DOC《课程设计任务书》

1 5.5

1500 1440

472 1560 11.3 表5中,可选定电动机型号为. 2.确定传动装置的总传动比和分配传动比 (1)?????? 总传动比 由选定的电动机满载转速n和工作机主动轴转速n,可得传动装置总传动比为=n/n=1440/127.4=11.30 因为分配传动比是一项复杂的工作,往往需要经多次改动,现在只做初步设计. 对于两级展开式圆柱齿轮减速器,当两级齿轮材质相同,齿宽系数相等时,为使各级大齿轮浸油深度大致相近,且低速级大齿轮直径略大,传动比可按下分配,即: 而此时i=11.3,代入得=3.83~4.12.取=4 则=11.3/4=2.83 接下来计算各轴: (1) 各轴转速 ? 电动机轴(d)=1440 r/min ==1440/1=1440r/min ??==1440/4=360r/min ??=?/?=360/2.83=127.2r/min 工作机轴==127.2r/min (2) 各轴输入功率 电动机输出功率p=5.12kw =*=5.12*0.98=5.02kW ??=*η2*=5.02*0.99*0.97=4.82kW ??=*η2*=4.82*0.99*0.97=4.63kW =*η2*=4.63*0.99*0.98=4.54kW 各轴输入转矩 =** N・m 电动机轴的输出转矩=9550 =9550*5.12/1440=33.96N・ 所以: =** =33.96*1*0.98=33.28 N・m =**η2*=33.28*4*0.99*0.97=127.84N・m =***=127.84*2.83*0.99*0.97=347.42N・m =*η2=347.42*0.98=337.07 N・m 即工作机转矩:=712.8 N・m 运动和动力参数结果如下表 轴号 功率(p/kw) 转速() 转矩(N・m) 传动比i 效率 电动机(d) 5.12

1440 33.96

1 0.97 Ⅰ轴5.02

1440 33.28

4 0.96 Ⅱ轴4.82

360 127.84 2.83 0.96 Ⅲ轴4.63 172.2 347.42

1 0.98 工作机Ⅳ轴4.54 172.2 337.07 3.齿轮的设计 3.1 高速级减速齿轮的设计 1)材料、热处理、精度: 材料:因传递功率不大,转速不高,材料按表10-1选取,都采用45号钢热处理:大齿轮、正火处理,小齿轮调质,均用软齿面.小齿轮齿面硬度取270HBS大齿轮齿面硬度取230HBS,两者相差40HBS. 精度:软齿面闭式传动,齿轮精度用7级2)设计过程: (1)设计准则,按齿面接触疲劳强度计算,再按齿根弯曲疲劳强度校核. 初选小齿轮齿数Z1=22 大齿轮齿数Z2=Z1*i1=20*4=88 取Z2=88 螺旋角β=14b (2)按齿面接触疲劳强度设计,由式(4.P218 式10-21) 确定各参数的值: 1)初选动载系数: 试选=1.6 2)区域系数Z: 查4.P217图10-30 选取区域系数 Z=2.435 3)端面重和度εα: 由4.P215图10-26得:εα1=0.77 εα2=0.86 则εα=εα1+εα2=0.75+0.93=1.63 4)许用接触应力 ①由图4.P209图10-21d及图10-21c按齿面硬度查得: (按4.P191表10-1:小齿轮齿面硬度取270HBS 大齿轮齿面硬度取230HBS) 小齿轮接触疲劳强度极限:σHlim1=610MPa(取MQ值) 大齿轮接触疲劳强度极限:σHlim2=550MPa(取ME和ML的中间偏上值) ②由4.P206公式10-13计算应力值环数 N=60nj =60*1440*1*(3*8*300*10)=6.220*10 N=N1/i1=6.220*10/4=1.555*10 (i1=) ③查课本4.P207图10-19得:K=0.89 K=0.94 (取网格内的中间值) ④齿轮的疲劳强度极限 取失效概率为1%,安全系数S=1,应用4.P205公式10-12得: []==0.89*610 MPa =549MPa []==0.94*550 MPa =517MPa 则许用接触应力: 2=(549+519)/2=533MPa 5)弹性影响系数: 查课本由4.P201表10-6得: =189.8MP 6)齿宽系数: 由4.P205表10-7得: =1 7)传递的转矩T1 T1=33.28 N・m=33280 N・mm(传递的转矩即是轴Ⅰ的输出转矩) 代入数据得: 小齿轮的分度圆直径d =39.43mm 从而得: ①计算圆周速度 2.97m/s ②计算齿宽b和模数 计算齿宽b b==39.43mm 计算模数m 初选螺旋角=14 =1.74mm ③计算齿宽与高之比 齿高h=2.25 =2.25*1.74=3.915 = =9.16 ④计算纵向重合度 =0.318=1.744 ⑤计算载荷系数K 查4.P193表10-2使用系数=1(工作时有轻微振动) 根据,7级精度, 查4.P194图10-8得 动载系数K=1.11 查4.P196表10-4得接触疲劳强度计算用的齿向载荷分布系数 K= 1.309 查4.P198图10-13得: K=1.26 查4.P195表10-3 得: K==1.2 故载荷系数: K=K K K K =1*1.11*1.2*1.309=1.74 ⑥按实际载荷系数校正所算得的分度圆直径 d=d=39.43*=40.55 ⑦计算模数 = (3) 齿根弯曲疲劳强度设计 由4.P201公式10-5弯曲强度的设计公式 ≥ 确定各参数的值: 确定载荷系数K: K=K K K K=1*1.11*1.2*1.26=1.68 2) 螺旋角影响系数Y 根据纵向重合度,从4.P217图10-28查得: 螺旋角影响系数Y=0.88 3) ?计算当量齿数 z=z/cos=22/ cos14=24.08 z=z/cos=88/ cos14=96.33 4) 查取齿形系数Y和应力校正系数Y: 由4.P200表10-5用插值法得: 齿形系数:Y=2.65 Y=2.19 ?应力校正系数:Y=1.58? Y=1.786 5) 计算并比较大小齿轮的 ①由4.P208图10-20c查得: 小齿轮弯曲疲劳强度极限 (取MQ线值) 由4.P207图10-20b查得: 大齿轮弯曲疲劳强度极限 (取ME和ML中间偏上值) ②由4.P206图10-18查得: 弯曲疲劳寿命系数K=0.84 K=0.88 (取网格中间值) ③计算弯曲疲劳许用应力: 取弯曲疲劳安全系数 S=1.4 []= []= 小齿轮的数值大,故选用 代入数据得: ≥=1.2436mm 对比计算结果,齿面疲劳强度的法面模数mn大于由齿根弯曲强度计算的法面模数,取mn=2可以在满足弯曲疲劳强度的前提下,按由接触疲劳强度的所确定的分度圆来计算齿数 ==19.67 取=20 =204=80 (4) 几何尺寸计算 计算中心距 a= ==103.66 将中心距圆整为103 按圆整后的中心距修正螺旋角 =arccos 因值改变不多,故参数,,