由课本[1]表8-6查得q=0.10kg/m,单根V带的初拉力: F0=500PC/ZV(2.5/Kα-1)+qV2
=500x5.38/4x6.28(2.5/0.93-1)+0.11x6.282 =181.54kN
则作用在轴承的压力FQ FQ=2ZF0sin(α1/2)
=2×4×181.54sin(154°/2) =1415N
9)计算带轮的宽度B B=(Z-1)e+2f =(4-1)×15+2×10 =65 mm
10)大带轮结构设计
可知dd2>300mm,则选择轮辐式V带轮。与大带轮相配的轴直径 大带轮可以采用轮辐式结构,带速>30 m/s 用铸铁HT150 轮槽宽度 14×5=70
㈡.齿轮设计计算
(1)选择齿轮材料与热处理
所设计齿轮传动属于闭式传动,通常齿轮采用软齿面。选用价格便宜便于制造的材料,小齿轮材料为45钢,调质,齿面硬度229-286HBS;大齿轮材料也为45钢,正火处理,硬度为169-217HBS;
精度等级:运输机是一般机器,速度不高,故选8级精度 (2)按齿面接触疲劳强度设计
该传动为闭式软齿面,主要失效形式为疲劳点蚀,故按齿面接触疲劳强度设计,再按齿根弯曲疲劳强度校核。
设计公式为:d1≥ 76.43[KT1(U+1)/φdu[σH]2) ]1/3 ①载荷系数K 查课本[1]表8-21 K=1.2 ②转矩TI TI=135300N·mm ③疲劳许用应力
6
[σH] =σσσ
Hlim
ZNT/SH
按齿面硬度中间值查[1]图10-24
Hlim1Hlim2
=600Mpa =550Mpa
接触疲劳寿命系数Zn:按一年300个工作日,每天16h计算,由公式N=60njLh 计算
N1=60×300×8×300×16 =6.9x10
N2=N1/i齿=6.9x109 /4.55 =1.52×108
查[1]课本图13-34中曲线1,得 ZNT1=1.04 ZNT2=1.12 按一般可靠度要求选取安全系数SH=1.0 [σH]1=σ=624 Mpa [σH]2=σ=616Mpa
故得:[σH]= 616Mpa ④计算小齿轮分度圆直径d1
由[1]课本表13-9 按齿轮相对轴承对称布置, 取 φd=1.0 U=4.55
由[1]课本表13-10得ZE=189.8(N/mm2)1/2 将上述参数代入下式
d1≥76.43[KT1(U+1)/φdu[σH]2) ]1/3 =61.43mm ⑤计算圆周速度
V= nIπd1/(60×1000)
=300×3.14×61.43/(60×1000) =0.97m/s
V<6m/s 故取8级精度合适
7
Hlim2Hlim18
ZNT1/SH
=600x1.04/1
ZNT2/SH
=550x1.12/1
(3)确定主要参数 ①齿数 取Z1=25
Z2=Z1×i齿=25×4.55=113.75取Z2=114 ②模数 m=d1/Z1=61.43/25=2.45 查模数标准表格10-3,取m=2.5mm ③分度圆直径
d1=m Z2=25×2.5=62.5mm d2=m Z2=114×2.5=285mm ④中心距
a=(d1+ d2)/2 =(62.5+285)/2 =173.75mm ⑤齿宽
b=φd*d1=1.0×65=65mm 取b2=65mm b1=b2+5 mm=70 mm (4)校核齿根弯曲疲劳强度 ①齿形系数YF
查[1]课本表10.13 YF1=2.65 YF2=2.176 ②应力修正系数YS 查[1]课本表10.14 YS1=1.59 YS2=1.808 ③许用弯曲应力[σF] [σF]=σ
σ
Flim
YNT/SF
=220Mpa
由课本[1]图10.25 按齿面硬度中间值得
Flim1
=240Mpa σ
Flim2
由课本[1]图13-33 得弯曲疲劳寿命系数YNT:
YNT1=YNT2=1
按一般可靠性要求,取弯曲疲劳安全系数SF=1 计算得弯曲疲劳许用应力为
8
[σF1]=σ校核计算
Flim1
YNT1/SF=240×1/1=240Mpa YNT2/SF =220×1/1=220Mpa
[σF2]= σ
Flim2
σF1=2kT1YF1YS1/ (bm2Z1)
=2×1.2×135300×2.65×1.59/(65×2.52×25)=134.7Mpa< [σF1] σF2=2kT1YF2YS2/ (bm2Z1)
=134.7×1.808×2.716/(1.59×2.65) =157Mpa< [σF2]
故轮齿齿根弯曲疲劳强度足够 (5)齿轮的几何尺寸计算 齿顶圆直径da
da1 =d1+2ha=62.5+5=67.5mm da2=d2+2ha=285+5=290mm 齿全高h
h=(2 ha*+c*)m=(2+0.25)×2.5=5.625mm 齿根高hf=(ha*+c*)m=1.25×2.5=3.125mm 齿顶高ha= ha*m = 1×2.5=2.5mm 齿根圆直径df
df1=d1-2hf=62.5-6.25=56.25mm df2=d2-2hf=285-6.25=278.75mm (6)齿轮的结构设计
小齿轮采用齿轮轴结构,大齿轮采用锻造毛坯的腹板式结构。 大齿轮的有关尺寸计算如下: 轴孔直径d=60mm
轮毂直径D1=1.6d=60×1.6=96mm 轮毂长度L=1.2d=1.2×60=72mm 轮缘厚度δ0=(3-4)m=9-12mm 取δ0=10mm
轮缘内径D2=da2-2h-2δ0=285-2×5.625-20 =263.75 mm
9
取D2 =300mm
腹板厚度C=(0.2-0.3)b=13-19.5mm 取C=18mm
腹板中心孔直径D0=0.5(D1+D2)=0.5(96+300)
=198mm
腹板孔直径d0=15-25mm 取d0=20mm 齿轮倒角取C2
六、轴的设计计算
Ⅰ、输入轴的设计计算 1、轴的结构设计
①轴上零件的定位,固定和装配
选用45#调质钢,硬度(217~255HBS)单级减速器中可将齿轮安 排在箱体中央,相对两轴承对称分布,齿轮左面由轴肩定位,右面 用套筒或者弹性挡圈轴向固定,联接以平键作过渡配合固定,两轴 承分别以轴肩和套筒定位,则采用过渡配合固定。 ②确定轴各段直径和长度
2、轴的结构设计
①轴上零件的定位,固定和装配
单级减速器中可将齿轮安排在箱体中央,相对两轴承对称分布,齿轮左面由轴肩定位,右面用套筒轴向固定,联接以平键作过渡配合固定,两轴承分别以轴肩和大筒定位,则采用过渡配合固定
②确定轴各段直径和长度
1/3=(107~118)
d1≥C(P1/n1)(4.25/300)
1/3=107~118)1/3=(42.1~46.2)mm
d2≥C(P2/n2)(4.04/65.97)
③选取联轴器类型
1/3=(26.2~28.6)mm
联轴器的孔径,由表14-1查得Ka=1.3,则联轴器的计算转矩
10