齿轮的选择

1.选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数1）选用直齿圆柱齿轮2）平台印刷机为一般工作机器，速度不高，故选用7级精度3）材料选择。查表选择小齿轮材料为40Cr（调质），硬度为280HBS，大齿轮材料为45钢（调质）硬度为240HBS，二者材料硬度差为40HBS。4）选小齿轮齿数为z1=20，齿数比u=4.9，大齿轮齿数z2=4.924=982.按齿面接触强度设计有设计计算公式进行试算，即311132.2HEdtZuuKTd（1）确定公式内的各计算数值1）试选载荷系数Kt=1.2.2）计算小齿轮传递的转矩。T1=51195.51098%Pn=595.5101.596%156.67Nmm=48.9610Nmm3）查表选取齿宽系数d=14）查表得材料的弹性影响系数EZ=189.812MPa。5）按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限lim1H=600MPa；大齿轮的接触疲劳强度极限lim2H=550MPa6）由公式60hNnjL计算应力循环次数。n为齿轮转速（单位为r/min）；j为齿轮每转一周时，同一齿面啮合次数；hL为齿轮的工作寿命（单位为h）。8160156.67128300125.4110N8825.41101.10104.9N7）取接触疲劳寿命系数1HNK0.91；2HNK0.94。8）计算接触疲劳许用应力。取失效概率为1%，安全系数S=1，由式limNKS得，1lim110.91600546NHKMPaMPaS2lim220.94550517NHKMPaMPaS（2）计算1）试算小齿轮分度圆直径1td，带入H中较小的值。24133111.28.96105.9189.82.322.3260.17414.9517tEtdHKTZudmmmmu2）计算圆周速率v。1160.174156.67/0.49/601000601000tdnvmsms3）计算齿高b。1160.17460.174dtbdmmmm4）计算齿宽与齿高之比bh。模数1160.1743.0120ttdmmmz齿高2.252.253.016.77thmmmmm60.1748.896.77bh5）计算载荷系数。根据0.49/vms，7级精度，可查得动载系数vK=1.05；直齿轮，1HFKK；由表查得使用系数AK=1；由表用插值法查得7级精度、小齿轮相对支承对称布置时，1.314HK。由bh8.89，1.314HK查图得FK1.27；故载荷系数11.0511.3141.38HAvHKKKKK6)按实际的载荷系数校正所得的分度圆直径，由式得33111.3860.17463.0441.2ttKddmmK7）计算模数m。1163.0443.1520dmzmm3.弯曲强度的设计公式为13212FaSadFYYKTmz（1）确定公式内的各计算数值1）由图查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限1500FEMPa；大齿轮的弯曲疲劳强度极限2380FEMPa；2）由图取弯曲疲劳寿命系数10.88FNK,20.91FNK;3）计算弯曲疲劳许用应力。取弯曲疲劳安全系数1.4S，由式limNKS得1110.88500314.291.4FNFEFKMPaMPaS2220.913802471.4FNFEFKMPaMPaS4)计算载荷系数K。11.0511.271.334AvFFKKKKK5）查取齿形系数。由表查得12.65FaY；22.184FaY6）查取应力校正系数。由表查的11.58SaY；21.788SaY7）计算大、小齿轮的FaSaFYY并加以比较。1112.651.580.01332314.29FaSaFYY2222.1841.7880.01581247FaSaFYY大齿轮的数值大。（2）设计计算41332221221.3448.96100.015812.11120FaSaFEdFYYKTmmmz对比计算结果，由齿面接触疲劳强度计算的模数m大于由齿根弯曲疲劳强度计算的模数，由于齿轮模数的大小主要取决于弯曲强度所决定的承载能力，而齿面接触疲劳强度所决定的承载能力，仅与齿轮直径（即模数与齿数的乘积）有关，可取弯曲强度算得的模数2.11并就近圆整为标准值2.5mmm，按接触强度算得的分度圆直径135.278dmm，算出小齿轮齿数1163.044262.5dzm大齿轮齿数24.926127.4z，取2128z。这样设计出来的齿轮传动，既满足了齿面接触疲劳强度，又满足了齿根弯曲疲劳强度，并做到结构紧凑，避免浪费。4.几何尺寸计算（1）计算分度圆直径11262.565dzmmmmm221282.5320dzmmmmm（2）计算中心距126532019522ddammmm（3）计算齿轮宽度116565dbdmmmm轴的计算（1）输入转矩192%1.592%1.38PPkWkW661111.389.549109.5491084110.68156.67PTNmmn圆周力11212284110.682588.0265ttTFFNd径向力22tan2588.02tan20941.96rtFFN（2）确定低速轴各段的直径1）初步估算13min2PdCn轴的材料选45号钢，取C=106,低速轴转速121226156.6731.82/min128znnrz133min21.3810637.2431.82PdCmmn考虑到轴上有键槽，轴颈应增大4%-5%，取38.73dmm，取min40dmm（标准尺寸）此段安装联轴器。