圆锥齿轮计算过程及计算说明
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锥齿轮节锥角计算公式
一,锥齿轮如何测绘,要测哪些参数?如何计算?直齿圆锥齿轮:需确定模数m齿数z分度圆锥角δ。
1.数出被测齿轮齿数z。
2.测出大端齿顶圆da。
3.算出分度圆锥角δ,tanδ1=z1/z2, tanδ2=z2/z1。
4.由表中公式得m=da/(z+2cosδ),取相近标准模数。
5.按表格计算其余数据。
二,直齿圆锥齿轮的标准模数是什么?
m=d1/z1=d2/z2d1小齿轮分度圆直径 z1小齿轮齿数d2大齿轮分度圆直径z2小齿轮齿数三,锥齿轮,斜齿圆柱齿轮以什么参数作为标准值?
锥齿轮是以背锥上的参数为标准值的,注意,背锥在图上是“斜的”,齿顶高、齿根高,沿背锥“斜着”画出高度。
分度圆直径沿径向画出,与背锥相交,分锥(线)过这个交点。
斜齿轮是以法面参数为标准值的。
因为齿轮刀具参数是标准化的,既能加工直齿轮也能加工斜齿轮,而加工斜齿轮时,是沿法向切削的。
弧齿锥齿轮计算范文1.基本概念:-弧齿锥齿轮:是一种带有锥面的圆锥形齿轮,在用于传动时,锥齿轮的啮合点在轴心线上。
-基本参数:包括齿数、模数、齿顶高系数、齿根高系数等。
-啮合角:两个齿轮齿廓线的交线与轴线间的夹角。
2.弧齿锥齿轮计算的基本公式:-模数m:弧齿锥齿轮齿数与模数的比值。
-齿距p:两个邻齿间的同心圆周弧长。
-齿厚s:齿顶与齿底之间的距离。
-齿顶高h_a:从齿顶到基圆的距离。
-齿根高h_f:从齿底到基圆的距离。
-齿顶宽b:两齿轮在法向上的接触宽度。
-(注:以上参数表示的是单齿齿轮的大小)3.弧齿锥齿轮计算的步骤:a.齿轮参数的确定:确定需求参数,如传递功率、转速比、传动效率、齿轮种类等。
b.模数的选择:应满足传递功率与转速的要求,并考虑加工性与强度。
c.齿数及啮合角的计算:使用基本公式计算齿数和啮合角。
d.齿顶高和齿根高的计算:使用基本公式计算齿顶高和齿根高,考虑强度。
e.齿轮啮合宽度的计算:使用齿顶高和齿根高计算齿轮啮合宽度,与承载能力有关。
f.齿轮等效齿数的计算:计算齿轮的等效齿数,以确定传动比。
g.法向变位系数及挤压系数的计算:根据实际情况计算法向变位系数及挤压系数,控制齿轮传动质量。
h.齿轮加工校核:计算齿轮加工校核参数。
i.绘制齿轮图样:根据以上计算结果,绘制齿轮尺寸图样。
弧齿锥齿轮计算涉及到多个参数和公式的运用,需要根据实际情况进行具体的计算和校核。
以上给出的步骤和基本公式只是一个简单的概述,实际计算中还需要考虑更多的因素,如弯曲应力、接触应力、表面质量等。
因此,在实际应用中,建议根据实际情况进行具体的计算和校核,确保齿轮传动的正常运行。
机械设计圆锥圆柱齿轮减速器课程计算说明书(DOC 31页)机械设计课程设计说明书设计题目:二级圆锥-圆柱齿轮减速器班级:机自设计者:铎学号:指导教师:机械设计课程设计计算说明书一、传动方案拟定 3二、电动机的选择 3三、运动、动力学参数计算 5四、传动零件的设计计算 6五、轴的设计11六、轴承的选择和计算24七、键连接的校核计算26八、联轴器选择27九、箱体设计28十、减速器附件28 十一、密封润滑29 十二、设计小结30 十三、参考文献31计算过程及计算说明一、传动方案拟定设计二级圆锥-圆柱齿轮减速器工作条件:输送机连续单向运转工作时有轻微震动,空载启动,卷筒效率为0.96;每年按300个工作日计算,使用期限为8年,大修期4年,单班制工作;在专门工厂小批量生产(1) 原始数据:运输机工作拉力:F=7KN ;带速V=1.10m/s ;滚筒直径D=400mm二、电动机选择1、电动机类型的选择: Y 系列三相异步电动机2、电动机功率选择:(1)工作机所需功率:P W =Tn/9550,因为V D /60000n π=,把数据带入式子中得n=68.97r/min,所以P W =1800*68.97/9550=13.00kW (2)注释及说明F=7KNV=1.10m/sD=400mm故齿根弯曲疲劳强度足够,所选参数合适。
