【文章內(nèi)容簡介】 數(shù) 4）查取齒形系數(shù)由表查得 5）查取應(yīng)力校正系數(shù) 由表可查得 6）計算大、小齒輪的并加以比較 大齒輪的數(shù)值大。由公式（2）設(shè)計計算： 對比計算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計算的法面模數(shù)mn大于由齒根彎曲強(qiáng)度計算的模數(shù)， 取mn=2,已可滿足彎曲強(qiáng)度。但為了同時滿足接觸疲勞強(qiáng)度，需按接觸疲勞算得的分度圓直徑 d1=。于是有:，取大齒輪齒數(shù) ，取Z2=60。 這樣設(shè)計出的齒輪傳動，既滿足了齒面接觸疲勞強(qiáng)度，又滿足了齒根疲勞強(qiáng)度，并做到結(jié)構(gòu)緊湊，避免浪費【8】。 幾何尺寸計算1）計算中心距將中心距圓整為91mm。 2）按圓整后的中心距修正螺旋角因β值改變不多，故參數(shù)等不必修正。計算大、小齒輪的分度圓直徑=58mm=125mm計算齒輪寬度 齒輪的設(shè)計準(zhǔn)則齒輪傳動是靠齒與齒的嚙合進(jìn)行工作的，輪齒是齒輪直接參與工作的部分，所以齒輪的失效主要發(fā)生在輪齒上。主要的失效形式有輪齒折斷、齒面點蝕、齒面磨損、齒面膠合以及塑性變形等。齒輪傳動的失效形式不大可能同時發(fā)生，但卻是互相影響的。例如齒面的點蝕會加劇齒面的磨損，而嚴(yán)重的磨損又會導(dǎo)致輪齒折斷。在一定條件下，由于上述第一、二種失效形式是主要的，因此設(shè)計齒輪傳動時，應(yīng)根據(jù)實際工作條件分析其可能發(fā)生的主要失效形式，以確定相應(yīng)的設(shè)計準(zhǔn)則。對于軟齒面(硬度≤350HBS)的閉式齒輪傳動，潤滑條件良好，齒面點蝕將是主要的失效形式，在設(shè)計時，通常按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計，再按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核。 對于硬齒面(硬度350HBS)的閉式齒輪傳動，抗點蝕能力較強(qiáng)，輪齒折斷的可能性大，在設(shè)計計算時，通常按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計，再按齒面接觸疲勞強(qiáng)度校核。開式齒輪傳動，主要失效形式是齒面磨損。但由于磨損的機(jī)理比較復(fù)雜，目前尚無成熟的設(shè)計計算方法，故只能按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度作為設(shè)計準(zhǔn)則，為了延長開式、半開式齒輪傳動的壽命，可用增大模數(shù)10％20％的辦法來考慮磨損的影響【9】。 由于本次設(shè)計的推移式割草機(jī)的齒輪傳動屬閉式傳動且屬于高速傳動的硬齒面，因此需按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度作為設(shè)計準(zhǔn)則。 齒輪的材料選擇及其熱處理 齒輪是現(xiàn)代機(jī)械中應(yīng)用最廣泛的一種機(jī)械傳動零件。齒輪傳動通過輪齒互相嚙合來傳遞空間任意兩軸間的運動和動力，并可以改變運動的形式和速度。齒輪傳動使用范圍廣，傳動比恒定，效率較高，使用壽命長。在機(jī)械零件產(chǎn)品的設(shè)計與制造過程中，不僅要考慮材料的性能能夠適應(yīng)零件的工作條件，使零件經(jīng)久耐用，而且要求材料有較好的加工工藝性能和經(jīng)濟(jì)性，以便提高零件的生產(chǎn)率，降低成本，減少消耗。如果齒輪材料選擇不當(dāng)，則會出現(xiàn)零件的過早損傷，甚至失效。因此如何合理地選擇和使用金屬材料是一項十分重要的工作【10】。為了保證齒輪工作的可靠性，提高其使用壽命，齒輪的材料及其熱處理應(yīng)根據(jù)工作條件和材料的特點來選取。對齒輪材料的基本要求是：應(yīng)使齒面具有足夠的硬度和耐磨性，齒心具有足夠的韌性，以防止齒面的各種失效，同時應(yīng)具有良好的冷、熱加工的工藝性，以達(dá)到齒輪的各種技術(shù)要求。鋼制齒輪的熱處理方法主要有以下幾種： 1) 表面淬火 常用于中碳鋼和中碳合金鋼，如440Cr鋼等。表面淬火后，齒面硬度一般為40～55HRC。特點是抗疲勞點蝕、抗膠合能力高，耐磨性好。由于齒心部末淬硬，齒輪仍有足夠的韌性，能承受不大的沖擊載荷。 2) 滲碳淬火 常用于低碳鋼和低碳合金鋼，如20Cr鋼等。滲碳淬火后齒面硬度可達(dá)56～62HRC，而齒心部仍保持較高的韌性，輪齒的執(zhí)彎強(qiáng)度和齒面接觸強(qiáng)度高，耐磨性較好，常用于受沖擊載荷的重要齒輪傳動。齒輪經(jīng)滲碳淬火后，輪齒變形較大，應(yīng)進(jìn)行磨齒。 3) 滲氮 滲氮是一種表面化學(xué)熱處理。滲氮后不需要進(jìn)行其他熱處理，齒面硬度可達(dá)700～900HV。由于滲氮處理后的齒輪硬度高，工藝溫度低，變形小，故適用于內(nèi)齒輪和難以磨削的齒輪，常用于含鉻、銅、鉛等合金元素的滲氮鋼，如38CrMoAlA。