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3.4.3齿轮设计任务实施
1.齿轮参数选择与设计步骤齿轮传动设计的主要内容是:选择齿轮材料和热处理方法、确定齿轮的主要参数、几何尺寸、结构形式和精度等级等,绘制齿轮工作图。(1)齿数和模数一般取z>zmin,以避免轮齿根切。在闭式软齿面齿轮传动中,齿轮的弯曲强度总是足够的,因此齿数可取多些,以增大重合度,提高传动平稳性,改善传动质量,减少磨损,推荐取z1=20-40。m=(0.01-0.02)a。为防止意外折断,传力齿轮m必须大于2mm。对于开式传动和硬齿面齿轮,为保证足够大的齿根弯曲强度,应适当增大模数,减少齿数,常取z1=17-20。对载荷变动大的齿轮应使z1,z2互为质数,有利于减少或避免周期性振动。3.4.3齿轮设计任务实施
?(2)齿宽系数ψd齿宽系数ψd=b/d1,当d1一定时,增大齿宽系数必然增大齿宽,而轮齿越宽,载荷能力越高,但载荷沿齿宽分布的不均匀性增大,而使传动能力降低,因此,齿宽系数应选择适当。开式传动ψd=0.1-0.3;闭式传动软齿面取ψd=0.6-1.2;闭式传动硬齿面取ψd=0.3-0.8,一般用途的减速器ψd=0.4。为了装配方便,保证一对齿轮的啮合宽度,通常小齿轮比大齿轮宽5-10mm,强度计算时仍按b2进行。(3)传动比i对于一般齿轮传动,当传动比i<8可采用单级传动;当i>8时,宜采用多级传动,以免传动装置的外廓尺寸过大。闭式传动中,直齿圆柱齿轮i≤5;斜齿圆柱齿轮i≤8,;开式传动i=8-12。3.4.3齿轮设计任务实施
(4)设计步骤:1)确定齿轮材料及热处理方法2)强度计算闭式传动软齿面,通常的失效形式为齿面点蚀,故先按齿面接触强度设计,求出小齿轮分度圆直径后,再校核齿根弯曲强度。闭式传动硬齿面先按齿根弯曲强度设计,再校核齿面接触强度。开式传动或铸铁齿轮则按弯曲强度设计出齿轮模数,考虑磨损的影响,将m加大10%-20%.3)计算齿轮的几何尺寸,选择齿轮精度。4)确定齿轮的结构尺寸,绘制齿轮工作图3.4.3齿轮设计任务实施
2.任务实施3.4.3齿轮设计任务实施解:(1)选择齿轮材料、热处理方式根据工作条件,一般用途的减速器采用闭式传动软齿面。由表得小齿轮选用45钢调质,齿面硬度为220HBS。大齿轮选用45钢,正火,齿面硬度180HBS;(2)确定许用接触应力由于属闭式传动软齿面,故按齿面接触强度设计,用齿根弯曲强度校核。查接触疲劳极限表,计算齿轮的接触疲劳极限为:由最小安全系数表得,接触疲劳强度的最小安全系数是1,则两齿轮的许用接触应力为:
3.4.3齿轮设计任务实施(3)齿面接触疲劳强度设计小齿轮的转矩载荷系数K查表,取K=1;齿宽系数取1(闭式传动软齿面),代入较小值。得取
3.4.3齿轮设计任务实施
3.4.3齿轮设计任务实施(5)校核齿根弯曲疲劳强度由表查得齿形系数由表查得弯曲疲劳极限为:由表查得弯曲疲劳强度的最小安全系数:齿根许用弯曲应力为∴∴齿根弯曲疲劳强度足够。
3.4.3齿轮设计任务实施
3.4.3齿轮设计任务实施(7)确定齿轮精度等级验算齿轮圆周速度查表,齿轮传动精度等级7级合适。(8)确定齿轮结构,绘制齿轮工作图。=68mm,齿轮轴结构;=260mm,腹板式结构。具体结构参阅齿轮结构图。
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