【文章內(nèi)容簡介】 西京學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 7 第 3 章 齒輪的設(shè)計 已知條件：輸入功率 kWp ? ，小齒輪轉(zhuǎn)速 1 53 .89 / minnr? ，齒數(shù) 比??iu ，由于電動機(jī)驅(qū)動，工作壽命 10 年（設(shè)每年工作 300 天）。 選定齒輪類型、精度等級、材料及齒數(shù) (此處參考文獻(xiàn) :《機(jī)械設(shè)計》高等教育出版社 第八版 ) ：由教材表 101 選擇小齒輪材料為 40Cr （調(diào)質(zhì)），硬度為 280HBS ，大齒輪材料為 45 鋼（調(diào)質(zhì)），硬度為 240HBS ，二者材料硬度差為 40HBS 。 ，速度不高，故選用 7 級精度（ 10095 88GB ? ） 1 20z? ，大齒輪齒數(shù) ???z ，初選螺旋角 14? ?? 按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計 ? ?3211 1 ???????????? H EHadttZZuuTKd?? () 1. 確定公式內(nèi)的各計算數(shù)值 1） .試選載荷系數(shù) ? 。 2） .由教材圖 1030 選取區(qū)域系數(shù) ? 。 3） .由圖 1026 查得 1 ?? ? 、 2 ?? ? ，則 ???a? 。 4） 計算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩 mmNn PT ???????? 551151 5）由 107 選取齒寬系數(shù) 1??d ，由表 106 查得材料的彈性影響系數(shù) MP? 6）由圖 1021d 按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限 lim 1 600HaMP? ? ，大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限 lim 2 550HaMP? ? 。 西京學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 8 7） .由 60 hN njL? 計算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)，其中 n為齒輪的轉(zhuǎn)速， j 為齒輪每轉(zhuǎn)一圈同一齒 面嚙合的次數(shù)， hL 為齒輪的工作壽命（單位為小時）。 811 ????????? hjLnN 7712 ????? iNN 8） .由圖 1019 取接觸疲勞壽命系數(shù) ?HNK 、 ?HNK 。 9） .計算接觸疲勞需用應(yīng)力。 取失效概率為 1% ，安全系數(shù) 1S? ，由式 ? ? limHNH K S?? ?得 ? ? aHNH MPSK i m11 ???? ?? ? ? aHNH MPSK 2 25 5 i m22 ???? ?? ? ? ? ? ? ? aHHH 21 ????? ??? 計算 1） .試算小齒輪分度圓直徑 1td ,帶入 ? ?H? 中較小的值 . ? ? mmZZuuKTd H HEadt 22 4 3253211 ??????? ??? ??????????????? ?? 2） .計算圓周速度 v smn /2 4 0 0 060 5 . 5π1 0 0 060 πd 11t ?? ?????? 3） .計算齒寬 b 。 mmdb td ????? 計算齒寬與齒高數(shù)比 hb 模數(shù) mmzdm tt 14c o o s11 ???? ? 西京學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 9 齒高 mmmh t ???? 齒高比 ??hb 4） .計算縱向重合度 ?? a n20xx 1 a n3 1 1 ??????? ?? ? zd 5） .計算載荷系數(shù) 根據(jù) sm/?? 、 7 級精度，由圖 108 查得動載系數(shù) ? 。 直齒輪 1?? FaHa KK 由表 102 查得使用系數(shù) 1?AK 由表 104利用插值法查得 7級精度、小齒輪相對支撐非對稱布置時， ??Hk ，由 ??hb 、 ??Hk 查圖 1013 得 ??FK ，故動載系數(shù) ?????? ?? HHaA KKKKK 6） .按實際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑 ，由311tt kkdd ? 得 mmkkddtt 3311 ???? 