圆柱直齿轮的设计计算半联轴器与轴、齿轮与轴采用平键连接,即过盈配合。
由设计手册,并考虑便于加工,取半联轴器与齿轮处的键剖面尺寸1610b h ⨯=⨯,齿轮键长L=B-(5~10)=57.5mm配合均用H7/K6,滚动轴承采用轴肩及套筒定位。
轴承内圈与轴的配合采用基孔制,轴尺寸公差为K6 ○7轴圆角:0245⨯5.轴强度的计算及校核 ①求平均节圆直径:已知d1=28mmdm1= d1(1-0.5R)=4428(10.50.31)95.2⨯⨯-⨯=mm②锥齿轮受力:已知T1=196N ·m,则 圆周力:Ft1=2000T1/dm1==4117.6N径向力:Fr1=Ft1·1tan cos σ∂=1404.1N轴向力:Fa1=Ft1·tan α1sin σ=524.1N○3轴承的支反力(1) 绘制轴受力简图(如下图) (2)轴承支反力水平面上的支反力:0c M =∑3tan 20cos 20.471404.10.1ee N W d M Wσ⨯===l3-4=26mml 45=120mm l56=26mm l67=78mmFt1 =4117.6NFr1=1404.1NFa1=524.1N11256[]5940.34b MPa d d mmσ-==>Bx F +Cx F =Ft=4117.6N解得:Bx F =-255.6 N, Cx F =6684.0N 垂直面上的支反力0c M =∑FBy ==-704.3 NFCy=1r F -FBy=2108.4N(3) 求弯矩,绘制弯矩图(如下图) MCx=-Ft ·CD=-347.7N ·m MCy1 =FBy ·BC=-64.1 N ·m MCy2=-Fa ·dm/2=-24.9 N ·mF BX =255.6N F BY =704.3NCx F =6684.0NFCy=2108.4NM Cx =-347.7N ·mA(4)合成弯矩:1cM=221cx cyM M+=353.6 N·m2cM=222cx cyM M+348.6 N·m(5)求当量弯:因单向回转,视转矩为脉动循环,1b0b b1b0b[]/[],650[]59,[]98MPaMPa MPaασσσσσ--====则剖面C的当量弯矩:'22C1C1M M()372.8T=+∂=N·m'22C2C2M M()367T=+∂=M Cy1=64.1N·mM C y2=-24.9N·mMec=275.06N·mσe =1.36Mpa'C1M372.8=N·m'C2M367=N·mN ·m6断危险截面并验算强度1)剖面C 当量弯矩最大,而直径与邻段直径相差不大,故剖面C 为危险截面。
圆锥齿轮传动设计计算首先,我们需要确定齿轮的模数。
模数是描述齿轮齿形和大小的重要参数,通常以m表示,计算公式为m=d/z,其中d为分度圆直径,z为齿数。
常用的模数有1,1.25,1.5,2等。
确定模数后,可以计算分度圆直径。
其次,根据齿轮的齿数,我们可以计算齿轮的轴间距。
轴间距是指两个相互啮合的齿轮轴线之间的距离。
轴间距的计算公式为:a=(z1+z2)/(2m*cosβ),其中a为轴间距,z1和z2分别为齿轮1和齿轮2的齿数,m为模数,β为螺旋角。
确定了模数和轴间距后,我们可以计算齿轮的分度圆直径。
分度圆直径是齿轮表面上与齿轮齿数相对应的直径,是齿轮齿形和尺寸的基准。
分度圆直径的计算公式为:d=m*z,其中d为分度圆直径,m为模数,z为齿数。
接下来,我们需要计算齿轮的齿面角。
