用于帶式運輸單級斜齒圓柱齒輪減速器設計論文(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 接觸疲勞強度計算 確定各參數值 ： 因 K 取值在 1— 之間，由于載荷 較 平穩， 取 K= SF= SH=1， 許用接觸應力 [σ H1] = 1500MPa [σ H2] = 476 MPa 許用齒根彎曲應力 [σ F1] =456MPa [σ F2] =352MPa 取兩式計算中的較小值，即 ［ σ H］ =560Mpa [σ F]=352MPa 齒數比 ? = d1≥ 213］［ σ11 ?????????HuudkT? 將數值帶入上述公式可知： d1≥ 取 d1=40mm 齒輪幾何尺寸的確定 角 β 0=150 小齒輪為 45鋼調質，齒面硬度為260HBS 大齒輪 為 45號鋼正火， 齒面硬度為215HBS Z1=20 Z2=69 帶i =3 齒i = [σ H］=515Mpa [σ F] =410MPa ? = 9 mn=d1cosβ 0/Z1= 取標準模數值 mn=2 d2=d1i= 中心距： a=(d1+d2)/2= 圓整后去 a=90mm β 0 cosβ 0= mn(Z1+Z2)/2a = 實際螺旋角 β 0=14038′ 5″ ，在 80— 200范圍內，故合適 ： 實際分度圓 d1= mnZ1/ cosβ 0= d2= mnZ2/ cosβ 0= da1=d1+2ha= da2=d2+2ha= b=φ d d1== 取 b2=45mm b1=40mm 驗算圓周速度 v1 v1=π n1d1/(601000)=6m/s 故取 8級精度合適 按齒根彎曲接觸強度校核計算 ］［ σcos2σ121 FFSnF YZbmKT ?? ? 校核 式中： a) 小輪 Z1=24 齒輪嚙合寬度 b=70 mm cosβ = K= T1= m b) 查手冊得兩齒輪的齒形系數和應力修正系數 c) YFa1= Ysa1= YFa2= Ysa2= 將數據帶入公式得： mn=2 d1= d2= a= b1=75mm b2=70mm β 0=14038 ′5″ da1= da2= 滿足強度要求 10 σ F1= σ F2= 由于 [σ F1]≥σ F1 [σ F2] ≥σ F2 故滿足齒根彎曲疲勞強度要求 齒輪的結構設計 小齒輪采用齒輪軸結構，大齒輪采用鍛造毛坯的腹板式結構大齒輪的有關尺寸計算如下： 軸孔直徑 d=? 45 )(mm 輪轂直徑 1D ==72 )(mm 取 1D =75 輪轂長度 L=60mm 輪緣厚度 δ0 = (～ 4)m = ～ 10(mm) 取 0? =8 小齒輪采用齒輪軸結構 大齒輪采用 腹板式結構 輪轂直徑 : 1D =105mm 輪轂長度 : L=60mm 計 算 及 說 明 結果 11 齒輪的結構設計 小齒輪采用齒輪軸結構，大齒輪采用鍛造毛坯的腹板式結構大齒輪的 有 關尺寸計算如下： 軸孔直徑 d=? 65 )(mm 輪轂直徑 1D ==65=104 )(mm 取 1D =105 輪轂長度 )(90mmL ? 輪緣厚度 δ0 = (～ 4)m = ～ 10(mm) 取 0? =8 輪緣內徑 2D = 2fd 2 0? = 取 D2 = 260(mm) 腹板厚度 c== 70=21mm 取 c=25(mm) 腹板中心孔直徑0D =( 1D + 2D )=(180+70)=125(mm) 腹板孔直徑 0d =（ 2D 1D ） =（ 260105） =(mm) 取 0d =40 (mm) 齒輪倒角 n=== 取 n= 齒輪工作如下圖所示： 小齒輪采用齒輪軸結構 大齒輪采用 腹板式結構 輪轂直徑 : 1D =105mm 輪轂長度 : mmL 90? 