7） .計算模數(shù) nm 。 mmzdm n ??? 由式 ? ?3 2121 co s2 ??????????FSaFaadnYYzKTm ?? ? () 1. 確定計算參數(shù) 1） .由圖 1020c 查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限 1 500FE aMP? ? ，大齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限 2 380FE aMP? ? 。 西京學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 10 2） .由圖 1018 取彎曲疲勞壽命系數(shù) ?FNK , ?FNK . 3） .計算彎曲疲勞許用應(yīng)力 取彎曲疲勞安全系數(shù) ? ,由 ? ? FN FEF KKS? ?得 ? ? aFEFNF MPSKK ????? ? ? aFEFNF MPSKK 4 3 8 ????? 4） .計算載荷系數(shù)。 ?? ?FFaVA KKKKK 5） .查取齒形系數(shù) 由表 105 查得 ?FaY ?FaY . 6） .查取應(yīng)力校正系數(shù) 由表 105 查得 1 ? 、 2 ? 。 7） .計算大小齒輪的 ? ?Fa SaFYY? 并加以比較 ? ? 11 ???F SaFa YY ? ? ? 0 15 44 22 ???F SaFa YY ? 大齒輪的數(shù)值大。 設(shè)計計算 ? ? mmYYzKTm F SaFaadn 5 8 1 5 14c o o s2 3 2 253 21 21 ???? ??????????????? ?? ? 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) nm 大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計算的法面模數(shù)，由于齒輪模數(shù)媽的大小主要取決于彎曲強(qiáng)度所決定的承載力，而齒面接觸疲勞強(qiáng)度所決定的承載力 ，僅與齒輪直徑有關(guān)可取由彎曲強(qiáng)度算的的模數(shù),按接觸強(qiáng)度計算的來的分度圓直徑 mmkkdd tt 3311 ????于是西京學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 11 有： 14c o o s11 ????? mdz ? 取 231?z ，則 1 2 2 ????? uzz 。 這樣設(shè)計出的齒輪傳動，既滿足了齒面接觸疲勞強(qiáng)度，又滿足了齒根彎曲疲勞強(qiáng)度，并做到了結(jié)構(gòu)緊湊，避免浪費(fèi)。 mmmzdmmmzdnn 6 214c o s 5 8 2 5c o s8514c o s 5 8 o s2211???????????? 距 mmmzza n o s2 )12523(c o s2 )( 21 ??????? ? 中心距取整為 274mm. ? ? ??? ????? 7 32 5 8 )1 2 523(2a r c c o s 21 a mzz n? 因 ? 值不變，故參數(shù) a? 、 ?K 、 HZ 等不必修正。 mmdb d 858511 ????? 西京學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 12 第 4 章 蝸桿的設(shè)計 已知條件：輸入功率 kWp ? ，轉(zhuǎn)速 1 970 / minnr? ，傳動比 18?oi ，壽命hLh 720xx? 。 根據(jù) / 10085 1988GB T ?的推薦，采用圓柱蝸桿傳動漸開線蝸桿（ ZI 蝸桿）。 考慮到蝸桿傳動功率不大，速度只是中等，故蝸桿選用 45 鋼；因希望效率高些，耐磨性好些，故蝸桿螺旋齒面要 求淬火，硬度為 HRC55~45 。渦輪用鑄錫磷青銅10 1ZCuSn P ，金屬模制造。為了節(jié)約貴重的有色金屬，僅齒圈用青銅制造，而輪芯用灰鑄鐵 100HT 制造。 按齒面接觸疲勞強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計 根據(jù)閉式蝸桿傳動的設(shè)計準(zhǔn)則，先按齒面接觸疲勞強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計，再校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度。