第四章 三級(jí)斜齒輪減速器齒輪設(shè)計(jì)

第四章三級(jí)斜齒輪減速器齒輪設(shè)計(jì)4.1高速級(jí)減速器斜齒輪設(shè)計(jì)計(jì)算4.1.1高速級(jí)減速器斜齒輪材料及齒數(shù)的確定由初始數(shù)據(jù)可知礦用挖掘機(jī)提升機(jī)使用環(huán)境普通，考慮到在水上工作處于潮濕環(huán)境中，且高速級(jí)轉(zhuǎn)速較高，故采用閉式齒輪傳動(dòng)，并選用9級(jí)精度。為滿足減少材料牌號(hào)和簡(jiǎn)化工藝的要求，礦用挖掘機(jī)提升機(jī)減速器高速級(jí)大小齒輪均采用耐磨性能較好的40Cr，并進(jìn)行表面淬火，使大小齒輪硬度到達(dá)50HRC，以滿足高速級(jí)傳動(dòng)要求。由于高速級(jí)轉(zhuǎn)速較高，閉式齒輪傳動(dòng)為了提高工作過(guò)程中的穩(wěn)定性，減小零部件間的沖擊，齒數(shù)應(yīng)該適當(dāng)增加，取小齒輪，大齒輪，初選壓力角，初選螺旋角4.1.2確定許用應(yīng)力由[16]楊可楨《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》P173表11-5可得，礦用挖掘機(jī)提升機(jī)作為一般機(jī)械，最小安全系數(shù)由[16]楊可楨《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》P167表11-1可得，高速級(jí)減速器斜齒輪彎曲疲勞極限為，接觸疲勞極限為計(jì)算許用彎曲應(yīng)力(4.1)計(jì)算許用接觸應(yīng)力(4.2)4.1.3按輪齒彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)計(jì)算法向模量(4.3)式中參數(shù)值的選擇由[16]楊可楨《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》P171表11-3可得，載荷系數(shù)由[16]楊可楨《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》P176表11-6可得，齒輪相對(duì)于軸承非對(duì)稱布置且為硬齒面，取齒寬系數(shù)計(jì)算當(dāng)量齒數(shù)，(4.4)由[16]楊可楨《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》P174圖11-8，P175圖11-9可得比較(4.5)故應(yīng)該對(duì)小齒輪進(jìn)行彎曲強(qiáng)度校核,取計(jì)算法向模量(4.6)由[16]楊可楨《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》P56表4-1，取可計(jì)算中心距取中心距(4.7)確定螺旋角(4.8)計(jì)算齒輪分度圓直徑(4.9)(4.10)計(jì)算齒寬(4.11)取大齒輪，小齒輪4.1.4校核齒面接觸疲勞強(qiáng)度并確定精度等級(jí)(4.12)式中螺旋角系數(shù)(4.13)由[16]楊可楨《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》P172表11-4可得，材料彈性系數(shù)(4.14)由于，經(jīng)接觸疲勞強(qiáng)度校核，齒輪安全齒輪圓周速度(4.15)由[16]楊可楨《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》P169表11-2，對(duì)于斜齒圓周齒輪，，采用9級(jí)精度是合理的，滿足要求4.1.5計(jì)算高速級(jí)減速器斜齒輪其余幾何尺寸由[16]楊可楨《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》P57表4-2，取齒頂高(4.16)齒根高(4.17)齒全高(4.18)齒頂圓直徑(4.19)(4.20)齒根圓直徑(4.21)(4.22)高速級(jí)減速器斜齒輪數(shù)據(jù)匯總于下表4.1表4.1高速級(jí)斜齒輪幾何參數(shù)齒輪齒數(shù)壓力角螺旋角法向模量齒頂高齒根高齒全高齒頂圓直徑齒根圓直徑大齒輪13720°111.252.25143.727139.227小齒輪3720°111.252.2540.27735.7774.2中速級(jí)減速器斜齒輪設(shè)計(jì)計(jì)算4.2.1中速級(jí)減速器斜齒輪材料及齒數(shù)的確定由初始數(shù)據(jù)可知礦用挖掘機(jī)提升機(jī)使用環(huán)境普通，考慮到在水上工作處于潮濕環(huán)境中，且高速級(jí)轉(zhuǎn)速較高，故采用閉式齒輪傳動(dòng)，并選用9級(jí)精度。為滿足減少材料牌號(hào)和簡(jiǎn)化工藝的要求，礦用挖掘機(jī)提升機(jī)減速器高速級(jí)大小齒輪均采用45號(hào)鋼（鑄鋼），并進(jìn)行表面淬火，使大小齒輪硬度到達(dá)45HRC。結(jié)合傳動(dòng)比，取小齒輪，大齒輪，初選壓力角，初選螺旋角4.2.2確定許用應(yīng)力由[16]楊可楨《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》P173表11-5可得，礦用挖掘機(jī)提升機(jī)作為一般機(jī)械，最小安全系數(shù)由[16]楊可楨《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》P167表11-1可得，中速級(jí)減速器斜齒輪齒輪彎曲疲勞極限為，接觸疲勞極限為計(jì)算許用彎曲應(yīng)力(4.23)計(jì)算許用接觸應(yīng)力(4.24)4.2.3按輪齒彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)計(jì)算法向模量(4.25)式中參數(shù)值的選擇由[16]楊可楨《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