2）取其他各段轴的直径根据估算轴颈取直径为50mm，安装齿轮55mm。强度校核：1》求水平弯矩支点反力：212588.021294.0122HAHCtFFFN水平弯矩：41294.0153.26.8810HBHAABMFlNmm2》求垂直弯矩支点反力：21941.96470.9822VAVCrFFFN垂直弯矩：4470.9853.22.5110VBVAABMFlNmm3》求合成弯矩22224446.88102.51107.3210BHBVBMMMNmm4》求转矩52211112884110.684.1211026zTuTTNmmz转矩按脉动性质考虑，取折合系数0.6，有550.64.121102.47310TNmm5》求当量弯矩22224557.32102.473102.5810eBBMMTNmm6》校核强度危险截面B由于轴截面有单键则5515%53.35dmm52332.581016.99/0.10.153.35eBeBMNMPad由表可查出，当600bMPa（45钢正火时），155bMPa，所以1eBb，可知低速轴强度足够。低速轴轴承代号;60210509020轴环：0.10.1555.5admm宽度：1.41.45.57.7dammmm高速轴各段的直径：1）初步估算33min11.3810621.89156.67PdCmmn考虑到轴上有键槽，轴颈应增大4%-5%，取22.77dmm，取min28dmm（标准尺寸）此段安装V带轮。2）取其它各段的直径：根据估算轴颈直径为35mm，安装齿轮为40mm。强度校核：1》求水平弯矩支点反力：112588.021294.0122HAHCtFFFN水平弯矩：41294.0148.16.2210HBHAABMFlNmm2》求垂直弯矩支点反力：11tan1294.01tan20941.96rtFFN11941.96470.9822VAVCrFFFN垂直弯矩：4470.9848.12.2710VBVAABMFlNmm3》求合成弯矩22244246.22102.27106.6210BHBVBMMMNmm4》转矩按脉动性质考虑，取折合系数0.6，有40.684110.685.0510TNmm5》求当量弯矩22224446.62105.05108.3310eBBMMTNmm6》校核强度危险截面B由于轴截面有单键则4015%38dmm42338.331015.18/0.10.138eBeBMNMPad由表可查出，当600bMPa（45钢正火时），155bMPa，所以1eBb，可知低速轴强度足够。0.10.1404admm宽度：1.41.445.6bammmm高速轴轴承代号：60307358021键槽的选择：C型轴套箱体参数底座壁厚0.02516a箱盖壁厚116底座上部凸缘厚度0h1.751.75610.5箱盖凸缘厚度1h11.755.028.79底座下部凸缘厚度2h、3h、4h平耳座2.52.5615轴承座连接螺栓厚度5h3~42d根据结构确定吊环螺栓座凸缘高度6h吊环螺栓孔深+（10~15）底座加强筋厚度e0.8~1166箱盖加强筋厚度1e10.8~0.850.8565.1地脚螺栓直径dM16地脚螺栓数目n6轴承座连接螺栓直径2d0.750.751612d底座与箱盖连接螺栓直径3d0.60.6169.6d轴承盖固定螺栓直径4dM126视孔盖固定螺栓直径5d0.40.4166.4d吊环螺栓直径6d0.80.81612.8d轴承盖螺栓分布圆直径1D1145D轴承座凸缘端面直径2D2175D螺栓孔凸缘的配置尺寸1C、2C、r、0D122C、218C、4r、030D地脚螺栓孔凸缘的配置尺寸'1C、'2C、'0D'125C、'222C、'045D铸造壁相交部分的尺寸X、Y、RX、Y、R箱体内壁和齿顶的间隙1.21.25.97.08箱体内壁与齿轮端面的间隙1110~15底座深度H0.5(30~50)162.530192.5aHd底座高度1H1195Ha箱盖高度2H箱盖和箱盖凸缘宽度1l1125~10lCC轴承盖固定螺栓孔深度2l、3l122C225C轴承座连接螺栓间的距离L2175LD箱体内壁横向宽度1L按结构确定其他圆角0R、1r、2r0225RC、130.250.25153.75rh、2315rhV带传动计算电动机额定功率P=1.5kW，转速1940/minnr，传动比6i，每天工作16小时。1．确定计算功率caP，由表查得工作情况系数1.2AK，故1.21.51.8caAPKPkWkW2．选择V带的带型根据caP、1n由图选用A型。3.确定带轮的基准直径dd并验算带速v1）初选小带轮的基准直径1dd。由表可得，取小带轮的基准直径1100ddmm2）验算带速v。按公式验算带的速度111009405.0/601000601000ddnvms因为5/30/msvms，故带速合适。3）计算大带轮的基准直径。根据公式，计算大带轮的基准直径2dd211610010.02588dddidmmmm圆整为2500ddmm。4.确定V带的中心距a和基准长度dL1）根据公式12120.72d