【正文】 (4)按齒根彎曲強(qiáng)度驗(yàn)算： 齒根彎曲應(yīng)力 KnmeF SaFatmFFVAF YYYmb YYKKKKK ????? 2,12,12,1 ? （ 312） 1） 齒向載荷分布系數(shù) ?? ?? HF KK 2)齒間 載荷分布系數(shù) ?? ?? HF KK 3)有效寬度 mmbb eHeF ?? 4)最小安全系數(shù) 1min ?FS （按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)取） 5）應(yīng)力修正系數(shù) 2?STY 6）錐齒輪系數(shù) 1?KY 7）中間法向模數(shù) o s7c o s ???? ?mmnm mm ? 劉曉輝：掘進(jìn)機(jī)裝載機(jī)構(gòu)及裝載減速器 設(shè)計(jì) 30 8）齒形系數(shù) FaY ， ?? mvn zz ?? 31 11 c osc os ， 查資料圖，當(dāng) ?x 時(shí)， 1FaY = ?? mvn zz ?? 32 22 c o sc o s ，查資料圖，當(dāng) ?x 時(shí)， 2FaY = 9)應(yīng)力修正數(shù) SaY ，查資料圖，可得， , 21 ?? SaSa YY 10）重合度系數(shù) ?Y ，由下式求得： os3414c os341 22 ??????? ??? ? ? bmY 11）螺旋角系數(shù) ?Y ， 1??? ，故 ??????? ?mY ?? ?? 12）相對(duì)齒根圓角敏感系數(shù) relTY? ， 根據(jù)資料圖，由 11 , re lTSa YY ?得? =；由 ?? 22 r e lTSa YY ?，得 13）相對(duì)齒根表面狀況系數(shù) RrelTY ， 由資料圖， ? ? ???? zR r e l T RY 14）尺寸系數(shù) XY ， 由資料表，令 , ???? nmXnm mYm 15）彎曲極限應(yīng)力值 limF? ，由資料圖， MQ 為 limF? =470N/mm2， ML為 limF? =320 N/mm2， 考慮到我國(guó)鋼材的彎曲強(qiáng)度偏低，可靠性差，因此取平均值， limF? =400 N/mm2。 由于 ISO 公式未考慮非零變位的影響，而實(shí)際上該設(shè)計(jì)采用 “節(jié)點(diǎn)區(qū)至少有兩對(duì)齒保持嚙合 ”，故需按表 13326 進(jìn)行修正，即取變位類型影響系數(shù) Zb= 修正。 第二級(jí)齒 輪傳動(dòng)計(jì)算： （ 1）選擇齒輪材料 小輪選用表面硬化處理的鋼：硬度 58HRC； 小輪選用表面硬化處理的鋼：硬度 58HRC； （ 2）基本參數(shù)的確定： 小輪齒數(shù) Z1 在一般工業(yè)用弧齒錐齒輪表中查取 Z1=10 大輪齒數(shù) Z2， Z2=iZ1=10= 圓整取 Z2=44 齒數(shù)比 u= Z2/Z1=44/10= 傳動(dòng)比誤差 uu/? =（ ） /= 誤差在 ? 5%范圍內(nèi) 小輪轉(zhuǎn)矩 T1= 小齒輪大端分度圓直徑 d1 由下式求得： 3l i m211 s i nHAb u KKTZeZd ? ?? ?? （ 35） 錐齒輪類型幾何系數(shù) e，查資料表，得 e=1100； 變位后強(qiáng)度影響系數(shù) Zb,查資料表，得 Zb=； 齒寬比系數(shù) ?Z ，查資料表，得 ?Z =； 使用系數(shù) AK ，查資料表，得 AK =； 齒向載荷分布系數(shù) ?K ，由式 ?K = beK? ，其中 beK? 為軸承系數(shù)，查表可得 beK? = 則可求得 ?K ==； 軸交角 ? ， ? =900； 試驗(yàn)齒輪的接觸疲勞極限 limH? ，查資料表，得 limH? =1500 N/mm2 則 3l i m211 s i nHAb u KKTZeZd ? ?? ?? = 3 2 90s i ? ?????? = 選定模數(shù) m， m=d1/Z1=,查表，得 m=7； 小齒輪大端分度圓直徑的參數(shù)圓整值 d1= ?1d =Z1m=107=70mm 遼寧工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 25 大齒輪大端分度圓直徑 d2=mZ2=744=308mm 軸交角 ? ， ?