1647-載重32噸輪邊減速器
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4 行 星 齒 輪 的 強 度 校 核4.1 行 星 齒 輪 傳 動 的 受 力 分 析在 2Z-X(A)型 行 星 齒 輪 傳 動 中 , 其 受 力 分 析 圖 是 由 運 動 的 輸 入 件 開 始 , 然 后依 次 確 定 各 構(gòu) 件 上 所 受 的 作 用 力 和 轉(zhuǎn) 矩 。 對 于 直 齒 圓 柱 齒 輪 的 嚙 合 齒 輪 副 只 需 繪出 切 向 力 F,如 圖 所 示 。圖 4-1 齒 輪 傳 動 的 受 力 分 析 按 照 上 述 提 示 進 行 受 力 分 析 計 算 , 則 可 得 行 星 輪 c 作 用 于 a 的 切 向 力12065acTFKNd?而 行 星 輪 c 上 所 受 的 三 個 切 向 力 分 別 為 :中 心 輪 a 作 用 于 行 星 輪 c 的 切 向 力 為 :;12065bcTd??內(nèi) 齒 輪 b 作 用 于 行 星 輪 c 的 切 向 力 為 :;1caFKN轉(zhuǎn) 臂 x 作 用 于 行 星 輪 c 的 切 向 力 為 :;1203caTd?在 轉(zhuǎn) 臂 x 上 所 受 到 的 作 用 力 :;10caFKN?在 轉(zhuǎn) 臂 x 上 所 受 力 矩 為 :28.Tm?;在 內(nèi) 齒 輪 b 上 所 受 的 力 矩 為 :126.bTKNm?。4.2 a-c 齒 輪 副 強 度 的 校 核4.2.1 齒 面 接 觸 強 度 的 校 核 計 算根 據(jù) 國 家 標 準 “漸 開 線 圓 柱 齒 輪 承 載 能 力 計 算 方 法 ”( GB/T 3480—1977) ,該 標 準 系 把 赫 茲 應(yīng) 力 作 為 齒 面 接 觸 應(yīng) 力 的 計 算 基 礎(chǔ) , 并 用 來 評 價 齒 輪 的 接 觸 強 度 。, 在 接 觸 應(yīng) 力 的 計 算 中 未 考 慮 滑 動 的 大 小 和 方 向 、 摩 擦 因 數(shù) 和 潤 滑 狀 態(tài) 等 , 這 些都 會 影 響 到 齒 面 的 實 際 接 觸 應(yīng) 力 。 計 算 時 取 節(jié) 點 和 單 對 齒 嚙 合 區(qū) 內(nèi) 界 點 的 接 觸 應(yīng)力 中 的 較 大 者 , 大 小 齒 輪 的 許 用 接 觸 應(yīng) 力 分 別 計 算 。4.2.1.1 齒 面 接 觸 應(yīng) 力在 行 星 齒 輪 傳 動 的 嚙 合 齒 輪 副 中 , 其 齒 面 接 觸 應(yīng) 力 H?可 按 式 4.1-4.3 計 算101 HpUAHK????(4. 1)22(4. 2)ubdFZtEH10 ?????(4. 3)式 中 , —動 載 系 數(shù) ;VKA—使 用 系 數(shù) ;?H—計 算 接 觸 強 度 時 齒 向 載 荷 分 布 系 數(shù) ;?K—計 算 接 觸 強 度 時 齒 間 載 荷 分 布 系 數(shù) ;Hp—計 算 接 觸 強 度 的 行 星 輪 間 載 荷 分 配 不 均 勻 系 數(shù) ;0?—許 用 接 觸 應(yīng) 力 的 基 本 值 , 2/mN;tF—端 面 內(nèi) 分 度 圓 上 的 名 義 切 向 力 , N;1d—小 齒 輪 的 分 度 圓 直 徑 , mm;b—工 作 齒 寬 , 指 齒 輪 副 中 的 較 小 齒 寬 , mm;u—齒 數(shù) 比 , 即 ;21Z??HZ—節(jié) 點 區(qū) 域 系 數(shù) ;E—彈 性 系 數(shù) , 2/mN;?—重 合 度 系 數(shù) ;—螺 旋 角 系 數(shù) , 直 齒 輪 。Z? 0,1Z??