老师不敢当,简单说下
首先得知道这个减速机构的传动比,然后各级分配,得到这一级的传动比,和输入功率,根据传动比求得设计齿轮的齿数,根据输入功率求得扭矩。
然后根据齿数,模数,求得此齿轮的相关几何尺寸。、
最后就是检验校核了,根据弯曲强度和接触强度校核一下,看看合格不。合格了当然好,不合格了的话重新分配传动比再计算,也就是回到了第一步。
计算过程中有很多的参数,系数,需要查询机械设计手册。
以下是一个例子
传动件设计计算
1. 选精度等级、材料及齿数
1) 材料及热处理
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。
2) 精度等级选用7级精度
3) 试选小齿轮齿数z1=20,大齿轮齿数z2=100的
4) 选取螺旋角。初选螺旋角β=14°
2.按齿面接触强度设计
因为低速级的载荷大于高速级的载荷,所以通过低速级的数据进行计算
按式(10—21)试算,即 dt≥
1) 确定公式内的各计算数值
(1) 试选Kt=1.6 (2) 由图10-30选取区域系数ZH=2.433
(3) 由表10-7选取尺宽系数φd=1
(4) 由图10-26查得εα1=0.75,εα2=0.87,则εα=εα1+εα2=1.62
(5) 由表10-6查得材料的弹性影响系数ZE=189.8Mpa
(6) 由图10-21d按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限σHlim1=600MPa大齿轮的解除疲劳强度极限σHlim2=550MPa
(7) 由式10-13计算应力循环次数
N1=60n1jLh=60×192×1×(2×8×300×5)=3.32×10e8 N2=N1/5=6.64×107
(8) 由图10-19查得接触疲劳寿命系数KHN1=0.95 KHN2=0.98
(9) 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(10-12)得
[σH]1==0.95×600MPa=570MPa [σH]2==0.98×550MPa=539MPa
[σH]=[σH]1+[σH]2/2=554.5MPa
2) 计算
(1) 试算小齿轮分度圆直径d1t d1t≥ = =67.85
(2) 计算圆周速度 v= = =0.68m/s
(3) 计算齿宽b及模数mnt
b=φdd1t=1×67.85mm=67.85mm mnt= = =3.39
h=2.25mnt=2.25×3.39mm=7.63mm b/h=67.85/7.63=8.89
(4) 计算纵向重合度εβ εβ= =0.318×1×tan14 =1.59
(5) 计算载荷系数K
已知载荷平稳,所以取KA=1
根据v=0.68m/s,7级精度,由图10—8查得动载系数KV=1.11由表10—4查的KHβ的计算公式和直齿轮的相同,
故 KHβ=1.12+0.18(1+0.6×1 )1×1 +0.23×10 67.85=1.42
由表10—13查得KFβ=1.36
由表10—3查得KHα=KHα=1.4。故载荷系数
K=KAKVKHαKHβ=1×1.03×1.4×1.42=2.05
(6) 按实际的载荷系数校正所得的分度圆直径,由式(10—10a)得
d1= = mm=73.6mm
(7) 计算模数mn mn = mm=3.74
3.按齿根弯曲强度设计 由式(10—17 mn≥
1) 确定计算参数
(1) 计算载荷系数
K=KAKVKFαKFβ=1×1.03×1.4×1.36=1.96 (2) 根据纵向重合度εβ=0.318φdz1tanβ=1.59,从图10-28查得螺旋角影响系数 Yβ=0。88
(3) 计算当量齿数
z1=z1/cos β=20/cos 14 =21.89 z2=z2/cos β=100/cos 14 =109.47
(4) 查取齿型系数
由表10-5查得YFa1=2.724Yfa2=2.172
(5) 查取应力校正系数 由表10-5查得Ysa1=1.569Ysa2=1.798
(6) 计算[σF]
σF1=500Mpa σF2=380MPa KFN1=0.95 KFN2=0.98
[σF1]=339.29Mpa [σF2]=266MPa
(7) 计算大、小齿轮的 并加以比较 = =0.0126 = =0.01468
大齿轮的数值大。
2) 设计计算 mn≥ =2.4 mn=2.5
4.几何尺寸计算
1) 计算中心距
z1 =32.9,取z1=33 z2=16 a =255.07mm a圆整后取255mm
2) 按圆整后的中心距修正螺旋角
β=arcos =13 55’50
3) 计算大、小齿轮的分度圆直径
d1 =85.00mm d2 =425mm
4) 计算齿轮宽度
b=φdd1 b=85mm B1=90mm,B2=85mm
5) 结构设计
以大齿轮为例。因齿轮齿顶圆直径大于160mm,而又小于500mm,故以选用腹板式为宜。其他有关尺寸参看大齿轮零件图。
希望有帮助!