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机械设计课程设计报告-抽油机机械系统设计案例二 第3页

更新时间:2007-10-20:  来源:毕业论文

 

齿轮传动设计:

A.高速级设计

输入功率P=47.94kW,小齿轮转速,传动比

1. 选取齿轮的材料、热处理及精度

设工作寿命10年(每年工作300天)

(1)齿轮材料及热处理

大小齿轮材料选用20CrMnTi。齿面渗碳淬火,齿面硬度为56~62HRC,有效硬化层深0.5~0.9mm。有图查得,,齿面最终成型工艺为磨齿。

(2)齿轮精度  8级

2.初步设计齿轮传动的主要尺寸

因所选为硬齿面传动,它具有较强的齿面抗点蚀能力,故先按齿根弯曲疲劳强度设计,再校核齿面接触疲劳强度。

(1)    计算小齿轮传递的转矩

(2)    确定齿数z

传动比误差

 允许

(3)    初选齿宽系数

按非对称布置,由表查得=0.6

(4)    初选螺旋角

(5)    载荷系数 K

使用系数,由表查得

动载荷系数,估计齿轮圆周速度v=5m/s,则由图表查得=1.2;

       齿向载荷系数,预估齿宽  b=40mm,由表查得,初取b/h=6,再查图得=1.15;

       齿间载荷分配系数,由表查得

       载荷系数K

(6)    齿形系数和应力修正系数

当量齿数

查表

(7)    重合度系数

端面重合度近似为:

(8)    螺旋角系数

轴向重合度

         

(9)    许用弯曲应力

安全系数由表查得

小齿轮应力循环次数

大齿轮应力循环次数

查表得寿命系数 ,实验齿轮应力修正系数

       由图表预取尺寸系数

       许用弯曲应力

       比较

(10)计算模数

按表圆整模数,取

(11)初算主要尺寸

初算中心距 , 取a=356mm

修正螺旋角

   分度圆直径

   齿宽 ,取

   齿宽系数

(12)验算载荷系数 K

    圆周速度 ,由图查得

,由表查得,又因b/h=b/(2.25)=59/(2.25*5)=5.3由图查得,不变

不变,则K=2.90也不变

故无须校核大小齿轮齿根弯曲疲劳强度。

3.校核齿面接触疲劳强度

(1)确定载荷系数

载荷系数

       

(2)    确定各系数

材料弹性系数 ,由表查得

节点区域系数

重合度系数

螺旋角系数

(3)    许用接触应力

试验齿轮的齿面疲劳极限

寿命系数 ,由图查得

尺寸系数 ;安全系数

则许用接触应力

(4)    校核齿面接触强度

  

   满足齿面接触强度

4.计算几何尺寸

   

 

B.低速级设计

输入功率P=45.57kW,小齿轮转速,传动比

0.      选取齿轮的材料、热处理及精度

设工作寿命10年(每年工作300天)

(1)齿轮材料及热处理

大小齿轮材料选用20CrMnTi。齿面渗碳淬火,齿面硬度为56~62HRC,有效硬化层深0.5~0.9mm。有图查得,,齿面最终成型工艺为磨齿。

(2)齿轮精度  8级

2.初步设计齿轮传动的主要尺寸

因所选为硬齿面传动,它具有较强的齿面抗点蚀能力,故先按齿根弯曲疲劳强度设计,再校核齿面接触疲劳强度。

(1)    计算小齿轮传递的转矩

(2)    确定齿数z

传动比误差

 允许

(3)    初选齿宽系数

按非对称布置,由表查得=0.6

(4)    初选螺旋角

(5)    载荷系数 K

使用系数,由表查得

动载荷系数,估计齿轮圆周速度v=5m/s,则由图表查得=1.03;

       齿向载荷系数,预估齿宽  b=120mm,由表查得,初取b/h=6,再查图得=1.16;

       齿间载荷分配系数,由表查得

       载荷系数K

(6)    齿形系数和应力修正系数

当量齿数

查表

(7)    重合度系数

端面重合度近似为:

(8)    螺旋角系数

轴向重合度

         

(9)    许用弯曲应力

安全系数由表查得

小齿轮应力循环次数

大齿轮应力循环次数

查表得寿命系数 ,实验齿轮应力修正系数

       由图表预取尺寸系数

       许用弯曲应力

       比较

(10)计算模数

按表圆整模数,取

(11)初算主要尺寸

初算中心距 , 取a=476mm

修正螺旋角

   分度圆直径

   齿宽 ,取

   齿宽系数

(12)验算载荷系数 K

    圆周速度 ,由图查得

,由表查得,又因b/h=b/(2.25)=115/(2.25*6)=8.5由图查得,不变

不变,则K=2.51也不变

故无须校核大小齿轮齿根弯曲疲劳强度。

3.校核齿面接触疲劳强度

(1)确定载荷系数

载荷系数

       

(2)    确定各系数

材料弹性系数 ,由表查得

节点区域系数

重合度系数

螺旋角系数

(3)    许用接触应力

试验齿轮的齿面疲劳极限

寿命系数 ,由图查得

尺寸系数 ;安全系数

则许用接触应力

(4)    校核齿面接触强度

   满足齿面接触强度

4.计算几何尺寸

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