小型路面掃雪機(jī)的設(shè)計(jì)

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The most happiness to the children, they are in the snow snowball fights, a snowman, enjoy play. But snow for counties, also belong to natural disasters. Snow road surface is slippery, there are a lot of pedestrians on the road trip, and so there are a lot of vehicle a accidents, causing casualties, family apart. Therefore, the invention of the snow sweeper, played a crucial role in the safety of the people.This design theme is after analyzing the present development situation of domestic and foreign various snow blowers, according to a lot of snow in the north of China city. The application range of this design is mainly the large tractor road cant hit the streets. So according to the street pavement width, factors such as the thickness, hardness, designing a small road snow blowers.The design adopts the design principle of vacuum cleaner, powered by diesel engines, driven by high speed blower impeller in the engine, the air exhaust fan, at the same time make the suction fan, air is added into the snow form high pressure difference, suction box to snow, snow removal effect.Keywords: Snow blower; The vacuum cleaner; The pressure difference目 錄1 緒論 11.1 選題的目的與意義11.2 目前主要的除雪方法11.3 目前掃雪機(jī)種類及存在問(wèn)題 11.4 掃雪機(jī)國(guó)內(nèi)外的發(fā)展現(xiàn)狀 21.5 小型路面掃雪機(jī)的結(jié)構(gòu)原理 32 總體方案設(shè)計(jì)42.1 雪的物理性質(zhì)42.2 總體方案的設(shè)計(jì)42.3 傳動(dòng)方案的設(shè)計(jì)43 各系統(tǒng)的設(shè)計(jì)63.1 原動(dòng)機(jī)的選擇63.2 車體的設(shè)計(jì)63.3 掃雪機(jī)的設(shè)計(jì)參數(shù)74 掃雪機(jī)的設(shè)計(jì)計(jì)算與校核84.1 帶傳動(dòng)的計(jì)算84.2 減速器的設(shè)計(jì)94.2.1 減速器的動(dòng)力參數(shù)設(shè)計(jì) 94.2.2 高速級(jí)齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì) 104.2.3 低速級(jí)齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì) 164.3 鏈傳動(dòng) 1 的設(shè)計(jì)214.4 變速器的設(shè)計(jì)計(jì)算224.4.1 高檔位的齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算 224.4.2 低速檔齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì) 284.5 鏈傳動(dòng) 2 的設(shè)計(jì)294.6 錐齒輪的設(shè)計(jì)304.7 軸的設(shè)計(jì)計(jì)算344.8 葉片軸的計(jì)算校核365 結(jié) 論 38參考文獻(xiàn) 39致 謝 40中國(guó)地質(zhì)大學(xué)長(zhǎng)城學(xué)院 2015 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)11 緒論1.1 選題的目的與意義在北方的冬天，人們往往是天天盼雪，倘若這個(gè)冬天一場(chǎng)雪都沒(méi)下，就好像這個(gè)冬天不完整。冬季的早晨，當(dāng)一覺(jué)醒來(lái)，看見(jiàn)一片白茫茫，就像詩(shī)里寫的那樣“忽如一夜春風(fēng)來(lái)，千樹(shù)萬(wàn)樹(shù)梨花開(kāi)” ，這種景象是人間最美不過(guò)的畫面。人們通常都喜歡出門玩耍，在雪地里拍照。然而也正是這種美景，給人們帶來(lái)了無(wú)限的痛苦。大雪過(guò)后，道路濕滑，摩擦阻力變小，車輛通行時(shí)很容易發(fā)生交通事故，就連行人也是時(shí)?；?，造成骨折。然而城市道路的清掃，大多是環(huán)衛(wèi)工人。他們?cè)谘┩５哪且凰查g，就扛起鐵鍬，掃帚趕到公路上開(kāi)始工作，辛辛苦苦一整天卻清掃不了幾條街道。因此，雪越下越厚，道路越來(lái)越難通行，導(dǎo)致事故頻繁發(fā)生。人的力量是有限的，且工作效率低，現(xiàn)代社會(huì)，機(jī)械化代替了人工，解放了勞動(dòng)力，因此，為了更加方便快捷的清掃雪路，提高工作效率，設(shè)計(jì)出一種小型路面掃雪機(jī)是很有必要的。機(jī)器可以代替人工，不僅工作效率高，且可以長(zhǎng)時(shí)間持續(xù)工作，這樣路面清掃速度快，事故發(fā)生也會(huì)減少。1.2 目前主要的除雪方法目前除雪采用的方法主要有：傳統(tǒng)的人工除雪；利用融雪劑來(lái)清除；利用各種除雪機(jī)器來(lái)除雪。人工除雪工作效率低、浪費(fèi)人力、作業(yè)成本高、占用路面的時(shí)間長(zhǎng)且必須在白天工作，有很多不安全因素，容易發(fā)生交通事故，給來(lái)往的車輛，行人帶來(lái)不便。融雪劑除雪是一種依靠熱的作用或化學(xué)藥劑，使積雪融化的方法。主要用于機(jī)場(chǎng)、廣場(chǎng)、停車場(chǎng)、城市道路等，可以起到除雪及防凍的作用，但是，同時(shí)也對(duì)周圍環(huán)境造成危害。融雪劑的費(fèi)用很高，且容易對(duì)道路和城市環(huán)境造成污染，損害人的身體健康。而且，當(dāng)溫度過(guò)低時(shí)，將失去其原有的作用，也不利于保護(hù)車輛的輪胎。所以，這種除雪方法的使用范圍有一定的限制。機(jī)械掃雪是通過(guò)機(jī)械直接對(duì)雪進(jìn)行鏟除或清掃，主要分為犁式掃雪機(jī)和螺旋轉(zhuǎn)子掃雪機(jī)兩大類?，F(xiàn)如今，傳統(tǒng)人工清雪法和融雪劑清雪法已經(jīng)不能滿足需要，所以需要性能良好、自動(dòng)化程度高的機(jī)械設(shè)備來(lái)替代。但目前掃雪機(jī)種類并不是很多，且設(shè)備還不完善，存在著許多不足之處。1.3 目前掃雪機(jī)種類及存在問(wèn)題目前市場(chǎng)上的掃雪機(jī)按其工作原理分為以下幾種：中國(guó)地質(zhì)大學(xué)長(zhǎng)城學(xué)院 2015 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)2一是推移式掃雪機(jī)：在大型車輛上（如推土機(jī)）安裝推雪鏟刀，掃雪犁等裝置，將雪推走，留出人們行走的通道，然后再利用其它車輛將雪拉走。