由于4个齿轮组合(包括8个齿轮)所选材料一致,其传动关系也一一对应,故只需求出连接输入轴的1号大齿轮和4号小齿轮的受力情况和寿命校核即可知其他齿轮的状态能否满足要求。 一、1号大齿轮(转速最快)
(1) 调质硬度HB285~341HB,查图按MQ级质量要求取值,得轮齿接触疲劳极限为σHlim = 760N/mm2 , 轮齿弯曲疲劳极限σFlim = 300N/mm2
(2) 齿面接触强度核算:
T1 = Td i0 n01 =9549×0.45/5547×(42×32×33/11×15×14)×0.97=14.43 n1 =1387 b=0.35a=11.55
1) 分度圆上名义切向力Ft =2000T1 /d1 = 549.71
3) 动载系数KV
齿轮线速度 v=лd1n1/60000=3.81m/s
其传动精度系数C=-0.5048ln(z)-1.144ln(m)+2.825ln(ƒpt)+3.32=8.84
取C=9,查图得KV =1.15
KHB =1.12+0.18(b/d)2 + 0.23*10-3 b=1.133600s
5)齿间载荷分布系数KHA
KAFt / b=109.3/11.55= 9.46
查表,得 KHA 泥鳅工厂化养殖技术 = 1.2
6)弹性系数ZE
查表, ZE =189.8
7)重合度系数Zε
端面重合度ε1 =0.865 ε2=0.675 则εa =(1+0.32)×0.865+(1-0.32)×0.675=1.607
查图,得Zε =0.89
8) 小齿轮、大齿轮的单对齿啮合系数ZB 、ZD 都等于1
9)计算接触应力
σH1 =ZB (KA KV KHB KHA )0.5 ZE Zε [Ft /d1b×(u+1)/u]0.5
=1×(1×1.15×1.13×1.2) 0.5 ×189.8×0.89×(549.71/606.375 ×4.82/3.82) 0.5
=225.6 N/mm2
10)寿命系数ZNT
考虑到车身翻转机构并不要时刻运转,只需偶尔性的使用,取其满载工作时间10000小时做寿命校核。
应力循环次数NL1 =60n1t =60×1387×10000=8.32×108
则 ZNT1= ( 10/8.32 )0.057= 1.01
11) 润滑油膜影响系数ZLZVZR
查表,经展成法滚、插的齿轮副RZ10 大于4um,ZLZVZR =0.85
12) 齿面工作硬化系数ZW
查图,得ZW =1.08
13) 尺寸系数ZX
对于调质刚,ZX =1
14)安全系数SH =σHlim ZNT1 ZLZVZRZW ZX /σH1
=760×1.01×0.85×1.08 /225.6=3.12
阀门加工
大于一般可靠度时规定的最小安全系数为SHlin =1~1.1的要求,故齿面接触强度核算通过。
(3) 轮齿弯曲强度核算
1) 螺旋线载荷分布系数KFB
KFB =( KHB )N
N=(b/h)2/[1+ b/h+ (b/h)2] b=11.55 h=2.25m=2.25×1.25=2.81
N=16.89/(1+4.11+16.89)=0.768
KFB =( KHB )N =(1.13)0.768 =1.10
2) 螺旋线载荷分布系数KFA
KFA=KHA=1.2
3) 齿廓系数YFA
Z=42,查图得 YFA =2.23
4) 应力修正系数YSA
Z=42,查图得 YSA =1.77
5) 重合度系数Yε
Yε=0.25+0.75/εan εan = εa / cos2β=1.607/(1-cos220 )=1.93
Yε=0.25+0.75/εan =0.25+0.39=0.64
6) 计算赤根应力Σf
σF = Ft YFA YSA YεKAKV KFB远程控制杀虫灯 KFA /(bm)
=549.71×2.23×1.77×0.64×1×1.15×1.10×1.2/(1.25×11.55)
=145.85
7) 试验齿轮的应力修正系数YST
根据查表,知YST =2.0
8)寿命系数 YNT
YNT =(3×106 /NL )0.02
=0.893
9) 相对齿根角敏感系数Yξ =1.0 , 相对赤根表面状况系数YR =1.0
10) 尺寸系数YX
由表,YX =1.03-0.006×1.25=1.02
11)安全系数SF
SF =σFlim YST YNT YξYR YX /σF