以 上 公 式 中 , 正 號 “+”適 合 于 外 嚙 合 ; 負 號 “-”適 合 于 內(nèi) 嚙 合 。1) 名 義 切 向 力 tF前 文 已 求 得 中 心 輪 1 在 每 個 功 率 分 流 上 所 傳 遞 的 轉(zhuǎn) 矩 T1=5000N.㎜ 2, 切 向 力可 由 式 4.4 求 得 '120dTFt?(4. 4)故 56KNt??4.2.1.2 有 關(guān) 系 數(shù)使 用 系 數(shù) ;A前 文 已 取 ;1.35K?動 載 荷 系 數(shù) ;?先 按 式 4.5 計 算 中 心 輪 1 相 對 于 行 星 架 ,的 節(jié) 點 線 速 度1H90)(06)('31' xxx ndndv?????(4. 5)n=2100/2.25/28=333r/min將 中 心 輪 1 的 節(jié) 圓 直 徑 d1=120㎜ 、 轉(zhuǎn) 速 n1=333r/min 代 入 式 4.5 得Vx=3.4m/s已 知 中 心 輪 1 與 行 星 輪 2 的 精 度 等 級 為 IT6, 即 精 度 系 數(shù) C=6, 按 式 4.6 計 算動 載 系 數(shù)BxvvAK???]0[(4. 6)式 中 , ).1(5602.67.CB將 C=6、 smvx/1.8?代 入 可 得 1.0K??計 算 接 觸 強 度 時 齒 向 載 荷 分 布 系 數(shù) H?按 式 4.7 計 算 (4. 7)HK? ()Hb?????查 手 冊 取 1??查 手 冊 按 取.3d?.5b將 μ H=0.35、 θ b=1.3,代 入 式 4.7 可 得 KHβ =1.1計 算 接 觸 強 度 時 齒 間 載 荷 分 布 系 數(shù) ?查 手 冊 、1HK??2H?計 算 接 觸 強 度 的 行 星 輪 間 載 荷 分 配 不 均 勻 系 數(shù) HPK查 手 冊 , 按 , 取 KHp=1.2min0H??節(jié) 點 區(qū) 域 系 數(shù) Z對 于 直 齒 輪 , 可 由 式 4.8 計 算H'2'sinco??H(4. 8)ZH=2.5彈 性 系 數(shù) E查 手 冊 , 按 鋼 -鋼 取 189.EZ?重 合 度 系 數(shù) ?可 由 式 4.4 計 算 Z? 43????將 ε a=1.55 代 入 式 4.4 可 得 Zτ =0.9螺 旋 角 系 數(shù) ?對 于 直 齒 輪 0,1?前 文 已 取 中 心 輪 1 的 齒 寬 系 數(shù) , 其 齒 寬 156㎜ , 考 慮 可 能 減 少 結(jié) 構(gòu) 尺1.3d??寸 和 減 少 載 荷 在 齒 向 的 不 均 勻 性 , 取 行 星 輪 2 的 齒 寬b2=146㎜ 。故 取 嚙 合 副 1-2 的 工 作 齒 寬 b=146㎜ 。4.2.1.3 計 算 齒 面 接 觸 應(yīng) 力將 以 上 求 得 的 各 系 數(shù) ,代 入 式 4.1-4.3 可 得016502.2.5189.476tHEFZdb????????12019.351..58HHAVHpK?????故 取 齒 面 接 觸 應(yīng) 力 σ H=1281N/㎜ 24.2.1.4 許 用 接 觸 應(yīng) 力許 用 接 觸 應(yīng) 力 p?可 按 式 4.9 計 算XWRVLNTHp ZZSminl?(4. 9)式 中 , li?—試 驗 齒 輪 的 接 觸 疲 勞 極 限 , 2/mN;minH—計 算 接 觸 強 度 的 最 小 安 全 系 數(shù) ;NTZ—計 算 接 觸 強 度 的 壽 命 系 數(shù) ;L—潤 滑 劑 系 數(shù) ;V—速 度 系 數(shù) ;RZ—粗 糙 度 系 數(shù) ;W—工 作 硬 化 系 數(shù) ;X—接 觸 強 度 計 算 的 尺 寸 系 數(shù) 。