【文章內(nèi)容簡介】 2022 級機(jī)械設(shè)計制造及其自動化專業(yè) 10 第 4 章 箱內(nèi)傳動件設(shè)計 高速齒輪傳動設(shè)計 由于齒輪設(shè)計流程統(tǒng)一，設(shè)計出的兩大齒輪的分度圓直徑之差又要求小于 20mm,故為避免大量計算，編寫了 matlab 程序以減少計算量，程序見附錄 6。設(shè)計流程如下。 、精度等級、材料齒數(shù)及螺旋角： （ 1)按簡圖 所示的 傳動 方案， 選用 斜 齒圓 柱 齒輪傳動 ， 軟齒輪面閉 式 傳動 。 （ 2)運輸 機(jī) 為 一般工作機(jī)器，速度不高，故 選用 7級 精度。 （ 3)材料 選擇 。查 參 考文獻(xiàn) 1 191P 表 101， 選擇小齒輪 材料 為 40Cr（ 調(diào)質(zhì) ），硬度 為280HBS，大 齒輪為 45 鋼 （ 調(diào)質(zhì) ），硬度 為 240HBS，二者材料硬度差 為 40HBS。 （ 4)選 小 齒輪齒數(shù) 1 21z? （ 120 40z?? ）， 則大齒輪齒數(shù) 21 4 .3 4 2 1 9 2z i z?? ? ? ?。 （ 5） 選 螺旋 角為 14176。（ 8 ~20 ）。 設(shè)計 準(zhǔn) 則 :先由 齒面 接觸疲 勞強(qiáng) 度 計 算 ，再按 齒 根 彎 曲疲 勞強(qiáng) 度 計 算。 齒面 接觸疲 勞強(qiáng) 度 設(shè)計 ，即 21312 1 ()[]EHt dHK T Z Zud u??????? （ 1）確定公 式內(nèi) 的各 計 算 數(shù) 值 1.試選載 荷系 數(shù) ?tK 。 2.由計算公式 2c o ss in c o sHn nZ ? ??? ?（見參考文獻(xiàn) 7） 得 區(qū)域系數(shù) ? 3.由 參考文獻(xiàn) 1 217P 圖 1026得1 ?? ?，2 ?? ? 則12 6? ? ?? ? ?? ? ? 4.小 齒輪傳遞 的 轉(zhuǎn)矩 41 10T N mm? ? ? 5.按 軟齒面齒輪 非 對稱安裝 ，由 參考文獻(xiàn) 1 205P 表 107選 取 齒寬 系 數(shù) 1??d 。 6.由 參考文獻(xiàn) 1 201P 表 106查得材料的 彈 性影 響 系 數(shù) Mpa? 。 機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計 西安文理學(xué)院 2022 級機(jī)械設(shè)計制造及其自動化專業(yè) 11 7.由 參考文獻(xiàn) 1 209P 圖 1021d按 齒面 硬度查得小 齒輪 的接觸疲 勞強(qiáng) 度極限 MPaH 6001lim ?? ；大 齒輪 的接觸疲 勞強(qiáng) 度極限 MPaH 5502lim ?? 。 8.計 算 應(yīng) 力循 環(huán) 次 數(shù) 81160 60 60 0 1 ( 1 8 30 0 10 ) 8. 64 10hN n jL? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 812 1 .9 9 1 0NN i?? ? ? 9.由 參考文獻(xiàn) 1 207P 圖 1019取接觸疲 勞壽命 系 數(shù)1 ?；2 ?。 10.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 1 l im 11[ ] 9 60 0 59 4H N HH K MP a MP aS?? ? ? ? ? 2 l im 22[ ] 1 . 1 5 5 0 6 0 5H N HH K M P a M P aS?? ? ? ? ? 則 ， [ ] 5 9 9 .5H M P a? ? （ 2） .設(shè)計計算 1. 試 算小 齒輪 分度 圓 直 徑 td1 ，代入各 參數(shù) 的值。 2131 1 ( ) 4 7 . 2 9[]EtdHK T Zud m mu ??? ? ?? 2.計 算 圓 周速度 v 。 11 1 .4 9 /6 0 1 0 0 0tdnv m s???? 3.齒寬 b及模 數(shù) ntm 1 1 .0 4 7 .2 9 4 7 .2 9dtb d m m?? ? ? ? 11c os ntd Zm ??? 4 .9 1 6 22 .2 5 nt mmhm ?? / 91bh? 機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計 西安文理學(xué)院 2022 級機(jī)械設(shè)計制造及其自動化專業(yè) 12 4.計 算 縱向 重合度 ?? 10 .3 1 8 ta n 1 .6 6 5d z? ??? ?? 5.計 算 載 荷系 數(shù) K 已知使用系 數(shù) AK =。根據(jù) m s? 、 7 級 精度查 參考文獻(xiàn) 1 194P 圖 108得 動載 系 數(shù) ? ； 查 參考文獻(xiàn) 1 197P 圖 104插值 得 ? ? ， 查 參考文獻(xiàn) 1 198P 表 1013 插值 得 ? ? 。 查 參考文獻(xiàn) 1 195P 表 103 查得 ?HK ??? 則 載荷系數(shù) V H HK K K K K???? 6.按 實際載 荷校核所算得的分度 圓 直 徑 1d 3 311 2 . 2 5 64 7 . 2 9 5 3 . 0 2 4 51 . 6t tKd d m m m mK? ? ? ? 7.計 算模數(shù) nm 11c o s / 2 .4 5n dzm ??? 由公式 3 21 3212 c os[]FSn dFK T Y YYzm? ????? ? ??? (1).確定公 式內(nèi) 的各 參數(shù) 值 算 載 荷系 數(shù) 2 .1 7 5 8A V F FK K K K K?? ?? 