》P171表11-3可得，載荷系數(shù)由[16]楊可楨《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》P176表11-6可得，齒輪相對(duì)于軸承非對(duì)稱布置且為硬齒面，取齒寬系數(shù)計(jì)算當(dāng)量齒數(shù)，(4.26)由[16]楊可楨《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》P174圖11-8，P175圖11-9可得比較(4.27)故應(yīng)該對(duì)小齒輪進(jìn)行彎曲強(qiáng)度校核，取計(jì)算法向模量(4.28)由[16]楊可楨《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》P56表4-1，取可計(jì)算中心距取中心距(4.29)確定螺旋角(4.30)計(jì)算齒輪分度圓直徑(4.31)(4.32)計(jì)算齒寬(4.33)取大齒輪，小齒輪4.2.4校核齒面接觸疲勞強(qiáng)度并確定精度要求(4.34)式中螺旋角系數(shù)(4.35)由[16]楊可楨《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》P172表11-4可得，材料彈性系數(shù)(4.36)由于，經(jīng)接觸疲勞強(qiáng)度校核，齒輪安全齒輪圓周速度(4.37)由[16]楊可楨《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》P169表11-2，對(duì)于斜齒圓周齒輪，，采用9級(jí)精度是合理的，滿足要求4.2.5計(jì)算中速級(jí)減速器斜齒輪其余幾何尺寸由[16]楊可楨《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》P57表4-2，取齒頂高(4.38)齒根高(4.39)齒全高(4.40)齒頂圓直徑(4.41)(4.42)齒根圓直徑(4.43)(4.44)中速級(jí)減速器斜齒輪數(shù)據(jù)匯總于下表4.2表4.2中速級(jí)斜齒輪幾何參數(shù)齒輪齒數(shù)壓力角螺旋角法向模量齒頂高齒根高齒全高齒頂圓直徑齒根圓直徑大齒輪15120°222.54.5319.282310.282小齒輪3120°222.54.568.72759.7274.3低速級(jí)減速器斜齒輪設(shè)計(jì)計(jì)算4.3.1低速級(jí)減速器斜齒輪材料及齒數(shù)的確定由初始數(shù)據(jù)可知礦用挖掘機(jī)提升機(jī)使用環(huán)境普通，考慮到在水上工作處于潮濕環(huán)境中，且高速級(jí)轉(zhuǎn)速較高，故采用閉式齒輪傳動(dòng)，并選用9級(jí)精度。為滿足減少材料牌號(hào)和簡(jiǎn)化工藝的要求，礦用挖掘機(jī)提升機(jī)減速器高速級(jí)大小齒輪均采用45號(hào)鋼（鑄鋼），并進(jìn)行表面淬火，使大小齒輪硬度到達(dá)45HRC。結(jié)合傳動(dòng)比，取小齒輪，大齒輪，初選壓力角，初選螺旋角4.3.2確定許用應(yīng)力由[16]楊可楨《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》P173表11-5可得，礦用挖掘機(jī)提升機(jī)作為一般機(jī)械，最小安全系數(shù)由[16]楊可楨《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》P167表11-1可得，低速級(jí)減速器斜齒輪彎曲疲勞極限為，接觸疲勞極限為計(jì)算許用彎曲應(yīng)力(4.45)計(jì)算許用接觸應(yīng)力(4.46)4.3.3按輪齒彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)計(jì)算法向模量(4.47)式中參數(shù)值的選擇由[16]楊可楨《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》P171表11-3可得，載荷系數(shù)由[16]楊可楨《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》P176表11-6可得，齒輪相對(duì)于軸承非對(duì)稱布置且為硬齒面，取齒寬系數(shù)計(jì)算當(dāng)量齒數(shù)，(4.48)由[16]楊可楨《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》P174圖11-8，P175圖11-9可得比較(4.49)故應(yīng)該對(duì)小齒輪進(jìn)行彎曲強(qiáng)度校核，取計(jì)算法向模量(4.50)由[16]楊可楨《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》P56表4-1，取可計(jì)算中心距取中心距(4.51)確定螺旋角(4.52)計(jì)算齒輪分度圓直徑(4.53)(4.54)計(jì)算齒寬(4.55)取大齒輪，小齒輪4.3.4校核齒面接觸疲勞強(qiáng)度并確定精度要求(4.56)式中螺旋角系數(shù)(4.57)由[16]楊可楨《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》P172表11-4可得，材料彈性系數(shù)(4.58)由于，經(jīng)接觸疲勞強(qiáng)度校核，齒輪安全齒輪圓周速度(4.59)由[16]楊可楨《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》P169表11-2，對(duì)于斜齒圓周齒輪，，采用9級(jí)精度是合理的，滿足要求4.3.5計(jì)算低速級(jí)減速器斜齒輪其余幾何尺寸由[16]楊可楨《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》P57表4-2，取齒頂高(4.60)齒根高(4.61)齒全高(4.62)齒頂圓直徑