試 驗 齒 輪 的 接 觸 疲 勞 極 限 limH?;前 文 已 求 得 試 驗 齒 輪 的 接 觸 疲 勞 極 限 2li/150mNH?;相 關(guān) 系 數(shù)最 小 安 全 系 數(shù) ;minHS查 表 , 取 最 小 安 全 系 數(shù) =1.2;in計 算 接 觸 強 度 的 壽 命 系 數(shù) ;NTZ查 表 , 按 不 允 許 點 蝕 的 公 式 ,70.3651()L??取 應(yīng) 力 循 環(huán) 次 數(shù) NL=107, 則 ZNT=1.1;潤 滑 油 膜 影 響 系 數(shù) ;,VR根 據(jù) 文 獻 《 機 械 設(shè) 計 》 選 用 L-CKC 齒 輪 潤 滑 油 , 該 潤 滑 油 的 力 -速 度 因 子 及 滾動 壓 力 由 式 4.11 及 4.12 計 算vKs??(4. 10)21?ZubdFHts?(4. 11)式 中 , v為 齒 輪 圓 周 速 度 , 為 力 -速 度 因 子 , 為 滾 動 壓 力 , 其 余 參 數(shù) 同 式?K?4.3。代 入 數(shù) 據(jù) 得 ;2650..132.714KMPs???中 心 輪 1 的 圓 周 速 度 ;3/dnms?故 ;32.784??可 得 50℃ 時 潤 滑 油 的 名 義 運 動 黏 度 ;2501/s??按 可 得 ;21/ms?.98LZ按 可 得 Zv=0.95;9.6?按 可 得 Zr=0.95;105ZR?工 作 硬 化 系 數(shù) W查 手 冊 , 取 Zw=1.2尺 寸 系 數(shù) x尺 寸 系 數(shù) Zx=0.95許 用 接 觸 應(yīng) 力將 所 求 系 數(shù) 代 入 式 4.10 可 得lim150.98.5.2095236HPNTLVRwXZS????4.2.1.5 接 觸 強 度 校 核齒 面 接 觸 應(yīng) 力 σ H=1282N/㎜ 2﹤ σ Hp=1386 N/㎜ 2;故 齒 輪 副 a-c 滿 足 接 觸 應(yīng) 力 的 強 度 條 件 。4.2.3 齒 根 彎 曲 強 度 的 校 核國 家 標 準 GB/T 3480—1977 是 以 載 荷 作 用 側(cè) 的 齒 廓 根 部 的 最 大 拉 應(yīng) 力 作 為 名義 彎 曲 應(yīng) 力 , 并 經(jīng) 相 應(yīng) 的 系 數(shù) 修 正 后 作 為 計 算 齒 根 應(yīng) 力 。 考 慮 到 使 用 條 件 、 要 求及 尺 寸 的 不 同 , 標 準 將 修 正 后 的 試 件 彎 曲 疲 勞 極 限 作 為 許 用 齒 根 應(yīng) 力 。4.2.3.1 齒 根 應(yīng) 力齒 根 應(yīng) 力 按 式 4.12 和 4.13 計 算F?FpVAK??0?(4. 12)?YbmSaFntF0(4. 13)式 中 , —動 載 系 數(shù) ;V—使 用 系 數(shù) ;AK—計 算 彎 曲 強 度 時 齒 向 載 荷 分 布 系 數(shù) ;F?—計 算 彎 曲 強 度 時 齒 間 載 荷 分 布 系 數(shù) ;?—計 算 彎 曲 強 度 的 行 星 輪 間 載 荷 分 配 不 均 勻 系 數(shù) ;FpK—齒 根 應(yīng) 力 的 基 本 值 , N/㎜ 2;0?—載 荷 作 用 于 齒 頂 時 的 齒 形 系 數(shù) ;FaY—載 荷 作 用 于 齒 頂 時 的 應(yīng) 力 修 正 系 數(shù) ;S—計 算 彎 曲 強 度 時 的 重 合 度 系 數(shù) ;?—計 算 彎 曲 強 度 的 螺 旋 角 系 數(shù) ;Y?—工 作 齒 寬 , mm;b4.2.3.2 相 關(guān) 系 數(shù)使 用 系 數(shù) 和 動 載 系 數(shù)AKV前 文 已 求 得 、1.35?.10計 算 彎 曲 強 度 時 齒 向 載 荷 分 布 系 數(shù) FY?