干粉压片机机械传动系统设计与分析 第4页


机械原理及机械设计课程设计
齿根弯曲强度校核满足要求。
2低速级圆柱齿轮
1)选材料及热处理
小齿轮 45号钢 调质260HBS ([1] P207 图10-21(d))
 ([1] P204 图10-20(c))
大齿轮 45号钢 调质220HBS 9[1] P189 图10-21(c))
 ([1] P204 图10-20(b))
( 啮合齿轮的材料有一定的硬度差,可防止胶合)
2)按齿面接触疲劳强度计算
试算  设计式:    ([1] P216 式  10-21)
其中: 使用系数─                 ([1]  P190 表10-2)
动载系数─                  ([1]  P 192 图10-8 )
齿间载荷分配系数─         ([1] P193 表10-3 )
齿向载荷分布系数─          ([1]P193 表10-3 )
 
弹性影响系数            ([1] P198 表10-30 )
区域系数                     ([1]   P215图10-30)
①确定齿轮的许用应力
                            ([1] P202 式10-12)
式中:S——疲劳强度安全系数 
       ——寿命系数        ([1] P202 图10-18)
N1=60×88×24×300×10=3.8016×108
 
 
      
②齿数和齿宽系数
 5                                 ([1]  P201表10-7 )
  
初定       
③小齿轮所需传递的扭矩
由前面计算知T1=421322

 
④初定主要参数和尺寸
齿数   
模数,中心距、螺旋角
      取标准有 
   
取整有
修正 值
 
分度圆的直径和齿宽
    
   
      取整有  
考虑到制造和安装误差,小齿轮的直径应比大齿轮的直径大5-10mm
    
圆周速度和精度等级
   
选8级精度
精确计算齿面接触疲劳强度
较核式:
式中:使用系数─ (P190 10-2)     
动载系数─
 
齿间载荷分配系数─ =1.80
齿向载荷分布系─
 
 
校验结果:齿面接触强度符合要求,且安全余量小于 上述的主要参数不必调整。
3)校核齿根弯曲疲劳强度
校核式:  
 
                       ([1]  P202 图10-18)
                ([2]  P202 图10-20)
 
 
 
其中   (P193 10-3)          
     (P193 10-3)
     
 
根据当量齿数,按线形差值法有:
齿形系数   (P197 表10-5)
应力校正系数  (P197 表10-5)
 
 
 
          
故齿根弯曲疲劳强度足够
4)输出齿轮啮合尺寸及其偏差的确定
 
  =3×125×sin0.01256=0.0822

法向模数: ;
螺旋角: ;
螺旋方向:左旋;
径向变位系数:0
法向齿高:由当量齿数
查得
   取整有
 
七、 轴的结构设计及连轴器的选择
1、输入轴的结构设计
1)初估轴径
轴的直径        ([1]P362 式15-2)
其中  
轴的材料为45号钢时  =126-103     ([1]P362 表15-3)
这里取   =112
对于直径小于 的轴,有一个键槽时,轴径增大 ,
这里取 。
输入轴
 
取d=40mm
2)选择联轴器
输入轴半联轴器
①计算转矩
 
其中  为工作情况系数,这里取     ([1]P343 表14-1)
②主要参数与尺寸
  =                    
③选择联轴器
为了隔离振动和冲击,根据以上参数,选择Y型HL3弹性柱销联轴器。查手册有:
       ([2] P94表8-7)
④写出标记:HL3联轴器    GB5014-85  ([2] P94表8-7)
3)选择轴承
 轴承选择30209型圆锥滚子轴承
主要参数:
                
C=16mm    ([2] P72 表6-7)
标记:轴承 30209 GB/T 297-94
4 )初步设计轴的结构
 
根据轴向定位的要求确定各轴段的直径和长度
①轴段I-II通过联轴器直接与电动机连接。根据轴段I-II的最小直径 ,联轴器的标准取轴段I-II的直径为 ,为了保证轴端的挡圈只压在半联轴器上不压在轴的端面上,轴段I-II应该比半联轴器的长度短2-3mm.故轴段I-II的长度
②为了满足半联轴器的轴向定位要求,轴段I-II的右端需制出一个轴肩,轴肩高应为2-4mm,故轴段II-III的直径 。轴承端盖的总宽度为 ,根据轴承的装拆及便于对轴添加润滑油的要求,取端盖的外端面与半联轴器的左端面之间的距离 ,所以轴段I-II的长度 。
③轴段III-IV用来装轴承,根据初选的圆锥滚子轴承30209,确定轴段III-IV的直径为 。查表有轴承的宽度 。轴承左端依靠轴承端盖,右端依靠轴肩定位,取III-IV的长度 。
④轴段V-VI用来装轴承,根据初选的圆锥滚子轴承30209,确定轴段V-VI的直径为 。轴承左端依靠轴肩定位,右端依靠套筒定位,查表有轴承的宽度 ,轴段V-VI的长度 。
⑤轴段VI-VII用来装高速级圆锥齿轮,取 ,根据设计要求圆锥齿轮的宽度 ,,因此段轴上由一小段挡油环的长度,因而取此段长度为39mm
⑥轴段IV- V具有定位轴承的功能,查表有圆锥滚子轴承30209的安装尺寸 ([2] P72表6-7),确定)轴段IV- V的直径 。 为了使轴V的长度 。
2、轴Ⅱ的结构设计
(1)初估轴径
轴的直径        ([1]P362 式15-2)

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