基礎(chǔ)齒輪傳動設(shè)計例題

1、 選擇齒輪精度等級、材料、齒數(shù)1. 解： 級精度。1）帶式輸送機屬于一般機械，且轉(zhuǎn)速不高，故選擇8）因載荷平穩(wěn)，傳遞功率較小，可采用軟齒面齒輪。參考表2，45鋼調(diào)質(zhì)處理，齒面硬度217255HBS11-1，小齒輪選用鋼正火處理，齒面45=460MPa；大齒輪選用=595MPa，F(xiàn)E1HLim1 。=320MPa，硬度162217HBS，=390MPaFE2HLim2。=86，取zz=iz=3.57×24=85.683）選小齒輪齒數(shù)z=24，則2211的誤差小，與要求的傳動比3.5724=3.58/z=86/故實際傳動比i=z12 u=i=3.58。于3%。齒數(shù)比的閉式軟齒面齒輪傳動，

2、應(yīng)按齒面350 HBS對于齒面硬度小于 接觸強度設(shè)計，再按齒根彎曲強度校核。 2. 按齒面接觸強度設(shè)計11-3 設(shè)計公式2?1?2KTuZZd?1HE?3? ?1u?Hd1）查表11-3，原動機為電動機，工作機械是輸送機，且工作平穩(wěn)，取載荷系數(shù)K=1.2。 2）小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩 P2.7T66mm?73671N10.55?9?.?955?10? 1350n13）查表11-6，齒輪為軟齒面，對稱布置，取齒寬系數(shù)=1。 d數(shù)系性彈取故，鋼鍛是都料材輪齒兩，11-4表查）41/2。 Z=189.8MPaE5）兩齒輪為標(biāo)準(zhǔn)齒輪，且正確安裝，故節(jié)點區(qū)域系數(shù)Z=2.5。 H6）計算許用接觸應(yīng)力 ?Z?NH

3、Lim? SHH應(yīng)力循環(huán)次數(shù) 8 ×10×300×10)=10.083500××1×(2×8=60n小齒輪NjL=6h1188 ×10/3.58=2.82N大齒輪=N/i=10.08×1012據(jù)齒輪材料、熱處理以及N、N，查接觸疲勞壽命系數(shù)圖21表，不允許出現(xiàn)點蝕，得接觸疲勞壽命系數(shù)Z=1，Z=1。 N2N1查表11-5，取安全系數(shù)S=1.1。 H計算許用接觸應(yīng)力 ?Z595?1?1N1HLim?540?.9MPa S1H1.11H?Z1390?N22HLim?5.?MPa?354 S2H11.2H取小值

4、代入計算。 H2 ）計算72?Z1Z2KTu?d?H1E?3?1u?2dH25.8?2.58?1189.2?1.2?736713?mm81?.56?35.5835413.?8）計算主要尺寸 模數(shù)m=d/z=81.56/24=3.4mm 11查表4-1，取標(biāo)準(zhǔn)值m=4mm。 分度圓直徑d=mz=4×24=96mm 11 d=mz=4×86=344mm 22齒寬b=d=1×96=96mm，取b=96mm，b=b+6=102mm 2112d中心距a=(d+d)/2=(96+344)/2=220mm 213. 驗算輪齒彎曲強度 2KTYY?Sa1Fa? 按公式11-5校核

5、FFmbd11）由z=24，z=86查圖11-8，得齒型系數(shù)Y=2.77，F(xiàn)a112Y=2.23。 Fa22）由z=24，z=86查圖11-9，得應(yīng)力集中系數(shù)Y=1.58，Sa121Y=1.77 Sa23）計算許用彎曲應(yīng)力 ?Y?NFE? SFF據(jù)齒輪材料、熱處理以及N、N，查彎曲疲勞壽命系數(shù)圖21表，得彎曲疲勞壽命系數(shù)Y=1，Y=1。 N2N1查表11-5，取安全系數(shù)S=1.25。 F計算許用彎曲應(yīng)力 ?Y460?1?1N1FE?368MPa? S1F1.25F?Y1320?N22FE?256MPa S2F25.1F 4）校核計算2KTYY2?1.2?73671?2.77?1.58?11Sa