這種形式的掃雪機(jī)，清理效率低，容易劃傷地面，且耗費(fèi)時(shí)間。由于借助大型車輛，所以在路面的選擇上有一定的局限性。二是拋雪式掃雪機(jī)：市面上大多數(shù)掃雪機(jī)多為拋雪式，先利用攪龍收集積雪，再利用拋雪泵將雪拋出。這種掃雪機(jī)清掃效率高，速度快，是使用最廣泛的一種。三是吹雪式掃雪機(jī)：利用航空發(fā)動(dòng)機(jī)來(lái)產(chǎn)生強(qiáng)大空氣流，再由噴口吹出來(lái)，從而清除地面積雪。這種掃雪機(jī)運(yùn)行速度高，生產(chǎn)效率高，但同時(shí)成本也高，只能在機(jī)場(chǎng)、高速路等寬曠地區(qū)使用，不適合小型產(chǎn)品的生產(chǎn)。這幾種掃雪機(jī)大都是大型的設(shè)備，只適用于空曠無(wú)人的地區(qū)或者較寬的路面，在城市的交通道路上并不適用，且這幾種掃雪機(jī)采用的是鏟刀或者攪龍，容易劃傷路面，且對(duì)于凹凸不平的地面，起不到很好地清理效果。1.4 掃雪機(jī)國(guó)內(nèi)外的發(fā)展現(xiàn)狀據(jù)了解，國(guó)外掃雪機(jī)發(fā)展已有很長(zhǎng)的歷史，近幾十年來(lái)，發(fā)展尤為迅速，種類也逐漸增多，各生產(chǎn)商在采用新技術(shù)的同時(shí)，還不斷提高產(chǎn)品的作業(yè)性能和操作性能，以便適應(yīng)冬季掃雪的各種要求。最早的掃雪機(jī)是利用推土機(jī)，后來(lái)逐漸發(fā)展為犁式掃雪機(jī)。早在 1943 年，日本就開(kāi)始把 V 型犁式掃雪器裝載在卡車上，用來(lái)掃雪。經(jīng)過(guò)多年發(fā)展，國(guó)外的犁式掃雪機(jī)已有較高的技術(shù)水平。在國(guó)內(nèi)，掃雪機(jī)的研究較少，據(jù)資料顯示，國(guó)內(nèi)對(duì)掃雪機(jī)的真正研究和開(kāi)發(fā)是在上世紀(jì) 80 年代以后，隨著改革開(kāi)放的發(fā)展，開(kāi)始不斷新建道路，各種機(jī)動(dòng)車層出不窮。掃雪機(jī)也隨著時(shí)代發(fā)展的需求而出現(xiàn)，主要研究工作是在東北地區(qū)，那里下雪量大，需求高。通過(guò)深入研究，國(guó)內(nèi)也生產(chǎn)出了幾種機(jī)器，在除雪作業(yè)中，起到一定的作用，但是，工作效率低，成本高，對(duì)地面的保護(hù)能力差。90 年代初，我國(guó)的沈大高速公路上引進(jìn)了德國(guó)產(chǎn)的“烏尼莫克道路綜合養(yǎng)護(hù)車” ，輔助機(jī)械備有犁式除雪器。國(guó)內(nèi)犁式除雪機(jī)的研究也取得一定的成績(jī)，先后研制了一些成功的產(chǎn)品，如西安公路研究所所研制的 L9280 型掃雪機(jī)，吉林交通科學(xué)研究所研制的 CL-3.6，CL-3.5 型系列掃雪機(jī)，以及哈爾濱林業(yè)機(jī)械研究所研制的 CBX-216 綜合破冰機(jī)等。犁式掃雪機(jī)只對(duì)沒(méi)凍的積雪清理效果好，并不能解決積雪久的路面。旋轉(zhuǎn)式掃雪機(jī)的出現(xiàn)，使清理路面積雪變得簡(jiǎn)單。旋轉(zhuǎn)式掃雪機(jī)一般具有切削、集中、推移和拋投的功能，具有結(jié)構(gòu)復(fù)雜、功能多的特點(diǎn)。德國(guó)和日本是生產(chǎn)此類掃雪機(jī)的主要國(guó)家，技術(shù)成熟，產(chǎn)品性能居世界領(lǐng)先水平。在除雪工作中，掃雪機(jī)機(jī)身的大小和掃雪速度是影響交通的重要因素，機(jī)體過(guò)大，會(huì)導(dǎo)致占道影響；速度過(guò)低，會(huì)影響車流量，造成交通堵塞。而適應(yīng)于企業(yè)單位、城市干道和環(huán)衛(wèi)工人的小型掃雪機(jī)幾乎不常見(jiàn)，且發(fā)展緩慢。所以小型掃雪機(jī)的設(shè)計(jì)對(duì)于國(guó)內(nèi)機(jī)械行業(yè)的發(fā)展起到一定作用。中國(guó)地質(zhì)大學(xué)長(zhǎng)城學(xué)院 2015 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)31.5 小型路面掃雪機(jī)的結(jié)構(gòu)原理掃雪機(jī)由車體和安裝在它上面的柴油機(jī)（動(dòng)力機(jī)） 、變速箱、傳動(dòng)裝置、吸雪器以及清雪裝置組成。此次設(shè)計(jì)方案，采用吸塵器的原理，利用動(dòng)力機(jī)的高速旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)風(fēng)機(jī)葉輪的轉(zhuǎn)動(dòng)，將葉輪中的空氣高速排出風(fēng)機(jī)，同時(shí)外界空氣從吸雪口不斷地補(bǔ)充進(jìn)風(fēng)機(jī)，這樣箱體內(nèi)部與外界會(huì)形成較高的壓差，從而將雪吸入箱體。收集到箱體后，再由拋雪裝置將雪拋出。拋雪葉輪利用高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心率將雪拋出箱體。這樣在原動(dòng)機(jī)的帶動(dòng)下，掃雪車不斷前進(jìn)，就能實(shí)現(xiàn)掃雪的功能。中國(guó)地質(zhì)大學(xué)長(zhǎng)城學(xué)院 2015 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)42 總體方案設(shè)計(jì)2.1 雪的物理性質(zhì)由于溫度的改變，下雪時(shí)間的長(zhǎng)短，雪的密度、硬度均不同，且由于路面有車輛行駛，導(dǎo)致積雪的摩擦系數(shù)發(fā)生改變，所以在設(shè)計(jì)掃雪機(jī)之前，要先對(duì)道路上的積雪進(jìn)行研究了解。經(jīng)過(guò)多次調(diào)查取樣，新下的雪的密度在 0.1-0.15g/。不同道路，雪的性質(zhì)不同，3所以雪的密度，厚度是設(shè)計(jì)計(jì)算的重要參數(shù)。2.2 總體方案的設(shè)計(jì)方案一：利用摩托車，在車體前面安裝滾刀片，通過(guò)刀片軸的高速旋轉(zhuǎn)，碾壓積雪，破除積雪，并在車體后接掃帚，將破除積雪掃到道路兩旁。由于是利用刀片來(lái)除雪，所以對(duì)地面會(huì)有一定的損傷性，且遇凹凸不平的地面，不能很好地清理。方案二：利用傳統(tǒng)掃雪裝置，在車身前面安裝攪龍或鏟刀，將積雪收集到集雪箱內(nèi)，再通過(guò)車體內(nèi)的毛刷輪將收集的積雪散落到車體兩旁，從而清除出一條人行走的道路。這種方案只會(huì)清理出一條很窄的道路，且清理的積雪需要環(huán)衛(wèi)工人再進(jìn)行整體清理，工作效率低。方案三：利用手推車的方式，采用吸塵器的原理，利用葉片輪高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的壓力差，積雪會(huì)隨吸入的空氣一同吸入箱體，并隨排除空氣一同排出機(jī)體，拋到道路兩側(cè)的綠化帶內(nèi)。這種方案利用的是手推車，體積小，成本低，行走方便，適用于道路較窄的地方。大雪過(guò)后，及時(shí)清理積雪，會(huì)減少很多事故，所以本次設(shè)計(jì)主要是針對(duì)新鮮積雪，所以掃雪機(jī)要求輕便，快捷，工作效率高，可以在積雪凍住或碾壓結(jié)實(shí)之前清理干凈。根據(jù)對(duì)掃雪機(jī)的要求，還有公路保護(hù)的考慮，選擇第三種方案。