基礎齒輪傳動設計例題

1、解：1.選擇齒輪精度等級、材料、齒數1） 帶式輸送機屬于一般機械，且轉速不高，故選擇8級精度。2）因載荷平穩(wěn)，傳遞功率較小，可采用軟齒面齒輪。參考表11-1, 小齒輪選用45鋼調質處理，齒面硬度217255HBS, ° HLim1 =595MPa , （T FE1=460MPa;大齒輪選用45鋼正火處理，齒面硬度162217HBS, ° HLim2 =390MPa , （° fe2=320MPa o3）選小齒輪齒數 Z1=24，貝y Z2=iZ1=357X 24=85.68,取乙=86。 故實際傳動比i=z/ Z1=86/ 24=3.58,與要求的傳動比3.57的

2、誤差小于 3% o 齒數比 u=i=3.58。對于齒面硬度小于350 HBS的閉式軟齒面齒輪傳動，應按齒面 接觸強度設計，再按齒根彎曲強度校核。2. 按齒面接觸強度設計設計公式11-31）查表11-3，原動機為電動機，工作機械是輸送機，且工作平 穩(wěn)，取載荷系數K=1.2 o2）小齒輪傳遞的轉矩6 p62 7Tr 9.55 109.55 1073671N mm1n13503） 查表11-6,齒輪為軟齒面，對稱布置，取齒寬系數© d=1o4） 查表11-4,兩齒輪材料都是鍛鋼，故取彈性系數Ze=189.8MPa1/2。5） 兩齒輪為標準齒輪，且正確安裝，故節(jié)點區(qū)域系數Zh=2.56）計算

3、許用接觸應力HLimZnSh 應力循環(huán)次數小齒輪 Ni=60nijLh=6OX 350x 1X (2 x 8X 300x 10)=10.08 x 108大齒輪 n2= N1/ i= 10.08 x 108/ 3.58=282X 108 據齒輪材料、熱處理以及Ni、N2，查接觸疲勞壽命系數圖表,不允許出現點蝕，得接觸疲勞壽命系數Zni=1, Zn2=1。 查表11-5,取安全系數 Sh=11。計算許用接觸應力HLim 1N1595 1二 540.9MPaSh1.1Sh39 - 354.5MPa1.1取小值H2代入計算7）計算81.56mm8）計算主要尺寸 模數 m=di/zi=81.56/24=

4、34mm查表4-1，取標準值m=4mm。 分度圓直徑di二mz=4X 24=96mmd2 二mz=4 x 86=344mm 齒寬 b=© dd1=1 x 96=96mm 取 b2=96mm b1=b2+6=102mm 中心距 a=（d什d2）/2=（96+344）/2=220mm3. 驗算輪齒彎曲強度按公式11-5校核2小冶譙bd1m1）由 Z1=24, Z2=86 查圖 11-8,得齒型系數 Yf/=277, Yfs2=2232）由Z1=24,Z2=86查圖11-9,得應力集中系數Ysa1=1 58,Ysa2=1773）計算許用彎曲應力:- FeY NF Sf 據齒輪材料、熱處理以

5、及 N1、N2，查彎曲疲勞壽命系數圖表, 得彎曲疲勞壽命系數 Yn1=1, Yn2=1。 查表11-5,取安全系數 Sf=1 .25。 計算許用彎曲應力F1Sf460 11.25二 368MPaFE4）校核計算2YN2Sf叱=256MPa1.252KT!YFa1Ysa1F1bd1m2 1.2 73671 2.77 1.5896沃96漢4二 20.99MPa 乞 L F368MPa2KT1YFa2YSa22 1.2 73671 2.23 1.77bd1m96 96 4二 18.93MPa二 f2' 256MPa彎曲強度足夠。4. 驗算齒輪的圓周速度d1 n60 10003.14 96 3

6、5060 1000=1.76m/s對照表11-2可知，選用9級精度較為合宜5、齒輪結構設計（略）例2試設計非均勻密度材料攪拌機的傳動裝置單級斜齒圓柱齒輪減速器中的齒輪傳動，電動機功率P=22kW，轉速 ni=970r/min，用聯軸器與高速齒輪軸聯接，傳動比為4.6,單向傳動， 單班工作制，預計壽命10年。解：1.選擇齒輪材料、精度等級、參數1） 考慮傳遞功率較大，且有一定沖擊，大、小齒輪均采用 40Cr 調質后表面淬火。參考表11-1,取小齒輪的齒面硬度為 5055HRC, （T HLim1=1180MPa, （T FE1=730MPa ;大齒輪的齒面硬度 4852 HRC , （T HLi

7、m2 =1180MPa, t fe2 =730MPa o2）取6級精度等級。3）選小齒輪齒數 Z1=23，則 Z2=iZ1=46X23=1058,取 Z2=106。 故實際傳動比 i=Z2/ Z1=106/ 23=4.61，齒數比 u=i=4.61。4）初選螺旋角B =13°2. 按輪齒彎曲強度設計m _"KT- 丫尸出譙二ST設計公式11-11 叫dZ；匚J 'OS1）查表11-3,取載荷系數K=1.6 o2）小齒輪傳遞的轉矩6 P622T廠 9.55 1069.55 106216600N mm1n19703） 查表11-6,齒輪為硬齒面，對稱布置，取齒寬系數&#