6、Fa1? 1F96?96bdm?41? ?MPa?368.?2099MPa?1F2KTYY2?1.2?73671?2.23?1.77?21Fa2Sa? 2F96?96?bdm41? ?MPa256?18.93MPa2F 彎曲強度足夠。 4. 驗算齒輪的圓周速度?dn3.14?96?35011?1.76m/sv? 6060?10001000?對照表11-2可知，選用9級精度較為合宜。 5、齒輪結(jié)構(gòu)設(shè)計（略） 試設(shè)計非均勻密度材料攪拌機的傳動裝置單級斜齒圓 例2 速轉(zhuǎn)率P=22kW，電動機功器柱齒輪減速中的齒輪傳動，單向傳4.6=970r/min，用聯(lián)軸器與高速齒輪軸聯(lián)接，傳動比為n1 年。動，單

7、班工作制，預(yù)計壽命10 選擇齒輪材料、精度等級、參數(shù)解：1. ）考慮傳遞功率較大，且有一定沖擊，大、小齒輪均采用1為度輪的齒面硬調(diào)質(zhì)后表面淬火。參考表11-1，取小齒40Cr；大齒輪的齒面硬度=730MPa=1180MPa5055HRC，F(xiàn)E1HLim1 4852HRC，=730MPa。=1180MPa，F(xiàn)E2HLim2 6級精度等級。2）取。=10623=105.8×，取z）選小齒輪齒數(shù)z=23，則z=iz=4.632211 。23=4.61，齒數(shù)比u=i=4.61故實際傳動比i=z/z=106/120 =134）初選螺旋角 按輪齒彎曲強度設(shè)計2. YYKT22SaFa1?cos?

8、m?3?n 設(shè)計公式11-112?Z?F1d 。，取載荷系數(shù)K=1.6）查表111-3 2）小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩P22T66mmN?.?910559?.?5510216600? 1970n1數(shù)布置，取齒寬系11-6，齒輪為硬齒面，對稱3）查表 。=0.8d ）計算當(dāng)量齒數(shù)4033=24.86 cosz=z/cos13=23/1V1033=114.60 cos=z/cos13=106/z2V2 Y=2.17。查圖11-8，得齒型系數(shù)Y=2.74，5）椐z、zFa2V1Fa1V2，Y=1.59力修正系數(shù)圖6）椐z、z查11-9，得應(yīng)Sa1V1V2=1.80 YSa2 =1.25。）查表11-5，取安全

9、系數(shù)S7F 8）計算許用彎曲應(yīng)力/1.25=584MPa =730=/SFFE1F1 /1.25=584MPa/S=730=FFE2F2 ，并比較8）計算大、小齒輪的YY/FFaSa1.59/584=0.0075 4×=2.7YY/F1Sa1Fa11.80/584=0.0069 =2.17×YY/F2Sa2Fa2 小齒輪的數(shù)值大，按小齒輪計算。 9）設(shè)計計算YY2KT2?1SaFa11cos?m?3?n2?Z11dF2?1.6?216600 20?0.0075?cos13?2?.2mm320.8?23查表4-1，取標(biāo)準(zhǔn)值m 。=2.5mmn 10）計算主要參數(shù) 中心距)z?

10、zm()23?1062.5?(21nmm165.5a? 0?cos213?cos2 a=165mm。圓整取 中心距圓整后修正螺旋角)?zm(z)?106.5?(232021n?24?arccos?12.?arccos 165?2a2 等參數(shù)。修正不多，故不再修正Y、Y因SaFa0=58.84mm 23/cos12.24=2.5×/cos分度圓直徑 d=mz11n0=271.16mm ×=2.5106/cos12.24d=mz/cos22n58.84=47.07mm =0.8×齒寬 b=d1d =53mm。=48mm b取b12 3、驗算齒面接觸強度11-8 驗算公

