【《转速耦合器的设计与计算案例》1600字】

目录TOC\o"1-3"\h\u18524 1315671.1齿轮材料选择 1202441.2齿轮主要参数的计算 1316371.2.1模数的计算 1300961.2.2变位系数的计算 2256891.3齿轮的强度校核 3123561.3.1齿面接触强度校核 3144331.3.2齿根弯曲强度校核 3323471.4轴的设计计算 4275621.4.1输入轴设计计算 460041.4.2输出轴设计计算 4257621.5转速耦合器的装配图 5齿轮材料选择本文设计的转速耦合器行星齿轮传动系统的太阳轮、外输入齿轮转速较高，应力循环次数较多，所承受的磨损较大，可能会产生齿面，点蚀、磨损和轮齿折断性;行星轮在传动中承受双向弯曲载荷，易出现轮齿疲劳折断的现象。因此，材料选用渗碳钢20CrMnTi,其经过渗碳、淬火、回火等热处理后，使得齿面硬度较高,材料心部韧性较好，其表面硬度可达58-62HRC.齿圈承载的载荷较大，材料选用调质钢42CrMo，经调质、渗碳、表面淬火等热处理后，其硬度可达45-60HRC。齿轮主要参数的计算模数的计算一般对行星齿轮传动进行设计时，首先要计算齿轮的主要参数，一定要保证它的强度足够满足工作要求，防止出现点蚀、磨损甚至轮齿折断的现象。根据传动系统的实际工况和安装条件，通常按齿面接触强度或翅根弯曲强度初算模数，再取两个模数中较大的一个作为结果，以保证齿轮的齿面接触疲劳强度和齿根弯曲疲劳强度同时满足要求。确定模数后再进一步计算其他齿轮的主要参数。齿面接触疲劳强度齿面接触疲劳强度的设计公式如下（4-1）式中——齿数比，大齿轮齿数与小齿轮齿数之比；——“+”号用于外啮合，“-”号用于内啮合；——材料弹性系数——节点区域系数，反映了节点齿廓形状对接触应力的影响——重合度系数，考虑重合度对齿面接触应力影响的系数——齿宽系数——小齿轮分度圆直径（mm）——齿宽（mm）——小齿轮传递的转矩（N*mm）——传动中心距（mm）——许用接触应力（MPa）齿根弯曲疲劳强度齿根弯曲疲劳强度的设计公式如下（4-2）式中——齿形系数，反映了齿轮几何形状对齿根弯曲应力的影响；——齿轮模数。变位系数的计算变位系数的相关计算公式如表4-1，结合对齿轮变位目的的分析计算各对啮合齿轮的变位系数。表4-1齿轮变位系数相关计算公式项目计算公式中心距变动系数啮合角变位系数和齿顶高变动系数太阳轮-行星轮齿轮副该齿轮副的变位目的是避免行星轮产生根切、改善啮合性能及配凑中心距，采用高度变位。内齿圈-行星轮齿轮副该齿轮副的变位目的是改善啮合性能和配凑中心距，采用角度变的正传动。外齿圈-输入轴齿轮副该齿轮副的变位目的是改善啮合性能和配凑中心距，采用角度变的正传动。计算后的齿轮相关参数见表4-2。表42齿轮相关参数名称太阳轮(输出齿轮)行星轮齿圈外输入齿轮内齿轮外齿轮模数M/mm2.52.52.532.5法向压力角ɑ/(°)2020202020齿数Z5017829234齿宽b/mm4035404038个数n13111。变位系数x*-0.400.400.400.03990.30齿顶高ha1.503.501.03.13.88齿根高hf4.1252.1254.203.632.85齿轮的强度校核齿面接触强度校核齿面接触疲劳强度校核公式（4-3）齿根弯曲强度校核齿根弯曲疲劳强度校核公式（4-4）经计算得各对啮合齿轮的强度校核结果，见表4-3表43强度校核结果名称接触应力（MPa）许用接触应力（MPa）齿根应力（MPa）许用齿根应力（MPa）是否通过太阳轮-行星轮821.21915.68631.22660.21是行星轮-内齿圈638.65849.31585.18628.5是轴的设计计算表4-4轴的基本参数名称最大转速/rpm最大扭矩/Nm轴材料输入轴350010020CrMnTi输出轴400015020CrMnTi在进行轴的校核计算时，因根据轴的具体承载能力及应力情况选用不同的校核方法。对于只受弯矩的轴应该按照弯矩强度条件进行校核，对于只受扭矩的轴应该按照扭矩强度条件校核，如果轴既受弯矩又受扭矩，则应按照弯扭组合强度进行校核。轴的扭转强度条件为（4-5）输入轴设计计算输入轴的主要材料是45号钢，许用扭转切应力，许用弯曲应力，经判断输入轴主要承受弯矩，所承受的最大弯矩，，因此输入轴的设计满足强度要求。图4-1为输入轴立体模型。图41输入轴三维模型输出轴