由下式傳動中心距 ? ?322 ?????????HE ZZKTa ? ? () 2T 按 1 2z? ，估取效率 ?? ，則 mmNinpnPTo??????????? 75281618970 6162262 ? K 因工作有輕微振動，故取載荷分布不均系數(shù) ?? ；由表 115 選取使用系數(shù) ? ，由于轉(zhuǎn)速不高，取動載系數(shù) ? 。則 1 . 2 1 . 3 1 . 1 1 . 7 2AvK K K K?? ? ? ? ? 西京學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 13 EZ 因選用的是鑄錫磷青銅和鋼蝸桿想配，故 12160EaZ MP? Z? 先假設(shè)蝸桿分度圓直徑 1d 和傳動中心距 a 的比值 1 a?，從圖 1118 中可查得?? 。 ? ?H? 根據(jù)渦輪材料為鑄錫磷青銅 10 1ZCuSn P ，金屬模制造，蝸桿螺旋齒面硬度45HRC? ，可從表 117 中查得渦輪的基本許用應(yīng)力 ? ?` 268HaMP? ? 。 應(yīng)力循環(huán)次數(shù) 82 2 0 0 01897016060 ??????? hLjnN 壽命系數(shù) 108 87 ???HNK 則 ? ? ? ? aHHNH MPK ???? ?? ? ? mmZZKTa HE 49 607 52 81 2322 ????????????????????? ? 取中心距 mma 235? 。因 18?i ，從表 112 中去模數(shù) 8m mm? ,蝸桿分度圓直徑mmd 801 ? 。這時 ??ad ，從圖 1118 中可查得接觸系數(shù) ` ?? ,因為`ZZ??? ，因此以上計算結(jié)果可用。 軸向齒距 mmmp a ?? ? ；直徑系數(shù) 10q? ；齒頂圓直徑 1 96ad mm? ；齒根圓直徑 1 mm? ； 分 度 圓 導(dǎo) 程 角 ` ``111836? ?? ； 蝸 桿 軸 向 齒 厚西京學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 14 1 1 2 .5 6 6 42aS m m m??? 。 渦輪齒數(shù) 412?z ；變位系數(shù) 2 212 ????? mddmax 驗算傳動比 24112 ??? zzi，這時傳動比誤差為 % ??? ，是允許的。 渦輪分度圓直徑 mmmzd 3 2 841822 ???? 渦輪喉圓直徑 mmhdd aa 3 4 4823 2 82 222 ?????? 渦輪齒根圓直 徑 mmhdd ff 0 2 82 222 ??????? 渦輪咽喉母圓半徑 mmdarag 22 ?????? ? ?FFaF YYmdd KT ?? ? ?? 221 () 當(dāng)量齒數(shù) o s 41c o s 3322 ???? ?zZ v 根據(jù) ??x 、 ?vz ，從圖 1119 中可查得齒形系數(shù) 2 ? 。 螺旋角系數(shù) 1 140Y? ????? ? ? ? ? 許用彎曲應(yīng)力 ? ? ? ? FNFF K?? ?? 從表 118 中查得由 10 1ZCuSn P 制造的渦輪的基本許用彎曲應(yīng)力 ? ?` 56FaMP? ? 。 壽命系數(shù) 10986 ???FNK ? ? aF ???? 西京學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 15 aSaFaF MPYYYYmdb KT 7 5 2 8 1 2222 2 ????? ???? ??? 彎曲強(qiáng)度時滿足的。 ? ? ? ? ?v?? ?? ?? t a n t a ~ () 已知 ` ``11 18 36 ? ????； arctanvvf? ? ； vf 與相對滑動速度 sv 有關(guān) . 11 80 1421 /60 1000 c os 60 1000 c os dnv m s? ?? ???? ? ??? 從表 1118 利用插值法查得 ? ， ? ? ，代入式中得 ?? 。大于原估算值，不用重算。 西京學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 16 第 5 章 滾動軸承和傳動軸的設(shè)計 軸上的功率 kWp ? 轉(zhuǎn)速 1 970 / minnr? 轉(zhuǎn)矩 mm5 3 3 6 1 . 8 5 6 N9 7 5 5 0 0 0 01 ????T 求作用在蝸桿上的力 蝸桿分度圓 1 80d mm? 而 1334 . 046 N80 122 1 ???? dTF t NFF t 8 520t a n0 4 3 3 420t a n ????????