【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 表 31所示： 唐 山 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 9 表 31 項(xiàng) 目 電動(dòng)機(jī)軸 高速軸 低速工作軸 轉(zhuǎn)速（ r/min） 980 980 480 功率（ kW） 30 30 28 轉(zhuǎn)矩（ N m） 20xx 20xx 1959 傳動(dòng)比 1 1 效率 1 傳動(dòng)箱體內(nèi)直齒輪設(shè)計(jì) 齒輪傳動(dòng)是機(jī)械傳動(dòng)中最重要的傳動(dòng)之一，形式很多，應(yīng)用廣泛，傳遞的功率可達(dá)近十萬(wàn)千瓦，圓周速度可達(dá) 200m/s。 齒輪傳動(dòng)的主要特點(diǎn)有： 1）效率高 在常用的機(jī)械傳動(dòng)中，以齒輪傳 動(dòng)的效率為最高。如一級(jí)圓柱齒輪傳動(dòng)的效率可達(dá) 99%。這對(duì)大功率傳動(dòng)十分重要，因?yàn)榧词剐手惶岣?1%，也有很大的經(jīng)濟(jì)意義。 2）結(jié)構(gòu)緊湊 在同樣的使用條件下，齒輪傳動(dòng)所需的空間尺寸一般較小。 3）工作可靠、壽命長(zhǎng) 設(shè)計(jì)制造正確合理、使用維護(hù)良好的齒輪傳動(dòng)，工作十分可靠，壽命可長(zhǎng)達(dá)一、二十年，這也是其他機(jī)械傳動(dòng)不可比擬的。這對(duì)車(chē)輛及在礦井內(nèi)工作的機(jī)器尤為重要。 4）傳動(dòng)比穩(wěn)定 傳動(dòng)比穩(wěn)定往往是對(duì)傳動(dòng)性能的基本要求。齒輪傳動(dòng)獲得廣泛應(yīng)用，也就是由于具有這一特點(diǎn)。 但是齒輪傳動(dòng)的制造及安裝精度要求高，價(jià)格較貴 ，且不宜用于傳動(dòng)距離過(guò)大的場(chǎng)合。 齒輪傳動(dòng)可做成開(kāi)式、半開(kāi)式及閉式。如在農(nóng)業(yè)機(jī)械、建筑機(jī)械以及簡(jiǎn)易的機(jī)械設(shè)備中有一些齒輪傳動(dòng)沒(méi)有防塵罩或機(jī)殼，齒輪完全暴露在外面，這叫開(kāi)式齒輪傳動(dòng)。這種傳動(dòng)不僅外界雜物極易侵入，而且潤(rùn)滑不良，因此工作條件不好，輪齒也容易磨損，故只用于低速傳動(dòng)。當(dāng)齒輪傳動(dòng)裝有簡(jiǎn)單的防護(hù)罩，有時(shí)還把大齒輪部分地侵入油池中，則稱(chēng)為半開(kāi)式齒輪傳動(dòng)。他的工作條件雖有所改善，但仍不能做到嚴(yán)密防止外界雜物侵入，潤(rùn)滑條件也不算最好。而汽車(chē)、機(jī)床、航空發(fā)動(dòng)機(jī)等所用的齒輪傳動(dòng)，都是裝在經(jīng)過(guò)精確加工，而且密封嚴(yán)密 的箱體內(nèi)，這稱(chēng)為閉式齒輪傳動(dòng)。它與開(kāi)式或半開(kāi)式的相比，潤(rùn)滑及防護(hù)等條件最好，多用于重要的場(chǎng)合。 本次設(shè)計(jì)中夾送機(jī)需要兩對(duì)齒輪，其中一對(duì)是主動(dòng)軸與固定中的夾送輥軸嚙合，第二對(duì)是夾送輥 軸 之間相同的一對(duì)齒輪的捏合，因?yàn)閮善X輪一樣，因此在本唐 山 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 10 設(shè)計(jì)中只計(jì)算校核一片。 變位齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)步驟 ： 從機(jī)械原理角度來(lái)看，遇到的變位齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)問(wèn)題，可以分為如下兩類(lèi)： （ 1）已知中心距的設(shè)計(jì) 這時(shí)的已知條件是 1z 、 2z 、 m、α、 ，α ， 其設(shè)計(jì)步驟如下： 1）由式 cos cos?， ，α α α α確定嚙合角 cos / cos?， ，α α α α 2) 由式 1 2 1 22 t a n ( ) / ( )x x z z in v? ? ? ?，inv α α α確定變位系數(shù)和 1 2 1 2(x x z z? ? ? ?，inv α inv α ) ( ) / ( 2 t a n α ) 3）由式 ym??，α α 確定中心距變動(dòng)系數(shù) (??