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机械设计课程设计报告-荧光灯灯丝装架机上料机械手及芯柱传送机构设计 第3页

更新时间:2007-10-20:  来源:毕业论文

 

齿轮2第Ⅰ组精度 JD21=6

  齿轮2第Ⅱ组精度 JD22=6

  齿轮2第Ⅲ组精度 JD23=6

  齿轮2齿厚上偏差 JDU2=F

  齿轮2齿厚下偏差 JDD2=L

 

辣、齿轮基本参数

  模数(法面模数) Mn=2

  端面模数 Mt=2.00000

  螺旋角 β=0.0000000  (度)

  基圆柱螺旋角 βb=0.0000000  (度)

 

  齿轮1齿数 Z1=15

  齿轮1变位系数 X1=0.12000

  齿轮1齿宽 B1=20.00000  (mm)

  齿轮1齿宽系数 Φd1=1.33333

 

  齿轮2齿数 Z2=25

  齿轮2变位系数 X2=-0.12000

  齿轮2齿宽 B2=20.00000  (mm)

  齿轮2齿宽系数 Φd2=0.80000

 

  总变位系数 Xsum=0.00000

  标准中心距 A0=40.00000  (mm)

  实际中心距 A=40.00000  (mm)

  齿数比 U=1.66667

  端面重合度 εα=1.53452

  纵向重合度 εβ=0.00000

  总重合度 ε=1.53452

 

  齿轮1分度圆直径 d1=30.00000  (mm)

  齿轮1齿顶圆直径 da1=34.48000  (mm)

  齿轮1齿根圆直径 df1=25.48000  (mm)

  齿轮1齿顶高 ha1=2.24000  (mm)

  齿轮1齿根高 hf1=2.26000  (mm)

  齿轮1全齿高 h1=4.50000  (mm)

  齿轮1齿顶压力角 αat1=35.154940  (度)

 

  齿轮2分度圆直径 d2=50.00000  (mm)

  齿轮2齿顶圆直径 da2=53.52000  (mm)

  齿轮2齿根圆直径 df2=44.52000  (mm)

  齿轮2齿顶高 ha2=1.76000  (mm)

  齿轮2齿根高 hf2=2.74000  (mm)

  齿轮2全齿高 h2=4.50000  (mm)

  齿轮2齿顶压力角 αat2=28.611220  (度)

 

  齿轮1分度圆弦齿厚 sh1=3.30952  (mm)

  齿轮1分度圆弦齿高 hh1=2.33155  (mm)

  齿轮1固定弦齿厚 sch1=2.92837  (mm)

  齿轮1固定弦齿高 hch1=1.70704  (mm)

  齿轮1公法线跨齿数 K1=2

  齿轮1公法线长度 Wk1=9.44073  (mm)

 

  齿轮2分度圆弦齿厚 sh2=2.96518  (mm)

  齿轮2分度圆弦齿高 hh2=1.80400  (mm)

  齿轮2固定弦齿厚 sch2=2.61983  (mm)

  齿轮2固定弦齿高 hch2=1.28319  (mm)

  齿轮2公法线跨齿数 K2=3

  齿轮2公法线长度 Wk2=15.29676  (mm)

 

  齿顶高系数 ha*=1.00

  顶隙系数 c*=0.25

  压力角 α*=20  (度)

  端面齿顶高系数 ha*t=1.00000

  端面顶隙系数 c*t=0.25000

  端面压力角 α*t=20.0000000  (度)

 

八、强度校核数据

  齿轮1接触强度极限应力 σHlim1=1150.0  (MPa)

  齿轮1抗弯疲劳基本值 σFE1=640.0  (MPa)

  齿轮1接触疲劳强度许用值 [σH]1=1462.5  (MPa)

  齿轮1弯曲疲劳强度许用值 [σF]1=457.1  (MPa)

  齿轮2接触强度极限应力 σHlim2=1150.0  (MPa)

  齿轮2抗弯疲劳基本值 σFE2=640.0  (MPa)

