展開式圓柱齒輪齒輪減速器說明書(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 彎曲壽命系數，根據 文獻 【 1】圖 722查得 121NNYY??。 XY — 尺寸系數，根據 文獻 【 1】圖 723 查得 XY =1。 將上述各式值帶入許用彎曲應力計算公式得 : 第 11 頁 共 53 頁 1 3 2 0 2 1 1[ ] 5 1 21 . 2 5F M P a? ? ? ??? 2 2 2 0 2 1 1[ ] 3 5 21 . 2 5F M P a? ? ? ??? 齒根彎曲疲勞強度計算 根據 文獻 【 1】式（ 728）得彎曲強度的設計公式為： 213 212 c o s ()[]Fa S an dFK T Y Y YYm z ?????? 式中 K — 載荷系數，已知 A V FK K K K K??? ，齒高h==,b/h=【 1】查圖 711 得 ? ? ,則K==。 FaY — 齒形系數，當量齒數 33122 4 c o s 1 5 2 6 .6 , 1 0 1 c o s 1 5 1 1 2 .0vvzz? ? ? ? ? ?，根據 文獻 【 1】查圖 716得 , 8Fa FaYY??。 SaY — 應力校正系數根據 文獻 【 1】查圖 717得 9 , 3Sa SaYY??。 已 知 大 小 齒 輪 齒 形 系 數 和 應 力 校 正 系 數 ， 則1 1 2 2122 . 6 1 . 5 9 2 . 1 8 1 . 8 30 . 0 0 8 1 , 0 . 0 1 1 3[ ] 5 1 2 [ ] 3 5 2F a S a F a S aFFY Y Y Y????? ? ? ?，所以大齒輪數值大，按大齒輪計算。 Y? — 重合度系數，根據 文獻 【 1】式（ 730）計算可得 Y? = 5 6??。 Y? — 螺旋角影響系數，根據 文獻 【 1】圖 725得 Y? =。 1T — 轉矩，由表 51可知小齒輪轉矩 1 19770T N mm??。 將以上各計算值帶 入設計公式： 213212 c o s ()[]Fa S an dFK T Y Y YYm z ?????? 23 22 2 .7 6 1 9 7 7 0 c o s 1 5 0 .8 7 0 .6 7 6 0 .0 1 1 30 .8 2 41 .4 7 mm? ? ? ? ? ????? 第 12 頁 共 53 頁 對此計算可知，由齒面接觸疲勞強度計算的模數 mn大于由齒根彎曲疲勞強度計算的模數，但是由于齒輪模數 mn的大小主要取決于彎曲強度所決定的承載能力，而齒面接觸疲勞強度所決定承載能力，僅與齒輪直徑（即模數與齒數的乘積）有關，可取彎曲強度算得得模數 并就近圓整為標準值 mn=，按接觸強度算的的分度圓直徑 d3=。這樣設計，即滿足了齒面接觸疲勞強度，有滿足了齒根彎曲疲勞強度，并做到結構緊湊避免浪費。于是有： 11 c o s 4 1 .2 c o s 1 5 2 6 .5 31 .5ndz m ? ??? ? ? 圓整后，取 1 27z? ， 則 ， z2=u1z1= 27 取 z2=125 幾何尺寸計算 （ 1）計算中心距 a=(z1+z2)m2/2cosβ =(27+125) 。 = 將中心距圓整為 110mm . (2)按圓整后的中心距修正螺旋角 β =arccos[(z1+z2)mn/2a]=arccos[(27+125)]=15176。 9’ 因 ? 值改變不多，故參數 HZK , ??? 等不必修正。 (3)計算大、小齒輪的分度圓直徑 d1=z1mn/cosβ =(27 )/cos15176。 9’ = d2=z2mn/cosβ =(125 )/cos15176。 9’ = (4)計算 齒 頂圓直徑 mmhdd aa 622258233 ?????? da3=d3 +2ha= 計算齒輪寬度 1 42. 2 33. 76db d m m?? ? ? ? 圓整后取 2 34b mm? ； 1 40b mm? 。（一般小齒輪齒寬比大齒輪多 5～ 10mm）。 第 13 頁 共 53 頁 圓柱齒輪的設計 、材料及齒數 已知齒數比 u1=3.6,小齒輪轉速 n1=309,輸入功率 1 KW? ,直齒圓柱齒輪傳動。 （ 1）材料及熱處理：根據文獻【 1】 由表 71 選擇小齒輪材料為 40 rC ，調質處理，硬度為 250HBS，為軟齒面。大齒輪材料為 45鋼，調質處理，硬度為 210HBS。 （ 2） 運輸機為一般工作器，速度不高，故選用 8級精度。 （ 3）選小齒輪齒數 Z1=24，大齒輪齒數 Z2=179。 24=，取 Z2=87。 由此可知兩齒輪為閉式的軟齒面嚙合，且二者材料硬度差為 40HBS，可以有效地防止膠合破壞，另外兩齒輪嚙合應先保證接觸疲勞強度，再校核彎曲強度。 