，α α )/ 4）由式 12()x x y? ? ?y = 確定齒頂高降低系數(shù) 12()x x y? ? ?y= （ 2）已知變位系數(shù)的設(shè)計(jì) 這時(shí)的已知條件是 1z 、 2z 、 m、α、 1x 、 2x ，其設(shè)計(jì)步驟如下： 1）由式 1 2 1 22 t a n ( ) / ( )x x z z in v? ? ? ?，inv α α α 1 2 1 22 t a n ( ) / ( )x x z z in v? ? ? ?，inv α α α 2）由式 cos cos?， ，α α α α確定中心距 cos / cos?， ，α α α α 3） 由式 ym??，α α 及 12()x x y? ? ?y= 確定中心距變動(dòng)系數(shù) y及齒頂高降低系數(shù) ?y 。 選擇材料、熱處理、精度等級(jí)及齒數(shù) 1． 選精度等級(jí)、材料 1） 材料及熱處理； 選擇小齒輪材料為 40Cr（調(diào)質(zhì)），硬度為 257HBS，大齒輪材料為 45鋼（調(diào)質(zhì)），硬度為 217HBS，二者材料硬度差為 40HBS 選小齒輪齒數(shù)為 1z =22，大齒輪齒數(shù) 21z uz? 22??? , 取 2z =45。 由 文獻(xiàn) [2] 圖 1020c 及圖 1021d 按 MQ 等級(jí)查得： lim1 610HaMP? ? lim 2 550HaMP? ? lim1 290FaMP? ? lim 2 210FaMP? ?。 2） 精度等級(jí)選用 7 級(jí)精度； 3） 由于剪切時(shí)無(wú)軸向力的產(chǎn)生，所以采用直齒圓柱齒輪。 唐 山 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 11 按齒輪齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)計(jì)算 簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)公式（ 109a）： ? ?3211 ???????????HEdtt ZuuTKd ?? 齒寬系數(shù) 取 1a?? 載荷系數(shù) 取 ? 接觸疲勞許用應(yīng)力 ??H? ? ?1 limHN HH K S?? ? 取 121 , , N H NS K K? ? ?代入式中得 ? ?10 . 9 0 6 1 0 5 4 9 ( )1 aH MP? ??? ? ? 2 5501H? ?? ( )aMP? 因 ? ? ? ?12HH??? 故此應(yīng)以 ? ?2H?為計(jì)算依據(jù) 計(jì)算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩 51 1 10 /T P n?? 10 .N mm?? 將上述各值代入公式計(jì)算所需中心距 ? ?3 211 ???????????HEdtt ZuuTKd ?? 325 2 2 8 90 4 10 4 109 2 ??????????? =176mm 按經(jīng)驗(yàn)公式選取模數(shù) n 1 1m / 17 6 / 22 8tdZ? ? ? 由于工作壓力大，查表取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù) nm8? ，所以取 nm8? 。 校核齒面接觸疲勞強(qiáng)度 齒面接觸疲勞許用應(yīng)力 由 文獻(xiàn) [2] 式（ 1020） ? ? limHN HH K S?? ? 應(yīng)力循環(huán)次數(shù)： 唐 山 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 12 1196060 1 29216 10N L an t?? ? ? ? ? ? 2296031 2. 760 1 29 21 6 0. 13 104. 19N L an t?? ? ? ? ? ? 由表 1019 查的接觸疲勞壽命系數(shù) 120. 90 , 0. 95H N H NKK?? 由表 109 查得對(duì)于失效率低于 1% ， 則取 1S? 代入公式得： ? ? 1 0 . 9 0 6 1 0 5 4 9 ( )1 aH MP? ??? ? ? 2 0 . 9 5 5 5 0 5 2 2 . 5 ( )1 aH MP? ??? 齒面接觸疲勞應(yīng)力 由 文獻(xiàn) [2] 式（ 1010） ? ?1( 1 )tH E H HKF uZ Z Z b d u?????? 1120xx200 0 292 .3 332 ( )176tTFdN???? AVK K K K K??? 