双圆弧齿轮计算完稿0430.doc

一、双圆弧齿轮减速器参数1、基本数据高速级：双圆弧齿形 GB12759Z1=18、Z1=110、法面模数mn=8、压力角=24o、节圆上螺旋角=26o417=26.0714o、中心距a=5700.0485、精度等级8-8-7-0.04mn。齿根圆直径df1 142.7120.049；齿根圆直径df2 962.0870.068；小齿轮材料：35CrMo 调质280-310HB 大齿轮材料：QT700-2 正火 240-270HB 低速级：双圆弧齿形 GB12759Z1=20、Z1=105、法面模数mn=12、压力角=24o、节圆上螺旋角=25o2145=25.3625、中心距a=8300.07、精度等级8-8-7-0.04mn。齿根圆直径df1 238.4630.064；齿根圆直径df2 1367.8470.083；小齿轮材料：35CrMo、 调质280-310HB大齿轮材料：QT700-2 正火 240-270HB（图中写的是调质）减速器输出扭矩T=146kNm、输出转速n=14r/min。2、各轴传递的功率、扭矩和转速 已知减速器输出扭矩和转速为：T=146kNm、转速n=14r/min，则输出功率为P=Tn/9550=214.03kW。轴承效率=0.98、齿轮效率=0.97各轴输入参数如下：轴 n3=14r/minP3=P/（0.98*0.97）=225.20kWT3=9550P3/n3=153.618kNm n2=n3*105/20=73.5r/minP2=P3/（0.98*0.972）=244.2kWT2=9550P2/n2=31.729kNm n1=n2*110/18=449.17r/minP1=P2/0.98=249.2kWT1=9550P2/n2=5.298kNm 二、齿轮传动校核1、几何尺寸高速级传动的中心距 mm低速级传动的中心距mm分度圆：高速级 低速级 高速级b=120mm、低速级b=210mm2、强度计算的系数1 使用系数； 中等振动 动载系数； 高速级： 低速级： 接触迹间载荷分配系数； 高速级：b/d1=0.75 b=120mm低速级：b/d1=0.79 b=210mm, 分别为弯曲强度计算、接触强度计算的接触迹内载荷分布系数； 高速级、低速级： 接触迹系数； 高速级： 低速级： , 分别为弯曲强度计算、接触强度计算的弹性系数；配对齿轮都是钢-球墨铸铁，所以 MPa高速级、低速级： , 分别为弯曲强度计算、接触强度计算的寿命系数；寿命6年、300天/年、24小时/天、减速器输出14r/min：低速级：N=5*300*24*60*14*105/20=1.92*108高速级：N=5*300*24*60*14*105/20*110/18=9.7*108低速级、高速级：, 分别为弯曲强度计算、接触强度计算的齿数比系数；低速级：高速级： , 分别为弯曲强度计算、接触强度计算的螺旋角系数； 高速级： 低速级： 齿端系数；高速级： 低速级：尺寸系数； 高速级： mn=8 =0.98低速级 mn=12 =0.96 分别为润滑剂系数、速度系数和接触弧长系数；高速级：低速级： 齿形系数； 高速级：=2.3、=1.82 低速级：=2.2、=1.84 分别为试验齿轮的弯曲疲劳极限和接触疲劳极限； 小齿轮 大齿轮 分别为弯曲强度和接触强度的最小安全系数；取3强度校核 1）弯曲强度校核（1） 高速级小齿轮的弯曲强度校核由一对齿轮副承担载荷，所以，载荷减半。 MPa，所以高速级小齿轮的弯曲强度足够。（2） 高速级大齿轮的弯曲强度校核 MPa MPa，所以高速级大齿轮的弯曲强度也足够；（3）低速级小齿轮的弯曲强度校核由一对齿轮副承担载荷，所以，载荷减半。利用公式（3-6）可算得 MPa， 所以低速级小齿轮的弯曲强度安全（4）低速级大齿轮的弯曲强度校核 MPa MPa，所以低速级大齿轮的弯曲强度安全2）接触强度校核由一对齿轮副承担载荷，所以，载荷减半。（1） 高速级小齿轮的接触强度校核利用公式（3-8）可算得 MPa, 所以高速级大、小齿轮的接触强度都足够。（2）低速级小齿轮的接触强度校核由一对齿轮副承担载荷，所以，载荷减半。 