第四章 三级斜齿轮减速器齿轮设计

第四章三级斜齿轮减速器齿轮设计4.1高速级减速器斜齿轮设计计算4.1.1高速级减速器斜齿轮材料及齿数的确定由初始数据可知矿用挖掘机提升机使用环境普通，考虑到在水上工作处于潮湿环境中，且高速级转速较高，故采用闭式齿轮传动，并选用9级精度。为满足减少材料牌号和简化工艺的要求，矿用挖掘机提升机减速器高速级大小齿轮均采用耐磨性能较好的40Cr，并进行表面淬火，使大小齿轮硬度到达50HRC，以满足高速级传动要求。由于高速级转速较高，闭式齿轮传动为了提高工作过程中的稳定性，减小零部件间的冲击，齿数应该适当增加，取小齿轮，大齿轮，初选压力角，初选螺旋角4.1.2确定许用应力由[16]杨可桢《机械设计基础》P173表11-5可得，矿用挖掘机提升机作为一般机械，最小安全系数由[16]杨可桢《机械设计基础》P167表11-1可得，高速级减速器斜齿轮弯曲疲劳极限为，接触疲劳极限为计算许用弯曲应力(4.1)计算许用接触应力(4.2)4.1.3按轮齿弯曲疲劳强度设计计算法向模量(4.3)式中参数值的选择由[16]杨可桢《机械设计基础》P171表11-3可得，载荷系数由[16]杨可桢《机械设计基础》P176表11-6可得，齿轮相对于轴承非对称布置且为硬齿面，取齿宽系数计算当量齿数，(4.4)由[16]杨可桢《机械设计基础》P174图11-8，P175图11-9可得比较(4.5)故应该对小齿轮进行弯曲强度校核,取计算法向模量(4.6)由[16]杨可桢《机械设计基础》P56表4-1，取可计算中心距取中心距(4.7)确定螺旋角(4.8)计算齿轮分度圆直径(4.9)(4.10)计算齿宽(4.11)取大齿轮，小齿轮4.1.4校核齿面接触疲劳强度并确定精度等级(4.12)式中螺旋角系数(4.13)由[16]杨可桢《机械设计基础》P172表11-4可得，材料弹性系数(4.14)由于，经接触疲劳强度校核，齿轮安全齿轮圆周速度(4.15)由[16]杨可桢《机械设计基础》P169表11-2，对于斜齿圆周齿轮，，采用9级精度是合理的，满足要求4.1.5计算高速级减速器斜齿轮其余几何尺寸由[16]杨可桢《机械设计基础》P57表4-2，取齿顶高(4.16)齿根高(4.17)齿全高(4.18)齿顶圆直径(4.19)(4.20)齿根圆直径(4.21)(4.22)高速级减速器斜齿轮数据汇总于下表4.1表4.1高速级斜齿轮几何参数齿轮齿数压力角螺旋角法向模量齿顶高齿根高齿全高齿顶圆直径齿根圆直径大齿轮13720°111.252.25143.727139.227小齿轮3720°111.252.2540.27735.7774.2中速级减速器斜齿轮设计计算4.2.1中速级减速器斜齿轮材料及齿数的确定由初始数据可知矿用挖掘机提升机使用环境普通，考虑到在水上工作处于潮湿环境中，且高速级转速较高，故采用闭式齿轮传动，并选用9级精度。为满足减少材料牌号和简化工艺的要求，矿用挖掘机提升机减速器高速级大小齿轮均采用45号钢（铸钢），并进行表面淬火，使大小齿轮硬度到达45HRC。