【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 輪的速度從動(dòng)齒輪的速度為 （）傳遞的轉(zhuǎn)矩TP、T、n三者之間存在的關(guān)系式為： （）式中 P——傳遞功率 ；T——傳遞扭矩； n——齒輪速度。2）確定齒輪材料以及許用安全系數(shù)選擇原則：若傳遞功率大，且要求尺寸緊湊，應(yīng)選用合金鋼，熱處理方式采用表面淬火，滲碳淬火，碳氮共滲等方式。對(duì)齒輪的尺寸沒有特別要求，可以采用普通碳鋼或者鑄鐵，熱處理方式采用正火或者調(diào)質(zhì)等熱處理方式。設(shè)計(jì)中，齒輪采用硬齒面（硬度大于350HBS）。小齒輪，大齒輪的熱處理方式可以采用表面淬火；或者氮化滲碳淬火。保證齒面硬度大致相同。為提高抗膠合能力，小齒輪和大齒輪采用不同牌號(hào)的鋼制造。在一個(gè)減速器中，盡可能使大齒輪（小齒輪），采用同一種材料。確定齒輪材料，材料的熱處理方式，以及材料的硬度。進(jìn)一步確定小齒輪的齒面接觸疲勞極限，以及齒根彎曲疲勞極限；大齒輪的齒面接觸疲勞極限，以及齒根彎曲疲勞極限。確定安全系數(shù)SH和SF，見表31。3）確定齒輪基本參數(shù)齒輪基本參數(shù)包括：齒形角，齒頂高系數(shù)，徑向間隙系數(shù)，小齒輪變位系數(shù)，大齒輪變位系數(shù)。表31 安全系數(shù)安全系數(shù)軟齒面硬齒面重要的傳動(dòng)、滲碳淬火齒輪或鑄造齒輪SHSF~~~~~4）齒寬系數(shù)和齒寬系數(shù)表示齒輪傳動(dòng)的寬度尺寸和徑向尺寸的比例，,齒寬系數(shù)增大，齒輪的徑向尺寸減小，但齒寬相對(duì)增大。齒寬越大，載荷沿齒寬分布不均勻越嚴(yán)重，故應(yīng)合理選擇齒寬系數(shù)。一般=~=~；大小齒輪都是硬齒面時(shí)， 取表中偏下限的數(shù)值。表32 圓柱齒輪的齒寬系數(shù)裝置狀況兩支撐相對(duì)小齒輪做對(duì)稱布置兩支撐相對(duì)小齒輪做不對(duì)稱布置小齒輪做懸臂布置~（~）~（~）~5）確定載荷系數(shù)K根據(jù)減速器的工作情況，確定載荷系數(shù)K。表33 載荷系數(shù)原動(dòng)機(jī)工作機(jī)械載荷特性均勻中等沖擊大的沖擊電動(dòng)機(jī)1～～～多缸內(nèi)然機(jī)～～～單缸內(nèi)然機(jī)～～～6）初選齒輪齒數(shù)對(duì)于主電機(jī)，通常取齒數(shù)30；齒輪座的齒數(shù)，一般取Z=23~35。7）初選螺旋角對(duì)于斜齒輪傳動(dòng)，設(shè)計(jì)一般選。8）確定大齒輪齒數(shù)根據(jù)計(jì)算公式確定大齒輪齒數(shù)，計(jì)算公式如下為； 對(duì)計(jì)算后的齒數(shù)圓整，建議相嚙合的大小齒輪齒數(shù)滿足互為質(zhì)數(shù)。驗(yàn)算實(shí)際傳動(dòng)比：驗(yàn)算實(shí)際傳動(dòng)比與理想傳動(dòng)比的誤差范圍 誤差范圍在5%以內(nèi)，可以接受初選的結(jié)果。如果大于5%，重新選擇設(shè)計(jì)。9）確定齒形系數(shù)，齒根應(yīng)力修正系數(shù)根據(jù)確定的嚙合齒輪齒數(shù)，計(jì)算出當(dāng)量齒數(shù)。計(jì)算公式如下： （） 按照當(dāng)量齒數(shù)，根據(jù)齒形系數(shù)曲線以及齒根應(yīng)力修正系數(shù)曲線，確定齒形系數(shù)，齒根應(yīng)力修正系數(shù)。10）確定齒輪模數(shù)設(shè)計(jì)以滿足齒根彎曲強(qiáng)度為基礎(chǔ)，確定齒輪的最小模數(shù)，計(jì)算公式如下： （）計(jì)算中、按較大的選取式中：——齒寬系數(shù)；——載荷系數(shù)；——許用彎曲應(yīng)力；——齒形系數(shù)，應(yīng)根據(jù)當(dāng)量齒數(shù)由表查得；——齒根應(yīng)力修正系數(shù)，應(yīng)根據(jù)當(dāng)量齒數(shù)由表查得；——螺旋角系數(shù)，螺旋角系數(shù)取決于縱向重合度和螺旋角β，可以由下式求出： （）如果??；如1,取=1,如,取=。初選時(shí)取螺旋角系數(shù)最大，即取=1?！獜澢鷱?qiáng)度計(jì)算時(shí)的重合度系數(shù)； （） （）變位后嚙合角；，其中 （），其中 （）計(jì)算出最小模數(shù)后，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)表確定模數(shù)。