齿面角是指两个相互啮合的齿轮齿面上的角度。
齿面角的计算公式为:α=arctan(tanβ*cosγ),其中α为齿面角,β为螺旋角,γ为压力角。
螺旋角和压力角是描述齿轮齿形的重要参数,具体计算方法可以根据具体情况进行选择。
最后,我们需要进行齿轮的强度校核。
齿轮的强度校核是为了确保齿轮传动在工作过程中不会出现失效的现象。
齿轮的强度校核主要包括弯曲强度和接触疲劳强度两个方面。
弯曲强度校核是为了确保齿轮在受到外力作用时不会发生弯曲变形或断裂。
接触疲劳强度校核则是为了确保齿轮在长期运行过程中不会发生疲劳断裂。
以上是圆锥齿轮传动设计计算的一些基本步骤和方法。
如果需要进行更加详细和精确的设计计算,还需要考虑材料的强度性能、表面质量要求等其他因素。
设计计算过程中还需要充分考虑安全系数以及实际应用情况,以确保齿轮传动的可靠性和稳定性。
标准圆锥齿轮传动的计算参数标准圆锥齿轮传动的计算参数一、引言在机械工程领域中,圆锥齿轮传动广泛应用于各种机械装置中,如汽车变速器、造船机械、起重机械等。
圆锥齿轮传动作为一种重要的动力传递方式,其计算参数的确定对于传动系统的工作性能具有重要影响。
在本文中,我们将探讨标准圆锥齿轮传动的计算参数,以便更好地了解其工作原理和设计方法。
二、标准圆锥齿轮传动的基本概念标准圆锥齿轮传动是由两个相互啮合的圆锥齿轮组成的传动系统,其中一个为主动齿轮,另一个为从动齿轮。
圆锥齿轮传动具有传递大扭矩、平稳传动、传动比变化范围广等特点。
其计算参数主要包括齿数、模数、齿面角、齿顶高、齿根径等。
三、标准圆锥齿轮传动计算参数的深度分析1. 齿数:齿轮的齿数直接影响传动比和传动性能。
在选择齿数时,需要考虑传动的速比和工作环境等因素。
2. 模数:模数是圆锥齿轮传动计算参数中非常重要的一个指标,其大小直接决定着齿轮的尺寸和传动能力。
在确定模数时,需要兼顾传动效率和传动扭矩。
3. 齿面角:齿面角是描述齿轮啮合面上齿廓曲线斜率的参数,其选择直接关系到齿轮的啮合性能和噪声水平。
4. 齿顶高和齿根径:齿顶高和齿根径分别影响齿轮的强度和韧性,其合理选择是保证齿轮传动系统可靠工作的重要保障。
四、标准圆锥齿轮传动计算参数的设计方法1. 确定传动比和速比;2. 选择合适的齿数,考虑齿数的变化范围;3. 根据传动比和齿数确定模数,兼顾传动效率和传动比变化范围;4. 选择合适的齿面角,控制齿轮啮合面的啮合性能和噪声水平;5. 确定齿顶高和齿根径,保证齿轮传动系统的可靠工作。
五、总结与展望通过本文对标准圆锥齿轮传动计算参数的深度分析和设计方法的介绍,我们可以更好地了解圆锥齿轮传动系统的工作原理和设计要点。
在未来的研究中,我们还可以进一步探讨圆锥齿轮传动系统的优化设计和应用实例,以期为相关领域的研究和工程实践提供更多的参考和借鉴。
个人观点:圆锥齿轮传动作为一种重要的动力传递方式,在工程实践中具有广泛的应用前景。
第五章 圆锥齿轮传动一、 主 要 内 容本章主要讨论直齿轮圆锥齿轮的几何计算、受力分析、强度计算及传动设计。
其中以直齿圆锥齿轮的受力分析为重点内容,而强度计算只介绍其特点,下边分别简述如下。
1.直齿圆锥齿轮的几何计算本节主要内容在机械原理课中已有详尽的论述,要求掌握轴间夹角 90=∑的直齿圆锥齿轮传动的主要参数,如节锥角1δ,2δ,锥距e L ,齿宽系数L ψ,平均直径m d 及平均模数m m 的计算方法。
如:平均直径 d d L m )5.01(ψ-= 平均模数 m m L m )5.01(ψ-=式中:d ,m 分别为大端分度圆直径及大端模数。
其它主要参数计算式见教科书表5-1。
2.直齿圆锥齿轮的受力分析作用在直齿圆锥齿轮齿廓面上的法向力,可视为是作用在齿宽节线中点处。
法向力可以分解为圆周力t F 、轴向力a F 、法向力r F 三个相互垂直的分力。
