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带式运输机传动装置设计 第3页

更新时间:2010-6-2:  来源:毕业论文
带式运输机传动装置设计 第3页

  四 .传动零件的设计计算
(一)先利用CAD软件进行探测性模拟实验,可得以下一些可行的实验数据:
1.第一级齿轮的相关数据如下:
设计传递功率           /kW:  3.42000
小轮最高转速      /(r/min):  1440.00
小轮最大扭矩       /(N.mm):  22681.25
预期工作寿命            /h:  46720
第Ⅰ公差组精度(运动精度)  :  7
第Ⅱ公差组精度(运动平稳性):  7
第Ⅲ公差组精度(接触精度)  :  7
名义传动比                :  3.75
实际传动比                :  3.76
使用系数     
弯曲强度齿向载荷分布系数  :  1.12
支承方式                  :  对称支承
传动方式                  :  闭式传动
齿面粗糙度Rz         /μm :  3.20
润滑油运动粘度V40/(mm^2/s):  22.00
小轮齿数z1                :  25
小轮齿宽b1             /mm:  24.00
小轮变位系数x1         /mm:  0.0000
小轮分度圆直径         /mm:  81.25
齿轮法向模数mn         /mm:  3.25
小轮计算接触应力      /MPa:  345.28
小轮接触疲劳许用应力  /MPa:  409.04
小轮接触疲劳极限应力  /MPa:  490.00
小轮计算弯曲应力      /MPa:  39.23
小轮弯曲疲劳许用应力  /MPa:  188.74
小轮弯曲疲劳极限应力  /MPa:  175.00
小轮材料及热处理方式      :  碳素铸钢调质
小轮齿面硬度  /HV10        : 210.00
大轮齿数z2                :  94
中心距                 /mm:  193.375
大轮齿宽b2             /mm:  24.00
大轮变位系数x2         /mm:  0.0000
大轮分度圆直径         /mm:  305.50
大轮计算接触应力      /MPa:  345.28
大轮接触疲劳许用应力  /MPa:  364.60
大轮接触疲劳极限应力  /MPa:  375.00
大轮计算弯曲应力      /MPa:  38.90
大轮弯曲疲劳许用应力  /MPa:  172.99
大轮弯曲疲劳极限应力  /MPa:  160.00
大轮齿面硬度  /HBW        : 190.00
大轮材料及热处理方式      :  铸钢正火
极限传递功率          (kW):  3.81349
2.第二级齿轮的相关数据如下:
设计传递功率           /kW:  3.17000
小轮最高转速      /(r/min):  153.60
小轮最大扭矩       /(N.mm):  197093.10
预期工作寿命            /h:  46720
第Ⅰ公差组精度(运动精度)  :  7
第Ⅱ公差组精度(运动平稳性):  7
第Ⅲ公差组精度(接触精度)  :  7
名义传动比                :  2.93
实际传动比                :  2.92
使用系数                  :  1.10
动载系数                  :  1.07
接触强度齿间载荷分配系数  :  1.27
接触强度齿向载荷分布系数  :  1.21
弯曲强度齿间载荷分配系数  :  1.41
弯曲强度齿向载荷分布系数  :  1.12
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小轮计算接触应力      /MPa:  282.11
小轮接触疲劳许用应力  /MPa:  408.30
小轮接触疲劳极限应力  /MPa:  485.00
小轮计算弯曲应力      /MPa:  23.66
小轮弯曲疲劳许用应力  /MPa:  153.99
小轮弯曲疲劳极限应力  /MPa:  195.00
小轮材料及热处理方式      :  结构钢正火
小轮齿面硬度  /HBW        : 210.00
大轮齿数z2                :  70
中心距                 /mm:  376.000
大轮齿宽b2             /mm:  57.00
大轮变位系数x2         /mm:  0.0000
大轮分度圆直径         /mm:  560.00
大轮计算接触应力      /MPa:  282.11
大轮接触疲劳许用应力  /MPa:  333.37
大轮接触疲劳极限应力  /MPa:  375.00
大轮计算弯曲应力      /MPa:  23.09
大轮弯曲疲劳许用应力  /MPa:  129.50
大轮弯曲疲劳极限应力  /MPa:  160.00
大轮齿面硬度  /HBW        : 190.00
大轮材料及热处理方式      :  铸钢正火
极限传递功率          (kW):  4.42666
(二)根据CAD的大概模拟数据正式进行实际的实验
1.选择材料
小齿轮选用45号钢调质,大齿轮用45号钢正火,查表得小齿轮齿面硬度HBS=236MPa,大齿轮齿面硬度为188MPa。
2.按齿面接触强度确定主要参数
        d1≥[2(ZHxZE/[σH])²x(KT1/Φd)x(u+1)/u] 1/3=[(671/[σH])²x(KT1/Φd)x(u+1)/u] 1/3
T1为小齿轮传递的转矩T1=55.41(N/m)
Φd为齿宽参数;由表知软齿面对称布置时φd=0.8214,由于是单级传动,速度低,轴的刚性较大,因此φd=1.1,K为载荷系数,对带式运输机,载荷平稳,且齿轮相对于轴承为对称布置,取K为1.4.

   [σH]为许用接触应力,由  [σH]= σHlim/SH (MPa)
σHlim为实验齿轮的接触疲劳极限应力,查表,根据HBS1=200  查得
σHlim1=580MPa (碳钢调质)根据HBS2=220.σHlim2=350 N/mm²(碳钢正火).由课本表图10-10查得.
SHmin为接触疲劳强度的最小安全系数,取SHmin1=SHmin2=1
故[σH1]= σHlim1/SHmin1=580/1=580MPa
[σH2]= σHlim2/SHmin2=350/1=350 MPa
计算时的以小值代入
  为齿数比.          
将各参数代入得
d1=[(671/[σH])²x(KT1/Φd)x(u+1)/u] 1/3=[(671/350) ²x(1.4x55.54/1.1)x(3.75+1)/3.75] 1/3=81.66mm
初选Z1=27则
Z2=i Z1=3.75x27=101.25
则m=d1/Z1=81.66/27=3.02mm
的标准m=3mm
中心距为 a=m/2(z1+z2)=3/2(27+90)=175.5mm
由于齿轮传动须装入箱体,现a为小数,结加工和测量带来不便,应调整为整数。方法为将Z2增加或减少1~2个齿,调整后位动比误差 只要在3-5%内, 因此Z2=93则a=180mm

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