JH2-5回柱绞车设计
=4.91mm 圆整,取m=6mm。
大齿轮是软齿面齿轮,本应按接触疲劳强度设计。为使按弯曲强度设计的大齿轮的接触强度足够,可将m值取得大一点。(m↑,z不变,d↑,接触强度↑)所以这里不取5,而取6。
3.2 齿轮的变位
3.2.1变位
渐开线标准齿轮具有互换性好,设计计算简单等优点,在生产上得到广泛应用,但由于存在以下一些缺点而限制了它的应用范围:
1)、一对相互啮合的标准齿轮,小齿轮齿根厚比大齿轮齿根厚薄。如两轮材料相同,则小齿轮的弯曲强度较低。
2)、一对相互啮合的标准齿轮,小齿轮齿根的最大滑动比大轮大,如两轮材料相同,则小齿轮齿根的磨损较快。
3)、标准齿轮只能用于中心距 a =a 的场合,当实际要求的中心距 a <a 时,则两轮无法安装;当 a >a时,虽可安装,但齿侧间隙增大,使传动换向时发生冲击。
4)、受根切限制,通常不采用z<z 的齿轮。因此,在一定条件下,限制了齿轮机构的尺寸和重量的减小。
因此,人们在长期生产实践中为解决上述标准齿轮传动的缺点,提出了变位齿轮(即非标准齿轮)传动。其类型有两大类:高度变位齿轮和角度变位齿轮。
变位齿轮其主要功能如下:①避免切根;②提高齿面接触强度;③提高齿根弯曲强度;④提高齿面的抗胶合和耐磨损能力;⑤配凑中心距;⑥利用变位原理修复磨损的齿轮。
对于本设计,考虑到JH -5回柱绞车主要用于井下回采工作面,场地狭小,环境恶劣。为减轻机体体积和重量,配凑中心距,更重要是为了提高齿轮的接触强度和抗弯强度,提高承载能力,减小磨损,从而提高齿轮的寿命,将三个齿轮均设计为变位齿轮。
变位类型采用角度变位中的正变位。之所以采用正变位,除了上面讲到的变位齿轮的功用外,还因为:①由于两齿都可以采用正变位;或者小齿轮正变位,大齿轮负变位,但 >∣ ∣,因此,小齿轮齿厚相对增加,小齿轮的抗弯强度也随之相对提高。②受实际中心距的限制,在a′>a的场合,只能采用正变位来配凑中心距。
3.2.2变位系数的确定
1、确定小齿轮与中间轮的变位系数
在闭式齿轮传动中,如果齿面硬度较高(HB>350)时,则轮齿常发生折断而失效。这是由于齿轮受循环载荷的重复作用后,在齿根处产生疲劳裂缝,致使疲劳而折断破坏。
对于这种齿轮的许用载荷应按弯曲强度来确定。为此,选用的变位系数应能使相啮合的两轮具有相近的弯曲强度,并使齿形系数Y值较大,以获得较大的弯曲强度。
由于小齿轮和中间齿轮均采用表面淬火,为硬齿面,故应按上述原则选择变位系数(以下计算参考[E]书P -P )
已知:z =17,z =28,m=6mm, =20°h =1,a′=138mm
1、计算啮合角和确定变位系数
= h = = 0
= h = =-0.647
a= (Z +Z )= =135mm
′=arcos( cos )=arcos( cos20°)=23.1°
+ = (inv -inv )
= (inv23.18°-inv20°)
=0.538
取 =0.4,则 =0.538-0.4=0.138
2、计算各部分尺寸
d =mz =102mm, d =mz =168mm,
d =d cos =102cos20°=95.85mm
d =d cos =168cos20°=157.87mm
= = =0.5
=( + )- =0.538-0.5=0.038
h =( + - )m=(1+0.4-0.038)×6=8.172mm
h =( + - )m=(1+0.138-0.038)×6=6.6mm
h =( + - )m=(1+0.25+0.4)×6=5.1mm
h =( + - )m=(1+0.25-0.138)×6=6.672mm
h=h +h =6.6+6.672=13.272mm
d =d +2h =102+2×8.172=118.344mm
d =d +2h =168+2×6.6=181.2mm
d =d -2h =102-2×5.1=91.8mm
d =d -2h =168-2×6.672=154.656mm
S =( +2 tg ) m=( +2×0.4×tg20°)×6=11.167mm
S =( +2 tg ) m=( +2×0.138×tg20°)×6=10.023mm
3、验算齿顶厚
=arccos( )=arcos( )=35.91°
=arcos( )=arcos( )=29.4°
S =S - (inv -inv )
=11.167× -118.344(inv35.91°-inv20°)
=3.186>0.4M=2.4
一般S >S ,故不必验算,齿顶厚满足要求。
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