2.3 傳動(dòng)方案的設(shè)計(jì)發(fā)動(dòng)機(jī)提供動(dòng)力，通過(guò)帶傳動(dòng)帶動(dòng)中間軸的旋轉(zhuǎn)，從而帶動(dòng)錐齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)，錐齒輪連接葉片輪，使葉片輪高速旋轉(zhuǎn)，將箱體內(nèi)的空氣高速排出風(fēng)機(jī)，與外界形成壓力差。吸雪口處的雪會(huì)隨空氣一同進(jìn)入箱體，進(jìn)而再隨排出空氣一同排出機(jī)體。行走裝置主要是由發(fā)動(dòng)機(jī)提供動(dòng)力，通過(guò)帶傳動(dòng)連接減速器減速，從減速器出來(lái)，通過(guò)鏈傳動(dòng)連接變速器，改變行走速度，再通過(guò)鏈傳動(dòng)帶動(dòng)車輪軸，從而實(shí)現(xiàn)行走。中國(guó)地質(zhì)大學(xué)長(zhǎng)城學(xué)院 2015 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)5主要傳動(dòng)結(jié)構(gòu)如下： 帶傳動(dòng) 錐齒輪 錐齒輪 葉片輪發(fā)動(dòng)機(jī) 帶傳動(dòng) 減速器 鏈傳動(dòng) 1 變速器 鏈傳動(dòng) 2 車輪中國(guó)地質(zhì)大學(xué)長(zhǎng)城學(xué)院 2015 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)63 各系統(tǒng)的設(shè)計(jì)3.1 原動(dòng)機(jī)的選擇由于在戶外作業(yè)，電動(dòng)機(jī)儲(chǔ)電量有限，所以選擇汽油機(jī)或柴油機(jī)來(lái)充當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)。但因?yàn)槠蛢r(jià)格昂貴，考慮到成本問(wèn)題，因此采用柴油機(jī)，其油損少，連續(xù)工作時(shí)間長(zhǎng)，更能適應(yīng)對(duì)掃雪機(jī)性能的要求。經(jīng)考慮機(jī)體的整體性能和使用壽命，這里選用 F 系列常柴 186F 型單缸柴油機(jī)，其性能尺寸見(jiàn)表 3-1.表 3-1 常柴 186F 型單缸柴油機(jī)型式型式單缸，四沖程，風(fēng)冷，立式單缸，四沖程，風(fēng)冷，立式燃燒室型式燃燒室型式直噴缸徑（缸徑（mmmm）86行程（行程（mmmm）70排量（排量（L L）0.406標(biāo)定功率標(biāo)定功率/ /轉(zhuǎn)速（轉(zhuǎn)速（kw/r/minkw/r/min）6.3/3600標(biāo)定點(diǎn)燃油耗（標(biāo)定點(diǎn)燃油耗（g/kwhg/kwh）280怠速（怠速（r/minr/min）1300壓縮比壓縮比19啟動(dòng)方式啟動(dòng)方式反沖式手拉起動(dòng)或電起動(dòng)凈重（凈重（kgkg）47外形尺寸（外形尺寸（mmmm）4204404953.2 車體的設(shè)計(jì)車體是固定連接機(jī)械部件，且具備行走功能。主要采用低碳鋼焊接而成，包括車架，箱體等。車體前段為集雪器，中間為傳動(dòng)裝置，后邊是柴油機(jī)座，各部分設(shè)計(jì)應(yīng)考慮如何滿足簡(jiǎn)單、實(shí)用、美觀、操作方便等要求，且車體的寬度不能超過(guò)集雪器的寬度。此外，還要考慮實(shí)際生活，應(yīng)注意避免劃傷路面。中國(guó)地質(zhì)大學(xué)長(zhǎng)城學(xué)院 2015 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)7集雪器采用低碳鋼焊接制成，拋雪口與集雪器相連，位于集雪器擋板的中間。風(fēng)機(jī)葉輪在電動(dòng)機(jī)高速旋轉(zhuǎn)的帶動(dòng)下轉(zhuǎn)動(dòng)，將集雪器內(nèi)空氣從拋雪口排出，因此箱體內(nèi)與外界形成較高壓差，外界空氣會(huì)從吸雪口進(jìn)入箱體，中和壓強(qiáng)。由于主要清掃新鮮的積雪，雪比較松軟，無(wú)需安裝螺旋滾輪粉碎，積雪進(jìn)入箱體后，會(huì)隨高速排出的空氣一同排出。3.3 掃雪機(jī)的設(shè)計(jì)參數(shù)根據(jù)任務(wù)要求，掃雪機(jī)每小時(shí)掃雪量為 1000，積雪密度為 150，積雪厚度為2 30.1m，因此每小時(shí)的掃雪量為：10000.1m150=1.5kg2 3104利用拋雪葉輪拋雪，拋出的距離為 2m，雪拋出的速度為 3m/s，所以拋雪消耗的功率為： （公式 1） = 1.5 104 10 2 3600 = 83成年人行走平均速度為 5-7km/h，所以車輪的轉(zhuǎn)速為 88r/min-124r/min，變速器的輸出速度為 264r/min372r/min，減速器的輸出速度為 744r/min，車體的大概尺寸為1402mm900mm1317mm。中國(guó)地質(zhì)大學(xué)長(zhǎng)城學(xué)院 2015 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)84 掃雪機(jī)的設(shè)計(jì)計(jì)算與校核4.1 帶傳動(dòng)的計(jì)算確定計(jì)算功率由表 3-1 可知，發(fā)動(dòng)機(jī)功率 P=6.3KW，轉(zhuǎn)速，設(shè)每天工作 8 小時(shí)，那1= 3600 么查得工作情況系數(shù)，故= 1.1 （公式 2）= = 1.1 6.3 = 6.93選擇 V 帶的帶型根據(jù)，選擇 A 型帶。、1確定帶輪的基準(zhǔn)直徑并驗(yàn)算帶速 v初選小帶輪的基準(zhǔn)直徑。由表查得，取小帶輪的基準(zhǔn)直徑。11= 90驗(yàn)算帶速 v。 （公式 3） =1160 1000= 90 360060 1000 = 16.96 因?yàn)?5m/sv 120計(jì)算帶的根數(shù) z計(jì)算單根 V 帶的額定功率。由和，查表得。1= 901= 3600 0= 1.64根據(jù)，和 A 型帶，查表得。1= 3600 = 1.50= 0.26查表得，于是= 0.98= 0.89 （公式 7）= （0+ 0） = (1.64 + 0.26) 0.98 0.89 = 1.66計(jì)算 V 帶的根數(shù) z。 =6.931.66= 4.2取 4 根。計(jì)算單根 V 帶的初拉力0由表得 Z 型帶的單位長(zhǎng)度質(zhì)量 q=0.105kg/m，所以0= 500(2.5 )+ 2=500 (2.5 0.98) 6.930.98 4 16.96+ 0.105 16.962 = 109計(jì)算壓軸力 （公式 8）= 20sin12= 2 4 109 sin 86 = 870主要設(shè)計(jì)結(jié)論選用 A 型普通 V 帶 4 根，帶基準(zhǔn)長(zhǎng)度 990mm。帶輪基準(zhǔn)直徑，1= 90，中心距控制在。單根帶初拉力。2= 132 = 305.15349.70= 1094.2 減速器的設(shè)計(jì)4.2.1 減速器的動(dòng)力參數(shù)設(shè)計(jì)采用二級(jí)圓柱直齒輪減速器，減速器的輸入軸速度，輸出軸速度1= 2400 ,總傳動(dòng)比。3= 1116 減=13=24001116= 2.15分配各級(jí)傳動(dòng)比取兩級(jí)齒輪減速器高速級(jí)的傳動(dòng)比1=1.35減=1.35 2.15 = 1.7則低速級(jí)的傳動(dòng)比中國(guó)地質(zhì)大學(xué)長(zhǎng)城學(xué)院 2015 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)102=減1=2.151.7= 1.26傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算皮帶的傳動(dòng)效率，齒輪嚙合效率，滾動(dòng)軸承效帶= 0.95齒= 0.97(齒輪精度為8級(jí))率承= 0.99減速器高速軸：1= 0 帶= 6.3 0.95 = 5.9851=0帶=36001.5= 2400 1= 9.5511= 9.55 5.985 1032400= 23.8( )減速器中間軸：2= 1 齒 承= 5.985 0.97 0.99 = 5.752=11=24001.7= 1412 2= 9.5522= 9.55 5.75 1031412= 38.89( )減速器低速軸：3= 2 齒 承= 5.75 0.97 0.99 = 5.523=22=14121.26= 1121 3= 9.5533= 9.55 5.52 1031121= 47( )4.2.2 高速級(jí)齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)選定齒輪類型、精度等級(jí)、材料及齒數(shù)按傳動(dòng)方案，選用直齒圓柱齒輪傳動(dòng)，壓力角取為 20。