江蘇江海機床集團有限公司
中國馳名商標 江蘇名牌產品
冶金設備 折彎機
剪板機 卷板機
油壓機 環保產品
地址:江蘇省海安市李堡鎮江海路1號
郵編:226600
手機:13806278888
電話:0513-88212462
88212251
傳真:0513-88212341
郵箱:[email protected]
當前位置:首頁 > 新聞資訊 > 詳情
 

剪板機齒輪類型選擇及設計計算


發布時間:2018-05-28 10:08:44  點擊次數:1832  來源:江海集團信息部
 

 齒輪設計

 
齒輪傳動是機械傳動中最重要最常用傳動之一,效率高,機構緊湊,工作可靠,壽命長,傳動比穩定。缺點是造價高,安裝精度高,易磨損[4]。
 
1    選定齒輪類型、精度等級、材料及齒數
 
1.1齒輪類型的選擇
根據設計的傳動方案選擇直齒圓柱齒輪傳動。
1.2齒輪材料的選擇
由于機器工作時屬于中等沖擊,選取大小齒輪的材料均為45Cr(調質),齒面硬度:小齒輪271~316HBS,大齒輪為241~286HBS,取中間值,則大齒輪為263.5HBS,小齒輪為293.5HBS[8]。
1.3選取精度等級
    因其表面經過調質處理,故選用8級精度。
1.4選擇齒數
選小齒輪齒數為Z1=20,大齒輪齒數Z2=uZ1=8×20=160
 
2    按齒面接觸強度設計
 
由設計公式[4]進行試算,既:
                 ≥2.23              
2.1確定公式內的各個計算數值
1.試選載荷系數
=1.3
2.計算小齒輪傳遞的轉矩
==95.5×105×N·mm=2.049×105 N·mm
3.選取齒寬系數
=0.6
4.材料的彈性影響系數
=189.8MPa
5. 接觸疲勞強度
按齒面硬度查得[4]大齒輪接觸疲勞強度極限=610MPa,小齒輪的接觸疲勞強度極限=650MPa
6.計算應力循環次數
 
=60×240×1×(30×300×8)=1.0368×109
===0.1296×109
接觸疲勞強度
查得[4]=1.0, =1.1
8. 計算接觸疲勞許用應力
取失效效率為1%,安全系數=1,有
==1.0×650=650MPa
==1.1×610=671MPa
2.2計算
1.小齒輪分度圓直徑
將以上所有數據代入公式(7-1)有
d1t≥2.23
                   =2.32×
                     =81.016mm
2.計算圓周速度
=1.018m/s
3.計算齒寬
=
=0.6×81.016
=48.610mm
4.計算齒寬與齒高之比b/h
模數      ===4.051mm
齒高      =2.25=2.25×4.051mm=8.041mm
=48.610/9.115=5.333
5.計算載荷系數
根據=1.081mm/s,8級精度,查得動載系數=1.1;直齒輪假設≥100N/mm;由表查得==1.2;=1.5;查得齒向載荷分配系數用內差法得 =1.23,并且=4.44,8級精度,并調質處理,查得彎曲強度計算用的齒向載荷分布系數=1.16;故載荷系數
    ==1.5×1.1×1.2×1.23=2.4354
6.按實際的載荷系數校正所算得的分度圓直徑
 ==81.016×mm=99.87mm
計算模數     
==mm=4.99mm
 
3    按齒根彎曲強度設計
 
由齒根彎曲強度的設計公式[4]:
                     ≥                (7-2)
3.1確定公式內各計算數值
1.彎曲疲勞強度
查得[8]小齒輪的彎曲疲勞強度極限=426MPa。大齒輪的彎曲疲勞強度極限=430MPa。
2.彎曲疲勞壽命系數
查得=0.88,=0.9。
3.計算彎曲疲勞許用應力
取彎曲疲勞安全系數 =1.4 由得
==2677MPa
==276.4MPa
4.載荷系數K 
=
載荷系數 ==1.5×1.1×1.2×1.116=2.297。
5.計算大、小齒輪的并加以比較
==0.01621
==0.01422
小齒輪的數值大
  
3.2設計計算
=
=3.99mm
對比計算結果,由齒面接觸疲勞強度計算的模數m大于由齒根彎曲疲勞強度計算的模數,由于齒輪模數m的大小主要取決于彎曲強度所決定的承載能力,而齒面接觸疲勞強度所決定的承載能力僅與齒輪直徑(即模數與齒數的乘積)有關,可取由彎曲強度算得模數3.99并就近圓整為標準植m=4mm。按接觸強度算得的分度圓直徑d1=99.87mm,算出小齒輪齒數
===25
大齒輪齒數 ==8×25=200 取Z2=200
 
4    幾何尺寸計算
 
4.1計算分度圓直徑
==25×4=100mm 
==200×4=800mm
4.2計算中心距
===450mm
4.3計算齒輪寬度
==0.6×100=60mm
為防止大小齒輪因裝配誤差產生軸向錯位時導致嚙合齒寬減小而增大大齒輪的工作載荷,常將小齒輪的齒寬在圓整數值的基礎上人為地加寬5~10mm
故取小齒輪的齒寬=65mm
大齒輪的齒寬=60mm。
 
 
 
5    驗算
 
==N=4098N
= N/mm =102.45N/mm>100 N/mm
合適。
 
6    結構設計及繪制齒輪零件圖
 
6.1對小齒輪的結構設計
計算小齒輪結構參數
齒頂高             ==4×1 mm =4mm              
齒根高        ==4×(1+0.25) mm =5mm         
齒全高           ==12+15mm=27mm             
齒頂圓直徑     ==100+2×4mm =108mm        
齒根圓直徑    ==100-2×5mm =90mm         
由于小齒輪直徑不大,且中間有軸傳動,故選用實心結構的齒輪。
壓力角                   =20°
齒距             ==3.14×4mm =12.56mm            
基圓直徑     ==100×cos20°mm =93.97mm         
基圓齒距     ==12.56×cos20°mm =11.80mm        
齒厚            ==12.56/2mm =6.28mm        
齒槽寬          ==12.56/2mm =6.28mm          
頂隙             ==4×0.25mm=1.0mm
因為小齒輪的齒頂圓直徑 =108mm<160mm,所以小齒輪可以做成實心結構的齒輪[4]。小齒輪的結構如圖7-1所示。
6.2對大齒輪的機構設計 
1.計算大齒輪結構參數
齒頂圓直徑    ==800+2×4mm=800mm           
齒根圓直徑    ==800-2×5mm =790mm        
由于大齒輪的齒頂圓直徑=790mm在400~1000mm之間,,所以選用輪輻式結構的齒輪[4]。
 
2. 輪輻的設計
輪輻數取
== 65mm
因為大齒輪的材料為鑄鋼,所以
==1.6×65mm=104mm
=(12~16)mm    取=15mm
=(15~18)mm   取=16mm
=0.8×104mm=52mm  取=52mm
=0.8×52mm=41.6mm  取=41.6mm
=52/5mm=10.4mm      取=10.4mm
=52/6mm=8.7mm     取=8.7mm
=0.5×52=26mm    取=26mm
=95﹥≥=60mm    取=60mm
大齒輪如圖7-2所示:
 

江海機床
地址:江蘇省海安市李堡鎮江海路1號 郵編:226600 電話:0513-88216088 傳真:0513-88212341
Copyright © 版權所有 2003-2018 江蘇江海機床集團有限公司 All Rights Reserved.
蘇ICP備16056094號 技術支持:中國機床網   
云南快乐十分走势图50