=900； 齒數(shù)比 u， u=Z2/Z1=44/10= 選取齒形角 ? ， ? =20o 選取螺旋角 m? ， m? = 齒頂高系數(shù) ?ah , ?ah =1 頂隙系數(shù) ?c ， ?c = 變位系數(shù) x, x1=,x2= 節(jié)錐角 1? =???c o s/ s inar c tan 12 ZZ=00 90co s10/44 90s inar ct an ?= 2? =90o1? =o 平均當(dāng)量齒輪齒數(shù) vmZ ， vmZ = mmZZ 0 o s o o sc o 2211 ??????? ??????????? ? ???? 節(jié)錐與分錐比值 Ka, 01 0 ????? ?vma ZxK 中點(diǎn)當(dāng)量齒輪分度圓壓力角 m? ， ?c o st a na r c t a n 0 ?? mm ??? 中點(diǎn)當(dāng)量齒輪嚙合角 m?? ， ?6 osa r c c os ???amm K ?? 齒面寬 b,通常情況下大小輪齒面寬相等，一般取 1/3 外錐距 Re 與 10 倍模數(shù)之較小值， 其中外錐距 Re=? =? 則外錐距 Re=70/=158mm 由于 1/3Re=10m=70mm 因此齒面寬 b=53mm 中點(diǎn)錐距 R， R==53= 齒全高 h, ? ? mmmchh a ???? ?? ? 劉曉輝：掘進(jìn)機(jī)裝載機(jī)構(gòu)及裝載減速器 設(shè)計(jì) 26 分圓齒頂高 ah ， ? ?mxhh aa ???? ? ，則 mmhmmh aa , 21 ?? 分圓齒根高 fh ， af hhh ?? ，則 mmhmmh ff , 21 ?? 節(jié)圓齒根高 fh? ， ? ? ?c o s/ dKhh aff ???? ， 則 mmhmmh ff , 21 ???? 節(jié)圓齒頂高 ah? ， fa hhh ???? ，則 mmhmmh aa , 21 ???? 頂圓直徑 ad ， ?co s2 aa hdd ??? ，則 mmdmmd aa 0 8, 21 ?? （ 3） 齒面接觸強(qiáng)度驗(yàn)算： 由下式計(jì)算接觸應(yīng)力 2211uudb KKKKKZZZZZmeHtmHHVAKEHH ??? ????? （ 36） 1）節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù) HZ 按下式計(jì)算 HZ =Wttb?? ?tanc os c os22 （ 37） ? ?0c o ss ina r cs in ???? mbmb ?? = ? ???? 20co inar cs in ??? mt ?? ， WmWt ?? ?? =0 則 HZ =??? a os os22 = 2）彈性系數(shù) EZ ，由查表得，鋼對(duì)鋼， EZ = 2/mmN 3）重合度系數(shù) ?Z ，由下式求得 ?Z = ? ?? ????? ???? ??? 3 14 （ 38） 7158 ??? mRRm em = a a n ??????mmeH mb ? ?? ? =1 遼寧工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 27 mmR Rdr e aa m v o s1582 o s2 111 ??? ??? ?? mmR Rdr e aa m v os1 582 31c os2 222 ??? ??? ?? mmRRdr e mb m v os1582 os2 c os 111 ??? ???? ? ??? mmRRdr e mb m v os1582 os2 c os 222 ??? ???? ? ??? ? ? mmrrrrrrg mb m vb m vb m va m vb m va m vam a n212 22 22 12 1 ???????? ? mmmp mmm o o s ????? ??? ??? mm pg ??? 則 ? ? ? ? 23 23 ???????Z 4）螺旋角系數(shù) ?Z ， osc os ??? ?mZ ?? 5）有效寬度 eHb ， mmbbb eFeH ????? 