帶式輸送機傳動裝置 齒輪的設(shè)計

1、項目設(shè)計內(nèi)容，步驟和說明結(jié)果一 確定齒輪材料，精度及其熱處理工序運輸機為一般工作機器，選用7級精度(GB 10095-88)的直齒輪，小齒輪1選40cr鋼，調(diào)質(zhì)處理280HBS;大齒輪2同選40cr鋼，調(diào)質(zhì)處理240HBS,兩者材料硬度差為40HBS二 齒輪設(shè)計二 齒輪設(shè)計二 齒輪設(shè)計1.齒輪齒數(shù)的選定初選小齒輪1齒數(shù)z1=24，大齒輪2的齒數(shù)z2=i1xz1=4.3x24=103,u=z2/z1=103/24=4.3Z1=20Z2=103 u=4.32.齒輪接觸疲勞強度設(shè)計由設(shè)計計算公式進行試算的d1，即d1t2.32 其中K=KAKvKHKH(1) 試選載荷系數(shù)Kt=1.3(2) 小齒輪1

2、傳遞的轉(zhuǎn)矩 T1=106.5=1.065x105Nm（3）由表10-7選取齒寬系數(shù)d=1（4）由表10-6查的材料的彈性系數(shù)ZE=189.8Mpa1/2（5）由圖10-21d按齒面硬度查的小齒輪1的接觸疲勞強度極限Hlim1=600Mpa大齒輪2的接觸疲勞強度極限Hlim2=550Mpa（6）計算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N1=60n1jLh=60x1470x1x（2x8x300x8）=3.387x109N2=3.387x109/4.3=7.877108（7）由圖10-19取接觸疲勞壽命系數(shù)KHN1=0.90，KHN2=0.96 （8）計算接觸疲勞許用應(yīng)力取失效概率為1%，安全系數(shù)s=1，由式（10-12）

3、得 H1= KHN1Hlim1/S=0.89x600=534MpaH2= KHN2Hlim2/s=0.96x500=528Mpa所以 H=528MpaKt=1.3d=1ZE=189.8Mpa1/2KHN1=0.90KHN2=0.96H1=540MpaH2=480MpaH=480Mpa3.計算3.計算（1）試算小齒輪1分度圓直徑d1t,代入H中d1t2.32=2.32 =65.057mm（2）計算圓周速度vV=d1t n1/（601000）=65.0571470/（60x1000）=5.007m/s（3）齒寬bb=d d1t=165.057mm=65.057mm（4）計算齒寬與齒高之比b/h模數(shù)

4、 mt= d1t/z1=65.057/24=2.711mm齒高 h=2.25 mt=2.252.711mm=6.100mmb/h=65.057/6.100=10.66mm（5）計算載荷系數(shù)根據(jù)v=5.009m/s ，7級精度，由圖10-8查得動載系數(shù)Kv=1.15直齒輪，KH= KF=1 由表10-2查得使用系數(shù)KA=1由表10-4用插值法查得8級精度，小齒輪1相對支承非對稱布置時，KH=1.423由b/h=10.67，KH=1.423, 查圖10-13得KF= 1.35 ，故載荷系數(shù) K= KAKvKHKH=11.1511.423=1.63645（6）按實際載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑，由

5、（10-10a）得d1=d1t=65.057x=70.2447mm（7）計算模數(shù)m m=d1/z1=72.144/24=3.006mmd1t=65.057mmv=5.007m/sb=65.057mmmt=2.711b/h=10.66mmKv=1.15KH= KF=1KA=1KH=1.423KF= 1.35K=1.63645d1=70.2447mmm=3.006mm4.按齒根彎曲強度校核4.按齒根彎曲強度校核由式（10-5）得彎曲強度設(shè)計公式為m(1) 確定公式的計算數(shù)值1）由圖10-20c查得小齒輪1的彎曲疲勞極限FE1 =500Mpa, 大齒輪2的彎曲疲勞極限FE2 = 380mpa 2）由