利用公式（3-8）可算得 MPa MPa, ，所以低速级大、小齿轮的接触强度也足够三、输出轴系校核一、轴1、输出轴强度校核1）输出轴齿轮的最大径向载荷及最大切向载荷每一个齿轮的应为 齿轮产生的弯矩 T方向 NmmR方向 Nmm一个连杆最大拉力FL=202882 N的分力为 连杆产生的弯矩 T方向 NmmR方向 Nmm 总弯矩：T方向 NmmR方向 Nmm 2）弯矩图 见草纸3）危险截面计算弯矩总弯矩 Nmm （按最危险的情况）扭矩T=153618000/2=76809000Nmm计算弯矩Nmm输出轴材料45号钢的MPa。 计算应力MPa2、输出轴刚度校核当量直径262mm一个连杆最大拉力FL=202882 N的分力为曲柄逆时针转动，所以Ft2与齿轮Ft1反向，FR2与FR1同向则R方向齿轮处挠度则T方向齿轮处挠度 总挠度 许用挠度mm，弯曲刚度不足。最大转角 许用转角0.05rad，该处安装的是调心轴承，所以合适。扭转角精密轴0.25-0.5o/m。适用二、键键尺寸：齿轮 b=80、H=65、L=455、d=300 T=153618000Nmm 轴端 b=63、H=50、L=222、d=240 T=153618000/2Nmm 楔键 剪切应力齿轮 MPa挤压应力 齿轮 MPa轴端 MPa 分别为键的伸出高度、键宽、键的有效长度，m； 轴的直径，m。 许用应力 键剪切 =90MPa 所以键剪切强度足够 许用挤压应力应为铸铁=70-80MPa轴端键挤压强度不足，采用过盈配合弥补。三、轴承的校核输出轴采用调心滚子轴承，型号为23152，其额定动负荷kN。轴承所受的当量动载荷kN（按最危险计）动载荷系数，温度系数=1。轴承寿命足够。四、中间轴系校核一、轴1、中间轴强度校核1）中间轴齿轮的最大径向载荷及最大切向载荷每一个小齿轮的应为 总径向力N每一个大齿轮的应为总径向力N 2）弯矩图 见草纸（按最危险的情况）3）危险截面计算弯矩总弯矩 Nmm 扭矩T=31728000/2=15865000Nmm计算弯矩Nmm 中间轴材料35CrMo的 MPa， 计算应力MPa 按最危险的情况，也是安全的。 2、输出轴刚度校核当量直径207mm 最大挠度 （按最危险的情况） 许用挠度mm，弯曲刚度足够。 最大转角 （按最危险的情况） 许用转角0.05rad，该处安装的是圆柱滚子轴承，允许量为2-4，所以合适。扭转角精密轴0.25-0.5o/m。适用二、键键尺寸：b=50、H=50、L=90、d=195 T=15865000Nmm 剪切应力MPa挤压应力 MPa 分别为键的伸出高度、键宽、键的有效长度，m； 轴的直径，m。 许用应力 键剪切 =90MPa 所以键剪切强度足够 许用挤压应力应为铸铁=70-80MPa挤压强度满足。三、轴承的校核中间轴采用圆柱滚子轴承，型号为NU2336，其额定动负荷kN。轴承所受的当量动载荷kN（按最危险计）动载荷系数，温度系数=1。轴承寿命足够。五、输入轴系校核一、轴1、输入轴强度校核1）输入轴齿轮的最大径向载荷及最大切向载荷每一个小齿轮的应为总径向力NNmm 带传动的压轴力 带轮的径向力N， Nmm 2）弯矩图 见草纸（按最危险的情况）3）危险截面计算弯矩截面1：扭矩T=5289000Nmm计算弯矩Nmm计算应力MPa 截面2：扭矩T=2645000Nmm计算弯矩Nmm 计算应力MPa 中间轴材料35CrMo的 MPa， 按最危险的情况，也是安全的。 2、输入轴刚度校核当量直径140mm 最大挠度 （按最危险的情况）齿轮处 悬臂端 许用挠度mm，弯曲刚度勉强。 最大转角 （按最危险的情况） 许用转角0.05rad，该处安装的是圆柱滚子轴承，允许量为2-4，所以不合适。扭转角精密轴0.25-0.5o/m。适用二、键键尺寸：b=36、H=32、L=129、d=127 T=5289000Nmm 剪切应力MPa挤压应力 MPa 分别为键的伸出高度、键宽、键的有效长度，m； 轴的直径，m。 许用应力 键剪切 =90MPa 所以键剪切强度足够 许用挤压应力应为铸铁=70-80MPa，足够三、轴承的校核 按实际情况计算输入轴采用圆柱滚子轴承，型号为NU2328，其额