结合传动比，取小齿轮，大齿轮，初选压力角，初选螺旋角4.2.2确定许用应力由[16]杨可桢《机械设计基础》P173表11-5可得，矿用挖掘机提升机作为一般机械，最小安全系数由[16]杨可桢《机械设计基础》P167表11-1可得，中速级减速器斜齿轮齿轮弯曲疲劳极限为，接触疲劳极限为计算许用弯曲应力(4.23)计算许用接触应力(4.24)4.2.3按轮齿弯曲疲劳强度设计计算法向模量(4.25)式中参数值的选择由[16]杨可桢《机械设计基础》P171表11-3可得，载荷系数由[16]杨可桢《机械设计基础》P176表11-6可得，齿轮相对于轴承非对称布置且为硬齿面，取齿宽系数计算当量齿数，(4.26)由[16]杨可桢《机械设计基础》P174图11-8，P175图11-9可得比较(4.27)故应该对小齿轮进行弯曲强度校核，取计算法向模量(4.28)由[16]杨可桢《机械设计基础》P56表4-1，取可计算中心距取中心距(4.29)确定螺旋角(4.30)计算齿轮分度圆直径(4.31)(4.32)计算齿宽(4.33)取大齿轮，小齿轮4.2.4校核齿面接触疲劳强度并确定精度要求(4.34)式中螺旋角系数(4.35)由[16]杨可桢《机械设计基础》P172表11-4可得，材料弹性系数(4.36)由于，经接触疲劳强度校核，齿轮安全齿轮圆周速度(4.37)由[16]杨可桢《机械设计基础》P169表11-2，对于斜齿圆周齿轮，，采用9级精度是合理的，满足要求4.2.5计算中速级减速器斜齿轮其余几何尺寸由[16]杨可桢《机械设计基础》P57表4-2，取齿顶高(4.38)齿根高(4.39)齿全高(4.40)齿顶圆直径(4.41)(4.42)齿根圆直径(4.43)(4.44)中速级减速器斜齿轮数据汇总于下表4.2表4.2中速级斜齿轮几何参数齿轮齿数压力角螺旋角法向模量齿顶高齿根高齿全高齿顶圆直径齿根圆直径大齿轮15120°222.54.5319.282310.282小齿轮3120°222.54.568.72759.7274.3低速级减速器斜齿轮设计计算4.3.1低速级减速器斜齿轮材料及齿数的确定由初始数据可知矿用挖掘机提升机使用环境普通，考虑到在水上工作处于潮湿环境中，且高速级转速较高，故采用闭式齿轮传动，并选用9级精度。为满足减少材料牌号和简化工艺的要求，矿用挖掘机提升机减速器高速级大小齿轮均采用45号钢（铸钢），并进行表面淬火，使大小齿轮硬度到达45HRC。结合传动比，取小齿轮，大齿轮，初选压力角，初选螺旋角4.3.2确定许用应力由[16]杨可桢《机械设计基础》P173表11-5可得，矿用挖掘机提升机作为一般机械，最小安全系数由[16]杨可桢《机械设计基础》P167表11-1可得，低速级减速器斜齿轮弯曲疲劳极限为，接触疲劳极限为计算许用弯曲应力(4.45)计算许用接触应力(4.46)4.3.3按轮齿弯曲疲劳强度设计计算法向模量(4.47)式中参数值的选择由[16]杨可桢《机械设计基础》P171表11-3可得，载荷系数由[16]杨可桢《机械设计基础》P176表11-6可得，齿轮相对于轴承非对称布置且为硬齿面，取齿宽系数计算当量齿数，(4.48)由[16]杨可桢《机械设计基础》P174图11-8，P175图11-9可得比较(4.49)故应该对小齿轮进行弯曲强度校核，取计算法向模量(4.50)由[16]杨可桢《机械设计基础》P56表4-1，取可计算中心距取中心距(4.51)确定螺旋角(4.52)计算齿轮分度圆直径(4.53)(4.54)计算齿宽(4.55)取大齿轮，小齿轮4.3.4校核齿面接触疲劳强度并确定精度要求(4.56)式中螺旋角系数(4.57)由[16]杨可桢《机械设计基础》P172表11-4可得，材料弹性系数(4.58)由于，经接触疲劳强度校核，齿轮安全齿轮圆周速度(4.59)由[16]杨可桢《机械设计基础》P169表11-2，对于斜齿圆周齿轮，，采用9级精度是合理的，满足要求4.3.5计算低速级减速器斜齿轮其余几何尺寸由[16]杨可桢《机械设计基础》P57表4-2，取齿顶高(4.60)齿根高(4.61)齿全高(4.62)齿顶圆直径