各分力的计算式为 圆周力 111)5.01(2000d T F L t ψ-=(N )轴向力 111s i n δαtg F F t a = (N ) 径向力 111c o sδαtg F F t r = (N ) 式中:1T ——作用于主动小齿轮上的工作转矩(N .M); L ψ——齿宽系数e LL b /=ψ;e L ——锥距(mm ); 1δ——主动小齿轮的节锥角。
当︒=+=∑9021ξξ时,一轮的径向力与另一轮轴向力数值相等而方向相反,因而有 21t t F F -= 21r a F F -= 21a r F F -=各力的方向如图5-1所示。
圆周力方向:作用于主动轮上的圆周力与转向相反,作用于从动轮上的圆周力与转向相同;径向力方向:不论主、从动轮,其径向力均指向各自的轮心;轴向力方向:由小端指向大端。
3.直齿圆锥齿轮传动的强度计算本节要求掌握如何运用当量齿轮的概念将一对直齿圆锥齿轮传动转化为一对当量直齿圆柱齿轮传动来进行强度计算。
一对直齿圆锥齿轮传动可视为圆锥齿轮宽度中点处的一对当量圆柱齿轮传动,这样就可直接引用前边所述的直齿圆柱齿轮相应的公式。
计算过程及计算说明一、传动方案拟定第三组:设计单级圆柱齿轮减速器和一级带传动(1)工作条件:使用年限8年,工作为二班工作制,载荷平稳,环境清洁。
(2)原始数据:滚筒圆周力F=1000N;带速V=2.0m/s;滚筒直径D=500mm;滚筒长度L=500mm。
二、电动机选择1、电动机类型的选择:Y系列三相异步电动机2、电动机功率选择:(1)传动装置的总功率:η总=η带×η2轴承×η齿轮×η联轴器×η滚筒=0.96×0.982×0.97×0.99×0.96=0.85(2)电机所需的工作功率:P工作=FV/1000η总=1000×2/1000×0.8412=2.4KW3、确定电动机转速:计算滚筒工作转速:n筒=60×1000V/πD=60×1000×2.0/π×50=76.43r/min按手册P7表1推荐的传动比合理范围,取圆柱齿轮传动一级减速器传动比范围I’a=3~6。
取V带传动比I’1=2~4,则总传动比理时范围为I’a=6~24。
故电动机转速的可选范围为n’d=I’a×n筒=(6~24)×76.43=459~1834r/min符合这一范围的同步转速有750、1000、和1500r/min。
根据容量和转速,由有关手册查出有三种适用的电动机型号:因此有三种传支比方案:如指导书P15页第一表。
综合考虑电动机和传动装置尺寸、重量、价格和带传动、减速器的传动比,可见第2方案比较适合,则选n=1000r/min 。
4、确定电动机型号根据以上选用的电动机类型,所需的额定功率及同步转速,选定电动机型号为Y132S-6。
其主要性能:额定功率:3KW,满载转速960r/min,额定转矩2.0。
质量63kg。
三、计算总传动比及分配各级的伟动比1、总传动比:i总=n电动/n筒=960/76.4=12.572、分配各级伟动比(1)据指导书P7表1,取齿轮i齿轮=6(单级减速器i=3~6合理)(2)∵i总=i齿轮×I带∴i带=i总/i齿轮=12.57/6=2.095四、运动参数及动力参数计算1、计算各轴转速(r/min)nI=n电机=960r/minnII=nI/i带=960/2.095=458.2(r/min)nIII=nII/i齿轮=458.2/6=76.4(r/min)2、计算各轴的功率(KW)PI=P工作=2.4KWPII=PI×η带=2.4×0.96=2.304KWPIII=PII×η轴承×η齿轮=2.304×0.98×0.96=2.168KW3、计算各轴扭矩(N•mm)TI=9.55×106PI/nI=9.55×106×2.4/960=23875N•mmTII=9