多速輸出變速箱(A)設(shè)計(jì)【18種輸出轉(zhuǎn)速的多速輸出變速箱設(shè)計(jì)】
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多速輸出變速箱設(shè)計(jì)大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)題 目: 多速輸出變速箱(A)設(shè)計(jì) 學(xué) 院: 專 業(yè): 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 學(xué) 號(hào): 姓 名: 指導(dǎo)教師: 54 目 錄摘要9第一章 緒論10一、機(jī)床傳動(dòng)系統(tǒng)10二、 變速箱發(fā)展趨勢(shì)10三、設(shè)計(jì)提要10第二章 方案設(shè)計(jì)12一、 參數(shù)的擬定12二、 傳動(dòng)方案設(shè)計(jì)12三、 齒輪運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)的確定12第三章 齒輪設(shè)計(jì)15一、 齒輪齒數(shù)表15二、齒輪設(shè)計(jì)計(jì)算15三、齒輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)51第四章 軸的設(shè)計(jì)52一、 初步確定各軸的最小軸徑52二、 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)53三、 軸承壽命計(jì)算54第五章 操縱機(jī)構(gòu)的方案選擇59摘要多速輸出變速箱是將一種轉(zhuǎn)速輸入,經(jīng)過(guò)變速輸出不同所需轉(zhuǎn)速的機(jī)構(gòu)。該機(jī)構(gòu)廣泛應(yīng)用于在機(jī)床主傳動(dòng)系統(tǒng)與進(jìn)給系統(tǒng)中。多速輸出變速箱的設(shè)計(jì)涉及機(jī)械原理,機(jī)械設(shè)計(jì),機(jī)械制造等多個(gè)機(jī)械專業(yè)課程的內(nèi)容。本次設(shè)計(jì)主要完成了齒輪設(shè)計(jì)計(jì)算,軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及強(qiáng)度校核,軸承的壽命計(jì)算箱體總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及附件設(shè)計(jì)。本次所設(shè)計(jì)的多速輸出變速箱主要用于立式銑床的主傳動(dòng)系統(tǒng)中。關(guān)鍵詞速輸出 變速箱 主傳動(dòng)系統(tǒng) 立式銑床ABSTRACTMulti-speed output gearbox is a kind of mechanism make an input speed change into different speed.This mechanism used in main drive and feeding system of machine tool widely.The design of Multi-speed output gearbox related to many professional courses of Machinery,such as,Mechanical principle,Machine design,Machine manufacturing and so on.In the design of Multi-speed output gearbox,I has completed gear design,axis design and strength check,bearing life calculation and so on.The Multi-speed output gearbox designed this time mostly used in the Main drive of Vertical Milling MachineKEY WORDSMulti-speed output.Transmission.Main drive.Vertical Milling Machine第一章 緒論一、機(jī)床傳動(dòng)系統(tǒng)機(jī)床的主傳動(dòng)系統(tǒng)的布局可分成集中傳動(dòng)和分離傳動(dòng)兩種類型。主傳動(dòng)系統(tǒng)的全部變速結(jié)構(gòu)和主軸組件集中裝在同一個(gè)箱體內(nèi),稱為集中傳動(dòng)布局;傳動(dòng)件和主軸組件分別裝在兩個(gè)箱體內(nèi),中間采用帶或鏈傳動(dòng),稱為分離傳動(dòng)布局。集中傳動(dòng)式布局的機(jī)床結(jié)構(gòu)緊湊,便于實(shí)現(xiàn)集中操控,且只用一個(gè)箱體,但傳動(dòng)結(jié)構(gòu)運(yùn)轉(zhuǎn)中的振動(dòng)和熱變形。當(dāng)采用背輪傳動(dòng)時(shí),皮帶將高速直接傳給主軸,運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn),加工質(zhì)量好,低速時(shí)經(jīng)背輪機(jī)構(gòu)傳動(dòng),轉(zhuǎn)矩大,適應(yīng)粗加工要求。變速箱變速方式分為有級(jí)變速和無(wú)級(jí)變速。有級(jí)變速機(jī)構(gòu)有下列幾種:l 交換齒輪變速機(jī)構(gòu) 這種變速機(jī)構(gòu)的變速簡(jiǎn)單,結(jié)構(gòu)緊湊,主要用于大批量生產(chǎn)的自動(dòng)或半自動(dòng)機(jī)床,專用機(jī)床及組合機(jī)床等;l 滑移齒輪變速機(jī)構(gòu) 這種變速機(jī)構(gòu)廣泛應(yīng)用于通用機(jī)床和一部分專用機(jī)床中;l 離合器變速運(yùn)動(dòng) 在離合器變速機(jī)構(gòu)中應(yīng)用較多的有牙嵌式離合器,齒輪式離合器和摩擦片式離合器。2、 變速箱發(fā)展趨勢(shì)變速箱發(fā)展三大趨勢(shì)l 高水平、高性能 圓柱齒輪普遍采用滲碳淬火、磨齒,承載能力提高4倍以上,體積小、重量輕、噪聲低、效率高、可靠性高。l 積木式組合設(shè)計(jì) 基本參數(shù)采用優(yōu)先數(shù),尺寸規(guī)格整齊,零件通用性和互換性強(qiáng),系列容易擴(kuò)充和花樣翻新,利于組織批量生產(chǎn)和降低成本。 l 型式多樣化,變型設(shè)計(jì)多。三、設(shè)計(jì)提要設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容是一個(gè)18級(jí)多速輸出的變速箱的設(shè)計(jì),這種變速箱廣泛應(yīng)用于各種機(jī)床主傳動(dòng)系統(tǒng),給機(jī)床提供多種主軸轉(zhuǎn)速。設(shè)計(jì)的對(duì)象設(shè)計(jì)完成后預(yù)計(jì)要達(dá)到普通機(jī)床的的加工與精度要求。調(diào)速機(jī)構(gòu)能便于操縱人員操縱。同時(shí)有利于提高工人在工作中的工作效率,帶來(lái)一定的效益。完成設(shè)計(jì)的基本步驟為:1、收集相關(guān)資料,為設(shè)計(jì)做準(zhǔn)備;2、完成齒輪的設(shè)計(jì)和強(qiáng)度校核,初步得出齒輪的基本尺寸;3、軸及軸上零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)4、計(jì)算軸承壽命;5、對(duì)操縱機(jī)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì);6、對(duì)整體布局做設(shè)計(jì),同時(shí)根據(jù)所得的布局圖進(jìn)一步調(diào)節(jié)各個(gè)齒輪的尺寸機(jī)相互位置關(guān)系;7、根據(jù)箱體內(nèi)部結(jié)構(gòu)和外部的尺寸,對(duì)箱體做結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì);8、繪制變速箱的裝配圖及零件圖;9、將設(shè)計(jì)提交給指導(dǎo)老師檢查指導(dǎo),對(duì)設(shè)計(jì)做進(jìn)一步的修正;10、書(shū)寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū),并做設(shè)計(jì)的后期處理。