直齒圓柱齒輪軟齒面設(shè)計(jì)

1、妙尊微研技專隆設(shè)計(jì)題目設(shè)計(jì)如圖所示給料機(jī)用二級(jí)圓柱齒輪減速器中低速級(jí)的直齒圓柱齒輪傳動(dòng)。已知低速級(jí)小齒輪傳遞的功率P=17KW,小齒輪的轉(zhuǎn)速n = 30r /min，1傳動(dòng)比比=4,單向傳動(dòng)，工作平穩(wěn)，每天工作8小時(shí)，每年工作300天，預(yù) 期壽命10年。要求：基本要求同大作業(yè)3,同時(shí)要求說明書層次清楚，數(shù)據(jù)來源準(zhǔn)確。設(shè)計(jì)出 齒輪的結(jié)構(gòu)。設(shè)計(jì)思路：根據(jù)上圖的給料機(jī)模型，整個(gè)模型采用了 3對(duì)齒輪，分別是斜齒輪、直齒 輪和錐齒輪。根據(jù)題目對(duì)低速級(jí)直齒輪進(jìn)行設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)齒輪的精度等級(jí)、 材料及齒數(shù)進(jìn)行選擇并對(duì)其強(qiáng)度進(jìn)行校核計(jì)算。直齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)1：已知條件及齒輪的選擇根據(jù)題目已知條件低速級(jí)小齒輪傳

2、遞功率P=17KW，小齒輪的轉(zhuǎn)速 n =30r/min，傳動(dòng)比i = 4,單向傳動(dòng)，工作平穩(wěn)，每天工作8小時(shí),1每年工作300天，預(yù)期壽命10年。則可知n = n / = 75尸,min，傳遞的功率p=i7kw0211）運(yùn)輸機(jī)的工作速度不高，故選用7級(jí)精度。2）材料的選擇，由機(jī)械設(shè)計(jì)P191表10-1選擇小齒輪材料40Cr （調(diào)質(zhì)）， 硬度為280HBS，大齒輪材料45鋼（調(diào)質(zhì)），硬度為240HBSo3）選擇小齒輪齒數(shù)Z = 20，大齒輪齒數(shù)Z = x z = 80。1212：按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì).、.如 kt .u 1 ( Z 由設(shè)計(jì)公式d - 232 |- d確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值Q試選載荷

3、系數(shù)K二13。tQ對(duì)齒輪轉(zhuǎn)矩T的計(jì)算 1丁 95.5 x 105P 95.5 x 105 x 17T = =幻 5.412 x 106 N / mm1 n301q齒寬系數(shù)e的選擇d裝置 狀況兩支撐相對(duì)于小齒 輪做對(duì)稱布置兩支撐相對(duì)于小齒輪做不 對(duì)稱布置小齒輪做懸臂布置ed0.9-1.4 (1.2-1.9)0.7-1.15 (1.1-1.65)0.4-0.6注：大、小齒輪皆為硬齒面時(shí)e d應(yīng)取表中偏下限值；若為軟齒面或僅大齒 輪為軟齒面時(shí)，ed可取表中偏上限的數(shù)值。所以選擇齒寬系數(shù)廣12。Q由機(jī)械設(shè)計(jì)第八版P201表10-6，根據(jù)大小齒輪都屬于鍛鋼，所以選擇彈性影響系數(shù)Z T89.8MPa 1/

4、2oEQ 由機(jī)械設(shè)計(jì)第八版P201表10-21d按齒面硬度MQ查小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限= 775MPa ；大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限H lim1= 600MPa OH lim2Q計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N = 60n jL = 60 x 30 x 1.2x （1 x 8 x 300 x 10） = 5.184 x 1071 hN = N /4 = 1.296x 1071Q計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力取失效概率為1%,安全系數(shù)S=1,參考機(jī)械設(shè)計(jì)第八版P207圖10-19 則取 K = 0.90; K = 0.95。b =七乙=0.9 x 775MPa = 697.5MPahn 1、iim1H 1Sb = Kh

5、n：s = 0.95 x 600MPa = 570MPaH 2S(2)計(jì)算1)試算小齒輪分度圓直徑門，代入(2)計(jì)算1)試算小齒輪分度圓直徑門，代入L hI中較小的值。w 216.443mm2）計(jì)算圓周速度v o_ nd n V 60 x103nx 216.443 x 3060 x 103w 0.34m / s3）計(jì)算齒寬bb =e d = 1.2x216.443 = 259.732mmd 1t4）計(jì)算齒寬與齒高之比b / h o模數(shù)：m = d /z = 216.443/20 w 10.822 1t 1齒高：h = 2.25m = 2.25 x 10.822 w 24.35mm tb/h =