.55×106PII/nII=9.55×106×2.304/458.2=48020.9N•mmTIII=9.55×106PIII/nIII=9.55×106×2.168/76.4=N•mm五、传动零件的设计计算1、皮带轮传动的设计计算(1)选择普通V带截型由课本P83表5-9得:kA=1.2PC=KAP=1.2×3=3.9KW由课本P82图5-10得:选用A型V带(2)确定带轮基准直径,并验算带速由课本图5-10得,推荐的小带轮基准直径为75~100mm则取dd1=100mm>dmin=75dd2=n1/n2•dd1=960/458.2×100=209.5mm由课本P74表5-4,取dd2=200mm实际从动轮转速n2’=n1dd1/dd2=960×100/200=480r/min转速误差为:n2-n2’/n2=458.2-480/458.2=-0.048<0.05(允许)带速V:V=πdd1n1/60×1000=π×100×960/60×1000=5.03m/s在5~25m/s范围内,带速合适。
(3)确定带长和中心矩根据课本P84式(5-14)得0. 7(dd1+dd2)≤a0≤2(dd1+dd2)0. 7(100+200)≤a0≤2×(100+200)所以有:210mm≤a0≤600mm由课本P84式(5-15)得:L0=2a0+1.57(dd1+dd2)+(dd2-dd1)/4a0=2×500+1.57(100+200)+(200-100)2/4×500=1476mm根据课本P71表(5-2)取Ld=1400mm根据课本P84式(5-16)得:a≈a0+Ld-L0/2=500+1400-1476/2=500-38=462mm(4)验算小带轮包角α1=1800-dd2-dd1/a×57.30=1800-200-100/462×57.30=1800-12.40=167.60>1200(适用)(5)确定带的根数根据课本P78表(5-5)P1=0.95KW根据课本P79表(5-6)△P1=0.11KW根据课本P81表(5-7)Kα=0.96根据课本P81表(5-8)KL=0.96由课本P83式(5-12)得Z=PC/P’=PC/(P1+△P1)KαKL=3.9/(0.95+0.11) ×0.96×0.96=3.99(6)计算轴上压力由课本P70表5-1查得q=0.1kg/m,由式(5-18)单根V带的初拉力:F0=500PC/ZV(2.5/Kα-1)+qV2=[500×3.9/4×5.03×(2.5/0.96-1)+0.1×5.032]N=158.01N则作用在轴承的压力FQ,由课本P87式(5-19)FQ=2ZF0sinα1/2=2×4×158.01sin167.6/2=1256.7N2、齿轮传动的设计计算(1)选择齿轮材料及精度等级考虑减速器传递功率不在,所以齿轮采用软齿面。
小齿轮选用40Cr调质,齿面硬度为240~260HBS。
大齿轮选用45钢,调质,齿面硬度220HBS;根据课本P139表6-12选7级精度。
齿面精糙度Ra≤1.6~3.2μm(2)按齿面接触疲劳强度设计由d1≥76.43(kT1(u+1)/φdu[σH]2)1/3由式(6-15)确定有关参数如下:传动比i齿=6取小齿轮齿数Z1=20。