第二章 方案設(shè)計(jì)1、 參數(shù)的擬定1、 確定輸出轉(zhuǎn)速根據(jù)選題要求,輸出轉(zhuǎn)速為301500r/min,18級(jí)。取傳動(dòng)公比 =1.26。擬定輸出轉(zhuǎn)速為:1500r/min,1180r/min,950r/min,750 r/min,600r/min,475r/min,375r/min,300r/min,235r/min,190r/min,150r/min,118r/min,95r/min,75 r/min,60r/min,47.5r/min,37.5r/min,30r/min。2、 主電機(jī)的選取根據(jù)主傳動(dòng)系統(tǒng)所需的功率及要達(dá)到的最大轉(zhuǎn)速,選取電動(dòng)機(jī)的型號(hào)為:Y132M-4,其基本參數(shù)為:額定功率為7.5Kw,滿載轉(zhuǎn)速為1450r/min。2、 傳動(dòng)方案設(shè)計(jì)1、 主傳動(dòng)方案擬定集中傳動(dòng)式布局的機(jī)床結(jié)構(gòu)緊湊,便于實(shí)現(xiàn)集中操控,且只用一個(gè)箱體,此次設(shè)計(jì)中將采用集中傳動(dòng)式布局,并采用滑移齒輪來(lái)變換傳動(dòng)路線,達(dá)到多速輸出的目的。2、 傳動(dòng)式的擬定18級(jí)轉(zhuǎn)速傳動(dòng)系統(tǒng)的傳動(dòng)組和傳動(dòng)副可能的方案有: 18=92; 18=29; 18=36; 18=63; 18=332; 18=233; 18=323為盡可能使變速箱結(jié)構(gòu)緊湊,應(yīng)避免單一軸上齒輪過(guò)多,前4種方案,一根軸上齒輪將達(dá)到12個(gè)之多,軸的軸向尺寸將過(guò)大,故不宜選取。同時(shí)考慮到變速箱具體結(jié)構(gòu),從電動(dòng)機(jī)到主軸一般為降速傳動(dòng),將傳動(dòng)副較多的傳動(dòng)副放在接近電動(dòng)機(jī)處,這樣可以使小尺寸的零件多一些,大尺寸的零件少一些,節(jié)省材料,也就是“先多后少”的原則。故選取傳動(dòng)式3、 結(jié)構(gòu)式及結(jié)構(gòu)網(wǎng)的確定對(duì)于的傳動(dòng)式,根據(jù)“前密后稀”的原則,即級(jí)比指數(shù)增大,選擇結(jié)構(gòu)式為:,其結(jié)構(gòu)網(wǎng)如圖2-1。4、 參考X62w確定各齒輪齒數(shù),傳動(dòng)方案及轉(zhuǎn)速圖傳動(dòng)方案如圖2-2所示;r/min轉(zhuǎn)速圖如圖2-3。3、 齒輪運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)的確定1、 各軸輸入功率 圖2-1 結(jié)構(gòu)網(wǎng)圖 圖2-2 傳動(dòng)系統(tǒng)簡(jiǎn)圖 圖2-3 轉(zhuǎn)速圖2、 各軸輸入轉(zhuǎn)矩3、 綜合以上參數(shù),制表表格如表2-1:表2-1 各軸功率、轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩軸號(hào)軸軸軸軸軸功率()7.397.176.966.726.49轉(zhuǎn)速()1500698.1286.4109.730轉(zhuǎn)矩()48903985652354165963112163799第三章 齒輪設(shè)計(jì)本章節(jié)中計(jì)算公式及計(jì)算參數(shù)均來(lái)自濮良貴、紀(jì)名剛編。機(jī)械設(shè)計(jì)M。北京:高等教育出版社,2008。1、 齒輪齒數(shù)表參考立式升降臺(tái)銑床x62w,定各齒輪齒數(shù)如表3-1:表3-1 各齒輪齒數(shù)、軸間、軸間、軸之間、軸之間第1對(duì)第2對(duì)第3對(duì)第4對(duì)第5對(duì)第6對(duì)第7對(duì)第8對(duì)第9對(duì)二、齒輪設(shè)計(jì)計(jì)算(一)第一對(duì)齒輪()1、 選定精度等級(jí)、材料及齒數(shù): 確定齒輪類型因?yàn)樵搶?duì)齒輪無(wú)須承受軸向力,故選兩齒輪均為標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪。 材料選擇小齒輪材料為40Cr調(diào)質(zhì),硬度為255265HBS;大齒輪材料為45鋼調(diào)質(zhì),硬度為215225HBS二者硬度差為3050HBS,這樣有利于提高兩個(gè)齒輪的壽命 銑床為一般工作機(jī)器,速度不高,選用7級(jí)制造精度 小齒輪齒數(shù)為26,大齒輪齒數(shù)為54,傳動(dòng)比為i=2.02、 按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì):由設(shè)計(jì)計(jì)算公式10-9a進(jìn)行試算即:d2.32 確定公式中的各計(jì)算數(shù)值:a、 由設(shè)計(jì)對(duì)象知外嚙合時(shí)公式中的正負(fù)號(hào)取正號(hào)b、 對(duì)于直齒圓柱齒輪,試選K=1.3c、 計(jì)算小齒輪的轉(zhuǎn)矩:T= 其中P=7.425Kw;n=1450r/min代入數(shù)據(jù)得:T=48903Nmmd、 根據(jù)齒輪的裝置狀況,查機(jī)械設(shè)計(jì)表10-7中選取齒寬系數(shù)=0.7e、 根據(jù)配對(duì)齒輪的材料類型為鍛鋼-鍛鋼,由機(jī)械設(shè)計(jì)表10-6查得的彈性影響系數(shù)Z=189.8 。f、 由機(jī)械設(shè)計(jì)圖10-21d中并按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限=700MPa;大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限=550MPag、 由機(jī)械設(shè)計(jì)式10-13計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)得:(已知銑床為兩班制,工作壽命為15年)N=60 njL=60145012830015=6.2210N=3.1110h、根據(jù)齒輪的材料、熱處理方法及應(yīng)力循環(huán)次數(shù)查機(jī)械設(shè)計(jì)中圖10-19取小齒輪的接觸疲勞系數(shù)K=0.88;大齒輪的接觸疲勞系數(shù)為K=0.89i、計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力:取失效概率為1%,對(duì)接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算,由于點(diǎn)蝕破壞發(fā)生后只引起噪聲、振動(dòng)增大,并不立即導(dǎo)致不能繼續(xù)工作的后果,故安全系數(shù)S=1。