图2—4

第三章 齿轮设计与参数计算

第一级齿轮传动设计与参数计算

 圆弧锥齿轮传动适用于高速传动平稳的场合，因此第一级齿轮传动就选用圆弧锥齿轮传动。根据选择原则，材料选为：大齿轮软小齿轮硬。
一、材料选择：
 选择原则：大齿轮软小齿轮硬。
 根据上述选择原则，材料选择如下：
 1、大齿轮   40cr  调质后表面高频淬火  50HRC   δ-1=50公斤/mm2
 2、小齿轮  20MnVb 渗碳淬火  63HRC            δ-1=60公斤/mm2
 已知条件：螺旋角β=33度44~56”     n1=1470r/min
 i=2.57    n2=572r/min
 z1=14  齿轮寿命为5年
 z2=36
 p1=17kw
 每年工作330天，总工作时间T=330×24×5=39600小时
 应力循环次数 ：N1=60n1T=3.49272×109
                   N2=60n2T=1.35972×109
 因N1,N2均大于5×106 , 故Ksw=1
 按表5-9，取安全系数 n1=2.5,n2=1.6
 5-10, Kσ1=1.24    Kσ2=1.35
 [σ0]w1=1.4×6000×1/2.5×1.24=2709.68kg.N/cn2
 [σ0]w2=1.4×5000×1/2.5×1.24=3240.74kg.N/cn2
 初步选定齿轮强度为8级。
二、 弯曲强度的计算：
 1、取Ф2=B/L=0.3, Фdm=Ф2√i2+1 /2-ФL=0.49
按表5-11，考虑齿轮悬臂安装，取KJ=1.25
 2、设v=1m/s,由表5-12得  Kd=1.1
 3、Mn1=7162p1/n1
 4、传动比I=n1/n2
 5、取z1=14, z2=36（实际误差不大）
 6、当量齿数zT=z/cosθ
 因f1+f2=900,I=tanf
 则f2=arctani=arctan2.57=68.740
 f1=900-68.740=21.260
 故zT1=z1/cosf1=15.05
 zT2=z2/cosf2=100
 
第二级齿轮传动设计与参数计算
 第二级为斜齿圆柱齿轮传动：
一、选材
 小齿轮 20MnVB     渗碳淬火 56-62ARC   σ-1=525Mpa
 大齿轮 40cr       表面淬火 50-55ARC   σ-1=500Mpa
 σHim2=1325Mpa         σHim1=1400Mpa
 σHim2=800Mpa         σHim1=1100Mpa
 由表6-10查得 SHim=1.25     SFmin=1.5
 [σH1]=1400/1.25=1120Mpa
 [σH2]=1325/1.25=1060Mpa
 [σF1]=11100/1.25=733Mpa
 [σF2]=800/1.5=533Mpa
二、参数计算
 按齿面接触疲劳强度计算：
 d≥
 传递转矩T1=9550×103p1/n1=266965.91N.mm
 载荷系数K: K=1.6
 Фd=0.91
 许用接触应力  [σH]. [σH]= [σH2]=1060Mpa
 i=3.38
 d≥=57.33
 取z1=13, z2=44
 选β=100    则法面模为mn=d1cosβ/z1=4.34
 取mn=15
三、中心矩
 a=mn(z1+z2)/2cosβ=145.41
 实际β=arcosmn(z1+z2)/2a=1.10
 取100
 在8-25内，合适
四、其它尺寸
 分度圆直径d1=(mn/cosβ).z1=66mm
 d2=mnz2/cosβ=224mm
 齿顶圆直径da1=d1+2mn=76mm
 da2=d2+2mn=234mm
 齿宽b2=φdd1=0.91×66=60mm
 b1=b2+(5-10)=65mm
 
第三节 第三级齿轮传动设计及参数计算
 第三级为直齿圆柱齿轮传动：
一、选材：
 主动轮     20MnVB   
 渗碳淬火   56~62HRC  σ-1=522

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