则大齿轮齿数:Z2=iZ1=6×20=120实际传动比I0=120/2=60传动比误差:i-i0/I=6-6/6=0%<2.5% 可用齿数比:u=i0=6由课本P138表6-10取φd=0.9(3)转矩T1T1=9.55×106×P/n1=9.55×106×2.4/458.2=50021.8N•mm(4)载荷系数k由课本P128表6-7取k=1(5)许用接触应力[σH][σH]= σHlimZNT/SH由课本P134图6-33查得:σHlimZ1=570Mpa σHlimZ2=350Mpa由课本P133式6-52计算应力循环次数NLNL1=60n1rth=60×458.2×1×(16×365×8)=1.28×109NL2=NL1/i=1.28×109/6=2.14×108由课本P135图6-34查得接触疲劳的寿命系数:ZNT1=0.92 ZNT2=0.98通用齿轮和一般工业齿轮,按一般可靠度要求选取安全系数SH=1.0[σH]1=σHlim1ZNT1/SH=570×0.92/1.0Mpa=524.4Mpa[σH]2=σHlim2ZNT2/SH=350×0.98/1.0Mpa=343Mpa故得:d1≥76.43(kT1(u+1)/φdu[σH]2)1/3=76.43[1×50021.8×(6+1)/0.9×6×3432]1/3mm=48.97mm模数:m=d1/Z1=48.97/20=2.45mm根据课本P107表6-1取标准模数:m=2.5mm(6)校核齿根弯曲疲劳强度根据课本P132(6-48)式σF=(2kT1/bm2Z1)YFaYSa≤[σH]确定有关参数和系数分度圆直径:d1=mZ1=2.5×20mm=50mmd2=mZ2=2.5×120mm=300mm齿宽:b=φdd1=0.9×50mm=45mm取b=45mm b1=50mm(7)齿形系数YFa和应力修正系数YSa根据齿数Z1=20,Z2=120由表6-9相得YFa1=2.80 YSa1=1.55YFa2=2.14 YSa2=1.83(8)许用弯曲应力[σF]根据课本P136(6-53)式:[σF]= σFlim YSTYNT/SF由课本图6-35C查得:σFlim1=290Mpa σFlim2 =210Mpa由图6-36查得:YNT1=0.88 YNT2=0.9试验齿轮的应力修正系数YST=2按一般可靠度选取安全系数SF=1.25计算两轮的许用弯曲应力[σF]1=σFlim1 YSTYNT1/SF=290×2×0.88/1.25Mpa =408.32Mpa[σF]2=σFlim2 YSTYNT2/SF =210×2×0.9/1.25Mpa =302.4Mpa将求得的各参数代入式(6-49)σF1=(2kT1/b m2Z1)YFa1YSa1=(2×1×50021.8/45×2.52×20) ×2.80×1.55Mpa=77.2Mpa< [σF]1σF2=(2kT1/bm2Z2)YFa1YSa1=(2×1×50021.8/45×2.52×120) ×2.14×1.83Mpa=11.6Mpa< [σF]2故轮齿齿根弯曲疲劳强度足够(9)计算齿轮传动的中心矩aa=m/2(Z1+Z2)=2.5/2(20+120)=175mm(10)计算齿轮的圆周速度VV=πd1n1/60×1000=3.14×50×458.2/60×1000=1.2m/s六、轴的设计计算输入轴的设计计算1、按扭矩初算轴径选用45#调质,硬度217~255HBS根据课本P235(10-2)式,并查表10-2,取c=115d≥115 (2.304/458.2)1/3mm=19.7mm考虑有键槽,将直径增大5%,则d=19.7×(1+5%)mm=20.69∴选d=22mm2、轴的结构设计(1)轴上零件的定位,固定和装配单级减速器中可将齿轮安排在箱体中央,相对两轴承对称分布,齿轮左面由轴肩定位,右面用套筒轴向固定,联接以平键作过渡配合固定,两轴承分别以轴肩和大筒定位,则采用过渡配合固定(2)确定轴各段直径和长度工段:d1=22mm 长度取L1=50mm∵h=2c c=1.5mmII段:d2=d1+2h=22+2×2×1.5=28mm∴d2=28mm初选用7206c型角接触球轴承,其内径为30mm,宽度为16mm.考虑齿轮端面和箱体内壁,轴承端面和箱体内壁应有一定距离。