由機(jī)械設(shè)計(jì)中式10-12得:=616MPa=490MPa 計(jì)算:a、試算小齒輪分度圓直徑,代入與中較小的值:2.32= 2.32= 24.32.32=56.3mmb、計(jì)算圓周速度為V:V=4.27m/sc、計(jì)算齒寬:b=d=0.756.3=56.3mmd、計(jì)算齒寬與齒高的比:模數(shù) =2.17 mm齒高 h=2.25=2.252.17mm=4.88 mm=11.5e、計(jì)算載荷系數(shù):根據(jù)齒輪V=4.27m/s,且齒輪精度等級(jí)為7級(jí),由機(jī)械設(shè)計(jì)圖10-8查得動(dòng)載系數(shù)K=1.15;對(duì)直齒輪有=1;由機(jī)械設(shè)計(jì)表10-2查得使用系數(shù)K=1.25;由機(jī)械設(shè)計(jì)表10-4并且運(yùn)用插值法查得對(duì)于7級(jí)精度,且小齒輪做非對(duì)稱布置時(shí),取=1.249;由=8.1,=1.249查機(jī)械設(shè)計(jì)圖10-13得=1.21;故載荷系數(shù)K= KK=11.1511.249=1.436f、按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑:由機(jī)械設(shè)計(jì)式10-10a得:d= d=56.3=58.2mmg、 計(jì)算模數(shù)m:=2.24mm3、 按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì):由機(jī)械設(shè)計(jì)式10-5得彎曲強(qiáng)度的設(shè)計(jì)公式為:m 確定公式中的各個(gè)計(jì)算數(shù)值:a、由機(jī)械設(shè)計(jì)圖10-20c查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限=500MPa大齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限=400MPab、根據(jù)齒輪材料類型、熱處理方法及應(yīng)力循環(huán)次數(shù)由機(jī)械設(shè)計(jì)圖10-18中取彎曲疲勞強(qiáng)度壽命系數(shù)=0.87,=0.9c、計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力對(duì)于彎曲疲勞強(qiáng)度來(lái)說(shuō),一旦發(fā)生斷齒就會(huì)引起嚴(yán)重的事故,故取彎曲疲勞安全系數(shù)S=1.4由機(jī)械設(shè)計(jì)式10-12得:=310MPa=257MPad、計(jì)算載荷系數(shù)K由前面查得的數(shù)據(jù)并代入表達(dá)式得:K= KK=1.251.1511.21=1.74e、查取齒形系數(shù)和應(yīng)力校正系數(shù):查機(jī)械設(shè)計(jì)表10-5取=2.6,=2.30查機(jī)械設(shè)計(jì)表10-5取=1.595,=1.71f、計(jì)算大小齒輪的,并加以比較:=0.0134=0.0153由上述計(jì)算值知大齒輪的數(shù)值更大 設(shè)計(jì)計(jì)算:m= mm=1.57mm對(duì)比以上兩種設(shè)計(jì)方案的計(jì)算結(jié)果,由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù),由于齒輪模數(shù)的大小主要取決于彎曲疲勞強(qiáng)度所決定的承載能力,可取由彎曲疲勞強(qiáng)度所算得的模數(shù)1.64 mm并就近圓整為標(biāo)準(zhǔn)值為2mm,但是由此模數(shù)算得的d=mZ=226=52 mm小于接觸疲勞強(qiáng)度所算得的d=58.2mm,因而不能滿足接觸疲勞強(qiáng)度。所以應(yīng)該將m取為2.5由此得到的d=2.526=65 mmd=58.2mm4、 幾何尺寸的計(jì)算: 計(jì)算分度圓直徑:d= mZ=2.526=65 mmd= mZ=2.554=135 mm 計(jì)算中心距:a=120 mm 計(jì)算齒輪寬度:b=165=65 mm 為了防止齒輪因裝配誤差產(chǎn)生軸向錯(cuò)位導(dǎo)致嚙合齒寬減小而增大輪齒單位齒寬的工作載荷,所以將小齒輪齒寬在圓整的基礎(chǔ)上人為地加寬5mm,取B=65mm,B=70mm(二)第二對(duì)齒輪()1、 選定精度等級(jí)、材料及齒數(shù): 確定齒輪類型因?yàn)樵搶?duì)齒輪無(wú)須承受軸向力,故選兩齒輪均為標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪。 材料選擇小齒輪材料為40Cr調(diào)質(zhì),硬度為275285HBS;大齒輪材料為45鋼調(diào)質(zhì),硬度為235245HBS二者硬度差為3050HBS,這樣有利于提高兩個(gè)齒輪的壽命 銑床為一般工作機(jī)器,速度不高,選用7級(jí)制造精度 小齒輪齒數(shù)為22,大齒輪齒數(shù)為33,傳動(dòng)比為=1.52、 按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì):由設(shè)計(jì)計(jì)算公式10-9a進(jìn)行試算即:d2.32 確定公式中的各計(jì)算數(shù)值:a、 由設(shè)計(jì)對(duì)象知外嚙合時(shí)公式中的正負(fù)號(hào)取正號(hào)b、 對(duì)于直齒圓柱齒輪,試選K=1.3c、 計(jì)算小齒輪的轉(zhuǎn)矩:T= 其中=7.204Kw;n=698.15r/min;代入數(shù)據(jù)得:T=98565Nmmd、 根據(jù)齒輪的裝置狀況,查機(jī)械設(shè)計(jì)表10-7中選取齒寬系數(shù)=0.7e、 根據(jù)配對(duì)齒輪的材料類型為鍛鋼-鍛鋼,由機(jī)械設(shè)計(jì)表10-6查得的彈性影響系數(shù)Z=189.8 。f、 由機(jī)械設(shè)計(jì)圖10-21d中并按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限=700Mpa;大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限=600Mpag、 由機(jī)械設(shè)計(jì)式10-13計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)得:(已知銑床為兩班制,工作壽命為15年)N=60 njL=60698.1512830015=2.9910N=1.9910h、根據(jù)齒輪的材料、熱處理方法及應(yīng)力循環(huán)次數(shù)查機(jī)械設(shè)計(jì)中圖10-19取小齒輪的接觸疲勞系數(shù)K=0.9;大齒輪的接觸疲勞系數(shù)為K=0.95i、計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力:取失效概率為1%,對(duì)接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算,由于點(diǎn)蝕破壞發(fā)生后只引起噪聲、振動(dòng)增大,并不立即導(dǎo)致不能繼續(xù)工作的后果,故安全系數(shù)S=1。由機(jī)械設(shè)計(jì)中式10-12得:=630Mpa=570Mpa 計(jì)算:a、試算小齒輪分度圓直徑,代入與中較小的值:2.32= 2.32= 2.32=32.42.32=75mmb、計(jì)算圓周速度為V:V=2.72m/sc、計(jì)算齒寬:b=d=0.775=52.5mmd、計(jì)算齒寬與齒高的比:模數(shù) =3.4mm齒高 h=2.25=2.253.4 mm=7.65mm=6.86e、計(jì)算載荷系數(shù):根據(jù)齒輪V=2.72m/s,且齒輪精度等級(jí)為7級(jí),由機(jī)械設(shè)計(jì)圖10-8查得動(dòng)載系數(shù)K=1.11;對(duì)直齒輪有=1;由機(jī)械設(shè)計(jì)表10-2查得使用系數(shù)K=1.25;由機(jī)械設(shè)計(jì)表10-4并且運(yùn)用插值法查得對(duì)于7級(jí)精度,且小齒輪做非對(duì)稱布置時(shí),取=1.25;由=6.86,=1.25查機(jī)械設(shè)計(jì)圖10-13得=1.2;故載荷系數(shù)K= KK=11.1111.2=1.332f、按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑:由機(jī)械設(shè)計(jì)式10-10a得:d= d=75=75.6mmg、 計(jì)算模數(shù)m:=3.44mm3、 按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì):由機(jī)械設(shè)計(jì)式10-5得彎曲強(qiáng)度的設(shè)計(jì)公式為:m 