6、 259.732/24.35 w 10.667計(jì)算載荷系數(shù)。根據(jù)V = 34m/ S , 7級(jí)精度，由機(jī)械設(shè)計(jì)第八版P194圖10-8,查的動(dòng)載荷系數(shù)K = Ll；直齒輪，K = K = 1,由表10-2查使用系VHaFa數(shù)K = 1 :由表10-4查7級(jí)精度、小齒輪相對(duì)支撐非對(duì)稱布置時(shí)， AK = 1.454 ;由 b/h = 10.667，K = 1.454 查圖 10-13 得HPHPk = 1.36 ；Fp，故載荷系數(shù)K = KKK K = 1x 1.1x 1x 1.454牝 1.469A V Ha HP6）按照實(shí)際載荷系數(shù)校正所得的分度圓直徑d = d KK = 216.443x 玉

7、 1.469 : 13 225.44mm11t t7）計(jì)算模數(shù)m。m = d / z = 225.44/2 幻 11.272I I3.按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)2 KT （ Y Y 由彎曲強(qiáng)度的設(shè)計(jì)公式：m - 3 ：底了 如弓d 1F確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值1）由機(jī)械設(shè)計(jì)第八版 P圖10-20C查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限 。e 1 = 5MPa ;齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限。e2 = 38MPa ；2）由圖10-18取彎曲疲勞壽命系數(shù)F = .85, F = .88FN1FN 23）計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力。取彎曲疲勞安全系數(shù)fc =F 1fc =F 1S = 取彎曲疲勞安全系數(shù)fc =F 1fc =F 1

8、七二 1 =爵5 X 5 = 33.57 MPaS 114，K 乙 2 =爵8 x 38 = 238.86MPa214，4）計(jì)算載荷系數(shù)K。但尊依研技專隆K = K K K K = 1 x 1.01 x 1x 1.36 = 1.3736 ,A V Fa 鄧= 2.80; Y = = 2.80; Y = 2.22 OFa 1Fa 2= 1.55; Y = 1.77 oSa 1Sa 2Y Y7)計(jì)算大、小齒輪的 MJ并加以比較FY Y 2.80 x 1.55 Y Y2.22 x 1.77f 1 sa 1 = 蝕 0.0143 Ca2 sa2 = 蝕0.016ITT 303.57238.86F 2由

9、表10-5查的由表由表10-5查的F 1大齒輪的數(shù)值大。（2）設(shè)計(jì)計(jì)算6 x 0.016 牝 7.9136，、：2x 1.3736x5412x 106 x 0.016 牝 7.9136，1.2 x 202m Z 3 對(duì)比計(jì)算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)m大于齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算 的模數(shù)，由于齒輪模數(shù)m的大小主要取決于彎曲強(qiáng)度所決定的承載能力，而齒 面接觸接觸疲勞強(qiáng)度所決定的承載能力，僅與齒輪直徑（即模數(shù)與齒數(shù)的乘積） 有關(guān)，可取彎曲強(qiáng)的計(jì)算的模數(shù)m = 7.9136并就近圓整為標(biāo)準(zhǔn)值m = 8, 接觸強(qiáng)度算得的分度圓直徑d = 1.2 x 2021z = d / m A 29，大齒輪齒數(shù)

10、 z = 29 x 4 = 116。1124幾何尺寸計(jì)算計(jì)算分度圓直徑d = z xm = 29x8 = 232mm,d = zm = 116x8 = 928mm1計(jì)算中心距1計(jì)算中心距(d + d )/ 2 = 580mm12(3)計(jì)算齒輪寬b =e d = 1.2x232 = 278.4d 1取 B = 283.4mm, B = 278.4mm(2)a =5齒輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及繪制齒輪零件圖。小齒輪大齒輪分度圓直徑d = 2321d = 9282齒頂高h(yuǎn) = 8a齒根高h(yuǎn) = 1.25 x 8 = 10 f齒全高h(yuǎn) = 18齒頂圓直徑d= 232 +16 = 248d = 928 +16 = 944 a 2齒根圓直徑df1 = 232 - 20 = 212d = 928 - 20 = 908 f 2基圓直徑d/ 232 x cos200 = 218d = 928 x cos 200 = 872 b 2齒距p =兀 m = 25.2齒厚s =n