圆筒混合机齿轮副强度的计算

圆筒混合机齿轮副强度的计算摘要:齿轮传动是机械传动中最重要的传动之一，对于大型混料设备大小齿轮强度和寿命是大型混合机设计成功与否的重要因素之一。本文就齿根弯曲强度进行详细计算，对齿轮模数的确定进行计算校核验证设计参数是合理的.关键词:混合机圆筒混合机齿根弯曲强度强度齿轮齿啮合TheCalculationofAux.StrengthofGearsofCylinderMixerYANGZhan-kaiZHANGChun-xiao(ShenyangMetallurgyMachineryLimitedCompany,Shenyang110141,China)Abstracts:Thegeardrivingisoneofthemostimportantmechanicaldriving.Fortheheavymixingequipment,thelifetimeandstrengthofbullgearandpinionmustbeoneofthemostimportantfactorsfordesigning.Thisthesisdiscussedthebendingstrengthofgearroot,andmadetheconclusionthatitisreasonabletousethemoduleofgearstoreviewtheparameters.Keywords:MixerCylindermixerThebendingstrengthofgearGeartoothengagement1前言SHG-51245圆筒混合机是我公司为济南钢铁股份有限公司生产的，是济钢链蓖机-回转窑工程的核心设备，本机用于黑色冶金烧结厂，烧结矿质量的好坏在较大程度上取决于混合原料中各组分分布的均匀性和透气性，混合机主要功能就是用于充分混匀烧结配合料，添加适量水分进行混合料制粒，其成分均匀、水分适宜、透气性良好，为下一步工艺烧结机做烧结料。2混合机设计技术参数筒体内径：D=φ5100mm；筒体长度：L=24500mm；生产量（湿式）：1200t/h；筒体转速：n=5.6r/min；筒体有效长度：Le=23m；物料堆比重：ρ=1.7±0.1t/m3；填充率：ψ=9.33%；筒体倾斜角：2.86°（筒体轴线与水平夹角）；混合时间时间：3.4min;给料形式：皮带给料；支撑方式：钢轮支撑；传动方式：齿轮传动；电动机:型号YKK560-6户外型989r/min1000kW10kV减速机:型号YNS1570-31.5中心距1570mm速比31.5开式齿轮:模数45速比140/273混合机主要构成及安装要求混合机由圆筒本体、托轮和挡轮、传动装置、润滑系统、洒水装置、头尾溜槽与罩体等部分组成。为了保证传动平稳性筒体的托圈、大齿轮同轴度要求为φ2，并且托辊的安装有严格要求：筒体每一侧两个托辊轴线的直线性精度要求：|b1-b2|≤0.2|b3-b4|≤0.2筒体两侧托辊轴线的平行性精度要求：|a1-a2|≤0.1|a3-a4|≤0.1如图4齿轮副强度的计算对齿轮传动的强度校和，根据资料，一般考虑两个方面：1.齿面接触强度；2.齿根弯曲强度。齿轮在受载荷时，齿根所受的弯矩最大，因此齿根处的弯曲疲劳强度最弱。当齿轮在齿顶处啮合时，处于双对齿啮合区此时弯矩的力臂虽然最大，但力并不是最大，因此弯矩并不是最大。根据分析，齿根所受的最大弯矩发生在齿轮啮合点位于单对啮合区最高点时。因此，齿根弯曲强度也应该载荷作用于单对齿啮合区最高点来计算。由于本混合机φ5.1×24.5M为开式齿轮传动，对开式传动，齿轮精度为9级，制造误差大，实际上多由在齿顶处啮合的齿轮分担较多的载荷，为便于计算，通常按全部载荷作用于齿顶来计算齿根弯曲强度，采用这样的算法，齿轮的弯曲强度比较富裕。根据公式：Mn≥Am321zds1FPFYKTσψ式中Am—螺旋角（°）根据直齿轮β=0°Am=12.6°K—载荷系数本齿轮精度为9级所以K=2T1—小齿轮（或大齿轮）的额定转矩（N·m）根据P=95451nT式中P—传动所需电动机功率（kW）P=1000kWT1—圆筒回转阻力距（N·m）N—圆筒转速（r/min）n=5.6r/minη—总传动功率η=0.84将上述数值代入公式得T1=1431750ψd—齿宽系数选取ψd=1.3Z1—小齿轮齿数Z1=27YFs—复合齿轮系数YFs=YFa·Ysa式中YFa—载荷作用于齿顶时的齿形系数查表根据外齿轮x=0，YFa取2.62Ysa—载荷作用于齿顶时的应力修正系数查表根据外齿轮x=0，Ysa取1.59所以YFs=YFa·Ysa=2.62×1.59=4.1658σFP—双向受力或开式齿轮的许用应力（N·m）σFP≈0.7σFE式中σFE—齿轮材料的弯曲疲劳强度的基本值σFE=Yst·σflim式中Yst为常数等于2.0σflim—试验齿轮的弯曲疲劳极限（N/mm2）小齿轮材质为42CrMoσflim=280所以代入数值σFE=2×280=560所以σFP=0.7×560=392现将所有数值代入公式：Mn≥Am321zds1FPFYKTσψMn≥12.6×33922273.11658.414317502Mn≥40取安全系数为1.140×（1+10%）=44考虑到混合机筒体运行时物料的不均衡分布及润滑条件等因素，本混合机设计时选定m=45完全可以满足本混合机动力传动的需要。5结语经过计算，本混合机大小齿轮模数的选取是正确的，但影响齿轮寿命有多方面因素，材质、加工精度、传动速度、润滑，安装误差及由此而产生的振动和不平衡都可能对挤压强度产生影响，这一点在设计时必须慎重考虑。混合机采用喷油润滑方式，即由油泵以一定的压力供油，借喷嘴将工业用齿轮油油喷到齿轮的啮合面上进行润滑。本文有不当之处，请有关专家指正。