4) 調(diào)質(zhì) 調(diào)質(zhì)一般用于中碳鋼和中碳合金鋼，如440Cr、35SiMn鋼等。調(diào)質(zhì)處理后齒面硬度一般為220～280HBS。因硬度不高，輪齒精加工可在熱處理后進(jìn)行。5) 正火 正火能消除內(nèi)應(yīng)力，細(xì)化晶粒，改善力學(xué)性能和切削性能。機(jī)械強(qiáng)度要求不高的齒輪可采用中碳鋼正火處理，大直徑的齒輪可采用鑄鋼正火處理【11】。 一般要求的齒輪傳動可采用軟齒面齒輪。為了減小膠合的可能性，并使配對的大小齒輪壽命相當(dāng)，通常使小齒輪齒面硬度比大齒輪齒面硬度高出3050HBS。這是因為小齒輪受載荷次數(shù)比大齒輪多，且小齒輪齒根較薄，強(qiáng)度低于大齒輪。為使兩齒輪的輪齒接近等強(qiáng)度，小齒輪的齒面要比大齒輪的齒面硬一些。對于高速、重載或重要的齒輪傳動，可采用硬齒面齒輪組合，齒面硬度可大致相同。綜上所述，選擇大小齒輪材料均為20CrMnTi，滲碳后淬火處理，強(qiáng)度極限為1100Mpa，屈服極限為850Mpa，齒芯部硬度為300HBS。 按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計齒坯基本參數(shù)的確定：1）軸交角與傳動比i，是根據(jù)齒輪副的傳動要求確定的。2）根據(jù)齒輪副所要傳遞的功率、扭矩，利用經(jīng)驗公式或圖表確定小輪外端的節(jié)圓直徑d和小輪齒數(shù)z1（不小于5）?；↓X錐齒輪的外端模數(shù)m可以根據(jù)公式確定。3）大輪的齒數(shù)Z=iz1計算后圓整，且大輪與小輪的齒數(shù)之和不小于904）齒面寬b的確定。查表，一般選擇為外錐距。5）根據(jù)大輪和小輪的旋轉(zhuǎn)方向確定齒輪的旋向。齒輪的旋轉(zhuǎn)方向是根據(jù)傳動要求確定的，它的選擇要保證齒輪副在嚙合的過程中有互相推開的軸向力。6）為了保證齒輪副具有一定的重合度，應(yīng)選擇合適的螺旋角，一般選擇位35度。可以根據(jù)經(jīng)驗表格來選取適當(dāng)?shù)穆菪?，并可根?jù)公式計算相應(yīng)的重合度。B為齒寬，Re為外錐距，R為中點錐距，Ri為內(nèi)錐距，MF為端面重合度。 （3） （4）7）壓力角的確定。壓力角一般有1125度等，弧齒錐齒輪一般用20度。壓力角太小減小了齒輪的強(qiáng)度，并容易發(fā)生根切，但柔性增大；壓力角太大容易使得齒頂變尖，降低重合度。小轎車為了降低噪聲、運轉(zhuǎn)平穩(wěn)，采用小壓力角。載重汽車一般用大的壓力角，以增大齒輪的強(qiáng)度。 8）齒頂高系數(shù)、頂隙系數(shù)與側(cè)隙。查表，一般當(dāng)小輪齒數(shù)12時，。側(cè)隙查表選取。9）變位系數(shù)的選擇。根據(jù)傳動比與齒輪的齒數(shù)。 參數(shù)確定如下：(1）選用弧齒錐齒輪傳動。齒輪精度為8級。(2）計算齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩。由于汽油機(jī)的最高轉(zhuǎn)速n1=6500 r/min，根據(jù)傳動比i=，則小齒輪的轉(zhuǎn)速為n2=6500/=3050r/min，大齒輪功率近似P=。 割草機(jī)行走車輪設(shè)計割草機(jī)的行走輪由內(nèi)齒輪和輪胎組成。內(nèi)齒輪根據(jù)前面的設(shè)計要求材料選取45鋼。輪胎在此不僅僅與內(nèi)齒輪輪配合，也是與地面抓合產(chǎn)生動力的關(guān)鍵所在，因此輪胎的大小尺寸應(yīng)與割草機(jī)的整體形狀和尺寸緊緊相連。輪胎的外徑是=260mm,而其具體形狀是參照《現(xiàn)代機(jī)械設(shè)備設(shè)計手冊》中驅(qū)動輪的形狀尺寸，外圈材料為橡膠?！?2】選取外輪直徑：=260mm,由公式n=v/D得：外輪的轉(zhuǎn)速 n=48103/。行走輪的具體結(jié)構(gòu)及尺寸如下圖3:圖3行走輪Fig 3 Wheel材料選擇依據(jù)：45號鋼為優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)用鋼,硬度不高易切削加工,模具中常用來做模板、梢子、導(dǎo)柱等,但須熱處理。調(diào)質(zhì)處理后零件具有良好的綜合機(jī)械性能，廣泛應(yīng)用于各種重要的結(jié)構(gòu)零件，特別是那些在交變負(fù)荷下工作的連桿、螺栓、齒輪及軸類等。但表面硬度較低，不耐磨?？捎谜{(diào)質(zhì)＋表面淬火提高零件表面硬度。隨著現(xiàn)代工業(yè)的飛速發(fā)展,儀器設(shè)備的功率越來越大,轉(zhuǎn)速越來越快,振動和噪聲的危害也越來越突出。振動和噪聲不僅影響產(chǎn)品質(zhì)量和操作精度、縮短產(chǎn)品壽命、危及安全性,而且污染環(huán)境，影響人身健康【13】。因此,掌握振動與噪聲控制技術(shù)是各國工業(yè)發(fā)展面臨的重大課題。消除振動和噪聲的有效方法之一是減少振動源的振動和隔