6）錐齒輪系數(shù) KZ , KZ = 7)使用系數(shù) AK ， AK = 8）齒寬中點(diǎn)分錐上的圓周力 tmF ， mmRRdd em ?? Nd TF mtm 520 0020 00 1 1 ???? 9）動(dòng)載系數(shù) VK ，由式 1?? NKKV 求得， N= 221?? u uZ tm? （ 39） 31 vtmA eH CFK bKK ?? （ 310） 劉曉輝：掘進(jìn)機(jī)裝載機(jī)構(gòu)及裝載減速器 設(shè)計(jì) 28 齒寬中點(diǎn)分錐上的圓周速度 smnd mtm / 0 0 0 0 5 6 0 0 0 0/11 ????? ?? 則代入數(shù)據(jù)可求得 N=，處于亞臨界區(qū)。 . 各軸功率、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩的計(jì)算 按指導(dǎo)書表 確定各零件效率?。? 聯(lián)軸器效率： 聯(lián)? = 齒輪嚙合效 率： 齒? = 遼寧工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 19 滾動(dòng)軸承效率：承?= 0 軸：電動(dòng)機(jī)軸 P0 =Pr =11KW n0=1455r/min T0=11103/1455= mN? I 軸：第一級(jí)減速高速軸 P1=P0? 01=P0聯(lián)? =11= n1=n0 /i01 =n0 /i聯(lián) =1455/1=1455r/min T1 =P1 /n1 =103/1455= mN? Ⅱ 軸：第一級(jí)減速低速軸 P2 =P1 12? =P1齒? 承? == n2 =n1 /i12 =n1 /i1 =1455/=562r/min T2 =P2/n2=103/562= mN? Ⅲ 軸 :第二級(jí)減速低速軸 P3=P223? =P2齒? 承? == n3=n2/i23=n2/i2=562/=129 r/min T3=P3/n3=103/129= mN? Ⅳ 軸：第三級(jí)減速高速軸 P4=2P3P 運(yùn) =2= n4=n3=129r/min T4=P4/n4=103/129= mN? Ⅴ 軸 :第三級(jí)減速低速軸 P5=P445? =P4齒? 承? == n5 =n4 /i45 =n4 /i3 =129/=40 r/min T5=P5/n5 =103/40= mN? 劉曉輝：掘進(jìn)機(jī)裝載機(jī)構(gòu)及裝載減速器 設(shè)計(jì) 20 齒輪部分設(shè)計(jì) 第一級(jí)齒輪傳動(dòng)計(jì)算： （ 1） 選擇齒輪材料： 小輪選用合金剛，表面滲碳 HRC1=5662 大輪選用合金剛，表面滲碳 HRC2=56—62 (2)按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)計(jì)算： 采用斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)，按 ? t=(～ ) 3 11 /nPn 估取圓周速度 ? t=,參考教材表 814， 815。 取裝載耙爪部分減速器的傳動(dòng)比為 i3= 則 中間輸送機(jī)機(jī)頭部分減速器的傳動(dòng)比 i12=3ii = = 取中間輸送機(jī)機(jī)頭減速器的第一級(jí)減速，即斜齒圓柱齒輪減速的傳動(dòng)比為 i1= 則中間輸送機(jī)機(jī)頭減速器的第二級(jí)減速，即弧齒錐齒輪減速的傳動(dòng)比 i2=112ii = = 設(shè)中間輸送機(jī)機(jī)頭減速器的第一級(jí)減速為第一級(jí)減速，中間輸送機(jī)機(jī)頭減速器的第二級(jí)減速為第二級(jí)減速，裝載耙爪 部分減速器為第三級(jí)減速，以下通稱為這樣。 由前面確定的裝載耙爪耙集次數(shù) N=40 次 /分。 主要性能參數(shù)如表 31 表 31 電動(dòng)機(jī)型號(hào) Table 31 Motor Model 型號(hào) 功率 同步轉(zhuǎn)速 滿載轉(zhuǎn)速 額定電壓 重量 絕緣等級(jí) YBU11 11KW 1500r/min 1455r/min 660V 217