Ⅰ轴: PⅠ=Pd×η01 =Pd×η1
=13.1×0.99=12.969(KW)
Ⅱ轴: PⅡ= PⅠ×η12= PⅠ×η2×η3 =12.969×0.99×0.97 =12.454(KW)
III轴: PⅢ= PⅡ·η23= PⅡ·η2·η4 =12.454×0.99×0.99 =12.206(KW) 螺旋输送机Ⅳ轴:PIV= PⅢ·η2·η
5
=12.206×0.93×0.99
=11.238(KW) (3)计算各轴的输入转矩:
电动机轴输出转矩为: Td=9550·Pd/nm =9550×13.1/1460 =85.7 N·m Ⅰ轴: TⅠ= Td·η01= Td·η
1
=85.7×0.99=84.8 N·m
Ⅱ轴:TⅡ= TⅠ·i·η12= TⅠ·i·η2·η3
=84.8 ×5.84×0.99×0.97=475.57 N·m III轴:TⅢ= TⅡ·η2·η4=461.45N·m
螺旋输送机Ⅳ轴:TIV = TⅢ ·i0·η2·η5=849.71N·m
计算结果汇总表
轴名 功效率P (KW) 转矩T (N·m) 转速n r/min 1460 1 Ⅰ轴 12.969 84.8 1460 0.96 Ⅱ轴
传动比 效率 i η 0.99 电动机轴 12.454 475.57 第 9 页 共 32 页
166.10 5.84 0.98 Ⅲ轴 输送机Ⅳ轴 12.206 461.45 166.10 2 0.92 11.238 849.71 58.05
第四章 圆柱斜齿轮传动的设计
齿轮传动的适用范围很广,传递功率可高达数万千瓦,圆周速度可达150m/s(最高300m/s),直径能做到10m以上,单级传动比可达8或更大,因此在机器中应用很广。
5.1 齿轮参数计算
1、选精度等级、材料及齿数
① 运输机为一般工作机器,速度不高,故选用7级精度(GB10095-88)。
② 查表得选择小齿轮40C r(调质热处理)硬度280HBS ,大齿轮45钢(调质热处理)硬度240HBS,二者硬度差值为40HBS;
③ 初选螺选择旋角β=15°,取Z1=20,Z2=Z1×i=24×5.84=140.16 取Z2=141。 2、按齿面接触强度设计 计算的
d2t≥3(1)确定公式内的各计算数值 1) 试选载荷系数kt=1.6。
2) 小齿轮传递的转矩 T1=(95.5×105P1)/n1=8.305×104 N?mm 3) 查表得,选取区域系数zH=2.435。
4) 查表得,??1=0.705, ??2=0.805,则:??=??1+??1=1.51 5) 查表得,材料的弹性影响系数zE=189.8MPa1/2 齿轮材料为锻钢 6) 查表可得,选取持宽系数?d=1
7) 查表可得,计算应力循环次数N=60njLh
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2ktT1i?1zHzE2??() ?dε?i[?H]j 为齿轮每转一圈时,同一齿面啮合的次数;n为齿轮转速;Lh为齿轮的工作寿命。
(2?8?300?8)?8.410?108 N1?60n1jLh?60?1460?1?N2=8.410×108/5.84=1.44×108
8) 查表可得,接触疲劳寿命系数kHN1=0.9,kHN2=0.95
9) 查图表可得,按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限?H1m1=600Mpa,大齿轮的接触疲
劳强度极限?H1m2=550Mpa 10) 计算接触疲劳许用应力。
取失效概率为1%,安全系数s=1《机械零件设计手册》
??H?1=kHN1σHlim1=0.9×600=540 Mpa
s??H?2=kHN2σHlim2=0.95×550=522.5 Mpa
s[σH]=(540+522.5)/2=531.25Mpa
(2)计算
1)试算小齿轮分度圆直径d1t,由计算公式d1t≥32)计算齿宽b及模数 mnt.d1t≥32?1.6?848005.84?1189.8?2.4352?()=61.52mm
1?1.515.84531.252ktT2i?1zHzE2??()得
??H??d??i1) 计算圆周速度 2) v=3) 4)
b=φdd2t=1×61.52=61.52mm
d1tcosβ61.52?cos150mnt===2.97mm
20z1πd1tn13.14?61.52?1460==4.70 m/s
60?100060?1000h=2.25mnt=2.25×2.97=6.685mm
b=61.52/6.685=9.20 h5) 计算纵向重合度??
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1×20×tan15?=1.704 εβ?0.318φdZ1tanβ=0.318×
6) 计算载荷系数k
查阅资料可得使用系数kA=1,根据v=4.70m/s,7级精度, 查阅图表可得动载荷系数kv=1.31, 查表可得,kH? =1.56, 查阅图表可得,KFβ?1.42 查阅图表可得,kHα? kFα?1.6 7) 计算动载荷系数
K?KAKVKHαKHβ?1?1.31?1.6?1.56?3.27
8) 按实际的载荷系数校正所算得的分度圆直径,由公式计算得,
d1=d1t3k3.27= 78.07mm 1.6kt=61.52?39) 计算模数mn
d1cosβ78.07cos150?3.77mm mn==
20z13、按齿根弯曲强度设计 按公式计算得
2kT1Yβcos2βYFaYsa mn≥3 ?2?σF?φdz1εα(1)确定计算参数
1) 由图10-20c查的小齿轮的弯曲疲劳强度σFE1=500Mpa,大齿轮的弯曲疲劳极限σFE2=380Mpa 2) 由图10-18取弯曲疲劳寿命系数,KFN1=0.82,KFN2=0.86 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:
kFN1σFE10.82?500==315.38 Mpa s1.3kσ0.86?380[σF]2=FN2FE2==251.38 Mpa
s1.3[σF]1
4) 计算载荷系数k。
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