11、式KT21u?1?ZZZ? ?HEHH2ubd11/2 Z=189.8MPa。11-41）查表，彈性系數(shù)E0）節(jié)點區(qū)域系數(shù)圖表，得=202）查標(biāo)準(zhǔn)斜齒圓柱齒輪（n =2.5）=2.44Z。（本教材規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)齒輪ZHH0?99?0.Z?cos?cos1224 3）螺旋角系數(shù) ?4）查表11-5，取安全系數(shù)S=1。 H ）許用接觸應(yīng)力5=1180MPa /S=HHLim1H1=1180MPa /S=HHLim2H2 ）齒面接觸應(yīng)力62KTu?1?1?Z?ZZ?HHE2bdu12?1.6?2166004.61?1?189.8?2.44?0.9961844.48?58. ?MPa?MPa?1180?11

12、02H安全。 4. 驗算齒輪的圓周速度 ?dn3.14?58.84?97011?2.?v99m/s 60?100060?1000對照表11-2可知，選用6級精度是合宜。 5、齒輪結(jié)構(gòu)設(shè)計（略） 例3 設(shè)計某閉式一級直齒圓錐齒輪傳動，小齒輪主動，傳遞功率P1=2.2kW，轉(zhuǎn)速n1=375r/min，傳動比i=2.5，載荷有中等沖擊，小齒輪懸臂布置，長期單向運轉(zhuǎn)，原動機為電動機。 解：1. 選擇齒輪精度等級、材料、齒數(shù)及確定許用應(yīng)力 1）直齒圓錐齒輪加工多為刨齒，選用8級精度。 2）參考表11-1，小齒輪選用40Cr，調(diào)質(zhì)，硬度241286HBS；大齒輪選用35SiMn，調(diào)質(zhì)，硬度220269HB

13、S。取=720MPa，=600MPa，=690MPa，HLim2HLim1FE1 。=580MPaFE23）選小齒輪齒數(shù)z=28，則z=iz=2.5×28=70，齒數(shù)比121u=i=2.5。 4）確定許用應(yīng)力 查表11-5，取安全系數(shù)S=1，S=1.25。 FH計算許用接觸應(yīng)力 =/S=720MPa HHLim1H1=/S=690MPa HHLim2H2代入計算。 取小值H2計算許用彎曲應(yīng)力 =/S/1.25=480MPa =600FFE1F1/1.25=464MPa =580=/SFFE2F2 2. 按齒面接觸強度設(shè)計11-15 設(shè)計公式2?KT4ZZd?1HE?3? 2?1)5?

14、1?0.?u(?HRR 。11-3，取載荷系數(shù)K=1.61）查表 ）小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩22.P2T66mmN?10?56026.7?9.55?10?9.55? 1375n1齒寬系數(shù)布置，?。┎楸?1-6，齒輪為軟齒面，懸臂3 =0.3。d1/2 。）查表11-4，彈性系數(shù)Z=189.8MPa4E數(shù)系節(jié)點區(qū)域安輪，且正確裝，故標(biāo)5）兩齒輪為準(zhǔn)齒 。Z=2.5H ）設(shè)計計算62?KTZZ4d?1EH?3?2?1)?0.5?u(1?HRR2 52.189.8?4?1.656026.7?mm68.7?32690)0?.30?32.5(1?.5.0? ）計算主要尺寸728=2.45 /z大端模數(shù) m=d=

15、68.711 。m=2.5，取標(biāo)準(zhǔn)值4-1查表28=70mm =2.5×分度圓直徑 d=mz1170=175mm =2.5× d=mz22 °1155=arctan u=arctan2.5=68分度圓錐角 2 °485=90°-=21215.m22222mm24?94.z?z?28?70R 外錐距 e1222齒寬b=Re=0.3×94.24=28.27mm，取b=29mm。 d（bRe/3=94.24/3=31.41mm，取b=30mm） 3. 驗算輪齒彎曲強度 KFYY?Sat1Fa? 校核按公式11-16FF)?0.51bm(?R1)由公式11-12和公式11-13有 2T2T2?56026.711F?N 1t0?5214bsin870?29sindd?11m12）計算當(dāng)量齒數(shù) z281?z? 1V0?cos58cos2141z702?z? 2V