已知条件:斜齿圆柱齿轮传动,输入功率为PII=3.96kw,齿轮转速为nII=169r/min,传动比为i2=2.64,由电动机驱动,工作寿命为10年,每年工作300天,每天工作16小时,轻微冲击,转向不变。
1、齿轮基本参数选定(齿轮设计参照《机械设计》教材进行设计)
(1)运输机为一般工作机器,速度不高,故选用8级精度。
(2)材料:参照表10-1高速级小齿轮选用45#钢调质处理,齿面硬度为250HBS。高速级大齿轮选用45#钢调质处理,齿面硬度为220HBS。
(3)小齿轮齿数初选为,大齿轮齿数。
2、按齿面接触强度计算
由设计计算公式(10-9a)进行计算,即
(1)确定公式内的各计算数据
①试选载荷系数
②计算小齿轮传递的转矩
③由表10-7选取齿宽系数
④由表10-6查得材料的弹性影响系数
⑤由图10-21d按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限,大齿轮的接触疲劳强度极限
⑥由式10-13计算应力循环次数。
⑦由图10-19取接触疲劳寿命系数 。
⑧计算接触疲劳许用应力
取失效概率为1%,安全系数S=1,由式(10-12)得
﹙2﹚计算
①试算小齿轮分度圆直径,代入中最小值。
②计算圆周速度v
③计算齿宽b
④计算齿宽与齿高之比
模数
齿高
⑤计算载荷系数
根据,8级精度,由图10-8查得动载荷系数;
直齿轮,;
由表10-2查得使用系数;
由表10-4用插值法查得8级精度、小齿轮相对支承非对称布置时,。
由,查图得;
故载荷系数
⑥按实际的载荷系数校正所算得的分度圆直径,由式(10-10a)得
⑦计算模数m
3、按齿根弯曲强度设计
由式(10-5)得弯曲强度的设计公式为
(1)确定公式内的各计算数值
①由图10-20c查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限,大齿轮的弯曲疲劳强度极限;
②由图10-18取弯曲疲劳寿命系数,;
③计算弯曲疲劳许用应力
取弯曲疲劳安全系数S=1.3,由式(10-12)得
④计算载荷系数K
⑤查取齿形系数
由表10-5查得
⑥查取应力校正系数
由表10-5查得
⑦计算大、小齿轮的并加以比较
故小齿轮的数值较大。
(2)设计计算
对比计算结果,由齿面接触疲劳强度计算的模数m大于由齿根弯曲疲劳强度计算的模数,由于齿轮模数m的大小主要取决于弯曲强度所决定的承载能力,而齿面接触疲劳强度所决定的承载能力,仅与齿轮直径有关,可取弯曲强度算得的模数2.22并就近圆整为标准值,按接触疲劳强度算得的分度圆直径,算出小齿轮齿数
大齿轮齿数
4、几何尺寸计算
(1)计算分度圆直径
(2)计算中心距
(3)计算齿宽
取
(4)计算齿顶圆和齿底圆直径