試設(shè)計一帶式輸送機(jī)減速器的斜齒圓柱齒輪傳動。已知輸入功率P1=40kW,小齒輪轉(zhuǎn)速n1=960r/min,齒數(shù)比u=3.2,由電動機(jī)驅(qū)動,工作壽命15年(設(shè)每年工作300天),兩班制,帶式輸送機(jī)工作平穩(wěn),轉(zhuǎn)向不變,試設(shè)計此傳動。
[解]
1.選精度等級、材料及齒數(shù)
1)材料及熱處理仍按直齒輪傳動例題:大、小齒輪都選用硬齒面。由表1選得大、小齒輪的材料均為40Cr,并經(jīng)調(diào)質(zhì)及表面淬火,齒面硬度為48~55HRC;
2)精度等級仍選7級精度;
3)仍選小齒輪齒數(shù)z1=24,大齒輪齒數(shù)z2=77;
4)初選螺旋角β=14°
2.按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計
齒面接觸強(qiáng)度計算公式為:
1) 確定公式內(nèi)的各計算數(shù)值
(1)試選Kt=1.6。
(2)由圖10查取區(qū)域系數(shù)ZH=2.433。
(3)由圖8查得端面重合度
εα1=0.78,εα2=0.87,則 εα=εα1+εα2=1.65!
(4)許用接觸應(yīng)力=1041.5 MPa。
2) 計算
(1)試算小齒輪分度圓直徑d1t
mm =60.49 mm
(2)計算圓周速度
(3)計算齒寬b及模數(shù)mnt
h=2.25 mnt=5.51mm b/h=9.88
(4)計算縱向重合度εβ
(5)計算載荷系數(shù)K
已知使用系數(shù)=l。
根據(jù)v=3.04m/s,7級精度,由圖5查得動載系數(shù)=l.11;
由表4查得接觸強(qiáng)度計算用的齒向載荷分布系數(shù)=1.41;
由圖6查得彎曲強(qiáng)度計算的齒向載荷分布系數(shù)=1.37。
由表3查得齒間載荷分配系數(shù)==1.2。
故載荷系數(shù)
(6)按實際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑
(7)計算模數(shù)mn
3.按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計
由式
1)確定計算參數(shù)
(1)計算載荷系數(shù)
(2)根據(jù)縱向重合度=1.713,從圖9查得螺旋角影響系數(shù)Yβ=0.8。
(3)計算當(dāng)量齒數(shù)
(4)查取齒形系數(shù)
由表5查得YFa1=2.592;YFa2=2.2l1
(5)查取應(yīng)力校正系數(shù)
由表5查得Ysa1=1.596;Ysa2=1.774
(6)計算大、小齒輪的并加以比較
小齒輪的數(shù)值大。
2)設(shè)計計算
對比計算結(jié)果,由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計算的法向模數(shù)mn略大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計算的法向模數(shù),按表12,取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)mn=2.5mm,可滿足彎曲強(qiáng)度。為滿足接觸疲勞強(qiáng)度,按接觸強(qiáng)度算得的分度圓直徑d1=63.83mm,由
,取z1=25,則z2=uz1=80。
4.幾何尺寸計算
1)計算中心距
將中心距圓整為135mm。
2)按圓整后的中心距修正螺旋角
因β改變不多,故參數(shù)εα,Kβ,ZH等不必修正!
3)計算大、小齒輪的分度圓直徑
4)計算齒輪寬度
圓整后取B2=58mm;B1=63mm。
5.結(jié)構(gòu)設(shè)計
以大齒輪為例。因齒輪齒頂圓直徑>16Omm,而又小于5OOmm,故以選用腹板式結(jié)構(gòu)為宜。其它有關(guān)尺寸按圖11薦用的結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計(尺寸計算從略),并繪制大齒輪零件圖(從略)。