確定公式中的各個(gè)計(jì)算數(shù)值:a、由機(jī)械設(shè)計(jì)圖10-20c查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限=600Mpa大齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限=400Mpab、根據(jù)齒輪材料類型、熱處理方法及應(yīng)力循環(huán)次數(shù)由機(jī)械設(shè)計(jì)圖10-18中取彎曲疲勞強(qiáng)度壽命系數(shù)=0.87,=0.9c、計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力對(duì)于彎曲疲勞強(qiáng)度來(lái)說(shuō),一旦發(fā)生斷齒就會(huì)引起嚴(yán)重的事故,故取彎曲疲勞安全系數(shù)S=1.4由機(jī)械設(shè)計(jì)式10-12得:=373Mpa=257Mpad、計(jì)算載荷系數(shù)K由前面查得的數(shù)據(jù)并代入表達(dá)式得:K= KK=11.1111.2=1.332e、查取齒形系數(shù)和應(yīng)力校正系數(shù):查機(jī)械設(shè)計(jì)表10-5取=2.72,=2.47查機(jī)械設(shè)計(jì)表10-5取=1.57,=1.64f、計(jì)算大小齒輪的,并加以比較:=0.0114=0.0158由上述計(jì)算值知大齒輪的數(shù)值更大 設(shè)計(jì)計(jì)算:m= mm=2.3 mm對(duì)比以上兩種設(shè)計(jì)方案的計(jì)算結(jié)果,由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù),由于齒輪模數(shù)的大小主要取決于彎曲疲勞強(qiáng)度所決定的承載能力,可取由彎曲疲勞強(qiáng)度所算得的模數(shù)2.3mm并就近圓整為標(biāo)準(zhǔn)值為2.5mm,但是由此模數(shù)算得的d=mZ=2.522=55 mm小于接觸疲勞強(qiáng)度所算得的d=75.6 mm,因而不能滿足接觸疲勞強(qiáng)度。所以應(yīng)該將m取為4由此得到的d=3.522=77 mmd=75.6 mm4、 幾何尺寸的計(jì)算: 計(jì)算分度圓直徑:d= mZ=3.522=77mmd= mZ=3.533=115.5mm 計(jì)算中心距:a=96.25mm 計(jì)算齒輪寬度:b=0.777=53.9 mm為了防止齒輪因裝配誤差產(chǎn)生軸向錯(cuò)位導(dǎo)致嚙合齒寬減小而增大輪齒單位齒寬的工作載荷,所以將小齒輪齒寬在圓整的基礎(chǔ)上人為地加寬5mm,取B=55mm,B=60mm(三)第三對(duì)齒輪()1、 選定精度等級(jí)、材料及齒數(shù): 確定齒輪類型因?yàn)樵搶?duì)齒輪無(wú)須承受軸向力,故選兩齒輪均為標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪。 材料選擇小齒輪材料為40Cr調(diào)質(zhì),硬度為275285HBS;大齒輪材料為45鋼調(diào)質(zhì),硬度為235245HBS二者硬度差為3050HBS,這樣有利于提高兩個(gè)齒輪的壽命 銑床為一般工作機(jī)器,速度不高,選用7級(jí)制造精度 小齒輪齒數(shù)為19,大齒輪齒數(shù)為36,傳動(dòng)比為=1.92、 按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì):由設(shè)計(jì)計(jì)算公式10-9a進(jìn)行試算即:d2.32 確定公式中的各計(jì)算數(shù)值:a、 由設(shè)計(jì)對(duì)象知外嚙合時(shí)公式中的正負(fù)號(hào)取正號(hào)b、 對(duì)于直齒圓柱齒輪,試選K=1.3c、 計(jì)算小齒輪的轉(zhuǎn)矩:T= 其中P=7.204Kw;=698.15r/min;代入數(shù)據(jù)得:T=98565Nmmd、 根據(jù)齒輪的裝置狀況,查機(jī)械設(shè)計(jì)表10-7中選取齒寬系數(shù)=0.7e、 根據(jù)配對(duì)齒輪的材料類型為鍛鋼-鍛鋼,由機(jī)械設(shè)計(jì)表10-6查得的彈性影響系數(shù)Z=189.8 。f、 由機(jī)械設(shè)計(jì)圖10-21d中并按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限=700Mpa;大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限=600Mpag、 由機(jī)械設(shè)計(jì)式10-13計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)得:(已知銑床為兩班制,工作壽命為15年)N=60 njL=60698.1512830015=2.9910N=1.5710h、根據(jù)齒輪的材料、熱處理方法及應(yīng)力循環(huán)次數(shù)查機(jī)械設(shè)計(jì)中圖10-19取小齒輪的接觸疲勞系數(shù)K=0.9;大齒輪的接觸疲勞系數(shù)為K=0.95i、計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力:取失效概率為1%,對(duì)接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算,由于點(diǎn)蝕破壞發(fā)生后只引起噪聲、振動(dòng)增大,并不立即導(dǎo)致不能繼續(xù)工作的后果,故安全系數(shù)S=1。由機(jī)械設(shè)計(jì)中式10-12得:=630Mpa=570Mpa 計(jì)算:a、試算小齒輪分度圓直徑,代入與中較小的值:2.32= 2.32= 2.32=31.42.32=72.8mmb、計(jì)算圓周速度為V:V=2.64m/sc、計(jì)算齒寬:b=d=0.772.8=50.96mmd、計(jì)算齒寬與齒高的比:模數(shù) =3.8mm齒高 h=2.25=2.253.8 mm=8.55mm=5.96e、計(jì)算載荷系數(shù):根據(jù)齒輪V=2.64m/s,且齒輪精度等級(jí)為7級(jí),由機(jī)械設(shè)計(jì)圖10-8查得動(dòng)載系數(shù)K=1.1;對(duì)直齒輪有=1;由機(jī)械設(shè)計(jì)表10-2查得使用系數(shù)K=1.25;由機(jī)械設(shè)計(jì)表10-4并且運(yùn)用插值法查得對(duì)于7級(jí)精度,且小齒輪做非對(duì)稱布置時(shí),取=1.25;由=5.96,=1.25查機(jī)械設(shè)計(jì)圖10-13得=1.19;故載荷系數(shù)K= KK=11.111.25=1.375f、按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑:由機(jī)械設(shè)計(jì)式10-10a得:d= d=72.8=74.2mmg、 計(jì)算模數(shù)m:=3.9mm3、 按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì):由機(jī)械設(shè)計(jì)式10-5得彎曲強(qiáng)度的設(shè)計(jì)公式為:m 確定公式中的各個(gè)計(jì)算數(shù)值:a、由機(jī)械設(shè)計(jì)圖10-20c查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限=600Mpa大齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限=400Mpab、根據(jù)齒輪材料類型、熱處理方法及應(yīng)力循環(huán)次數(shù)由機(jī)械設(shè)計(jì)圖10-18中取彎曲疲勞強(qiáng)度壽命系數(shù)=0.87,=0.9c、計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力對(duì)于彎曲疲勞強(qiáng)度來(lái)說(shuō),一旦發(fā)生斷齒就會(huì)引起嚴(yán)重的事故,故取彎曲疲勞安全系數(shù)S=1.4由機(jī)械設(shè)計(jì)式10-12得:=373Mpa=257Mpad、計(jì)算載荷系數(shù)K由前面查得的數(shù)據(jù)并代入表達(dá)式得:K= KK=11.111.19=1.309e、查取齒形系數(shù)和應(yīng)力校正系數(shù):查機(jī)械設(shè)計(jì)表10-5取=2.85,=2.45查機(jī)械設(shè)計(jì)表10-5取=1.54,=1.65f、計(jì)算大小齒輪的,并加以比較:=0.0118=0.0157由上述計(jì)算值知大齒輪的數(shù)值更大 設(shè)計(jì)計(jì)算:m= mm=2.52 mm對(duì)比以上兩種設(shè)計(jì)方案的計(jì)算結(jié)果,由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù),由于齒輪模數(shù)的大小主要取決于彎曲疲勞強(qiáng)度所決定的承載能力,可取由彎曲疲勞強(qiáng)度所算得的模數(shù)2.52 mm并就近圓整為標(biāo)準(zhǔn)值為3mm,但是由此模數(shù)算得的d=mZ=319=57mm小于接觸疲勞強(qiáng)度所算得的d=74.2mm,因而不能滿足接觸疲勞強(qiáng)度。