第8講 齒輪例題

直齒輪設計例題n1

設計某皮帶輸送機減速器高速級傳動齒輪。傳動參數(shù)：傳動功率P=10Kw,主動齒輪轉(zhuǎn)速n1=960r/min,傳動比u=3.2。工作情況：壽命10年，每年工作250天，每天2班制工作。1、選齒輪類型、精度等級、材料及齒數(shù)1)選直齒圓柱齒輪傳動2)皮帶輸送機為一般工作機，選用8級精度等級3）選材料：由表6-1選小齒輪材料為45，調(diào)質(zhì)處理，硬度為250HBS 大齒輪材料為45鋼，正火處理，硬度為210HBS4）初選Z1=24;Z2=u×Z1=3.2×24=76.8,取整Z2=772、按齒面接觸強度計算 確定載荷系數(shù)K

查表6.2，取使用系數(shù)KA=1.0；

參考6.3.2(2)取動載系數(shù)Kv=1.23；

參考6.3.2(3)取齒間載荷分配系數(shù)Ka=1.1；

參考6.3.2(4)取齒向載荷分配系數(shù)Kβ=1.1

計算載荷系數(shù)：2）求小齒輪力矩T13）參考6.4.2(3)，選齒寬系數(shù)d=1.15）由表6.3，選取材料系數(shù)ZE=189.8MPa1/2（3）查圖6.14b，取接觸疲勞極限應力：σHlim1=605MPa;σHlim2=570MPa（1）計算應力循環(huán)次數(shù)

N1=60n1jLh=60×960×1×(2×8×250×10)=2.303×109

N2=un1=2.304×109/3.2=7.2×108（2）查圖6.16，取接觸疲勞壽命系數(shù)KHN1=1;KHN2=14）由圖6.12，選取節(jié)點區(qū)域系數(shù)ZH=2.56）參考6.3.3，選齒寬系數(shù)Zε=0.89（4）查表6.5，取安全系數(shù)S=1.37）確定許用應力8）計算小齒輪直徑9）計算齒輪模數(shù)查表6.7，取標準模數(shù)3mm10）計算齒輪直徑、齒寬等參 （5）計算接觸疲勞許用應力 3.校核齒根彎曲強度:(1)確定彎曲疲勞強度極限:查圖6.15，取σF1im1=500MPa,σFlim2=380MPa(2)查圖6.17，取彎曲疲勞壽命系數(shù)KFN1=1,KFN2=1(3)查表6.5，取彎曲疲勞安全系數(shù)S=1.41)確定許用應力(4)查表6.5，計算許用應力2)查表6.4，取齒形系數(shù)YFa1=2.65;YFa2=2.2263)查表6.4，取應力校正系數(shù)YSa1=1.58;YSa2=1.7644)參考6.3.4，取重合度系數(shù)Yε=0.704)判定彎曲強度弱的齒輪 則大齒輪彎曲強度弱,為校核對象 5)校核齒輪彎曲強度 則齒輪彎曲強度 合格,并且很富裕;則可降低m,在a一定下,使z1,z2增大例:取m=2.5mm,轉(zhuǎn)到2)的(9)重新計算z1,z2;再校核齒輪彎曲強度4.齒輪幾何尺寸計算 1)計算分度圓直徑 2)計算中心距3)求齒寬取b2=72mm,b1=80mm6.結(jié)構(gòu)設計及繪制零件圖(從略) 5.設計結(jié)果:m=3mm,z1=24,z2=76,α=20°,ha*=1.0,C*=0.25,b1=80mm,b2=72mm(7)求中心距:圓整a=150mm(8)求模數(shù)m:m=2a/(z1+z2)=2×150/(24+77)=2.97mm,取標準：m=3mmz1+z2=2a/m=2×150/3=100 而z2/z1=3.2則z1=100/(1+3.2)=23.81(9)求實際z1，z2:(10)驗算傳動比誤差:理論傳動比i理=

3.2;實際傳動比i實=

z2/z1=3.16△i=（│(i理-i實)

│/

i理）×100%=（│(3.2-3.16)

