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如何根據軸承齒數模數設計減速機齒輪?

如何根據軸承齒數模數設計減速機齒輪?

2017/9/12 15:32:47

  減速機軸承是內齒軸承 模數是16齒數是135齒頂圓是2147mm變位系數是+0.5。

首先得知道這個減速機構的傳動比,然后各級分配,得到這一級的傳動比,和輸入功率,根據傳動比求得設計齒輪的齒數,根據輸入功率求得扭矩。

  然后根據齒數,模數,求得此齒輪的相關幾何尺寸。

  最后就是檢驗校核了,根據彎曲強度和接觸強度校核一下,看看合格不。合格了當然好,不合格了的話重新分配傳動比再計算,也就是回到了第一步。

計算過程中有很多的參數,系數,需要查詢機械設計手冊。

以下是一個例子傳動件設計計算

1. 選精度等級、材料及齒數

1) 材料及熱處理; 選擇小齒輪材料為40Cr(調質),硬度為280HBS,大齒輪材料為45鋼(調質),硬度為240HBS,二者材料硬度差為40HBS。

2) 精度等級選用7級精度;

3) 試選小齒輪齒數z1=20,大齒輪齒數z2=100的;

4) 選取螺旋角。初選螺旋角β=14° <

2.按齒面接觸強度設計

因為低速級的載荷大于高速級的載荷,所以通過低速級的數據進行計算

按式(10—21)試算,即 dt≥ 1) 確定公式內的各計算數值

(1) 試選Kt=1.6

(2) 由圖10-30選取區域系數ZH=2.433

(3) 由表10-7選取尺寬系數φd=1

(4) 由圖10-26查得εα1=0.75,εα2=0.87,則εα=εα1+εα2=1.62

(5) 由表10-6查得材料的彈性影響系數ZE=189.8Mpa

(6) 由圖10-21d按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強度極限σHlim1=600MPa;大齒輪的解除疲勞強度極限σHlim2=550MPa;

(7) 由式10-13計算應力循環次數 N1=60n1jLh=60×192×1×(2×8×300×5)=3.32×10e8 N2=N1/5=6.64×107

(8) 由圖10-19查得接觸疲勞壽命系數KHN1=0.95; KHN2=0.98

(9) 計算接觸疲勞許用應力

取失效概率為1%,安全系數S=1,由式(10-12)得

[σH]1==0.95×600MPa=570MPa [σH]2==0.98×550MPa=539MPa

[σH]=[σH]1+[σH]2/2=554.5MPa

2 計算

(1) 試算小齒輪分度圓直徑d1t d1t≥ = =67.85

(2) 計算圓周速度 v= = =0.68m/s

(3) 計算齒寬b及模數mnt

b=φdd1t=1×67.85mm=67.85mm mnt= = =3.39

h=2.25mnt=2.25×3.39mm=7.63mm b/h=67.85/7.63=8.89

(4) 計算縱向重合度εβ εβ= =0.318×1×tan14 =1.59

(5) 計算載荷系數K

已知載荷平穩,所以取KA=1

根據v=0.68m/s,7級精度,由圖10—8查得動載系數KV=1.11;由表10—4查的KHβ的計算公式和直齒輪的相同,

故 KHβ=1.12+0.18(1+0.6×1 )1×1 +0.23×10 67.85=1.42

由表10—13查得KFβ=1.36

由表10—3查得KHα=KHα=1.4。故載荷系數

K=KAKVKHαKHβ=1×1.03×1.4×1.42=2.05

(6) 按實際的載荷系數校正所得的分度圓直徑,由式(10—10a)得

d1= = mm=73.6mm 

(7) 計算模數mn mn = mm=3.74

3.按齒根彎曲強度設計 由式(10—17 mn≥

1) 確定計算參數

(1) 計算載荷系數

K=KAKVKFαKFβ=1×1.03×1.4×1.36=1.96

(2) 根據縱向重合度εβ=0.318φdz1tanβ=1.59,從圖10-28查得螺旋角影響系數 Yβ=0。88

(3) 計算當量齒數

z1=z1/cos β=20/cos 14 =21.89 z2=z2/cos β=100/cos 14 =109.47

(4) 查取齒型系數

由表10-5查得YFa1=2.724;Yfa2=2.172

(5) 查取應力校正系數 由表10-5查得Ysa1=1.569;Ysa2=1.798

(6) 計算[σF]

σF1=500Mpa σF2=380MPa KFN1=0.95 KFN2=0.98

[σF1]=339.29Mpa [σF2]=266MPa

(7) 計算大、小齒輪的 并加以比較 = =0.0126 = =0.01468

大齒輪的數值大。

2) 設計計算 mn≥ =2.4 mn=2.5

4.幾何尺寸計算

1) 計算中心距

z1 =32.9,取z1=33 z2=16 a =255.07mm a圓整后取255mm

2) 按圓整后的中心距修正螺旋角

β=arcos =13 55’50”

3) 計算大、小齒輪的分度圓直徑

d1 =85.00mm d2 =425mm

4) 計算齒輪寬度

b=φdd1 b=85mm B1=90mm,B2=85mm

5 結構設計

以大齒輪為例。因齒輪齒頂圓直徑大于160mm,而又小于500mm,故以選用腹板式為宜。其他有關尺寸參看大齒輪零件圖。

概述本產品是按國家專業標準ZBJ19004生產的外嚙合漸開線斜齒圓柱齒輪減速機。

本產品廣泛應用于冶金、礦山、起重、運輸、水泥、建筑、化工、紡織、印染、制藥等領域。

減速機適用范圍如下:

1、高速軸轉不大于1500轉/分。

2、齒輪傳動圓周速度不大于20米/秒。

3、工作環境溫度為-40-45℃,如果低于0℃,啟動前潤滑油應預熱至0℃以上,本減速機可用于正反兩個方向運轉。

一、特點

1.齒輪采用高強度低碳合金鋼經滲碳淬火而成,齒面硬度達HRC58-62,齒輪均采用數控磨齒工藝,精度高,接觸性好。

2.傳動率高:單級大于96.5%,雙級大于93%,三級大于90%。

3.運轉平穩,噪音低。4.體積小,重量輕,使用壽命長,承載能力高。

5.易于拆檢,易于安裝

二、減速機型號、規格及其表示方法

1.型號有:減速機

ZLY兩級圓柱齒輪減速機,ZSY三級圓柱齒輪減速機,ZFY四級圓柱齒輪減速機。

2.規格有:單級:80、100、125、160、200、250、280、315、355、400、450、500、560;

兩級:112、125、140、160、180、200、224、250、280、315、355、400、450、 500、560、630、710;

三級:160、180、200、224、250、280、315、355、400、450、500、560、630、 710;

四級:180、200、225、250、280、320、360、400、450、500、560、630、710、800。

表示方法示例:

D表示單級,L表示兩級,S表示三級,F表示四級,Y表示采用硬齒面齒輪

審核編輯(
王靜
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