所以應(yīng)該將m取為4由此得到的d=419=76 mmd=74.2mm4、 幾何尺寸的計(jì)算: 計(jì)算分度圓直徑:d= mZ=419=76mmd= mZ=436=144mm 計(jì)算中心距:a=110mm 計(jì)算齒輪寬度:b=0.776=53.2 mm為了防止齒輪因裝配誤差產(chǎn)生軸向錯(cuò)位導(dǎo)致嚙合齒寬減小而增大輪齒單位齒寬的工作載荷,所以將小齒輪齒寬在圓整的基礎(chǔ)上人為地加寬5mm,取B=55mm,B=60mm(四)第四對(duì)齒輪()1、 選定精度等級(jí)、材料及齒數(shù): 確定齒輪類型因?yàn)樵搶?duì)齒輪無(wú)須承受軸向力,故選兩齒輪均為標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪。 材料選擇小齒輪材料為40Cr調(diào)質(zhì),硬度為275285HBS;大齒輪材料為45鋼調(diào)質(zhì),硬度為235245HBS二者硬度差為3050HBS,這樣有利于提高兩個(gè)齒輪的壽命 銑床為一般工作機(jī)器,速度不高,選用7級(jí)制造精度 小齒輪齒數(shù)為16,大齒輪齒數(shù)為39,傳動(dòng)比為=2.442、 按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì):由設(shè)計(jì)計(jì)算公式10-9a進(jìn)行試算即:d2.32 確定公式中的各計(jì)算數(shù)值:a、 由設(shè)計(jì)對(duì)象知外嚙合時(shí)公式中的正負(fù)號(hào)取正號(hào)b、 對(duì)于直齒圓柱齒輪,試選K=1.3c、 計(jì)算小齒輪的轉(zhuǎn)矩:T= 其中P=P=7.204Kw;n=698.15r/min;代入數(shù)據(jù)得:T=98565mm根據(jù)齒輪的裝置狀況,查機(jī)械設(shè)計(jì)表10-7中選取齒寬系數(shù)=0.7d、 根據(jù)配對(duì)齒輪的材料類型為鍛鋼-鍛鋼,由機(jī)械設(shè)計(jì)表10-6查得的彈性影響系數(shù)Z=189.8 。e、 由機(jī)械設(shè)計(jì)圖10-21d中并按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限=700Mpa;大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限=600Mpaf、 由機(jī)械設(shè)計(jì)式10-13計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)得:(已知銑床為兩班制,工作壽命為15年)N=60 njL=6069312830015=2.9910N=1.5710h、根據(jù)齒輪的材料、熱處理方法及應(yīng)力循環(huán)次數(shù)查機(jī)械設(shè)計(jì)中圖10-19取小齒輪的接觸疲勞系數(shù)K=0.9;大齒輪的接觸疲勞系數(shù)為K=0.95i、計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力:取失效概率為1%,對(duì)接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算,由于點(diǎn)蝕破壞發(fā)生后只引起噪聲、振動(dòng)增大,并不立即導(dǎo)致不能繼續(xù)工作的后果,故安全系數(shù)S=1。由機(jī)械設(shè)計(jì)中式10-12得:=630Mpa=570Mpa 計(jì)算:a、試算小齒輪分度圓直徑,代入與中較小的值:2.32= 2.32= 2.32=30.62.32=71mmb、計(jì)算圓周速度為V:V=2.57m/sc、計(jì)算齒寬:b=d=0.771=49.7mmd、計(jì)算齒寬與齒高的比:模數(shù) =4.4mm齒高 h=2.25=2.254.4 mm=9.9mm=5e、計(jì)算載荷系數(shù):根據(jù)齒輪V=2.57m/s,且齒輪精度等級(jí)為7級(jí),由機(jī)械設(shè)計(jì)圖10-8查得動(dòng)載系數(shù)K=1.1;對(duì)直齒輪有=1;由機(jī)械設(shè)計(jì)表10-2查得使用系數(shù)K=1.25;由機(jī)械設(shè)計(jì)表10-4并且運(yùn)用插值法查得對(duì)于7級(jí)精度,且小齒輪做非對(duì)稱布置時(shí),取=1.25;由=5,=1.25查機(jī)械設(shè)計(jì)圖10-13得=1.18;故載荷系數(shù)K= KK=11.111.25=1.375f、按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑:由機(jī)械設(shè)計(jì)式10-10a得:d= d=71=72.3mmg、 計(jì)算模數(shù)m:=4.5mm3、 按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì):由機(jī)械設(shè)計(jì)式10-5得彎曲強(qiáng)度的設(shè)計(jì)公式為:m 確定公式中的各個(gè)計(jì)算數(shù)值:a、由機(jī)械設(shè)計(jì)圖10-20c查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限=600Mpa大齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限=400Mpab、根據(jù)齒輪材料類型、熱處理方法及應(yīng)力循環(huán)次數(shù)由機(jī)械設(shè)計(jì)圖10-18中取彎曲疲勞強(qiáng)度壽命系數(shù)=0.87,=0.9c、計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力對(duì)于彎曲疲勞強(qiáng)度來(lái)說(shuō),一旦發(fā)生斷齒就會(huì)引起嚴(yán)重的事故,故取彎曲疲勞安全系數(shù)S=1.4由機(jī)械設(shè)計(jì)式10-12得:=373Mpa=257Mpad、計(jì)算載荷系數(shù)K由前面查得的數(shù)據(jù)并代入表達(dá)式得:K= KK=11.111.18=1.298e、查取齒形系數(shù)和應(yīng)力校正系數(shù):查機(jī)械設(shè)計(jì)表10-5,并運(yùn)用插值法取=3.03,=2.41取=1.51,=1.67f、計(jì)算大小齒輪的,并加以比較:=0.0123=0.0156由上述計(jì)算值知大齒輪的數(shù)值更大 設(shè)計(jì)計(jì)算:m= mm=2.85mm對(duì)比以上兩種設(shè)計(jì)方案的計(jì)算結(jié)果,由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù),由于齒輪模數(shù)的大小主要取決于彎曲疲勞強(qiáng)度所決定的承載能力,可取由彎曲疲勞強(qiáng)度所算得的模數(shù)2.85 mm并就近圓整為標(biāo)準(zhǔn)值為3mm,但是由此模數(shù)算得的d=mZ=316=48mm小于接觸疲勞強(qiáng)度所算得的d=72.3mm,因而不能滿足接觸疲勞強(qiáng)度。