輪緣內徑 ： D2=260mm 腹板厚度： c=25mm 腹板中心孔直徑： D0=125mm 腹板孔直徑 0d =40mm 齒輪倒角： n= 計 算 及 說 明 12 計 算 及 說 明 結果 13 4 軸的設計計算 輸入軸的設計 （ 1） 小齒輪材料用 45 鋼，調質 ； （ 2） 按扭轉強度估算軸的直徑 選用 45 號鋼 調質，硬度 217～ 255HBS 軸的輸入功率為 kwP ? 轉速為 n1= r/min 根據課本查表計算取 a= b=63mm c=63mm d≥ mmnPC 33 Ⅰ ??? 考慮有一個鍵槽，將直徑增大 5%， 則 d=(1+5%)mm= 圓整為 30mm 以上計算的軸徑作為輸入軸外伸端最小直徑。 （ 3） 軸的結構設計，軸上零件的定位、固定和裝配 單級減速器中可將齒輪安排在箱體中央，相對兩軸承對稱分布，齒輪左面、右面均由軸肩軸向固定，聯接以平鍵作過渡配合固定，兩軸承分別和軸承端蓋定位，采用過渡配合固定。 (4)求齒輪上作用力的大小、方向 ○ 1小齒輪分度圓 直徑： d1=62mm ○ 2作用在齒輪上的轉矩為： T1 =103 Nmm ○ 3求圓周力： Ft Ft=2T1/d1=2103/62= ○ 4求徑向力 Fr=Fttanα/cosβ =tan200/= ⑤求軸向力 Fa=Fttanβ = （ 5）軸長支反力 根據軸承支反力的作用點以及軸承和齒輪在軸上的安裝位置，建立 力學模型。 水平面的支反力： Ft1= Ft/2= Ft2= Ft/2= N 垂直面的支反力： Fr1= FrFr2= Fr2= 125 ??? ar FF = （ 6）畫彎矩圖 齒輪軸 選用 45號鋼 調質，硬度 217～255HBS d=30mm 圓周力：Ft= 徑向力 ：Fr= 軸向力 ： Fa= 14 水平面的彎矩： Mmax= m 垂直面的彎矩： Mmax= m 合成彎矩： MΙ1= m （ 7）軸上傳遞的轉矩： T1= m （ 8）帶作用在軸上的力： 預緊力： 0F =500 CP ()/ZV+qv2= 帶對軸作用力 : QF =2Z 0F Sin（ ? 1/2） = 該力產生的彎矩圖，如 圖 在軸承 B 處彎矩 FM =aQF = N m 計 算 及 說 明 結果 15 總合成彎矩（ f） ,考慮到帶傳動最不利布置情況，與前面的彎矩直接相加，可得總合成彎矩： 總IM = m （ 9）計算 n 個剖面處當量彎矩 軸剪應力為脈動循環變應力， ? =， 公式為 ： M = ? ?22 TM C ?? Ⅰ Ⅰ 剖面： ICM = ? ?22I TM ??總 = Ⅱ Ⅱ 剖面： IICM =? T=61878Nmm Ⅲ Ⅲ 剖面： IIICM = ? ?22F TM ?? = （ 10）計算 Ⅰ 、 Ⅱ 、 Ⅲ 三個剖面的直徑 [σ 1b]為對稱循環許用彎曲應力，為 60MPa 公式為： d≥31 ]σ[Mcb? 則 Ⅰ Ⅰ 處： dⅠ ≥ ]σ[ MIc3 1 ?? b Ⅱ Ⅱ 處： dⅡ ≥ ]σ[ MIIc3 1 ?? b Ⅲ Ⅲ 處： dⅢ ≥ ]σ[ MIIIc3 1 ?? b 可以圓整到 30mm 輸出軸的的設計 ⑴ 按扭矩初算軸徑 大齒輪材料用 45鋼，正火， σ b=600Mpa， 硬度 217～ 255HBS 大齒輪軸軸徑的初算：大齒輪軸的轉速較低，受轉矩較大，故取： C=117 d≥ mmnC 33 22 ??? 考慮有兩個鍵槽，將直徑增大 10%， 則 d=(1+10%)mm= 圓整為 50mm 以上計算的軸徑作為輸出軸外伸端最小直徑