6、10-18取彎曲疲勞壽命系數(shù)KFN1= 0.83 ，KFN2=.0.903）計算彎曲許用應(yīng)力取彎曲疲勞安全系數(shù)S=1.4 ，由式（10-12）得 F1= KFN1FE1/S=500x0.83/1.4=296.42Mpa F2= KFN2FE2/S=380x0.90/1.4=244.286Mpa4）計算載荷系數(shù)KK=KAKvKFKF=11.1511.35=1.55255）查取齒形系數(shù)由表10-5查得 YFa1=2.65 ，YFa2=2.186）查取應(yīng)力校正系數(shù)由表10-5查得 YSa1= 1.58，YSa2=1.797）計算大、小齒輪的YFa YSa/ F并加以比較。 YFa1 YSa1/ F1

7、=2.651.58/296.429=0.01412YFa2 YSa2/ F2=2.181.79/244.286=0.01597大齒輪2的數(shù)值大,故取YFa YSa/ F=0.01597(2) 設(shè)計計算m=mm=2.09 mm對比計算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強度計算的m大于由齒根彎曲疲勞強度計的模數(shù)，由于齒輪模數(shù)m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的承載能力，僅與齒輪直徑（即模數(shù)與齒輪的乘積）有關(guān)，可取由彎曲強度算得的模數(shù)2.09并加以圓整，得標(biāo)準(zhǔn)m=2.5mm，按接觸強度算得的分度圓直徑d1=70.2447mm ，算出小齒輪齒數(shù)Z1=d1/m=70.2447/ 2.

8、528大齒輪z2=i1Z1=4.328120，取z2=120這樣設(shè)計出的齒輪傳動，即滿足了齒面接觸疲勞強度，又滿足了齒根彎曲疲勞強度，并做到結(jié)構(gòu)緊湊，避免浪費。FE1 =500MpaFE2 = 380mpaKFN1= 0.83KFN2=.0.90F1=296.42MpaF2=244.286MpaK=1.5525YFa1=2.65YFa2=2.18YSa1= 1.58YSa2=1.79YFa YSa/ F=0.01597m=2.5mmz1=28z2=1205.幾何尺寸計算（1）計算分度圓直徑 d1=z1m=282.5mm=70mm d2=mz2=2.5120mm=300mm（2）計算中心距 a=

9、（70300）/2=185mm(3) 計算齒輪寬度b=dd1=1x70mm=70mmb1=70mm ， b2=75mm d1=70mmd2=300mma=185mmb1=70mmb2=75mm第二級齒輪設(shè)計項目設(shè)計內(nèi)容，步驟和說明結(jié)果三 確定齒輪材料，精度及其熱處理工序運輸機為一般工作機器，選用7級精度(GB 10095-88)的直齒輪，小齒輪1選40cr鋼，調(diào)質(zhì)處理280HBS;大齒輪2同選40cr鋼，調(diào)質(zhì)處理240HBS,兩者材料硬度差為40HBS三 齒輪設(shè)計三 齒輪設(shè)計四 齒輪設(shè)計1.齒輪齒數(shù)的選定初選小齒輪3齒數(shù)z3=26，大齒輪4的齒數(shù)z4=i2z3=3.126=81 u=z4/z3

10、=80.6/26=3.1Z3=26Z4=81 u=3.12.齒輪接觸疲勞強度設(shè)計由設(shè)計計算公式進行試算的d1，即d3t2.32 其中K=KAKvKHKH(3) 試選載荷系數(shù)Kt=1.3(4) 小齒輪3傳遞的轉(zhuǎn)矩 T2 =444.3Nm（3）由表10-7選取齒寬系數(shù)d=1（4）由表10-6查的材料的彈性系數(shù)ZE=189.8Mpa1/2（5）由圖10-21d按齒面硬度查的小齒輪1的接觸疲勞強度極限Hlim1=600Mpa大齒輪2的接觸疲勞強度極限Hlim2=550Mpa（6）計算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N3=60n2jLh=60341.91（283008）=7.88x108N4=7.88x108/3.1=2.

