【正文】 ??? fa ??? 0122 6..69??? fa ??? 根錐角： 0111 ??? ff ??? 0222 ??? ff ??? 冠頂距： i i n2 01121 ????? ?aK hdA i i n2 02212 ????? ?aK hdA 確定傳動(dòng)的精度等級(jí) 初選平 均切線速度 m / )1 0 0 060/( ????? ndV mt ? 參考 《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》 ，可以得出傳動(dòng)等級(jí)為 8 級(jí)。 下面進(jìn)行載荷系數(shù)的確定： VA KKKK ??? ? 式中： AK 使用系數(shù) ,取 ?AK VK 動(dòng)載荷系數(shù) ，取 ?VK ?K 齒向載荷分布系數(shù) ,取 ??K 計(jì)算 結(jié)果為： ??????? VA KKKK ? 下面校核齒面接觸疲勞強(qiáng)度： 1）確定許用應(yīng)力 ][ H? 該齒輪副接觸疲勞極限為： M P aHH 352lim1lim ?? ?? 那么許用應(yīng)力為： M P aSZ HNHHH 35/][][ 111lim21 ???? ??? 式中： NZ 壽命系數(shù) ,由已知條件取 121 ?? NN ZZ HS 安全系數(shù) ,取 121 ?? HH SS 2）彈性系數(shù)，由《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》可知： MPaZ E ? 3）節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)，由《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》可知： ?HZ 4) 小齒輪所需大端分度圓直徑 1d ： ? ? mm37][ 432211 ??????????? HERR ZuKTd ??? 5）驗(yàn)算速度 mtV 平均直徑： ? ? ? ? mmdd Rm 4 5 ???????? ? 平均線速度： ? ? smndV mmt /????? ? 確定模數(shù) m: ?? zdm 由以上可知，滿足要求。 下面進(jìn)行齒根抗彎疲勞強(qiáng)度計(jì)算： 確定許用彎曲應(yīng)力 ][ 1F? ][ 2F? 1) 壽命系數(shù) 121 ?? NN YY 2) 安全系數(shù) ?? FF SS 3) 尺寸系數(shù) 1?XY 4) 極限應(yīng)力 1limF? , 2limF? 5ff 取 M P a302lim1lim ?? FF ?? 5) 許用彎曲應(yīng)力 齒形系數(shù) 1FaY , 2FaY 1) 分錐角 ?? ? ?? ? 2) 當(dāng)量齒數(shù) : s/ 111 ?? ?ZZ V o s/ 222 ?? ?ZZ V 3) 由《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》，取 ?FaY , ?FaY 4) 應(yīng)力修正系數(shù) 由《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》，取 ?SaY ， ?SaY 5) 校核齒根抗彎疲勞強(qiáng)度由《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》 ? ?RSaFatF bm YYKF ?? ?? 2 121 ?? umzb R? ? ?Rt zm TF ? 2 1?? 三式聯(lián)立求得 ? ? ][M P 122321 1111 FRR SaFaF umz YYKT ???? ????? ? ? ][M P 222322 2212 FRR SaFaF umz YYKT ???? ????? 由以上內(nèi)容可知，滿足要求。 直齒輪副的設(shè)計(jì)計(jì)算和相關(guān)校核 根據(jù)工作要求，小齒輪轉(zhuǎn)速 min,/15001 rn ? 傳動(dòng)比 ? ， 在齒輪傳動(dòng)的過程中，可以允許有 4%的誤差，預(yù)計(jì)這齒輪的使用壽命預(yù)期壽命五年，每年按 180 天計(jì)算。工作有輕微沖擊，齒輪對(duì)稱布置。 齒輪相關(guān)參數(shù)為： 小齒輪 大齒輪 材料 40Cr 調(diào)質(zhì) 45 鋼調(diào)質(zhì) 硬度 260HBS 230HBS 初選齒數(shù) 32 21 3 1321412 .=.=z = iz ? 取 2z =129 齒數(shù)比 ??? zz? （ ? 179。 100%=%4%，允許） 齒寬系數(shù) 根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》 ,? d= 初估小齒輪直徑 mm80估1 ?d 齒寬 mm22802 7 501估 ????? .db d? 齒輪圓周速度 m / / s100060 15008010060 11 ?? ????? ??? nd估 精度等級(jí) 7 級(jí) 計(jì)算小齒輪轉(zhuǎn)矩 1T 161 nPT ?? mmN10559mmN1500 5110559 36 ??????? ... 定重合度系數(shù) ?Z 、 ?Y 55129 21????????????? ???? ）（zzε 根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》得 ?Z = 34 ?? = ? = ?Y =+ ???? 下面，確定載荷系數(shù) HK 、 FK βH αVA KKKK = K ??? 式中： 1) 使用系數(shù) AK 取 AK = 2) 動(dòng)載系數(shù)vK 取vK= 3) 齒向載荷分布系數(shù) ?K ，取 ?K = 4) 齒間載荷分配系數(shù) ?HK 、 ?FK 根據(jù)條件 N / m m100N / m m6514N / m m8022 1055935122 31 1 ??? ????? .. ..bd TK b FK AtA 得 1122 ????????????????? ?? zK H ?FK =1/ Y? =1/= 5) 計(jì)算載荷系數(shù) HK 、 FK 為 662341291141351 .=....=KKKK = K βH αVA ??? ???? ?? HFHF KKKK 齒面接觸疲勞強(qiáng)度的計(jì)算情況如下： （ 1）確定許用應(yīng)力 [ H? ] 1）總工作時(shí)間： h8 0 0 052 0 08 ????ht 2）應(yīng)力循環(huán)次數(shù) N N2 ，根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)查得： 81 10278 0 0 01 5 0 016060 ?????? .