變速器為一般工作機(jī)器，選用 8 級(jí)精度。材料選擇。選擇小齒輪材料為 40Cr（調(diào)質(zhì)） ，齒面硬度 280HBS，大齒輪材料為 45鋼（調(diào)質(zhì)） ，齒面硬度 240HBS。選小齒輪齒數(shù)，大齒輪齒數(shù)，取。1= 242= 1= 1.7 24 = 40.82= 41 按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)中國(guó)地質(zhì)大學(xué)長(zhǎng)城學(xué)院 2015 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)111) 由公式，試算小齒輪分度圓的直徑1321 + 1 ()2試選。= 1.3計(jì)算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩1= 9.55 1061= 9.55 106 5.985 2400 = 2.38 104 查表選取齒寬系數(shù)，區(qū)域系數(shù)，材料的彈性影響系數(shù)189.8MPa= 1= 2.5=計(jì)算接觸疲勞強(qiáng)度用重合度系數(shù)1= cos 1cos(1+ 2) = cos 24 cos 20 (24 + 2 1) = 29.8412= cos 2cos(2+ 2) = cos 41 cos 20 (41 + 2 1) = 26.365 （公= 1(tan 1 tan )+ 2(tan 2 tan ) 2 式 9）= 24 (tan 29.841 tan 20) + 41 (tan 26.365 tan 20) 2 = 1.66=4 3=4 1.663= 0.883計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力查圖表得小齒輪和大齒輪的接觸疲勞極限分別為1= 600、2= 550計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)：1= 601= 60 2400 1 (8 300 15) = 5.184 109 （公式 10）2= 1 = 5.184 1091.7 = 3.049 109查取接觸疲勞壽命系數(shù)1= 0.9、2= 0.95取失效概率為 1%、安全系數(shù) S=1，由公式得 （公式1=11=0.9 6001 = 54011）2=22=0.95 5501 = 523取中的較小者作為該齒輪副的接觸疲勞許用應(yīng)力，即1和2= 2= 523試算小齒輪分度圓直徑 1321 + 1()2 中國(guó)地質(zhì)大學(xué)長(zhǎng)城學(xué)院 2015 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)12（公式 12）=32 1.3 2.38 10411.7 + 11.7 (2.5 189.8 0.883523)2= 39.805 2) 調(diào)整小齒輪分度圓直徑計(jì)算實(shí)際載荷系數(shù)前的數(shù)據(jù)準(zhǔn)備圓周速度 v。 =1160 1000= 39.805 240060 1000/ = 5/齒寬 b。 = 1= 1 39.805 = 39.805計(jì)算實(shí)際載荷系數(shù)由表查得使用系數(shù)。= 1根據(jù) v=5m/s、8 級(jí)精度，查得動(dòng)載系數(shù)。= 1.18齒輪的圓周力。 （公式 13）1=211= 2 2.38 10439.805 = 1.1958 1031 = 1 1.1958 10339.805/ = 30.04/ 100/查表得齒間載荷分配系數(shù)。= 1.2用插值法查得 8 級(jí)精度、小齒輪相對(duì)支承非對(duì)稱布置時(shí)，得齒向載荷分布系數(shù)由此，得出實(shí)際載荷系數(shù)= 1.450 （公式= = 1 1.18 1.2 1.450 = 2.05314）按實(shí)際載荷系數(shù)算得的分度圓直徑 （公式1= 13= 39.805 32.0531.3= 46.35415）及相應(yīng)的齒輪模數(shù) =11= 46.354 24 = 1.931按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)1)試算模數(shù)，即 （公式 16）32112 ()確定公式中的各參數(shù)值試選= 1.3中國(guó)地質(zhì)大學(xué)長(zhǎng)城學(xué)院 2015 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)13計(jì)算彎曲疲勞強(qiáng)度用重合度數(shù)= 0.25 +0.75= 0.25 +0.751.66= 0.7計(jì)算。查圖表得齒形系數(shù)，應(yīng)力修正系數(shù)。1= 2.65、2= 2.401= 1.58、2= 1.68小齒輪和大齒輪的齒根彎曲疲勞極限分別為。彎曲疲1= 500、2= 380勞壽命系數(shù)。取彎曲疲勞安全系數(shù) S=1.4。由公式得1= 0.85，2= 0.88 （公式 17）1=11=0.85 5001.4 = 303.572=22=0.88 3801.4= 238.86111=2.65 1.58303.57= 0.0138222=2.4 1.68238.86= 0.0169因?yàn)榇簖X輪的大于小齒輪，所以取=222= 0.0169試算模數(shù)32112()=32 1.3 2.38 104 0.6881 242 0.0169 = 1.0772)調(diào)整齒輪模數(shù)計(jì)算實(shí)際載荷系數(shù)前的數(shù)據(jù)準(zhǔn)備圓周速度 v。1= 1= 1.077 24 = 25.848 =1160 1000= 25.848 240060 1000/ = 3.25/齒寬 b。 = 1= 1 25.848 = 25.848寬高比。 =(2+ )= (2 1 + 0.25) 1.077 = 2.423中國(guó)地質(zhì)大學(xué)長(zhǎng)城學(xué)院 2015 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)14 = 25.848 2.423 = 10.67計(jì)算實(shí)際載荷系數(shù)。根據(jù) v=3.25m/s，8 級(jí)精度，查得動(dòng)載系數(shù)。= 1.15由1=211= 2 2.38 10425.848 = 1.842 103，1 = 1 1.842 10325.848/ = 71.26/ 100 查表得齒間載荷分配系數(shù)。= 1.2用插值法查得，結(jié)合，查得。= 1.443 = 10.67= 1.36則載荷系數(shù)為 （公式 18）= = 1 1.15 1.2 1.36 = 1.88按實(shí)際載荷系數(shù)算得的齒輪模數(shù) （公式 19） = 3= 1.212 31.881.3 = 1.44對(duì)比計(jì)算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù) m 大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)，由于齒輪模數(shù) m 的大小主要取決于彎曲疲勞強(qiáng)度所決定的承載能力，而齒面接觸疲勞強(qiáng)度所決定的承載能力，僅與齒輪直徑有關(guān)，可取由彎曲疲勞強(qiáng)度算得的模數(shù)1.44mm 并就近圓整為標(biāo)準(zhǔn)值 m=1.5mm，按接觸疲勞強(qiáng)度算得的分度圓直徑，算出小齒輪齒數(shù)。