计算选型
|
计算例题 |
|
如图1所示球磨机传动简图，试设计其单级圆柱齿轮减速器。已知小齿轮传递的额定功率P＝250kW，小齿轮的转速n1＝750r/min，名义传动比i＝3.15，单向运转，满载工作时间50000h
图1 传动简图 解 (1) 选择齿轮材料 小齿轮：37SiMnMoV，调质，硬度320～340HB 大齿轮：35SiMn，调质，硬度280～300HB 由图2和图3按MQ级质量要求取值，得σHlim1＝800N/mm2、σHlim2＝760N/mm2和σFlim1＝320N/mm2、σFlim2＝300N/mm2
图2 调质处理的碳钢、合金钢及铸钢的σHlim
图3 调质处理的碳钢、合金钢及铸钢的σFlim和σFE (2) 初步确定主要参数 1) 按接触强度初步确定中心距 按斜齿轮从表齿面接触强度中表1选取Aa＝476，按齿轮对称布置，速度中等，冲击载荷较大，取载荷系数K＝2.0。按表齿根弯曲强度中表2，选ψd＝0.8，则ψa＝0.38，按表齿面接触强度中表3圆整取齿宽系数ψa＝0.35 齿数比 u＝i＝3.15 许用接触应力σHp：σHp≈0.9σHlim＝0.9×760＝684N/mm2 小齿轮传递的转矩T1
中心距a
取 a＝500mm 2) 初步确定模数、齿数、螺旋角、齿宽、变位系数等几何参数
取 mn＝7mm 由公式 取 z1＝34 z2＝iz1＝3.15×34＝107.1 取 z2＝107
采用高度变位，由表选择变位系数的线图中图查得：x1＝0.38 x2＝-0.38 齿轮精度等级为7级 (3) 齿面接触强度核算 1) 分度圆上名义切向力Ft
2) 使用系数KA 原动机为电动机，均匀平稳，工作机为水泥磨，有中等冲击，查表使用系数KA中表1 KA＝1.5 3) 动载系数KV 齿轮线速度
由表动载系数KV中表7公式计算传动精度系数C
圆整取C＝8 查图4 KV＝1.25
图4 动载系数KV 注：6～12为齿轮传动精度系数。 4) 螺旋线载荷分布系数KHβ 由表螺旋线载荷分布系数KHβ中表8，齿轮装配时对研跑合
5)齿间载荷分配系数KHα
查表齿间载荷分配系数KHα、KHβ中表3得：KHα＝1.1 6)节点区域系数ZH xS＝0 β＝9°14'55" 查图5 ZH＝2.47
图5 αn＝20°时的节点区域系数ZH 7)弹性系数ZE 由表弹性系数ZE 8) 重合度系数Zε 纵向重合度
端面重合度
则
由表重合度系数Zε中图查得 Zε＝0.775 9) 螺旋角系数Zβ
10) 小齿轮、大齿轮的单对齿啮合系数ZB、ZD 按表小轮及大轮单对齿啮合系数ZB、ZD中表的判定条件，由于εβ＝1.315＞1.0，取ZB＝1，ZD＝1 11) 计算接触应力σH 由表齿面接触强度核算的公式中表公式可得
由于ZD＝ZB＝1，所以σH2＝σH1＝521.1N/mm2 12)寿命系数ZNT 应力循环次数
由表接触强度计算的寿命系数ZNT中表中公式计算
13) 润滑油膜影响系数ZLZvZR 由表润滑油膜影响系数ZL、Zv、ZR中表2，经展成法滚、插的齿轮副Rz10＞4μm、ZLZvZR＝0.85 14) 齿面工作硬化系数ZW 由齿面工作硬化系数ZW中图 ZW1＝1.08 ZW2＝1.11 15) 尺寸系数Zx 由表接触强度计算的尺寸系数Zx中表 ZX＝1.0 16)安全系数SH
SH1、SH2均达到表最小安全系数中表规定的较高可靠度时，最小安全系数SHmin＝1.25～1.30的要求。齿面接触强度核算通过 (4) 轮齿弯曲强度核算 1) 螺旋线载荷分布系数KFβ
2) 螺旋线载荷分配系数KFα
3) 齿廓系数YFα 当量齿数
由表齿廓系数YFα中图6 YFα1＝2.17 YFα2＝2.30 4) 应力修正系数YSα 由表应力修正系数YSα中图1 YSα1＝1.81 YSα2＝1.69 5) 重合度系数Yε
由表齿廓系数YFα中表3知
6) 螺旋角系数Yβ 由表弯曲强度计算的螺旋角系数Yβ中图 根据β、εβ查得 Yβ＝0.92 7) 计算齿根应力σF 因εα＝1.667＜2，用表轮齿弯曲强度核算的公式中方法二
8) 试验齿轮的应力修正系数YST 见表轮齿弯曲强度核算的公式，YST＝2.0 9) 寿命系数 由表弯曲强度的寿命系数YNT中表
10) 相对齿根角敏感系数YδrelT ① 齿根圆角参数
同样计算可知：1.5＜qs1(qs2)＜4
11) 相对齿根表面状况系数YRrelT 由相对齿根表面状况系数YRrelT中图，齿根表面微观不平度10点高度为Rz10＝12.5μm时
12) 尺寸系数Yx 由表弯曲强度尺寸系数Yx中表中的公式
13) 弯曲强度的安全系数SF
SF1、SF2均达到表最小安全系数中表规定的较高可靠度时最小安全系数SFmin＝1.6的要求。轮齿弯曲强度核算通过 |