標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)表見表34。表34圓柱齒輪的標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)第一系列1，2，3，4，5，6，8，10，12，16，20，25，32，40，50第二系列,(),(),(),7,9,(11),14,18,22,28,(30),36,45優(yōu)先采用第一系列，其次是第二系列，括號(hào)內(nèi)的數(shù)值盡可能采用。并且優(yōu)先考慮卷取的結(jié)構(gòu)尺寸來選擇模數(shù)。此處選擇m=16。.11）計(jì)算中心距，修正螺旋角計(jì)算公式如下： （）對(duì)計(jì)算后的中心距圓整，根據(jù)公式對(duì)螺旋角進(jìn)行修正： （）12)齒面接觸強(qiáng)度計(jì)算校核由于斜齒輪齒面接觸線傾斜，重合度較大，有利于提高齒面接觸強(qiáng)度，故引入重合度系數(shù)及螺旋角系數(shù)考慮其影響，并計(jì)入載荷系數(shù)K，因此斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)在預(yù)期壽命內(nèi)保證齒面不發(fā)生疲勞點(diǎn)蝕的強(qiáng)度條件為 （）式中：——輪齒的工作寬度；——載荷系數(shù)；——齒輪分度圓直徑； ——許用接觸應(yīng)力。 ——彈性系數(shù)， 其中,，，為齒輪材料的彈性模量和泊松比； ——節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)； ()式中：——基圓螺旋角：；——端面壓力角:；——螺旋角系數(shù)；；——重合度系數(shù)。對(duì)于縱向（軸向）重合度1的斜齒輪傳動(dòng)： （）對(duì)于的斜齒輪傳動(dòng)： （）其中為端面重合度： （）為縱向重合度 （） （） （）13)齒根彎曲強(qiáng)度計(jì)算校核 斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的理論依據(jù)為材料力學(xué)中的懸臂梁理論。由于斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)接觸線是傾斜的。故輪齒失效通常為強(qiáng)度計(jì)算，既復(fù)雜也不精確。因此，通常按其當(dāng)量直齒圓柱齒輪進(jìn)行齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算。為考慮其接觸線傾斜對(duì)輪齒彎曲強(qiáng)度的影響，引入螺旋角系數(shù)，這樣，斜齒圓柱齒輪齒根彎曲疲勞強(qiáng)度的驗(yàn)算公式為： （） 公式參數(shù)說明： ——輪齒的工作寬度； ——許用彎曲應(yīng)力； ——載荷系數(shù)；——齒形系數(shù)；應(yīng)根據(jù)當(dāng)量齒數(shù)由表查得；——齒根應(yīng)力修正系數(shù)；應(yīng)根據(jù)當(dāng)量齒數(shù)由表查得：——螺旋角系數(shù)；螺旋角系數(shù)取決于縱向重合度和螺旋角β(螺旋 角為修正后螺旋角)，計(jì)算時(shí)如果修正后螺旋角β30176。，取β=30176。縱向重合度 （）如1，取 =1。 （）如，取=?！獜澢鷱?qiáng)度計(jì)算時(shí)的重合度系數(shù)； （）其中 ——基圓螺旋角，； ——端面壓力角，； ——端面重合度。 雙列圓錐滾子軸承選型2030軋機(jī)配套減速器及齒輪座采用雙列圓錐滾子軸承，因此我們?cè)谳S承選型的時(shí)候選擇以雙列圓錐滾子軸承作為選擇對(duì)象。在一般情況下工作的軸承，只要類型選擇合適，安裝、維護(hù)的好，絕大多數(shù)均因疲勞點(diǎn)蝕而報(bào)廢。因此，滾動(dòng)軸承的尺寸（型號(hào)）主要取決于疲勞壽命。所以一般按當(dāng)量動(dòng)載荷對(duì)軸承進(jìn)行選擇、校核。① 計(jì)算軸承當(dāng)量動(dòng)載荷當(dāng)軸承工作過程中，負(fù)荷和轉(zhuǎn)速有變化時(shí)，應(yīng)按照平均當(dāng)量動(dòng)負(fù)荷和平均轉(zhuǎn)速進(jìn)行計(jì)算選型校核。