1= 46.3541= 1 = 46.354 1.5 = 30.9取，則大齒輪齒數(shù)，取,互為質(zhì)數(shù)。1= 312= 1= 1.7 31 = 52.72= 53 1與2這樣設(shè)計(jì)出的齒輪傳動(dòng)，既滿足了齒面接觸疲勞強(qiáng)度，又滿足了齒根彎曲疲勞強(qiáng)度，并做到結(jié)構(gòu)緊湊，避免浪費(fèi)。幾何尺寸計(jì)算計(jì)算分度圓直徑1= 1 = 31 1.5 = 46.52= 2 = 53 1.5 = 79.5計(jì)算中心距 = (1+ 2) 2 = (46.5 + 79.5) 2 = 63計(jì)算齒輪寬度 = 1= 1 46.5 = 46.5考慮不可避免的安裝誤差，為了保證設(shè)計(jì)齒寬 b 和節(jié)省材料，一般將小齒輪略微加寬（5 10）mm，即1= + (510) = 46.5 + (510) = 51.556.5取，而使大齒輪的齒寬等于設(shè)計(jì)齒寬，即。1= 532= = 46.5圓整中心距后的強(qiáng)度校核上述齒輪副的中心距不便于相關(guān)零件的設(shè)計(jì)制造。為此，可以通過(guò)調(diào)整傳動(dòng)比，改變齒數(shù)或變位法進(jìn)行圓整。采用變位法將中心距就近圓整至 a=65mm。齒輪變位后，齒輪副幾何尺寸發(fā)生變化。應(yīng)重新校核齒輪強(qiáng)度，以明確齒輪的工作中國(guó)地質(zhì)大學(xué)長(zhǎng)城學(xué)院 2015 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)15能力。1)計(jì)算變位系數(shù)和計(jì)算嚙合角、齒數(shù)和、變位系數(shù)和、中心距變動(dòng)系數(shù)和齒頂高降低系數(shù)。 （公式 20）= cos(cos ) = cos (63 cos 20) 65 = 24.356= 1+ 2= 31 + 53 = 84= 1+ 2= ( )(2tan ) = (24.356 20) 84 (2 tan 20) = 0.005 = ( ) = (65 63) 1.5 = 1.3 = = 0.005 1.3 = 1.295查圖表可知，當(dāng)前的變位系數(shù)和降低了齒輪強(qiáng)度，但重合度有所提高。2) 齒面接觸疲勞強(qiáng)度校核按前面類似做法，得出計(jì)算結(jié)果：，= 1.911= 2.38 104 ，。= 1，1= 46.5， = 1.7= 2.36= 189.81 21= cos 31 cos 20 (31 + 2 1) = 28.0252= cos 53 cos 20 (53 + 2 1) = 25.107= 31 (tan 28.025 tan 20) + 53 (tan 25.107 tan 20) 2 = 1.713=4 1.7133= 0.873將計(jì)算所得結(jié)果代入公式，得到=2113 + 1 =2 1.91 2.38 1041 46.531.7 + 11.7 2.36 189.8 0.873 =468.467 （公式21）齒面接觸疲勞強(qiáng)度滿足要求，并且齒面接觸應(yīng)力比標(biāo)準(zhǔn)齒輪有所下降。3) 齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核按前面類似的做法，得出計(jì)算結(jié)果：，= 1.851= 2.38 104 ，1= 2.541= 1.632= 2.342= 1.71= 0.25 +0.75= 0.7= 1，。將它們代入公式得到1= 31 = 1.51=2111312=2 1.85 2.38 104 2.54 1.63 0.71 1.53 312 = 79 1中國(guó)地質(zhì)大學(xué)長(zhǎng)城學(xué)院 2015 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)162=2122312=2 1.85 2.38 104 2.34 1.71 0.71 1.53 312 = 76 2齒根彎曲疲勞強(qiáng)度滿足要求，并且小齒輪抵抗彎曲疲勞破壞的能力大于大齒輪。主要設(shè)計(jì)結(jié)論齒數(shù)、，模數(shù) m=1.5mm，壓力角，中心距 a=145mm，齒寬1= 312= 53 = 20、。小齒輪選用 40Cr（調(diào)質(zhì)） ，大齒輪選用 45 鋼（調(diào)質(zhì)） 。齒輪按1= 752= 688 級(jí)精度設(shè)計(jì)。4.2.3 低速級(jí)齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)選定齒輪類型、精度等級(jí)、材料及齒數(shù)根據(jù)傳動(dòng)方案，選用直齒圓柱齒輪傳動(dòng)，壓力角取為 20。選用 7 級(jí)精度。材料選擇。選擇小齒輪材料為 40Cr（調(diào)質(zhì)） ，齒面硬度 280HBS，大齒輪材料為 45鋼（調(diào)質(zhì)） ，齒面硬度 240HBS。選小齒輪齒數(shù)，大齒輪齒數(shù),取。1= 302= 1= 1.26 30 = 37.82= 38按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)確定計(jì)算分度圓直徑中的參數(shù)選，齒寬系數(shù)，區(qū)域系數(shù)，材料的彈性影響系數(shù)= 1.3= 1= 2.5。= 189.81 2計(jì)算接觸疲勞強(qiáng)度用的重合度系數(shù)。1= cos 1cos 20(1+ 2) = cos 30 cos 20 (30 + 2 1) = 28.2422= cos 2cos 20(2+ 2) = cos 38 cos 20 (38 + 2 1) = 26.785= 1(tan 1 tan )+ 2(tan 2 tan ) 2 = 30 (tan 28.242 tan 20) + 36 (tan 26.785 tan 20) 2 = 1.679=4 3=4 1.6793= 0.88計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力查資料得小齒輪和大齒輪的接觸疲勞極限分別為、1= 600。2= 550計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)： （公式 22）1= 601= 60 1412 (8 300 15) = 3.05 1092= 1 = 3.05 1091.26 = 2.42 109查取接觸疲勞壽命系數(shù)、。1= 0.902= 0.95取失效概率為 1%、安全系數(shù) S=1，由公式得1=11=0.9 6001 = 540中國(guó)地質(zhì)大學(xué)長(zhǎng)城學(xué)院 2015 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)172=22=0.95 5501 = 523取和中的較小者作為該齒輪副的接觸疲勞許用應(yīng)力，即12= 2= 523小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩1= 9.55 106 1= 9.55 106 5.75 1412 = 3.89 104 試算小齒輪分度圓直徑（公式 23）1321 + 1()2 =32 1.3 3.89 10411.26 + 11.26 (2.5 189.8 0.88523)2= 48.719 調(diào)整小齒輪分度圓直徑1) 計(jì)算實(shí)際載荷系數(shù)前的數(shù)據(jù)準(zhǔn)備圓周速度 v。 =1160 1000= 48.719 141260 1000 = 3.6/齒寬 b。 = 1= 1 48.719 = 48.7192) 計(jì)算實(shí)際載荷系數(shù)。使用系數(shù)。根據(jù) v=3.6m/s、7 級(jí)精度，查得動(dòng)載系數(shù)。= 1.5= 1.1齒輪的圓周力。1=211= 2 3.89 10448.719 = 1.597 1031 = 1.5 1.597 10348.719 = 49.17 100 查表得齒間載荷分配系數(shù)。= 1用插值法查得，結(jié)合，查圖得。= 1.415 = 13.33= 1.4則載荷系數(shù)為= = 1.5 1.08 1 1.4 = 2.2683) 按實(shí)際載荷系數(shù)算得的齒輪模數(shù) = 3= 1.1 32.2681.3 = 1.32對(duì)比計(jì)算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù) m 大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)，由于齒輪模數(shù) m 的大小主要取決于彎曲疲勞強(qiáng)度所決定的承載能力，而齒面接觸疲勞強(qiáng)度所決定的承載能力，僅與齒輪直徑有關(guān)，可取由彎曲疲勞強(qiáng)度算得的模數(shù)1.32mm 并就近圓整為標(biāo)準(zhǔn)值 m=1.5mm，按接觸疲勞強(qiáng)度算得的分度圓直徑，算出小齒輪齒數(shù)。1= 62.9921= 1 = 62.992 1.5 = 41.995取，則大齒輪齒數(shù)，取，互為質(zhì)數(shù)。1= 422= 1= 1.26 42 = 52.922= 531與2這樣設(shè)計(jì)出的齒輪傳動(dòng)，既滿足了齒面接觸疲勞強(qiáng)度，又滿足了齒根彎曲疲勞強(qiáng)度，并做到結(jié)構(gòu)緊湊，避免浪費(fèi)。幾何尺寸計(jì)算計(jì)算分度圓直徑1= 1 = 42 1.5 = 632= 2 = 53 1.5 = 79.5計(jì)算中心距 = (1+ 2) 2 = (63 + 79.5) 2 = 71.25計(jì)算齒輪寬度 = 1= 1 63 = 63考慮不可避免的安裝誤差，為了保證設(shè)計(jì)齒寬 b 和節(jié)省材料，一般將小齒輪略微加寬（5 10）mm，即1= + (510) = 63 + (510) = 6873取，而使大齒輪的齒寬等于設(shè)計(jì)齒寬，即。1= 702= = 63圓整中心距后的強(qiáng)度校核采用變位法將中心距就近圓整至 a=70mm。計(jì)算變位系數(shù)和計(jì)算嚙合角、齒數(shù)和、變位系數(shù)和、中心距變動(dòng)系數(shù)和齒頂高降低系數(shù)。中國(guó)地質(zhì)大學(xué)長(zhǎng)城學(xué)院 2015 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)20= cos (cos ) = cos (71.25 cos 20) 70 = 16.968= 1+ 2= 42 + 53 = 95= 1+ 2= ( )(2tan ) = (16.968 20) 95 (2 tan 20) = 0.7761 = ( ) = (70 71.25) 1.5 = 0.83 = = 0.7761 ( 0.83) = 0.0539當(dāng)前的變位系數(shù)和提高了齒輪強(qiáng)度，但重合度有所下降。分配變位系數(shù)。1、2有圖表知，坐標(biāo)點(diǎn)()=(47.5，-0.388)位于 L6 線和 L7 線之間。按這兩條線2，2作射線，再?gòu)臋M坐標(biāo)的處作垂直線，與射線交點(diǎn)的縱坐標(biāo)分別是1、2。1= 0.38、2= 0.4齒面接觸疲勞強(qiáng)度校核按前述類似做法，給出計(jì)算結(jié)果= 1.91，1= 3.89 104 ，= 1，1= 63， = 1.26。= 2.72，= 189.81 2，= 0.867將它們代入公式，得到=2113 + 1 =2 1.91 3.89 1041 6331.26 + 11.26 2.27 189.8 0.867= 462 齒面接觸疲勞強(qiáng)度滿足要求，并且齒面接觸應(yīng)力比標(biāo)準(zhǔn)齒輪有所下降。齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核按前述類似做法，計(jì)算出結(jié)果：= 1.85，1= 3.89 104 ，1= 2.4，2= 2.33，1= 1.68，2= 1.72，= 0.68，= 1，1= 42， = 1.5 將它們代入公式，得到1=2111312=2 1.85 3.89 104 2.4 1.68 0.681 422 1.53 = 66.28 12=2122312=2 1.85 3.89 104 2.33 1.72 0.681 1.53 422 = 65.88 2中國(guó)地質(zhì)大學(xué)長(zhǎng)城學(xué)院 2015 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)21齒根彎曲疲勞強(qiáng)度滿足要求，并且小齒輪抵抗彎曲疲勞破壞的能力大于大齒輪。主要設(shè)計(jì)結(jié)論1= 42、2= 53，模數(shù) = 1.5，壓力角 = 20，變位系數(shù)1= 0.38、2= 0.4， 中心距 a=70mm，齒寬。小齒輪選用 40Cr(調(diào)質(zhì))，大齒輪選1= 70、2= 63用 45 鋼（調(diào)質(zhì)） 。齒輪按 7 級(jí)精度設(shè)計(jì)。4.3 鏈傳動(dòng) 1 的設(shè)計(jì)因?yàn)殒渹鲃?dòng)連接減速器與變速器，所以減速器會(huì)消耗功率，減速器的輸出功率P=5.52kw。鏈傳動(dòng)的傳動(dòng)比 i=2。選擇鏈輪齒數(shù)取小鏈輪齒數(shù)=21，大鏈輪的齒數(shù)為。12= 1= 2 21 = 42確定計(jì)算功率由表查得工況系數(shù)，主動(dòng)鏈輪齒數(shù)系數(shù)，單排鏈，則計(jì)算功率為= 1.0= 1.22= = 1.0 1.22 5.52 = 6.73選擇鏈條型號(hào)和節(jié)距根據(jù)，和（單排鏈額定功率） ，查圖表，可選= 6.731= 1121 10A。由此查表得，鏈條節(jié)距為 p=15.875mm。計(jì)算鏈節(jié)數(shù)和中心距初選中心距。取0= (3050) = （3050） 15.875 = 476.25793.75。相應(yīng)的鏈長(zhǎng)節(jié)數(shù)為0= 6500= 20+1+ 22+ (2 12)20= 2 65015.875+21 + 422+ (42 212)215.875650= 113.66取鏈長(zhǎng)節(jié)數(shù)。= 114采用線性插值查表，計(jì)算得到中心距計(jì)算系數(shù)，則鏈傳動(dòng)的最大中心距1= 0.24917為= 12(1+ 2)= 0.24917 15.875 2 114 (21 + 42) = 653計(jì)算鏈速 v，確定潤(rùn)滑方式 =1160 1000=1121 21 15.87560 1000 = 6.23 由 v=6.23m/s 和鏈條型號(hào) 10A，查圖表可知采用油池潤(rùn)滑或油盤飛濺潤(rùn)滑。計(jì)算壓軸力有效圓周力為：= 1000 = 1000 5.52 6.23 = 886鏈輪水平布置時(shí)的壓軸力系數(shù)，則壓軸力為= 1.15 = 1.15 886 = 1018.9中國(guó)地質(zhì)大學(xué)長(zhǎng)城學(xué)院 2015 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)22主要設(shè)計(jì)結(jié)論鏈條型號(hào)為 10A；鏈輪齒數(shù)；鏈節(jié)數(shù)，中心距 a=650mm。