11、54x108（7）由圖10-19取接觸疲勞壽命系數(shù)KHN3=0.96，KHN4=1.00（8）計算接觸疲勞許用應(yīng)力取失效概率為1%，安全系數(shù)s=1，由式（10-12）得H3= KHN3Hlim1/S=0.96600=576MpaH4= KHN4Hlim2/s=1.00550=550Mpa所以 H=550MpaKt=1.3d=1ZE=189.8Mpa1/2KHN3=0.96KHN4=1.00H3=576MpaH4=550MpaH=550Mpa3.計算3.計算（1）試算小齒輪1分度圓直徑d1t,代入H中d3t2.32=2.32 =104.34mm（2）計算圓周速度vV=d3t n2/（601000

12、）=104.34341.9/（602）計算圓周速度vV=d3t n2/（601000）=104.34341.9/（601000）=1.87m/s（3）齒寬bb=d d3t=1104.34mm=104.34mm（4）計算齒寬與齒高之比b/h模數(shù) mt= d3t/z3=104.34/26=4.01mm齒高 h=2.25 mt=2.254.01mm=9.029mmb/h=104.34/9.029=11.56mm（5）計算載荷系數(shù)根據(jù)v=1.87m/s ，7級精度，由圖10-8查得動載系數(shù)Kv=1.12直齒輪，KH= KF=1 由表10-2查得使用系數(shù)KA=1由表10-4用插值法查得7級精度，小齒輪1

13、相對支承非對稱布置時，KH=1.423由b/h=11.56，KH=1.423, 查圖10-13得KF= 1.33 ，故載荷系數(shù) K= KAKvKHKH=11.1211.423=1.59376（6）按實際載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑，由（10-10a）得d3=d3t=104.34x=116.7mm（7）計算模數(shù)m m=d3/z3=116.7/26=4.488mmd3t=1mmv=1.87m/sb=104.34mmmt=4.01b/h=11.56mmKv=1.12KH= KF=1KA=1KH=1.423KF= 1.33K=1.59376d3=116.7mmm=4.488mm4.按齒根彎曲強度校核

14、4.按齒根彎曲強度校核由式（10-5）得彎曲強度設(shè)計公式為m(4) 確定公式的計算數(shù)值1）由圖10-20c查得小齒輪1的彎曲疲勞極限FE3 =500Mpa, 大齒輪2的彎曲疲勞極限FE4= 450mpa 2）由10-18取彎曲疲勞壽命系數(shù)KFN3= 0.85，KFN4=.0.903）計算彎曲許用應(yīng)力取彎曲疲勞安全系數(shù)S=1.3 ，由式（10-12）得 F3= KFN3FE3/S= 0.85x500/1.3=326.9Mpa F4= KFN4FE4/S=0.90450/1.3=311.54Mpa4）計算載荷系數(shù)KK=KAKvKFKF=11.1211.33=1.48965）查取齒形系數(shù)由表10-5

15、查得 YFa3=2.60 ，YFa4=2.226）查取應(yīng)力校正系數(shù)由表10-5查得 YSa3= 1.595，YSa4=1.777）計算大、小齒輪的YFa YSa/ F并加以比較。 YFa3 YSa3/ F3=2.60x1.595/326.9=0.01268YFa4 YSa4/ F4=2.221.77/311.54 =0.01260大齒輪3的數(shù)值大,故取YFa YSa/ F=0.01268(5) 設(shè)計計算m= mm=2.98mm對比計算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強度計算的m大于由齒根彎曲疲勞強度計的模數(shù)，由于齒輪模數(shù)m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的承載能力，僅與齒輪直徑（即模數(shù)與齒輪的乘積）有關(guān)，可取由彎曲強度算得的模數(shù) 并加以圓整，得標(biāo)準(zhǔn)m=3.0mm，按接觸強度算得的分度圓直徑d3=116.7mm，算出小齒輪齒數(shù)Z3=d3/m=116.7/339大齒輪z4=i2Z3=3.139=121，取z4=121這樣設(shè)計出的齒輪傳動，即滿足了齒面接觸疲勞強度，又滿足了齒根彎曲疲勞強度，并做到結(jié)構(gòu)緊湊，避免浪費。FE1 =500MpaFE2 = 450mpaKFN1= 0.85 KFN2=.0.90F3=326.9MpaF4=311.54MpaK=1.48