由表 105 取 ? 由圖 107 取 ? 按對(duì)稱(chēng)布置查圖 109， 并減小 5% ，則取 1K?? ， 查圖 1010， 取 ? ? 由表 107 取 ? 由圖 1014 取 ? 由圖 1015 取 ? ? 將上述各值代入公式中可得： 1 . 2 5 1 . 0 3 1 . 0 6 3 3 2 1 . 6 ( 2 . 0 2 4 1 )1 8 9 . 8 2 . 5 0 . 9 1 7 6 1 7 6 2 . 0 2 4H? ? ? ? ? ?? ? ? ?? ( )aMP? 因 ? ?1H H??? ? ?2H H??? 故此滿足接觸疲勞強(qiáng)度 唐 山 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 13 校核根彎曲疲勞強(qiáng)度 齒根彎曲疲勞許用應(yīng)力 由 文獻(xiàn) [2] 式（ 1023） ? ?FE FNF KS?? ? 由圖 1018 查得彎曲疲勞壽命系數(shù) , 21 ?? FNFN KK 由圖 1020c 查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限 MPaFE 5001 ?? ；大齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限 MPaFE 3802 ?? 由于對(duì)失效率低于 0001 取 ?? ? ?10 . 8 5 5 0 0 3 0 3 . 6 ( )1 . 4 aF MP? ??? ? ?20 . 8 8 3 8 0 2 3 8 . 9 ( )1 . 4 aF MP? ??? 齒根彎曲疲勞應(yīng)力 由 文獻(xiàn) [2] 式（ 1016） ? ?aatF F S FKF Y Y Ybm ????? 根據(jù) 1Z 、 2Z 由圖（ 1031）得 ? ? 根據(jù)圖（ 1020） ? ? 代入式中則得 1 1 1. 03 1. 1 1. 08 28 23 4. 2 0. 6688 290 .1 ( )FaMP? ? ? ? ?? ? ??? 1 222119 0 .1 3 .9 5 8 4 .7 ( )4 .2aaaaF F SFFSaYYYYMP?? ???? 因 ? ?1 1F F??? ， ? ?2 2F F??? ， 故此滿足齒根彎曲疲勞強(qiáng)度條件 。 幾何尺寸計(jì)算 計(jì)算齒數(shù) 唐 山 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 14 1212 21() 22245ma Z ZZZ ZiZ? ??? ?????? ??? ??? 計(jì)算分度圓直徑和齒頂圓直徑及齒根圓直徑 分度原 直徑： 118 22176( )d mz mm? ? ?? 228 45360 ( )d mzmm? ? ?? 齒頂圓直徑： 1*1( 2 ) ( 2 2 2 1 ) 81 9 2 ( )aad z h mmm? ? ? ? ? ?? 2 *2( 2 ) ( 4 5 2 1 ) 83 7 6 ( )aad z h mmm? ? ? ? ? ?? 齒根圓直徑： 1**1( 2 2 ) ( 2 2 2 1 2 0 . 2 5 ) 81 5 6 ( )fad z h c mmm? ? ? ? ? ? ? ? ?? 2 **2( 2 2 ) ( 4 5 2 1 2 0 . 2 5 ) 83 4 0 ( )fad z h c mmm? ? ? ? ? ? ? ? ?? 計(jì)算重合度： 11 1762288( )drmm??? 22 36022180( )drmm??? 11 1922296( )aadrmm??? 22 37622188( )aadrmm??? 111a r c c o s ( c o s / )a r c c o s ( 8 8 c o s 2 0 / 9 6 ) 1 . 1 8aarr???? ? ? 唐 山 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 15 222a r c c o s ( c o s / )a r c c o s (1 8 0 c o s 2 0 / 1 8 8 ) 1 . 1 7aarr???? ? ? 11 1 7 6 9 8 06 0 1 0 0 0 6 0 1 0 0 09 .0 2 ( / )dnms? ?? ??????? 1212( t a n t a n ) ( t a n t a n ) / ( 2 )aazz?? ? ? ? ? ???? ? ? ??? 2 2 ( t a n 1 . 1 8 t a n 2 0 ) 4 5