所以應(yīng)該將m取為5由此得到的d=516=80mm=d72mm4、 幾何尺寸的計(jì)算: 計(jì)算分度圓直徑:d= mZ=516=80mmd= mZ=539=195mm 計(jì)算中心距:a=137.5mm 計(jì)算齒輪寬度:b=0.780=56mm為了防止齒輪因裝配誤差產(chǎn)生軸向錯(cuò)位導(dǎo)致嚙合齒寬減小而增大輪齒單位齒寬的工作載荷,所以將小齒輪齒寬在圓整的基礎(chǔ)上人為地加寬5mm,取B=55mm,B=60mm由于小齒輪齒數(shù)小于17,故需采用變位避免根切。小齒輪采用正變位mm;大齒輪采用負(fù)變位mm(5) 第五對(duì)齒輪()1、 選定精度等級(jí)、材料及齒數(shù): 確定齒輪類型因?yàn)樵搶?duì)齒輪無(wú)須承受軸向力,故選兩齒輪均為標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪。 材料選擇大、小齒輪材料均為45鋼,并經(jīng)調(diào)質(zhì)后表面淬火,齒輪齒面硬度為4050HRC。 銑床為一般工作機(jī)器,速度不高,選用7級(jí)制造精度 小齒輪齒數(shù)為26,大齒輪齒數(shù)為39,傳動(dòng)比為=0.66;u=1.5;2、 按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì):由設(shè)計(jì)計(jì)算公式10-9a進(jìn)行試算即:d2.32 確定公式中的各計(jì)算數(shù)值:a、 由設(shè)計(jì)對(duì)象知外嚙合時(shí)公式中的正負(fù)號(hào)取正號(hào)b、 對(duì)于直齒圓柱齒輪,試選K=1.3c、 計(jì)算小齒輪的轉(zhuǎn)矩:T= 其中P=6.85Kw;=698.15=429.6r/min;代入數(shù)據(jù)得:T=152275Nmmd、 根據(jù)齒輪的裝置狀況,查機(jī)械設(shè)計(jì)表10-7中選取齒寬系數(shù)=0.7e、 根據(jù)配對(duì)齒輪的材料類型為鍛鋼-鍛鋼,由機(jī)械設(shè)計(jì)表10-6查得的彈性影響系數(shù)Z=189.8 。f、 由機(jī)械設(shè)計(jì)圖10-21e中并按齒面硬度查得齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限= =1100Mpag、 由機(jī)械設(shè)計(jì)式10-13計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)得:(已知銑床為兩班制,工作壽命為15年)N=60 njL=60426.512830015=1.8410N=1.2310h、根據(jù)齒輪的材料、熱處理方法及應(yīng)力循環(huán)次數(shù)查機(jī)械設(shè)計(jì)中圖10-19取小齒輪的接觸疲勞系數(shù)K=0.9;大齒輪的接觸疲勞系數(shù)為K=0.95i、計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力:取失效概率為1%,對(duì)接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算,由于點(diǎn)蝕破壞發(fā)生后只引起噪聲、振動(dòng)增大,并不立即導(dǎo)致不能繼續(xù)工作的后果,故安全系數(shù)S=1。由機(jī)械設(shè)計(jì)中式10-12得:=0.91100=990Mpa=0.951100=1045Mpa 計(jì)算:a、試算小齒輪分度圓直徑,代入與中較小的值:2.32= 2.32= 2.32=25.82.32=60mmb、計(jì)算圓周速度為V:V=1.34m/sc、計(jì)算齒寬:b=d=0.760=42mmd、計(jì)算齒寬與齒高的比:模數(shù) =2.3mm齒高 h=2.25=2.253.3 mm=5.175mm=11.6e、計(jì)算載荷系數(shù):根據(jù)齒輪V=1.34m/s,且齒輪精度等級(jí)為7級(jí),由機(jī)械設(shè)計(jì)圖10-8查得動(dòng)載系數(shù)K=1.07;對(duì)直齒輪有=1;由機(jī)械設(shè)計(jì)表10-2查得使用系數(shù)K=1.25;由機(jī)械設(shè)計(jì)表10-4并且運(yùn)用插值法查得對(duì)于7級(jí)精度,且小齒輪做非對(duì)稱布置時(shí),取=1.243;由=8.1,=1.243查機(jī)械設(shè)計(jì)圖10-13得=1.2;故載荷系數(shù)K= KK=11.0711.243=1.33f、按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑:由機(jī)械設(shè)計(jì)式10-10a得:d= d=60=60.5mmg、 計(jì)算模數(shù)m:=2.33mm3、 按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì):由機(jī)械設(shè)計(jì)式10-5得彎曲強(qiáng)度的設(shè)計(jì)公式為:m 確定公式中的各個(gè)計(jì)算數(shù)值:a、由機(jī)械設(shè)計(jì)圖10-20d查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限=620Mpab、根據(jù)齒輪材料類型、熱處理方法及應(yīng)力循環(huán)次數(shù)由機(jī)械設(shè)計(jì)圖10-18中取彎曲疲勞強(qiáng)度壽命系數(shù)=0.87,=0.9c、計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力對(duì)于彎曲疲勞強(qiáng)度來(lái)說(shuō),一旦發(fā)生斷齒就會(huì)引起嚴(yán)重的事故,故取彎曲疲勞安全系數(shù)S=1.4由機(jī)械設(shè)計(jì)式10-12得:=385Mpa=398.6Mpad、計(jì)算載荷系數(shù)K由前面查得的數(shù)據(jù)并代入表達(dá)式得:K= KK=11.0711.2=1.28e、查取齒形系數(shù)和應(yīng)力校正系數(shù):查機(jī)械設(shè)計(jì)表10-5,并運(yùn)用插值法取=2.62,=2.41取=1.595,=1.67f、計(jì)算大小齒輪的,并加以比較:=0.0109=0.0101由上述計(jì)算值知大齒輪的數(shù)值更大 設(shè)計(jì)計(jì)算:m= mm=2.07 mm對(duì)比以上兩種設(shè)計(jì)方案的計(jì)算結(jié)果,由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù),由于齒輪模數(shù)的大小主要取決于彎曲疲勞強(qiáng)度所決定的承載能力,可取由彎曲疲勞強(qiáng)度所算得的模數(shù)2.06mm并就近圓整為標(biāo)準(zhǔn)值為3mm,但是由此模數(shù)算得的d=mZ=326=78mm大于接觸疲勞強(qiáng)度所算得的d=61.4mm,能滿足接觸疲勞強(qiáng)度。所以應(yīng)該將m取為3。4、 幾何尺寸的計(jì)算: 計(jì)算分度圓直徑:d= mZ=326=78mmd= mZ=339=117mm 計(jì)算中心距:a=97.5mm 計(jì)算齒輪寬度:b=0.778=54.6mm為了防止齒輪因裝配誤差產(chǎn)生軸向錯(cuò)位導(dǎo)致嚙合齒寬減小而增大輪齒單位齒寬的工作載荷,所以將小齒輪齒寬在圓整的基礎(chǔ)上人為地加寬5mm,取B=55mm,B=60mm(6) 第六對(duì)齒輪()1、 選定精度等級(jí)、材料及齒數(shù): 確定齒輪類型因?yàn)樵搶?duì)齒輪無(wú)須承受軸向力,故選兩齒輪均為標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪。 材料選擇大、小齒輪材料均為45鋼,并經(jīng)調(diào)質(zhì)后表面淬火,齒輪齒面硬度為4050HRC。 