1= 21，2= 42= 1144.4 變速器的設(shè)計(jì)計(jì)算通過(guò)鏈傳動(dòng)，變速器的輸入轉(zhuǎn)速，鏈傳動(dòng)的機(jī)械效率，因此變1= 560.5 鏈= 0.9速器的輸入功率為 = 鏈 鏈= 5.52 0.9 = 4.9684.4.1 高檔位的齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算選定齒輪類型、精度等級(jí)、材料及齒數(shù)選用直齒圓柱齒輪傳動(dòng)，壓力角取 20 。精度等級(jí)為 7 級(jí)。小齒輪材料為 40Cr（調(diào)質(zhì)） ，齒面硬度 280HBS，大齒輪材料為 45 鋼（調(diào)質(zhì)） ，齒面硬度 240HBS。選小齒輪齒數(shù)，大齒輪齒數(shù)，取。1= 212= 1= 1.2 21 = 25.22= 25按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)計(jì)算小齒輪分度圓直徑試選。齒寬系數(shù)，區(qū)域系數(shù)，材料的彈性影響系數(shù)= 1.3= 1= 2.5。= 189.81 2計(jì)算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩1= 9.55 1061= 9.55 106 4.968 560.5 = 8.465 104 計(jì)算接觸疲勞強(qiáng)度用重合度系數(shù)。1= cos 1cos 20(1+ 2) = cos 21 cos 20 (21 + 2 1) = 30.912= cos 2cos 20(2+ 2) = cos 25 cos 20 (25 + 2 1) = 29.532= 1(tan 1 tan 20)+ 2(tan 2 tan 20) 2 = 21 (tan 30.91 tan 20) + 25 (tan 29.532 tan 20) 2 = 1.591=4 3=4 1.6263= 0.896計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力。查得小齒輪和大齒輪的接觸疲勞極限分別為。1= 600、2= 550計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)：1= 601= 60 560.5 1 (8 300 15) = 1.21 1092= 1 = 1.21 1091.2 = 1.008 109中國(guó)地質(zhì)大學(xué)長(zhǎng)城學(xué)院 2015 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)23查取接觸疲勞壽命系數(shù)。1= 0.9、2= 0.95取失效概率為 1%、安全系數(shù) S=1，有公式得：1=11=0.90 6001 = 5402=22=0.95 5501 = 523取中較小者作為該齒輪副的接觸疲勞許用應(yīng)力，即1和2= 2= 523試算小齒輪分度圓直徑1321 + 1()2 =32 1.3 8.465 10411.2 + 11.2 (2.5 189.8 0.896523)2= 64.325 調(diào)整小齒輪分度圓直徑1) 計(jì)算實(shí)際載荷系數(shù)前的數(shù)據(jù)準(zhǔn)備圓周速度 v。 =1160 1000= 64.325 560.560 1000 = 1.888 齒寬 b。 = 1= 1 64.325 = 64.3252) 計(jì)算實(shí)際載荷系數(shù)。查表得使用系數(shù)，根據(jù) v=1.888m/s、7 級(jí)精度，查得動(dòng)載系數(shù)。= 1= 1.02齒輪的圓周力。1=211= 2 8.465 10464.325 = 2.632 1031 = 1 2.632 10364.325 = 40.917 100 查得齒間載荷分配系數(shù)。= 1.0用插值法查得，結(jié)合，查圖得。= 1.417 = 9.34= 1.35則載荷系數(shù)為= = 1 1.02 1.0 1.35 = 1.3773) 按實(shí)際載荷系數(shù)算得的齒輪模數(shù) = 3= 1.85 31.3771.3 = 1.89對(duì)比計(jì)算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù) m 大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)，由于齒輪模數(shù) m 的大小主要取決于彎曲疲勞強(qiáng)度所決定的承載能力，而齒面接觸疲勞強(qiáng)度所決定的承載能力，僅與齒輪直徑有關(guān)，可取由彎曲疲勞強(qiáng)度算得的模數(shù)1.89mm 并就近圓整為標(biāo)準(zhǔn)值 m=2mm，按接觸疲勞強(qiáng)度算得的分度圓直徑，算出小齒輪齒數(shù)。1= 70.8761= 1 = 70.876 2 = 35.438取，則大齒輪齒數(shù)，互為質(zhì)數(shù)。1= 352= 1= 1.2 35 = 421與2這樣設(shè)計(jì)出的齒輪傳動(dòng)，既滿足了齒面接觸疲勞強(qiáng)度，又滿足了齒根彎曲疲勞強(qiáng)度，并做到結(jié)構(gòu)緊湊，避免浪費(fèi)。幾何尺寸計(jì)算計(jì)算分度圓直徑1= 1 = 35 2 = 702= 2 = 42 2 = 84計(jì)算中心距 = (1+ 2) 2 = (70 + 84) 2 = 77計(jì)算齒輪寬度 = 1= 1 70 = 70考慮不可避免的安裝誤差，為了保證設(shè)計(jì)齒寬 b 和節(jié)省材料，一般將小齒輪略微加寬（5 10）mm，即1= + (510) = 70 + (510) = 7580中國(guó)地質(zhì)大學(xué)長(zhǎng)城學(xué)院 2015 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)26取，而使大齒輪的齒寬等于設(shè)計(jì)齒寬，即。1= 772= = 70圓整中心距后的強(qiáng)度校核采用變位法將中心距就近圓整至 a=80mm。計(jì)算變位系數(shù)和計(jì)算嚙合角、齒數(shù)和、變位系數(shù)和、中心距變動(dòng)系數(shù)和齒頂高降低系數(shù)。= cos (cos ) = cos (77 cos 20) 80 = 25.25= 1+ 2= 35 + 42 = 77= 1+ 2= ( )(2tan ) = (25.25 20) 77 (2 tan 20) = 1.76 = ( ) = (80 77) 2 = 1.5 = = 1.76 1.5 = 0.26當(dāng)前的變位系數(shù)和提高了齒輪強(qiáng)度，但重合度有所下降。分配變位系數(shù)。1、2坐標(biāo)點(diǎn)（）=（38.5,0.88）位于 L17 和 L18 之間。按這兩條線作射線，再2，2從橫坐標(biāo)的處作垂直線，與射線交點(diǎn)的縱坐標(biāo)分別是。1、21= 0.82，2= 1.0齒面接觸疲勞強(qiáng)度校核按前述類似做法，計(jì)算出各參數(shù)結(jié)果：= 1.91，1= 8.465 104 ，= 1，1= 70， = 1.2，= 2.16，= 189.81 2，= 0.874。將它們代入公式，得=2113 + 1 =2 1.91 8.465 1041 7031.2 + 11.2 2.16 189.8 0.874= 471 齒面接觸疲勞強(qiáng)度滿足要求，并且齒面接觸應(yīng)力比標(biāo)準(zhǔn)齒輪有所下降。齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核按前面類似做法，計(jì)算出各參數(shù)值，= 1.85，1= 8.465 104 ，1= 2.46，2= 2.4，1= 1.65，2= 1.68，= 0.69，= 1，1= 35， = 2將它們代入公式得1=2111312=2 1.85 8.465 104 2.46 1.65 0.691 23 352 = 90 1中國(guó)地質(zhì)大學(xué)長(zhǎng)城學(xué)院 2015 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)272=2122312=2 1.85 8.465 104 2.4 1.68 0.691 23 352 = 89 2齒根彎曲疲勞強(qiáng)度滿足要求，并且小齒輪抵抗彎曲疲勞破壞的能力大于大齒輪。主要設(shè)計(jì)結(jié)論齒數(shù)模數(shù) m=2mm，壓力角，變位系數(shù)，1= 35、2= 42， = 201= 0.82、2= 1.0中心距 a=80mm，齒寬。小齒輪選用 40Cr（調(diào)質(zhì)） ，大齒輪選用1= 77、2= 7045 鋼（調(diào)質(zhì)） 。齒輪按 7 級(jí)精度設(shè)計(jì)。4.4.2 低速檔齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)因?yàn)榇簖X輪與高速檔的大齒輪為一個(gè)齒輪，即低速擋的大齒輪,則小齒輪齒數(shù)2= 42，取小齒輪齒數(shù)為，互為質(zhì)數(shù)。1= 2 = 42 1.7 = 24.71= 251與2幾何尺寸計(jì)算計(jì)算分度圓直徑已知大齒輪分度圓直徑，計(jì)算模數(shù)2= 84 =22= 84 42 = 2小齒輪分度圓直徑1= 1 = 25 2 = 50計(jì)算中心距 = (1+ 2) 2 = (50 + 84) 2 = 67計(jì)算齒輪寬度 = 1= 1 50 = 50考慮不可避免的安裝誤差，為了保證設(shè)計(jì)齒寬 b 和節(jié)省材料，一般將小齒輪略微加寬（）mm，即5101= + (510) = 50 + (510) = 5560取。1= 60圓整中心距后的強(qiáng)度校核采用變位法將中心距就近圓整至 a=70mm。計(jì)算變位系數(shù)和計(jì)算嚙合角、齒數(shù)和、變位系數(shù)和、中心距變動(dòng)系數(shù)和齒頂高降低系數(shù)。= cos (cos ) = cos (67 cos 20) 70 = 25.918= 1+ 2= 25 + 42 = 67= 1+ 2= ( )(2tan ) = 1.722 = ( ) = (70 67) 2 = 1.5 = = 1.722 1.5 = 0.222分配變位系數(shù)。1、2坐標(biāo)點(diǎn)（）=（33.5，0.861）位于 L17 和 L18 線之間。按這兩條線作射線，2，2中國(guó)地質(zhì)大學(xué)長(zhǎng)城學(xué)院 2015 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)28再?gòu)臋M坐標(biāo)的處作垂直線，與射線交點(diǎn)的縱坐標(biāo)分別是。1、21= 0.78、2= 1.0主要設(shè)計(jì)結(jié)論齒數(shù)，模數(shù) m=2mm，壓力角，變位系數(shù)，1= 25、2= 42 = 201= 0.78、2= 1.0中心距 a=70mm，齒寬。小齒輪選用 40Cr（調(diào)質(zhì)） ，大齒輪選用1= 60、2= 7045 鋼（調(diào)質(zhì)） 。齒輪按 7 級(jí)精度設(shè)計(jì)。4.5 鏈傳動(dòng) 2 的設(shè)計(jì)變速器的輸出功率，轉(zhuǎn)速 = 變 齒 承= 4.968 0.97 0.99 = 4.77，傳動(dòng)比 i=1.2，傳動(dòng)平穩(wěn)。1= 330 選擇鏈輪齒數(shù)取小鏈輪齒數(shù)，大鏈輪的齒數(shù)為。1= 222= 1= 1.2 22 = 26.4 26確定計(jì)算功率工況系數(shù)，主動(dòng)鏈輪齒數(shù)系數(shù)，單排鏈，則計(jì)算功率為= 1.0= 1.18= = 1.0 1.18 4.77 = 5.63選擇鏈條型號(hào)和節(jié)距根據(jù)，可選 16A 型帶。鏈條節(jié)距為= 5.63，1= 330 和 p=25.4mm。計(jì)算鏈節(jié)數(shù)和中心距初選中心距。取。0= （3050） = (3050) 25.4 = 76212700= 770相應(yīng)的鏈長(zhǎng)節(jié)數(shù)為0= 20+1+ 22+ (2 12)20= 2 77025.4+22 + 262+ (26 222)225.4770= 84.64取鏈長(zhǎng)節(jié)數(shù)。= 85采用線性插值，計(jì)算得到中心距計(jì)算系數(shù)，則鏈傳動(dòng)的最大中心距為1= 0.25034= 12(1+ 2)= 0.25034 25.4 2 85 (22 + 26) = 776計(jì)算鏈速 v，確定潤(rùn)滑方式 =1160 1000=330 22 25.460 1000 = 3.07 由 v=3.07m/s 和鏈號(hào) 16A，可知采用油池潤(rùn)滑或油盤飛濺潤(rùn)滑。計(jì)算壓軸力有效圓周力為：= 1000 = 1000 4.77 3.07 = 1554鏈輪水平布置時(shí)的壓軸力系數(shù)，則壓軸力為= 1.15 = 1.15 1554 = 1787主要設(shè)計(jì)結(jié)論鏈條型號(hào) 16A；鏈輪齒數(shù)；鏈節(jié)數(shù)，中心距 a=776mm。1= 22，2= 26= 85中國(guó)地質(zhì)大學(xué)長(zhǎng)城學(xué)院 2015 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)294.6 錐齒輪的設(shè)計(jì)選定齒輪類型、精度等級(jí)、材料及齒數(shù)選用標(biāo)準(zhǔn)直齒錐齒輪齒輪傳動(dòng)，壓力角取為 20 。選用 7 級(jí)精度，材料與直齒圓柱齒輪傳動(dòng)材料相同。選小齒輪齒數(shù)，大齒輪齒數(shù)，取。1= 242= 1= 1.7 24 = 40.82= 41按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)確定計(jì)算參數(shù)試選，齒寬系數(shù)，區(qū)域系數(shù)，材料的彈性影響系數(shù)= 1.3= 0.3= 2.5。= 189.81 2小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩1= 9.55 1061= 9.55 106 5.985 2400 = 23815.3 計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力。查得小齒輪和大齒輪的接觸疲勞極限分別為。1= 600，2= 550計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)：1= 601= 60 2400 1 (8 300 15) = 5.184 1092= 1 = 5.184 1091.7 = 3.049 109查取接觸疲勞壽命系數(shù)1= 0.90，2= 0.95取失效概率為 1%，安全系數(shù) S=1，由公式得1=11=0.9 6001 = 5402=22=0.95 5501 = 523取中的較小者作為該齒輪副的接觸疲勞許用應(yīng)力，即1和2= 2= 523計(jì)算小齒輪分度圓直徑1341(1 0.5)2()2 =34 1.3 23815.30.3 (1 0.5 0.3)2 1.7 (2.5 189.8523)2= 65.16 調(diào)整小齒輪分度圓直徑1) 計(jì)算實(shí)際載荷系數(shù)前的數(shù)據(jù)準(zhǔn)備。圓周速度 v。中國(guó)地質(zhì)大學(xué)長(zhǎng)城學(xué)院 2015 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)