。ISD4002语音芯片的工
价比较高,是一种实用价值高的新型装置。
作电压是3V,需要连接电压变换电路。当定时时间
参考文献:
到时,语音信号通过AUDOUT端送到音频功率放大
[1]王兆安,黄俊.电力电子技术[M].北京:机械工业出版社,
电路。调节可调电阻RB可以实现功放电路20—
2004
[2] 王振红,李洋,郝承祥.ISD4004语音芯片的工作原理及其在智
200DB的放大范围调整。
能控制系统中的应用[J].电子器件,2002(25)
3)看门狗电路。看门狗电路的电源监控芯片
[3]梁子伊.ISD4004系列语音芯片的单片机控制技术[J].单片机
MAX813是一块体积小、功耗低、性价比高的带看门
与嵌入式系统,2002(2)
狗和电源监控功能的复位芯片,其第1脚和第8脚
作者简介:高建朝(1976一),男,工程师,在读硕士研究生。毕业于
相连,在软件设计中,AT89S51的P1.7引脚不断输
石家庄煤炭工业学校,现在河北金能金牛股份公司邢东煤矿从事技
术工作。
出脉冲信号,若因某种原因单片机进入死循环,则无
(收稿日期:2008—03—17;责任编辑:姚克)
脉冲输出。经1.6s后在MAX813的第8脚输出低
(上接第51页)
由图3a曲线得: :1.22
一
! 二
按新国标计算:
【F l h ×YF×
:
0.617
m : m : — L 03
由图3b曲线得: =1.04
式中: 一行星轮数系数,当a =3时, =0.189;
再算得:Ye=0.65ln( )=1.26
K 一浮动环系数,取KM:1。
两种方法计算结果基本相同。
以新国标计算:
(2)上述减速器的内齿圈:模数m=10,齿数z
SR
mB:
:
乏
:
1.71>1.56 ・ >‘
=72,变位系数 =0.903,啮合角Ot =22。31 。具
体尺寸见图5。
则:Y8:1
计算结果:基本相同。
3结语
薄轮缘齿轮考虑到弯曲应力增大影响到计算结
果,在新国标发布前,常按库氏计算法进行设计,多
年实际应用证明可行。现经初步对比两种方法,计
算结果基本一致。国标推荐计算较库氏法简捷,应
以国标计算为准。
作者简介:冒维鹏(1976一),男,工程师。1998年毕业于中国矿业
图5内齿圈尺寸示意图
大学机电学院,现在煤炭科学研究总院上海分院从事带式输送机的
用库氏计算法:
设计和研制工作,发表论文3篇。
(收稿日期:2008—03—05;责任编辑:陶驰东)