銑床為一般工作機(jī)器,速度不高,選用7級(jí)制造精度 小齒輪齒數(shù)為28,大齒輪齒數(shù)為37,傳動(dòng)比為=1.32;2、 按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì):由設(shè)計(jì)計(jì)算公式10-9a進(jìn)行試算即:d2.32 確定公式中的各計(jì)算數(shù)值:a、 由設(shè)計(jì)對(duì)象知外嚙合時(shí)公式中的正負(fù)號(hào)取正號(hào)b、 對(duì)于直齒圓柱齒輪,試選K=1.3c、 計(jì)算小齒輪的轉(zhuǎn)矩:T= 其中P=7.06Kw;=286.42r/min;代入數(shù)據(jù)得:T=235416Nmmd、 根據(jù)齒輪的裝置狀況,查機(jī)械設(shè)計(jì)表10-7中選取齒寬系數(shù)=0.7e、 根據(jù)配對(duì)齒輪的材料類型為鍛鋼-鍛鋼,由機(jī)械設(shè)計(jì)表10-6查得的彈性影響系數(shù)Z=189.8 。f、 由機(jī)械設(shè)計(jì)圖10-21e中并按齒面硬度查得齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限= =1100Mpa。g、 由機(jī)械設(shè)計(jì)式10-13計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)得:(已知銑床為兩班制,工作壽命為15年)N=60 njL=60286.4212830015=1.2310N=9.310h、根據(jù)齒輪的材料、熱處理方法及應(yīng)力循環(huán)次數(shù)查機(jī)械設(shè)計(jì)中圖10-19取小齒輪的接觸疲勞系數(shù)K=0.9;大齒輪的接觸疲勞系數(shù)為K=0.95i、計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力:取失效概率為1%,對(duì)接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算,由于點(diǎn)蝕破壞發(fā)生后只引起噪聲、振動(dòng)增大,并不立即導(dǎo)致不能繼續(xù)工作的后果,故安全系數(shù)S=1。由機(jī)械設(shè)計(jì)中式10-12得:=0.91100=990Mpa=0.951100=1045Mpa 計(jì)算:a、試算小齒輪分度圓直徑,代入與中較小的值:2.32= 2.32= 2.32=30.42.32=70.5mmb、計(jì)算圓周速度為V:V=1.05m/sc、計(jì)算齒寬:b=d=0.770.5=49.35mmd、計(jì)算齒寬與齒高的比:模數(shù) =2.52mm齒高 h=2.25=2.252.52mm=5.67mm=8.7e、計(jì)算載荷系數(shù):根據(jù)齒輪V=1.05m/s,且齒輪精度等級(jí)為7級(jí),由機(jī)械設(shè)計(jì)圖10-8查得動(dòng)載系數(shù)K=1.05;對(duì)直齒輪有=1;由機(jī)械設(shè)計(jì)表10-2查得使用系數(shù)K=1.25;由機(jī)械設(shè)計(jì)表10-4并且運(yùn)用插值法查得對(duì)于7級(jí)精度,且小齒輪做非對(duì)稱布置時(shí),取=1.246;由=8.7,=1.246查機(jī)械設(shè)計(jì)圖10-13得=1.2;故載荷系數(shù)K= KK=11.0511.246=1.31f、按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑:由機(jī)械設(shè)計(jì)式10-10a得:d= d=70.5=70.7mmg、 計(jì)算模數(shù)m:=2.53mm3、 按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì):由機(jī)械設(shè)計(jì)式10-5得彎曲強(qiáng)度的設(shè)計(jì)公式為:m 確定公式中的各個(gè)計(jì)算數(shù)值:a、由機(jī)械設(shè)計(jì)圖10-20d查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限=620Mpab、根據(jù)齒輪材料類型、熱處理方法及應(yīng)力循環(huán)次數(shù)由機(jī)械設(shè)計(jì)圖10-18中取彎曲疲勞強(qiáng)度壽命系數(shù)=0.87,=0.9c、計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力對(duì)于彎曲疲勞強(qiáng)度來(lái)說(shuō),一旦發(fā)生斷齒就會(huì)引起嚴(yán)重的事故,故取彎曲疲勞安全系數(shù)S=1.4由機(jī)械設(shè)計(jì)式10-12得:=385Mpa=398.6Mpad、計(jì)算載荷系數(shù)K由前面查得的數(shù)據(jù)并代入表達(dá)式得:K= KK=11.0511.2=1.26e、查取齒形系數(shù)和應(yīng)力校正系數(shù):查機(jī)械設(shè)計(jì)表10-5,并運(yùn)用插值法取=2.55,=2.47取=1.61,=1.66f、計(jì)算大小齒輪的,并加以比較:=0.0107=0.0103由上述計(jì)算值知大齒輪的數(shù)值更大 設(shè)計(jì)計(jì)算:m= mm=2.26 mm對(duì)比以上兩種設(shè)計(jì)方案的計(jì)算結(jié)果,由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù),由于齒輪模數(shù)的大小主要取決于彎曲疲勞強(qiáng)度所決定的承載能力,可取由彎曲疲勞強(qiáng)度所算得的模數(shù)2.26mm并就近圓整為標(biāo)準(zhǔn)值為3mm,但是由此模數(shù)算得的d=mZ=2.528=70mm小于接觸疲勞強(qiáng)度所算得的d=70.2mm,因而不能滿足接觸疲勞強(qiáng)度。所以應(yīng)該將m取為3由此得到的d=328=84mmd=70.2mm4、 幾何尺寸的計(jì)算: 計(jì)算分度圓直徑:d= mZ=328=84mmd= mZ=337=108mm 計(jì)算中心距:a=96mm 計(jì)算齒輪寬度:b=0.784=58.8mm為了防止齒輪因裝配誤差產(chǎn)生軸向錯(cuò)位導(dǎo)致嚙合齒寬減小而增大輪齒單位齒寬的工作載荷,所以將小齒輪齒寬在圓整的基礎(chǔ)上人為地加寬5mm,取B=60mm,B=65mm(7) 第七對(duì)齒輪()1、 選定精度等級(jí)、材料及齒數(shù): 確定齒輪類型因?yàn)樵搶?duì)齒輪無(wú)須承受軸向力,故選兩齒輪均為標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪。 材料選擇大、小齒輪材料均為45鋼,并經(jīng)調(diào)質(zhì)后表面淬火,齒輪齒面硬度為4050HRC。 銑床為一般工作機(jī)器,速度不高,選用7級(jí)制造精度 小齒輪齒數(shù)為18,大齒輪齒數(shù)為37,傳動(dòng)比為=2.01;2、 按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì):由設(shè)計(jì)計(jì)算公式10-9a進(jìn)行試算即:d2.32 確定公式中的各計(jì)算數(shù)值:a、 由設(shè)計(jì)對(duì)象知外嚙合時(shí)公式中的正負(fù)號(hào)取正號(hào)b、 對(duì)于直齒圓柱齒輪,試選K=1.3c、 計(jì)算小齒輪的轉(zhuǎn)矩:T= 其中P=7.06Kw;=286.42r/min代入數(shù)據(jù)得:T=235416Nmmd、 根據(jù)齒輪的裝置狀況,查機(jī)械設(shè)計(jì)表10-7中選取齒寬系數(shù)=0.7e、 根據(jù)配對(duì)齒輪的材料類型為鍛鋼-鍛鋼,由機(jī)械設(shè)計(jì)表10-6查得的彈性影響系數(shù)Z=189.8 。f、 由機(jī)械設(shè)計(jì)圖10-21e中并按齒面硬度查得齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限= =1100Mpa。