  齿轮2接触疲劳强度许用值 [σH]2=1462.5  (MPa)

  齿轮2弯曲疲劳强度许用值 [σF]2=457.1  (MPa)

  接触强度用安全系数 SHmin=1.00

  弯曲强度用安全系数 SFmin=1.40

  接触强度计算应力 σH=1470.4  (MPa)

  接触疲劳强度校核 σH≤[σH]=不满足

  齿轮1弯曲疲劳强度计算应力 σF1=361.9  (MPa)

  齿轮2弯曲疲劳强度计算应力 σF2=353.3  (MPa)

  齿轮1弯曲疲劳强度校核 σF1≤[σF]1=满足

  齿轮2弯曲疲劳强度校核 σF2≤[σF]2=满足

 

 

九、强度校核相关系数

  齿形做特殊处理 Zps=特殊处理

  齿面经表面硬化 Zas=不硬化

  齿形 Zp=一般

  润滑油粘度 V50=120  (mm^2/s)

  有一定量点馈 Us=不允许

  小齿轮齿面粗糙度 Z1R=Rz>6μm ( Ra>1μm )

  载荷类型 Wtype=对称循环载荷

  齿根表面粗糙度 ZFR=Rz≤16μm ( Ra≤2.6μm )

  刀具基本轮廓尺寸 HMn=Hao/Mn=1.25, Pao/Mn=0.38

 

  圆周力 Ft=4000.39467  (N)

  齿轮线速度 V=0.00785  (m/s)

 

  使用系数 Ka=1.10000

  动载系数 Kv=1.00009

  齿向载荷分布系数 KHβ=1.00000

  综合变形对载荷分布的影响 Kβs=1.00000

  安装精度对载荷分布的影响 Kβm=0.00000

  齿间载荷分布系数 KHα=1.00000

  节点区域系数 Zh=2.49457

  材料的弹性系数 ZE=189.80000

  接触强度重合度系数 Zε=0.90655

  接触强度螺旋角系数 Zβ=1.00000

  重合、螺旋角系数 Zεβ=0.90655

  接触疲劳寿命系数 Zn=1.27175

  润滑油膜影响系数 Zlvr=1.00000

  工作硬化系数 Zw=1.00000

  接触强度尺寸系数 Zx=1.00000

 

  齿向载荷分布系数 KFβ=1.00000

  齿间载荷分布系数 KFα=1.00000

  抗弯强度重合度系数 Yε=0.73875

  抗弯强度螺旋角系数 Yβ=1.00000

  抗弯强度重合、螺旋角系数 Yεβ=0.73875

  寿命系数 Yn=1.00000

  齿根圆角敏感系数 Ydr=1.00000

  齿根表面状况系数 Yrr=1.00000

  尺寸系数 Yx=1.00000

  齿轮1复合齿形系数 Yfs1=4.45270

  齿轮1应力校正系数 Ysa1=1.55979

  齿轮2复合齿形系数 Yfs2=4.34699

  齿轮2应力校正系数 Ysa2=1.53285

 

 

 


附录2

锥齿轮设计结果报告

一、锥齿轮设计输入参数

  1.  传递功率 P                           0.13 (kW)

  2.  传递转矩 T                          60.00 (N.m)

  3.  齿轮1转速 n1                        20.00 (r/min)

  4.  齿轮2转速 n2                        20.00 (r/min)

  5.  传动比 i                             1.00 

  6.  齿数比 U                             1.00 

  7.  预定寿命 H                          10000 (小时)

  8.  原动机载荷特性                 均匀平稳 

  9.  工作机载荷特性                 轻微振动

二、材料及热处理

  1.  齿面类型                       硬齿面

  2.  热处理质量要求级别             MQ

  3.  齿轮 1 的材料及热处理          

        材料名称                       45

        热处理                         表面淬火

        硬度范围                       45~50(HRC)

        硬度取值                       48 (HRC)

        接触强度极限应力 σb(H1)       1150 (N/mm^2)

