由式(5-43)计算
由式(5-38)计算齿面接触应力
= 1126.95 MPa < [ζH] = 1180 MPa 安全 (3)校核齿根弯曲疲劳强度 由式(5-44)
按 zv1,zv2
查图5-14,得 YFa1 =2.63,YFa2 =2.25 查图5-15,得 YSa1 =1.60,YSa2 =1.78 由式(5-47)计算Yβ,因 εβ =1.08 > 1.0,
由式(5-48)计算
由式(5-31)
查图5-16c,得 ζFlim1=ζFlim2=375 MPa 查图5-19,得 YN1 =YN2 =1.0
由式(5-32),m = 3.5 < 12 mm,YX1 =YX2 =1.0 取 SFmin=1.4, YST =2.0
MPa
= 522.52 MPa < [ζF]1 = 535.71 MPa 安全 = 497.31 MPa < [ζF]2 = 535.71 MPa 安全 (4) 齿轮主要几何参数
z1=25,z2=76,u = 3.11,mn =3.5 mm,β =
mm mm mm
mm mm mm
mm 取 b1=68 mm b2=63 mm
例5-3 设计用于螺旋输送机的直齿圆锥齿轮传动,已知传递功率P=7.5 kW,小齿轮转速 n1=970 r/min,传动比 i=2.3,工作平稳,单向回传,每天工作8小时,每年1班,预期寿命12年,小齿轮悬臂布置。
解 (1)选择齿轮材料及精度等级
螺旋输送机为一般机械,小齿轮材料选用45钢,调质处理, 由表5-1,查得硬度为217~255HB,取硬度为235~255HB。 大齿轮材料选用45钢,正火处理。
硬度为162~217HB,取硬度为190~217HB。 齿轮精度等级8级
(2)按齿面面接触疲劳强度设计 由式(5-54)
mm
式中
初选 Kt=1.20
N?mm
由式(5-14)
由表5-5,得 取υR = 0.3
由式(5-33) N1 = 60 n1 j Lh=603970313(123300316)=3.353109
查图5-17,得 ZN1=1.0,ZN2=1.0 取 ZW =1.0,SHmin=1.0,ZLVR=0.92
查图5-16,得 ζHlim1=590 MPa,ζHlim2=570 MPa 由式(5-28)
MPa
MPa
= 83.35 mm
取 z1 = 28,z2 = iz1= 2.3x28 =64.4,取 z2 = 65 实际传动比
,与理论值 i = 2.3 相差很小,在允许范围内。
取标准模数 m = 3 mm
由表5-3,取 KA=1.0
查表5-4,得 Kv=1.10
mm mm
mm m/s
mm
b=υRR = 0.3 x 106.16=31.85 mm 取 b=32 mm
查图5-7,得 Kβ=1.14
由式(5-53)
= 507 MPa < [ζH]2 = 524 MPa 安全 (3)校核齿根弯曲疲劳强度 由式(5-55)
按 zv1,zv2
查图5-14,得 YFa1 =2.55,YFa2 =2.17 查图5-15,得 YSa1 =1.63,YSa2 =1.83
查图5-18 b,得 ζFlim1=220 MPa,ζFlim2=210 MPa 查图5-19,得 YN1 =1.0,YN2 =1.0 由式(5-32) YX =1.0 取 YST =2.0,SFmin=1.4 由式(5-31)
MPa
MPa
= 131.70 MPa < [ζF]1 = 314 MPa 安全
= 125.82 MPa < [ζF]2 = 300 MPa 安全
(4) 齿轮主要参数及几何尺寸计算
z1=28,z2=65,u = 2.3,m =3 mm
mm mm
mm
mm mm mm
mm b=32 mm
例5-4 图示滑移齿轮变速箱。各齿轮均为标准直齿圆柱齿轮,除齿数不同外,其他参数及材料均相同。按无限寿命考虑,问当功率不变时,应按哪一对齿轮进行强度计算?说明理由。
依题意可知各齿轮的许用应力均相同。因此应按接触应力大的那对齿轮进行接触疲劳强度计算;按弯曲应力大的那个齿轮进行弯曲疲劳强度计算。解此类问题时,应根椐接触应力和弯曲应力的有关计算公式,结合题给的条件分析由于齿数不同引起公式中哪些参数变化,进而找出受应力最大的齿轮。
(1)比较各齿轮分度圆直径的大小 这三对齿轮齿数和是相等的,即
36+36=52+20=28+44=72
因为都是标准齿轮,中心距又相同,所以三对齿轮的模数相等。因此,各个齿轮的分度圆直径与齿数成正比。
(2)比较三对齿轮传动中作用力的大小
因传递功率不变(恒功率传动),主功轴转速不变,故主动轴上作用的转矩不变。各对齿轮中的受力与主动轮直径大小成反比,即