8、169; d=08o4）計算當量齒數330zv1=zdcos B =23/ cos13 =24.86330zv2 =Z2/cos B =106/ cos13 =114.605）據 ZV1、Zv2 查圖 11-8,得齒型系數 YFa1=2.74, Yfs2=2.17。6)據Zvi、ZV2查圖11-9,得應力修正系數 Ysa1=159, Ysa2=1807) 查表11-5,取安全系數Sf=125。8) 計算許用彎曲應力(T F1=(T fe1 / SF=730/1.25=584MPa(T F2= (T FE2/ SF=730/1.25=584MPa8) 計算大、小齒輪的YFa Ysa/ T f,并

9、比較YFa1 Ysa1 / T F1】=2.74 X 1.59/584=0.0075YFa2 Ysa2 / t f2】=2.17X 1.80/584=0.0069小齒輪的數值大，按小齒輪計算。9) 設計計算mn = 32KT1 YFa1Ysa1 cos22cos-.“IF12 1.6 2166000.8 2320.0075 cos213° 二2.2mm查表4-1,取標準值mn=25mm。10）計算主要參數 中心距a=mn(2)2.5 (23 106)2cos0= 165.5mm2 cos130圓整取a=165mm 中心距圓整后修正螺旋角一 arccosa=arccos2.5 (23

10、106)2a2 16512.240因B修正不多，故不再修正Ypa、Ysa等參數。 分度圓直徑 d i二mzi/cos B =2.5 x 23/cos12.24 0=58.84mmd2=mz2/cos 3 =2.5 x 106/cos12.24 0=271.16mm 齒寬 b= © ddi=0.8 x 58.84=47.07mm取 b2=48mmb 1=53mim3、驗算齒面接觸強度驗算公式11-81）查表 11-4,彈性系數 Ze=189.8 MPa1/22）查標準斜齒圓柱齒輪（a n=20° ）節(jié)點區(qū)域系數圖表，得Zh=2.44。（本教材規(guī)定標準齒輪 Zh=2.5）3）

11、螺旋角系數Z，"os二 cos12.2400.994）查表11-5,取安全系數0=1。5）許用接觸應力（T H1=© HLim1 / SH=1180MPaT H2】=T HLim2 / SH = 1180MPa6）齒面接觸應力= 189.8二 h = Ze= 1102MP is =1180MPa安全。4. 驗算齒輪的圓周速度d1 n,60 10003.14 58.84 97060 1000-2.99m/s對照表11-2可知，選用6級精度是合宜5、齒輪結構設計（略）例3設計某閉式一級直齒圓錐齒輪傳動，小齒輪主動，傳遞功率P1=2.2kW 轉速n1=375r/min，傳動比i=

12、2.5，載荷有中等沖擊,小齒輪懸臂布置，長期單向運轉，原動機為電動機。解：1.選擇齒輪精度等級、材料、齒數及確定許用應力1） 直齒圓錐齒輪加工多為刨齒，選用 8級精度。2）參考表11-1，小齒輪選用40Cr,調質，硬度241286HBS 大齒輪選用 35SiMn,調質，硬度 220269HBS 取 ° HLimi=720MPa ,（T FE1=600MPa ,（T HLim2 =690MPa ,（T FE2 =580MPa。3）選小齒輪齒數zi=28,則Z2=iZi=25X 28=70,齒數比u=i=2.54）確定許用應力 查表11-5,取安全系數 Sh=1, Sf=125。 計算許

13、用接觸應力T Hl= T HLiml / SH=720MPaT H2= T HLim2 / SH=690MPa取小值T H2代入計算。 計算許用彎曲應力t fi= t fei/ SF=600/1.25=48OMPa（T F2】=t fe2/ SF=580/1.25=464MPa2. 按齒面接觸強度設計設計公式11-15f、2.4口JZeZh'd1 Y rU（1-0.5 r）21）查表11-3,取載荷系數K=16。2）小齒輪傳遞的轉矩T1-9.55 106 P = 9.55 106 空=56026.7N mm n13753)查表11-6,齒輪為軟齒面，懸臂布置，取齒寬系數© d

14、=03。4)查表 11-4，彈性系數 Ze=189.8 MPa1/2。5)兩齒輪為標準齒輪，且正確安裝，故節(jié)點區(qū)域系數Zh =2.5。6)d14KT1ZeZh2ru(1-0.5®r)2丿設計計算_ 34 1.6 56026.70.3 2.5 (1- 0.5 0.3)2189.8 2.569068.7mm7）計算主要尺寸大端模數m=di/zi =68.7/ 28=2.45查表4-1，取標準值m=2.5。分度圓直徑d i二mz=2.5 x 28=70mm2二mz=2.5 x 70=175mm分度圓錐角S 2=arctan u= arctan2.5=681155S 1=90° - S 2=21° 48 5外錐距Re二 'z：云=螢 2827022 294.24mm 齒寬 b=© dRe=0.3 x 94.24=28.27mm,取 b=29mm(bw Re/3=94.24/3=31.41mm，取 b=30mm3. 驗算輪齒彎曲強度按公式11-16校核KFMaYsabm(1 - 0.5： R)1）由公式11-12和公式11-13有Ftidm12T1- bsin2 56026.770- 29sin21048 52）計算當量齒數ZV1zCOS 128cos21048 5&/2Z2cos 27