確定材料的許用 接觸應力 根據文獻【 1】中 720式： lim[] N X HHHZZS?? ? 根據文獻【 1】中圖 718a 按齒面硬度查得錐齒輪的接觸疲勞強度極限，（一般選取中間偏下值， MQ上選值） σ Hlim1=620MP, σ Hlim2=550MP 根據文獻【 1】中 721式： 60??hN njL 齒輪的轉速： n3=309r/min， n4=86r/min 齒輪的工作壽命： Lh=2179。 8179。 300179。 8=38400h 則： N3=60179。 n3jLh=60179。 309179。 1179。 38400=179。 108 N4=60179。 n4jLh=60179。 86179。 1179。 38400=179。 108 根據文獻【 1】中圖 719查得接觸疲勞壽命系數： 341NNZZ?? 根據文獻【 1】中圖 720查得： 341XXZZ?? 第 14 頁 共 53 頁 由文獻【 1】表 78取： ? 將上述各式代入許用應力計算公式： [σ H3]KHN1σ lim/SH=（ 1 620） /=590MP [σ H4]=KHN2σ lim/SH=（ 1 550） /=524MP ∵ [σ H]=(σ H3+σ H4)/2 = (590+524)/2=557mp [σ H4]=645mp ∴ [σ H]= 645mp 根據文獻【 1】中（ 711）式計算，其公式為： 2131 2 1 ()[]EHdHZ Z ZKT ud u ????? ? ? （ 1）初定螺旋角 β=15 度，并試選載荷系數 ? 。 （ 2）由表 5— 1 可知小齒輪傳遞的轉矩： T2=87155N178。 mm （ 3）確定齒寬系數 d? ，由文獻 【 1】表 76選取 d? =。 （ 4）確定彈性影響系數 EZ ，由文獻 【 1】表 75查得 EZ = 12MPa 。 （ 5）確定節點區域系數 HZ ,直齒輪為標準齒輪， 0???，由文獻 【 1】圖 714得 HZ =。 （ 6）確定重合度系數 Z? ,，由文獻文獻 【 1】式（ 79）計算重合度為： ε α =[(1/z1+1/z2)]= 由文獻 【 1】式（ 78）計算重合度系數 4 0 .8 7 53Z ?? ???? （ 7） 試算所需小齒輪直徑 3td 。 mmZZZuuKTd H HEdt 60645 )][(12 33 23 ?????????? ?? ? K與修正分度圓直徑 （ 1） 根據 文獻 【 1】式（ 72）可知： A V H HK K K K K??? 式中 AK — 使用系數，因為工作載荷有輕微沖擊，根據 文獻 【 1】 查表 78 取 AK =。 VK — 動載荷系數，計算圓周速度 v= πd3tn3/60 1000=，根據 文獻 【 1】表 77 和普通傳動應降低成本精度可選得低些，可知 前面取 8 級精度合理，由齒輪的速度與 第 15 頁 共 53 頁 精度根據 文獻 【 1】查圖 77得 VK =。 HK? — 齒間載荷分配系數，齒寬初定 b=ψ dd1t= 60=48mm，計算單位載荷值為2KAT1/bd1t=(2 87155)/48 60=100 N/M，根據文獻 【 1】查表 73取值為 。 HK? — 齒向載荷分布系數，根據 文獻 【 1】由表 74得 HK? =。 將各 計算值帶入載荷系數計算公式得出 AVK K K K K??? =，與試選載荷系數 ? 相差較大，故按實際載荷系數修正所算的分度圓直徑，根據文獻【 1】由式（ 712）得： d3= d3t3√ (k/kt)=60 3√ ()= （ 3） 計算模數： m=d3/z3= 確定許用齒根彎曲應力 根據 文 獻 【 1】由式（ 722）得許用彎曲應力公式為： limF ST N XFFY Y YS?? ? 式中 limF? — 齒根彎曲疲勞極限，根據 文獻 【 1】圖 721（ a）取 lim 1 290F MP a? ? ，lim 2 210F MP a? ? 。 FS — 齒根彎曲疲勞安全系數，根據 文獻 【 1】表 78查得 FS =。 STY — 試驗齒輪的應力修正系數，按國家標準 STY =2。 NY — 彎曲壽命系數，根據 文獻 【 1】圖 722查得 121NNYY??。 XY — 尺寸系數，根據 文獻 【 1】圖 723 查得 XY =1。 將上述各式值帶入許用彎曲應力計算公式得 : 1 2 9 0 2 1 1[ ] 4 6 41 . 2 5F M P a? ? ? ??? 2 2 1 0 2 1 1[ ] 3 3 61 . 2 5F M P a? ? ? ??? 齒根彎曲疲勞強度計算 根據 文獻 【 1】式（ 728）得彎曲強度的設計公式為： 13 212 ()[]F a SandFY Y YKTm z ???? 式中 K — 載荷系數，已知 A V FK K K K K??? ，齒高 第 16 頁 共 53 頁 h==,b/h=48/=