假定軸承順次在當(dāng)量動(dòng)負(fù)荷、在工作，其相應(yīng)的轉(zhuǎn)速為、……；軸承在每種工作狀態(tài)下的運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間與總運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間的比值為,……，則其平均負(fù)荷為： （）式中為平均轉(zhuǎn)速，按下式計(jì)算 （）由于雙卷筒卷取機(jī)的運(yùn)動(dòng)卷取帶鋼的速度是恒定的，但是帶卷在不斷增大。所以應(yīng)取卷取時(shí)軸的平均轉(zhuǎn)速來進(jìn)行當(dāng)量動(dòng)載荷的計(jì)算。雙列圓錐滾子軸承當(dāng)量動(dòng)載荷計(jì)算，按下式計(jì)算：對(duì)軸進(jìn)行受力分析。當(dāng)時(shí)，其中 （）當(dāng)時(shí)， （）式中：Fa ——軸承軸向載荷；Fr——軸承徑向載荷；e，Y1，Y2——軸承計(jì)算系數(shù)； 計(jì)算結(jié)果應(yīng)滿足當(dāng)量動(dòng)載荷小于額定動(dòng)載荷，同時(shí)要求軸承的工作轉(zhuǎn)速小于相應(yīng)潤(rùn)滑條件下的極限轉(zhuǎn)速。② 計(jì)算軸承當(dāng)量靜載荷 （） 計(jì)算結(jié)果應(yīng)滿足當(dāng)量靜載荷小于額定靜載荷，同時(shí)要求軸承的工作轉(zhuǎn)速小于相應(yīng)潤(rùn)滑條件下軸承的極限轉(zhuǎn)速。③ 計(jì)算軸承壽命 取軸上2個(gè)軸承中當(dāng)量靜載荷較大的P進(jìn)行軸的壽命計(jì)算。 壽命公式： (單位：轉(zhuǎn)) （） （單位：小時(shí)） （） 式中：n——軸承的工作轉(zhuǎn)速（r/min）； C——基本額定動(dòng)載荷（N）。 在計(jì)算軸承的時(shí)候，應(yīng)考慮機(jī)器工作的時(shí)候的沖擊與振動(dòng)使實(shí)際載荷比公稱載荷要增大的影響，引入溫度系數(shù)和載荷系數(shù)壽命公式為 (單位 轉(zhuǎn)) （） （單位小時(shí)） （）其中，數(shù) 見表35，載荷系數(shù)見表36。表35 溫度系數(shù)軸承工作載荷t1201251501752002252503001 上公式適合于可靠度為90%，常規(guī)材料和常規(guī)運(yùn)轉(zhuǎn)條件?？紤]要求的可靠性，具體的工作條件，引入修正系數(shù)對(duì)基本額定壽命進(jìn)行修正。 修正壽命公式： （單位：小時(shí)） （） 可靠性壽命修正系數(shù)，見表37表36 載荷系數(shù)載荷性質(zhì)機(jī)器舉例無沖擊或輕微沖擊電動(dòng)機(jī)，汽輪機(jī)，水泵，通風(fēng)機(jī)，空調(diào)機(jī)~中等沖擊振動(dòng)車輛，機(jī)床，傳動(dòng)裝置，起重機(jī)，冶金設(shè)備，內(nèi)燃機(jī)，減速器~強(qiáng)大沖擊振動(dòng)破碎機(jī)，軋鋼機(jī)，石油鉆機(jī)，振動(dòng)篩~表37可靠性壽命修正系數(shù)可靠度（%）909596979899 特殊軸承性能壽命修正系數(shù)。通過專門的軸承設(shè)計(jì)，采用特殊種類與質(zhì)量的材料或特殊的制造工藝可使軸承具有特殊性能。數(shù)值應(yīng)從軸承廠獲得。如采用夾雜物含量非常低或經(jīng)特別分析處理的鋼材，可提高軸承壽命，如熱處理工藝差，軸承材料硬度低于標(biāo)準(zhǔn)值則。 運(yùn)轉(zhuǎn)條件壽命修正系數(shù)。修正軸承使用條件，特別是潤(rùn)滑條件對(duì)軸承壽命的影響，也包括外來有害物質(zhì)存在與否以及引起材料性能改變的條件。一般情況下?。剑?。如能形成彈性流體動(dòng)力潤(rùn)滑時(shí)，軸承壽命明顯提高，則，如工作溫度高或轉(zhuǎn)速特別低，ｎ為軸承的轉(zhuǎn)速（）；為球或滾子組的節(jié)圓直徑（）]或工作溫度下潤(rùn)滑劑運(yùn)動(dòng)粘度對(duì)于球軸承小于，對(duì)于滾子軸承小于時(shí)，則。 所以當(dāng)量動(dòng)載荷和轉(zhuǎn)速已知，預(yù)期壽命也已經(jīng)