│/

3.2）×100%=1.25%<5%可行取z1=24，z2=76，則a=m(z1+z2)/2=150斜齒輪設計例題例題10-2:(P218）解：1。選齒輪類型、精度等級、材料及齒數(shù)1)由圖10-23，選斜齒圓柱齒輪傳動，選β=14°2)運輸機為一般工作機，選用7級精度等級3）選材料：由表10-1選小齒輪材料為40Cr（調(diào)質(zhì)），硬度為280HBS 大齒輪材料為45鋼（調(diào)質(zhì)），硬度為240HBS4）初選Z1=24;Z2=u×Z1=3.2×24=76.8,取整Z2=772。按齒面接觸強度計算 由公式（10-21）：1）確定公式中的各值（1）試選Kt=1.6畫受力圖n1（2）求T1（3）由表10-7，選齒寬系數(shù)φd=1（4）由表10-6，查得彈性影響系數(shù)ZE=189.8MPa1/2（5）由圖10-21d，查得σHlim1=600MPa;σHlim2=550MPa（6）由式10-13計算應力循環(huán)次數(shù) N1=60n1jLh=60×960×1×（2×8×300×15）=4.147×109 N2=4.147×109/3.2=1.296×109（7）由圖10-19，查得接觸疲勞壽命系數(shù)KHN1=0.90;KHN2=0.95 （8）計算接觸疲勞許用應力 取失效概率=1%,安全系數(shù)為S=1，由式（10-12）得： （9）由圖10-30選取區(qū)域系數(shù):ZH=2.433許用接觸應力：2）計算 （1）計算d1t,將[σH]=531.25MPa代入 （3）計算齒寬b （2）計算圓周速度 （4）計算b/h （6）計算載荷系數(shù) 根據(jù)V=2.9m/s,7級精度，查圖10-8得動載系數(shù)Kv=1.11; （5）計算縱向重合度系數(shù)：（10）查圖10-26得:由表10-2查得KA=1;由表10-4查得7級精度，小齒輪非對稱布置時， 查圖10-13得KFβ=1.35；則載荷系數(shù)：K=KAKVKHaKHβ=1×1.11×1.4×1.42=2.21(7)修正d1得：(8)求中心距:圓整a=135mm(9)求模數(shù)m:mn=2acosβ/(z1+z2)=2.59mm,取標準：mn=2.5mm(11)求實際β:(12)驗算傳動比誤差:△i=（│3.2-3.2│/

3.2）×100%=0%<5%可行查表10-3得：(10)求實際Z1,Z2:z1+z2=2acosβ/mn=104.79;z2/z1=3.2則：z1=25;z2=803.校核齒根彎曲強度:由齒根彎曲強度校核公式: 1)確定公式中各值: (1)求彎曲疲勞強度極限σFE1,σFE2: 查圖10-20c)得: σFE1=500MPa,σFE2=380MPa(2)查圖10-18得:彎曲疲勞壽命系數(shù)KFN1=0.85,KFN2=0.88(3)求[σF] 取彎曲疲勞安全系數(shù)S=1.4,由式(10-12)得:(4)求K:K=KAKVKFaKFβ=1×1.11×1.4×1.35=2.10(5)求齒形系數(shù) 當量齒數(shù)：Zv1=Z1/cos3β=25/cos313.54°=27.21 Zv2=Z2/cos3β=80/cos313.54°=87.06求齒形系數(shù): 查表10-5得:YFa1=2.566;YFa2=2.214(6)求應力校正系數(shù) 查表10-5得:YSa1=1.602;YSa2=1.777(7)判定彎曲強度弱的齒輪 則大齒輪彎曲強度弱,為校核對象 (8)校核齒輪彎曲強度 則齒輪彎曲強度 合格,并且很富裕;則可降低m,在a一定下,使z1,z2增大例:取m=2.0mm,轉(zhuǎn)到2)的(10)重新計算z1,z2;再校核齒輪彎曲強度4.齒輪幾何尺寸計算 1)計算分度圓直徑 2)計算中心距3)求齒寬取b2=65mm,b1=70mm7.結(jié)構(gòu)設計及繪制零件圖(從略) 6.設計結(jié)果(斜齒輪):m=2.5mm