对比计算结果,由齿轮面接触疲劳强度计算的模数m1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(即模数与齿数的乘积)有关,可取由弯曲强度算得的模数1.358并就进圆整为标准值m1=2mm 接触强度算得的分度圆直径d1=43.668mm,算出小齿轮齿数
d1??z1m143.325?222
大齿轮z2?i?z1?22?4.67?102.74 取z2?103
这样设计出的齿轮传动,即满足了齿面接触疲劳强度,又满足了齿根弯曲疲劳强度,并做到结构紧凑,避免浪费。
2>.集合尺寸设计 1.计算分圆周直径d1、d2
d1?z1m1?22?2?44mm d2?z2m1?103?2?206mm
2.计算中心距
d1?d2a??(44?206)/2?125mm2
3.计算齿轮宽度
取
b??dd1?1?44?44mm
B2?45mm,B1?50mm。
3>.轮的结构设计
小齿轮采用齿轮轴结构,大齿轮采用实心打孔式结构 大齿轮的有关尺寸计算如下:
轴孔直径d?43mm 轮毂长度 l与齿宽相等
l?45(mm) 轮毂直径D1?178(mm)
轮缘厚度 ?0?10(mm) 板厚度 c?14(mm)
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腹板中心孔直径D0?130(mm) 腹板孔直径d0?20(mm) 齿轮倒角 取n?2(mm) 齿轮工作图如下图所示
六. 低速级齿轮的设计
选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数
1.按简图所示的传动方案,选用直齿圆柱齿轮传动,软齿轮面闭式传动。 2.运输机为一般工作机器,速度不高,故选用7级精度(GB10095-88)。 3.材料选择。由《机械设计》,选择小齿轮材料为40Gr(调质),硬度为280HBS,
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大齿轮为45钢(调质),硬度为240HBS,二者材料硬度差为40HBS。 4.选小齿轮齿数取z4?75
2). 按齿轮面接触强度设计
1. 设计准则:先由齿面接触疲劳强度计算,再按齿根弯曲疲劳强度校核。 2. 按齿面接触疲劳强度设计,即
z3?21,则大齿轮齿数z4?i?z3?21?3.59?75.39
d3t?2.323
1>.确定公式内的各计算数值 1.试选载荷系数
KT3u?1ZE2?()?du[?H]
Kt?1.3。
2.计算小齿轮传递的转矩
9.55?106P???T3??10.36?104N?mmn???
3.按软齿面齿轮非对称安装,由《机械设计》选取齿宽系数
?d?1。
.8MPa。 4.由《机械设计》表10-6查得材料的弹性影响系数ZE?1895.由《机械设计》图10-21d按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限
?Hlim1?600MPa;大齿轮的接触疲劳强度极限?Hlim2?550MPa。
6.计算应力循环次数
N3?60n??jLh?60?205.57?1?365?2?8?10?0.720?109N4?N3?0.2001?108i?
KHN3?0.96;KHN4?0.98。
7.由《机械设计》图6.6取接触疲劳寿命系数8.计算接触疲劳许用应力
取安全系数S=1
[?H]3?
KHN3?Hlim3?0.96?600MPa?576MPaS
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[?H]4?KHN4?Hlim4?0.98?550MPa?539MPaS
2>.设计计算
1. 试算小齿轮分度圆直径
d3t,代入[?H]中较小的值。
KT3u?1ZE2d3t?2.323?()?64.363mm?du[?H]2.计算圆周速度v。
v/?
?d3tn?60?1000???64.363?205.5760?1000?0.692ms
计算齿宽b b??d d3t?1?64.363mm?64.363mm
计算齿宽与齿高之比b/h
mt?d?64.363mm?3.065mm21zh?2.25m?2.25?3.065mm?6.896mm1t1tb64.363??9.33h6.896
3.计算载荷系数K
查表10-2得使用系数KA=1.0;根据v?0.692ms、由图10-8 得动载系数
/?1KV?1.10 直齿轮K???KF??1;
由表10-2查的使用系数KA
查表10-4用插值法得7级精度查《机械设计》,小齿轮相对支承非对称布臵
K由
???1.423
b/h=9.33
K???1.423由图10-13得
KF??1.35故载荷系数
K?KAKVK??K???1?1.10?1?1.423?1.5654.校正分度圆直径d1 由《机械设计》,
d3?d3t3k/Kt?64.363?31.565/1.3mm?70.626mm14
5.计算齿轮传动的几何尺寸 1.计算模数m
m2?d3/z3?70.626/21?3.36mm
2KT3?YFaYSa?m2?32????????dz3?F?2.按齿根弯曲强度设计,公式为
1>.确定公式内的各参数值
1.由《机械设计》图10-20c查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限?Flim3?580MPa;大齿轮的弯曲强度极限?Flim4?380MPa;
2.由《机械设计》图10-18取弯曲疲劳寿命系数KFN3?0.92,KFN4?0.94 3.计算弯曲疲劳许用应力;
取弯曲疲劳安全系数 S=1.4,应力修正系数YST?2.0,得
[?F]3?KFN3YST?FE3?500?0.92/1.4?328.57MPaS KFN4YST?FE4?380?0.94/1.4?255.14MPaS
[?F]4?4.计算载荷系数K
K?KAKVKF?KF??1?1.10?1?1.35?1.4855.查取齿形系数YFa3、YFa4和应力修正系数YSa3、YSa4 由《机械设计》表查得
YFa3?2.76;YFa4?2.26;YSa3?1.56;YSa4?1.764
YFaYSa[?F]并加以比较;
6.计算大、小齿轮的
YFa3YSa3?0.013104[?F]3 YFa4YSa4?0.015625[?F]4
大齿轮大
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