2.根據(jù) 縱向 重合度 ?? ? ， 查 參考文獻(xiàn) 1 217P 圖 1028 得螺旋角影 響 系 數(shù) ? ? 。 機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計 西安文理學(xué)院 2022 級機(jī)械設(shè)計制造及其自動化專業(yè) 13 3.計 算 當(dāng) 量 齒數(shù) ： 311 / c o s 2 2 .9 8 8v zz ??? 322 / c o s 1 0 0 .7 1 1v zz ??? 4. 查取 齒形系數(shù) 1FaY 、 2FaY 和 應(yīng) 力修正系 數(shù) 1SaY 、 2SaY 由 參考文獻(xiàn) 1 200P 表 105插值法得 1 ? ； 2 ? ； 1 ? ； 2 ? 。 5. 由 參考文獻(xiàn) 1 208P 圖 1020c 查得 小 齒輪 的 彎 曲疲 勞強(qiáng) 度極限 1 500FE M Pa? ? 大 齒輪 的 彎 曲疲勞 強(qiáng) 度極限 2 380FE M Pa? ? ； 6. 由 參考文獻(xiàn) 1 206P 圖 1018 取彎 曲疲 勞 壽 命 系 數(shù) 1 ? ，2 ? ； 7..計 算 彎 曲疲 勞許 用 應(yīng) 力； 取彎 曲疲 勞 安全系 數(shù) S=，由 205P 式 1012 得 應(yīng) 力修正系 數(shù) 111[ ] 3 2 8 . 5 7F N F EF K M P aS?? ?? 222[ ] 2 6 6F N F EF K M P aS?? ?? 8.計 算大、小 齒輪 的][ FSaFaYY?并加以比 較； 111[]Fa SaFYY? ? 222[]Fa SaFYY? ? 大 齒輪 的值大。 機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計 西安文理學(xué)院 2022 級機(jī)械設(shè)計制造及其自動化專業(yè) 14 （ 2） .設(shè)計計 算： ? 對比計算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計算的法面摸數(shù) nm 大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計算的法面摸數(shù) nm 大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計算的法面摸數(shù)，取 ,nm mm? 已 可滿足彎曲強(qiáng)度，但為了同時滿足接觸疲勞強(qiáng)度，需按接觸疲勞強(qiáng)度算得的分度圓直徑1 mm? 來計算應(yīng)有的齒數(shù)。 于是由 11 c os / 26nz d m???， 則 2 113Z ? 寸計 算 （ 1） 計 算中心距 12() 1442 c os nz z ma mm????。 （ 2）按 圓 整后的中心距修整螺旋角： 12()a r c c o s 1 5 8 39。 3 6 39。39。2 nz z ma? ?? ? ? 因 ? 值改 變 較多，故 參數(shù) ,HKz??? 需要修整 （ 3） 計 算大小 齒輪 的分度 圓 直 徑 ： 1122/ c os 71/ c os 234. 130nnd z md z m???? （ 4） 計 算 齒輪寬 度 1 54db d m m??? 圓 整后取 1 60B mm? ， 2 55B mm? 后續(xù)繪圖才可以進(jìn)行完整的齒輪結(jié)構(gòu)設(shè)計 低速齒輪傳動設(shè)計 ，精度等級和材料與高速級齒輪相同。 初選小齒輪 齒數(shù)為 1 25Z? ，則大齒輪齒數(shù)， 2 78Z ? ，初選螺旋角14???。 144a mm? 15 839。3639。39。??? 12 ?? 1 60B mm? 2 55B mm? 機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計 西安文理學(xué)院 2022 級機(jī)械設(shè)計制造及其自動化專業(yè) 15 ： ? ?21312 1t HEtdHkT zzvdv?? ? ????? ???? （ 1）確定公式內(nèi)各計算數(shù)值 1） 試選： 。tk ? 2） 選 。Hz ? 3) 由圖 1026查得 120. 82 , 0. 80?????? 則 ?? ? 4) 小齒輪的傳遞轉(zhuǎn)矩 51 9 10T ?? 5） 由表 107選取齒寬系數(shù) 1??d 6） 許用接觸應(yīng)力： 812 6 0 6 0 1 1 4 .6 3 1 ( 1 8 3 0 0 1 0 ) 1 .6 5 1 0hN n jL? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 721 / 3 .1 0 6 .4 2 1 0NN? ? ? 7）由圖 1019取接觸疲勞壽命系數(shù)1 ?，2 ? 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 則 1 l i m 11[ ] 6 5 4NH K M p aS?? ?? 2 l i m 22[ ] 6 4 7NH K M p aS?? ?? 則 [ ] 6 5 1 .5H M P a? ? （ 2）計算 1) 則小齒輪的分度圓直徑為 1 7 1 .3 8 1 9 m mtd ? 2) 計算圓周速度： 機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計 西安文理學(xué)院 2022 級機(jī)械設(shè)計制造及其自動化專業(yè) 16 12 0 . 5 1 6 7 /6 0 1 0 0 0tdnv m s???? 3)計算齒寬 b及模數(shù) ntm 1 1 7 1 .3 8 7