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直齿轮设计计算实例

2022-04-10    作者:未知    来源:网络文摘

    已知条件:斜齿圆柱齿轮传动,输入功率为PII=3.96kw,齿轮转速为nII=169r/min,传动比为i2=2.64,由电动机驱动,工作寿命为10年,每年工作300天,每天工作16小时,轻微冲击,转向不变。

1、齿轮基本参数选定(齿轮设计参照《机械设计》教材进行设计)

(1)运输机为一般工作机器,速度不高,故选用8级精度。

(2)材料:参照表10-1高速级小齿轮选用45#钢调质处理,齿面硬度为250HBS。高速级大齿轮选用45#钢调质处理,齿面硬度为220HBS。

(3)小齿轮齿数初选为直齿轮设计计算实例 图1,大齿轮齿数直齿轮设计计算实例 图2

2、按齿面接触强度计算

由设计计算公式(10-9a)进行计算,即

直齿轮设计计算实例 图3

(1)确定公式内的各计算数据

①试选载荷系数直齿轮设计计算实例 图4

②计算小齿轮传递的转矩

直齿轮设计计算实例 图5

③由表10-7选取齿宽系数直齿轮设计计算实例 图6

④由表10-6查得材料的弹性影响系数直齿轮设计计算实例 图7

⑤由图10-21d按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限直齿轮设计计算实例 图8,大齿轮的接触疲劳强度极限直齿轮设计计算实例 图9

⑥由式10-13计算应力循环次数。

直齿轮设计计算实例 图10

直齿轮设计计算实例 图11

⑦由图10-19取接触疲劳寿命系数直齿轮设计计算实例 图12  直齿轮设计计算实例 图13

⑧计算接触疲劳许用应力

取失效概率为1%,安全系数S=1,由式(10-12)得

直齿轮设计计算实例 图14

直齿轮设计计算实例 图15

﹙2﹚计算

①试算小齿轮分度圆直径直齿轮设计计算实例 图16,代入直齿轮设计计算实例 图17中最小值。

直齿轮设计计算实例 图18

②计算圆周速度v

直齿轮设计计算实例 图19

③计算齿宽b

直齿轮设计计算实例 图20

④计算齿宽与齿2之比直齿轮设计计算实例 图21

模数直齿轮设计计算实例 图22

齿高 直齿轮设计计算实例 图23

直齿轮设计计算实例 图24

⑤计算载荷系数

根据直齿轮设计计算实例 图25,8级精度,由图10-8查得动载荷系数直齿轮设计计算实例 图26

直齿轮,直齿轮设计计算实例 图27

由表10-2查得使用系数直齿轮设计计算实例 图28

由表10-4用插值法查得8级精度、小齿轮相对支承非对称布置时,直齿轮设计计算实例 图29

直齿轮设计计算实例 图30直齿轮设计计算实例 图31查图得直齿轮设计计算实例 图32

故载荷系数直齿轮设计计算实例 图33

⑥按实T的载荷系数校正所算得的分度圆直径,由式(10-10a)得

直齿轮设计计算实例 图34

⑦计算模数m

   直齿轮设计计算实例 图35

3、按齿根弯曲强度设计

    由式(10-5)得弯曲强度的设计公式为

直齿轮设计计算实例 图36

(1)确定公式内的各计算数值

①由图10-20c查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限直齿轮设计计算实例 图37,大齿轮的弯曲疲劳强p极限直齿轮设计计算实例 图38

②由图10-18取弯曲疲劳寿命系数直齿轮设计计算实例 图39,直齿轮设计计算实例 图40

③计算弯曲疲劳许用应力

取弯曲疲劳安全系数S=1.3,由式(10-12)得

直齿轮设计计算实例 图41

④计算载荷系数K

直齿轮设计计算实例 图42

⑤查取齿形系数

由表10-5查得直齿轮设计计算实例 图43  直齿轮设计计算实例 图44

⑥查取应力校正系数

由表10-5查得直齿轮设计计算实例 图45  直齿轮设计计算实例 图46

⑦计算大、小齿轮的直齿轮设计计算实例 图47并加以比较

直齿轮设计计算实例 图48

故小齿轮的数值较大。

(2)设计计算

直齿轮设计计算实例 图49

    对比计算结果,由齿面接触疲劳强度计算的模数m大于由齿根弯曲疲劳强度计算的模数,由于齿轮模数m的大小主要取决于弯曲强度所决定的承载能力,而齿面接触疲劳强度所决定的承载能力,仅与齿轮直径有关,可取弯曲强度算得的模数2.22并就近圆整为标准值直齿轮设计计算实例 图50,按接触疲劳强度算得的分度圆直径直齿轮设计计算实例 图51,算出小齿轮齿数

直齿轮设计计算实例 图52

大齿轮齿数直齿轮设计计算实例 图53

4、几何尺寸计算

(1)计算分度圆直径

直齿轮设计计算实例 图54

(2)计算中心距

直齿轮设计计算实例 图55

(3)计算齿宽

直齿轮设计计算实例 图56

直齿轮设计计算实例 图57  直齿轮设计计算实例 图58

(4)计算齿顶圆和齿底圆直径

直齿轮设计计算实例 图59

直齿轮设计计算实例 图60

直齿轮设计计算实例 图61

直齿轮设计计算实例 图62

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