g、 由機(jī)械設(shè)計(jì)式10-13計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)得:(已知銑床為兩班制,工作壽命為15年)N=60 njL=60286.4212830015=1.2310N=6.110h、根據(jù)齒輪的材料、熱處理方法及應(yīng)力循環(huán)次數(shù)查機(jī)械設(shè)計(jì)中圖10-19取小齒輪的接觸疲勞系數(shù)K=0.9;大齒輪的接觸疲勞系數(shù)為K=0.95i、計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力:取失效概率為1%,對(duì)接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算,由于點(diǎn)蝕破壞發(fā)生后只引起噪聲、振動(dòng)增大,并不立即導(dǎo)致不能繼續(xù)工作的后果,故安全系數(shù)S=1。由機(jī)械設(shè)計(jì)中式10-12得:=0.91100=990Mpa=0.951100=1045Mpa 計(jì)算:a、試算小齒輪分度圓直徑,代入與中較小的值:2.32= 2.32= 2.32=28.92.32=66.8mmb、計(jì)算圓周速度為V:V=0.99m/sc、計(jì)算齒寬:b=d=0.766.8=46.76mmd、計(jì)算齒寬與齒高的比:模數(shù) =3.7mm齒高 h=2.25=2.253.7 mm=8.325mm=5.6e、計(jì)算載荷系數(shù):根據(jù)齒輪V=0.99m/s,且齒輪精度等級(jí)為7級(jí),由機(jī)械設(shè)計(jì)圖10-8查得動(dòng)載系數(shù)K=1.05;對(duì)直齒輪有=1;由機(jī)械設(shè)計(jì)表10-2查得使用系數(shù)K=1.25;由機(jī)械設(shè)計(jì)表10-4并且運(yùn)用插值法查得對(duì)于7級(jí)精度,且小齒輪做非對(duì)稱布置時(shí),取=1.244;由=5.6,=1.244查機(jī)械設(shè)計(jì)圖10-13得=1.2;故載荷系數(shù)K= KK=11.0511.244=1.31f、按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑:由機(jī)械設(shè)計(jì)式10-10a得:d= d=66.8=67.3mmg、 計(jì)算模數(shù)m:=3.74mm3、 按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì):由機(jī)械設(shè)計(jì)式10-5得彎曲強(qiáng)度的設(shè)計(jì)公式為:m 確定公式中的各個(gè)計(jì)算數(shù)值:a、由機(jī)械設(shè)計(jì)圖10-20d查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限=620Mpab、根據(jù)齒輪材料類型、熱處理方法及應(yīng)力循環(huán)次數(shù)由機(jī)械設(shè)計(jì)圖10-18中取彎曲疲勞強(qiáng)度壽命系數(shù)=0.87,=0.9c、計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力對(duì)于彎曲疲勞強(qiáng)度來(lái)說(shuō),一旦發(fā)生斷齒就會(huì)引起嚴(yán)重的事故,故取彎曲疲勞安全系數(shù)S=1.4由機(jī)械設(shè)計(jì)式10-12得:=385Mpa=398.6Mpa d、計(jì)算載荷系數(shù)K由前面查得的數(shù)據(jù)并代入表達(dá)式得:K= KK=11.0511.2=1.26e、查取齒形系數(shù)和應(yīng)力校正系數(shù):查機(jī)械設(shè)計(jì)表10-5,并運(yùn)用插值法取=2.91,=2.34取=1.53,=1.68f、計(jì)算大小齒輪的,并加以比較:=0.0116=0.0098由上述計(jì)算值知大齒輪的數(shù)值更大 設(shè)計(jì)計(jì)算:m= mm=3.11 mm對(duì)比以上兩種設(shè)計(jì)方案的計(jì)算結(jié)果,由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù),由于齒輪模數(shù)的大小主要取決于彎曲疲勞強(qiáng)度所決定的承載能力,可取由彎曲疲勞強(qiáng)度所算得的模數(shù)3.11 mm并就近圓整為標(biāo)準(zhǔn)值為4mm,但是由此模數(shù)算得的d=mZ=418=72mm大于接觸疲勞強(qiáng)度所算得的d=66.8mm,因而、能滿足接觸疲勞強(qiáng)度。所以將m取為44、 幾何尺寸的計(jì)算: 計(jì)算分度圓直徑:d= mZ=418=72mmd= mZ=447=188mm 計(jì)算中心距:a=95mm 計(jì)算齒輪寬度:b=0.772=50.4mm為了防止齒輪因裝配誤差產(chǎn)生軸向錯(cuò)位導(dǎo)致嚙合齒寬減小而增大輪齒單位齒寬的工作載荷,所以將小齒輪齒寬在圓整的基礎(chǔ)上人為地加寬5mm,取B=50mm,B=55mm(8) 第八對(duì)齒輪()1、 選定精度等級(jí)、材料及齒數(shù): 確定齒輪類型因?yàn)樵搶?duì)齒輪無(wú)須承受軸向力,故選兩齒輪均為標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪。 材料選擇大、小齒輪材料均為45鋼,并經(jīng)調(diào)質(zhì)后表面淬火,齒輪齒面硬度為4050HRC。 銑床為一般工作機(jī)器,速度不高,選用7級(jí)制造精度 小齒輪齒數(shù)為38,大齒輪齒數(shù)為82,傳動(dòng)比為=0.46;u=2.16;2、 按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì):由設(shè)計(jì)計(jì)算公式10-9a進(jìn)行試算即:d2.32 確定公式中的各計(jì)算數(shù)值:a、 由設(shè)計(jì)對(duì)象知外嚙合時(shí)公式中的正負(fù)號(hào)取正號(hào)b、 對(duì)于直齒圓柱齒輪,試選K=1.3c、 計(jì)算小齒輪的轉(zhuǎn)矩:T= 其中P=6.65Kw;=236.7r/min;代入數(shù)據(jù)得:T=268304Nmmd、 根據(jù)齒輪的裝置狀況,查機(jī)械設(shè)計(jì)表10-7中選取齒寬系數(shù)=0.7e、 根據(jù)配對(duì)齒輪的材料類型為鍛鋼-鍛鋼,由機(jī)械設(shè)計(jì)表10-6查得的彈性影響系數(shù)Z=189.8 。f、 由機(jī)械設(shè)計(jì)圖10-21e中并按齒面硬度查得齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限= =1100Mpa。g、 由機(jī)械設(shè)計(jì)式10-13計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)得:(已知銑床為兩班制,工作壽命為15年)N=60 njL=6023512830015=1.0210N=4.710h、根據(jù)齒輪的材料、熱處理方法及應(yīng)力循環(huán)次數(shù)查機(jī)械設(shè)計(jì)中圖10-19取小齒輪的接觸疲勞系數(shù)K=0.9;大齒輪的接觸疲勞系數(shù)為K=0.95i、計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力:取失效概率為1%,對(duì)接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算,由于點(diǎn)蝕破壞發(fā)生后只引起噪聲、振動(dòng)增大,并不立即導(dǎo)致不能繼續(xù)工作的后果,故安全系數(shù)S=1。由機(jī)械設(shè)計(jì)中式10-12得:=0.91100=990Mpa=0.951100=1045Mpa 計(jì)算:a、試算小齒輪分度圓直
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