        接触强度安全系数 S(H1)         1.10 

        弯曲强度极限应力 σb(F1)       321 (N/mm^2)

        弯曲强度安全系数 S(F1)         1.40 

  4.  齿轮 2 的材料及热处理          

        材料名称                       45

        热处理                         表面淬火

        硬度范围                       45~50(HRC)

        硬度取值                       48 (HBS)

        接触强度安全系数 S(H2)         1.10 

        弯曲强度极限应力 σb(F2)       321 (N/mm^2)

        弯曲强度安全系数 S(F2)         1.40 

        弯曲强度许用应力 [σ](F2)      438 (N/mm^2)

四、接触强度、弯曲强度校核结果和参数

  4.  齿轮1弯曲强度许用应力[σF]1        437.54 (N/mm^2)

  5.  齿轮1弯曲强度计算应力σF           243.63 (N/mm^2) 满足

  6.  齿轮2弯曲强度许用应力[σF]2        437.54 (N/mm^2)

  7.  齿轮2接触强度计算应力σF           243.63 (N/mm^2) 满足

 30.  载荷类型                             对称循环载荷 

 31.  齿根表面粗糙度                       Rz≤16μm 

 32.  基本齿条类别       hf/Mnm = 1.25, pf/Mnm = 0.20 

附录3  各编程计算所用源方程代码(采用Matlab 6.5作为计算工具)

dsphiI.m:

function y = dsphiI(x)

%sbyphi means s by phi x is the angle of radian unit

%this function returns the value of s(/phi) in the mission

usalconst;          %load usual constant

if (x<0)|(x>2*pi)

    error('Input Range error(0~2*pi)');

else

    h=30;                   %凸轮从动件行程

    if x<(72*deg)&(x>=0)

        y=15/16*h*cos(15/8*(x-24*deg));

    else

        if(x>=72*deg)&(x<216*deg)

            y=0;

        else

            if(x>=216*deg)&(x<312*deg)

                y=-15/16*h*sin((x-216*deg)*15/8);

            else

                if x>=312*deg&x<336*deg

                    y=0;

                else

                    y=15/16*h*cos(15/8*x);

                end                   

            end

        end

end

 

dsphiII.m:

function y=dsphiII(x)

usalconst;

h=26.566;       %凸轮2行程

if (x<0)|(x>2*pi)

    error('输入范围出错');

end

if (x<48*deg)|(x>=(276*deg))

    y=0;

else

    if x>=48*deg&x<96*deg      

        y=15/8*h*cos(15/4*(x-72*deg));

    else

        if x>=96*deg&x<228*deg

            y=0;

        else

            y=-15/8*h*sin(15/4*(x-228*deg));

        end

    end

end

 

function [y1,y2]=maxtanaI(e,s0)

%y1,y2 is the Max forward and backward press angle

%e, s0 see the Textbook P145

usalconst;  %Load usual constant

st=5*deg;       %搜索步长

phi=0;

y1=0;           %储存推程最大压力角

y2=0;           %存回程最大压力角

while(phi<=2*pi)    %粗取最大压力角的范围

    t=tanaI(phi,e,s0);

    if dsphiI(phi)>=0;    %判断是推程还是回程

        if(t>=y1)   

            y1=t;

            x1=phi;%储存推程最大压力角位置

        end

    else

        if(t>y2)

            y2=t;

            x2=phi;%储存回程最大压力角位置

        end

    end

    phi=phi+st;

end

x11=x1;

x22=x2;

while(st>0.01*deg)      %精搜索

    range=st;

    phi=-1*st;

    st=st*0.1; %精搜索步长

    while(phi<range)

        phi=phi+st;

        t1=tanaI(phi+x1,e,s0);

        t2=tanaI(phi+x2,e,s0);

        if (t1>y1)&(dsphiI(phi+x1)>0)

            y1=t1;

            x11=phi+x1;    %精搜索最值位置

        end

        if  (t2>y2)

            y2=t2;

            x22=phi+x2;    %精搜索最值位置

        end

    end

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