γ n t=N h 8812 ????? uNN 3）壽命系數(shù) 1NZ 、 2NZ 由《 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) 》，取 1NZ =1 2NZ =1 4）接觸疲勞極限 2lim1lim HH ?? ， ： 由《 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) 》取 1limH? =630MPa， 2limH? =490MPa 5）安全系數(shù)HS ： 由《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》取HS=1 6）許用應(yīng)力 [ 1H? ]、 [ 2H? ]： 由《 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) 》得： [ 1H? ]= MP aS ZH NH 6301 16301lim ???? [ 2H? ]= MP aS ZH NH 4901 1490lim ???? （ 2）彈性系數(shù) EZ ： 由《 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) 》， 取 EZ =190 MPa （ 3）節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù) HZ ： 由《 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) 》，取 HZ = （ 4）求所需小齒輪直徑 1d 由《 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) 》得： ? ?3 22 21 ))(1(2 Hd HEH u ZZZuTKd ?? ??? ?? ))(( 2 23??????????? 計(jì)算結(jié)果，符合初估數(shù)值 （ 5）確定中心距以及模數(shù)等其他參數(shù)： 1）中心距 a 初算中心距 )1(m in10 ??? uda 園整取中心距 a =200mm 2）模數(shù) m 由中心距 a 及初選齒數(shù) 1z 、 2z 得 20212 21 ?????? zz am 按標(biāo)準(zhǔn)取 m= 3）分度圓直徑 1d 、 2d 1d =m z1 =179。 32=80mm 2d =m 2z =179。 129= 取為 2d =320mm 4）確定齒寬 大齒輪齒寬 2b =b=22mm 小齒輪齒寬 1b =32mm 接下來進(jìn)行齒根抗彎疲勞強(qiáng)度驗(yàn)算 （ 1）求許用彎曲應(yīng)力 ? ?Fζ 小齒輪 大齒輪 應(yīng)力循環(huán)次數(shù) 81 1027 ?? .NF .=NF 107912 壽命系數(shù) 1NY = 1 2NY =1 極限應(yīng)力 1limF? =220MPa 2limF? =170MPa 尺寸系數(shù) xY xY =1 安全系數(shù) FS FS = 根據(jù)以上參數(shù)，計(jì)算出來的許用彎曲應(yīng)力： ? ?1F? = M P 1122022 1lim ?????FxNF S YY? ? ?2F? = M P 1117022 2lim ?????FxNF S YY? 小齒輪 大齒輪 齒形系數(shù) 1FaY = 2FaY = 應(yīng)力修正系數(shù) 1saY = 2saY = （ 4） 由《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》，我們可以校核齒根抗彎曲疲勞強(qiáng)度： ? ?113111111M P 2FFFsaFaFF YYYmbdTK???? ????????????? ? ?211 2212 M P a83363152 821152235 FsaFa saFaFF ζ... ...YY YYζζ ??????? 所以，抗彎疲勞強(qiáng)度足夠。 然后，進(jìn)行齒面靜強(qiáng)度計(jì)算。 (1) 確定許用接觸應(yīng)力 ? ?maxH? ： 參照《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》，取靜強(qiáng)度安全系數(shù) ??HS ，壽命系數(shù) ???? NN ZZ 那么接觸應(yīng)力（大輪較低） ? ? ? ? M P a7712111 161490222m a x ...SZ SZζζ HN HNHH ?? ?????? (2) 校核齒面靜強(qiáng)度 根據(jù)過載條件，由《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》，齒面最大接觸應(yīng)力 ? ?? ?m a x112m a xM P M P 249012HvAHH KKTT?????????? 所以，齒面靜強(qiáng)度足夠。 最后，進(jìn)行齒根（抗彎）靜強(qiáng)度驗(yàn)算。 （ 1）確定許用彎曲應(yīng)力 參照《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》，取靜強(qiáng)度安全系數(shù) ??FS ，取壽 命系數(shù) ???? NN YY ，那么許用彎曲應(yīng)力 ? ? ? ? M P a7686M P a x1 .SY SY FN FNFF ?? ?????? ?? ? ? ? ? M P a x2 ?? ?????? FN FNFF SY SY?? （ 2）求最大彎曲應(yīng)力并校核強(qiáng)度 由《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》，最大彎曲應(yīng)力為 ? ? m a x11 11m a x1 M P FvAFF KKT T ??? ?????? ? ?m a x21 12m a x2 M P FvAFF KKT T ??? ?????? 那么，靜強(qiáng)度滿足要求。 為了保證兩個(gè)盤刷工作時(shí)情況一樣，將帶動(dòng)兩個(gè)盤刷的齒輪對(duì)稱布置。 帶傳動(dòng) 電機(jī)和滾刷之間采用 V帶傳動(dòng)，在一般的機(jī)械中， V帶的 使用是最為廣泛的。 （ 1） 確定 V帶型號(hào) 工作情況系數(shù) AK = 功率計(jì)算 6 0 ???? PKP Ac V帶型號(hào)，根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)相關(guān)，選擇 Z 型。 （ 2） 確定帶輪基準(zhǔn)直徑 21 DD、 小帶輪直徑 1D =50mm 大帶輪直徑 mmDnnD 1 2 540)2 8 8/9 0 0()/( 1212 ???? （ 3）驗(yàn)算帶速 v smnDv / 0 0 0 0/11 ?? ? （ 4） 確定 V帶長(zhǎng)度 dL 和中心距 a 初取中心距 mma 4480 ? ，基準(zhǔn)長(zhǎng)度 `L 為： mmLLaad 4652/)11651200(4482 `0 ??????? （ 5） 驗(yàn)算小帶輪包角 1a ??