=300×2.0×0.893/145.85
=3.674
由上可知,安全系数大于一般可靠度时最小安全系数1.6的要求,轮齿弯曲强度核算通过。
二、四号小齿轮(受力最大)
(1) 齿面接触强度核算:
T1 = Td i0 n01 =9549×0.45/[5547×(42×32×32×33)/(15×15×14×11)×0.97]=30.784 n1 =1387 b=0.35a=16.45
1) 分度圆上名义切向力Ft =2000T1 /d1 =2706.25
2)使用系数KA=1
3)动载系数KV
齿轮线速度 v=лd1n/60000=0.04 m/s
其传动精度系数C=-0.5048ln(z)-1.144ln(m)+2.825ln(ƒpt)+3.32=8.84
取C=9,查图得KV =1.15
4)螺旋线载荷分布系数KHB
KHB =1.12+0.18(b/d)2 + 0.23*10-3 b=1.13
5)齿间载荷分布系数KHA
KAFt / b=109.3/11.55= 234.3
查表,得 KHA = 1.4
6)弹性系数ZE
查表, ZE =189.8
7)重合度系数Zε
端面重合度ε1 =0.865 ε2=0.675 则εa =(1+0.32)×0.865+(1-0.32)×0.675=1.607
查图,得Zε =0.89
8) 小齿轮、大齿轮的单对齿啮合系数ZB 、ZD 都等于1
9)计算接触应力
σH1 =ZB (KA KV KHB KHA )0.5 ZE Zε [Ft /d1b×(u+1)/u]0.5
=1×(1×1.15×1.13×1.2) 0.5 ×189.8×0.89×(2706.25/606.375 ×4.82/3.82) 0.5
=499.8 N/mm2
10)寿命系数ZNT
考虑到车身翻转机构并不要时刻运转,只需偶尔性的使用,取其满载工作时间10000小时做寿命校核。
应力循环次数NL1 =60n1t =60×1387×10000=8.32×108
则 ZNT1= ( 10/8.32 )变速箱取力器0.057= 1.01
11) 润滑油膜影响系数ZLZVZR
查表,经展成法滚、插的齿轮副RZ10 大于4um,ZLZVZR =0.85
12) 齿面工作硬化系数ZW
查图,得ZW =1.08
13) 尺寸系数ZX
对于调质刚,ZX =1
14)安全系数SH =σHlim ZNT1 ZLZVZRZW ZX /σH1
=760×1.01×0.85×1.08 /499.8=1.41大于一般可靠度时规定的最小安全系数为SHlin =1~1.1的要求,故齿面接触强度核算通过。
(2) 轮齿弯曲强度核算
1) 螺旋线载荷分布系数KFB
KFB =( KHB )N
N=(b/h)2/[1+ b/h+ (b/h)2] b=11.55 h=2.25m=2.25×1.25=2.81
N=16.89/(1+4.11+16.89)=0.768
KFB =( KHB )N =(1.13)0.768 =1.10
2)螺旋线载荷分布系数KFA
KFA=KHA=1.2
3) 齿廓系数YFA
Z=42,查图得 YFA =2.23
4) 应力修正系数YSA
Z=42,查图得 YSA =1.77
5) 重合度系数Yε
Yε=0.25+0.75/εan εan = εa / cos2β=1.607/(1-cos220 )=1.93
Yε=0.25+0.75/εan =0.25+0.39=0.64
6) 计算赤根应力Σf
σF = Ft YFA YSA YεKAKV KFB KFA /(bm)
=2706.25×2.23×1.77×0.64×1×1.15×1.10×1.2/(1.75×16.45)
=360.5
7) 试验齿轮的应力修正系数YST
根据查表,知YST =2.0
8)寿命系数 YNT
YNT =(3×106 /NL )0.02
=0.893
9) 相对齿根角敏感系数Yξ =1.0 , 相对赤根表面状况系数YR =1.0
电动橡皮10) 尺寸系数YX
由表,YX =1.03-0.006×1.25=1.02
11)安全系数SF
SF =σFlim YST YNT YξYR YX /σF
=300×2.0×0.893/360.5
=1.486
由上可知,安全系数大于一般可靠度时最小安全系数1.25的要求,轮齿弯曲强度核算通过。