按 式 4.15 計 算 (4. 14)FY? ()Fb?????取 μ f=0.55按 取 θ b=1.3d??將 μ f=0.55、 θ b=1.3 代 入 式 4.15 可 得 KFβ =1.165計 算 彎 曲 強 度 時 齒 間 載 荷 分 布 系 數(shù) Y?查 手 冊 , 得 ;.FY??計 算 彎 曲 強 度 的 行 星 輪 間 載 荷 分 配 不 均 勻 系 數(shù) ;Fp可 由 式 4.15 計 算 (4. 15)Fp 1.5()FpHpK??將 KHP=1.2 代 入 式 4.15 可 得 KFP=1.15;載 荷 作 用 于 齒 頂 時 的 齒 形 系 數(shù) ;aYYa1=Ya2=2.8 ;載 荷 作 用 于 齒 頂 時 的 應(yīng) 力 修 正 系 數(shù) ;SaYsa1=Ysa2=1.52 ;計 算 彎 曲 強 度 時 的 重 合 度 系 數(shù) ;Y?可 由 式 4.16 計 算 ; (4. 16)0.75123Z??將 ε α =1.55 代 入 式 4.17 可 得 ;0.75.2.31Y???計 算 彎 曲 強 度 的 螺 旋 角 系 數(shù) ;取 ;Y??4.2.3.3 計 算 齒 根 應(yīng) 力前 文 已 求 得 名 義 切 向 力 Fτ =65KN、 工 作 齒 寬 b=156㎜ 、 模 數(shù) m=6, 將 相 關(guān) 系數(shù) 代 入 式 4.13 和 4.14 可 得02165.850.73251FFasnYbm????????201.3.6.149FFAVFPK???故 取 齒 根 應(yīng) 力 σ F=430N/㎜ 2;4.2.3.4 許 用 齒 根 應(yīng) 力許 用 齒 根 應(yīng) 力 Fp?可 按 式 4.17 計 算 :XRrelTlFNTSFp YY?minl?(4. 17)式 中 , li?—試 驗 齒 輪 的 齒 根 彎 曲 疲 勞 極 限 , 2/mN;minFS—計 算 彎 曲 強 度 的 最 小 安 全 系 數(shù) ;TY—試 驗 齒 輪 的 應(yīng) 力 修 正 系 數(shù) ;N—計 算 彎 曲 強 度 的 壽 命 系 數(shù) ;relT?—相 對 齒 根 圓 角 敏 感 系 數(shù) ;RrlY—相 對 齒 根 表 面 狀 況 系 數(shù) ;X—計 算 彎 曲 強 度 的 尺 寸 系 數(shù) ;1) 相 關(guān) 系 數(shù)試 驗 齒 輪 的 應(yīng) 力 修 正 系 數(shù) ;STY根 據(jù) 文 獻 , 取 ;2.0STY?計 算 彎 曲 強 度 的 壽 命 系 數(shù) ;NT取 , 將 代 入 得 ;60.231()LNT? 93.71L?0.869NTY?相 對 齒 根 圓 角 敏 感 系 數(shù) ;relTY?取 ;1.0relTY??相 對 齒 根 表 面 狀 況 系 數(shù) ;relT?按 式 4.18 計 算 ;relT? 1.0)(529067???ZRrl RY(4. 18)取 齒 根 表 面 微 觀 不 平 度 , 代 入 式 4.18 可 得 ;.5?09relTY??計 算 彎 曲 強 度 的 尺 寸 系 數(shù) ;xY尺 寸 系 數(shù) ;1.051.06.9xYm???最 小 安 全 系 數(shù) ;inFS根 據(jù) 經(jīng) 驗 , 取 ;mi.62) 計 算 許 用 齒 根 應(yīng) 力 Fp?將 以 及 相 關(guān) 系 數(shù) 代 入 式 4.18 可 得2lim50FN??li 702690.5.9470.STprelRlTXFnYY?????取 2470/p??4.2.3.5 彎 曲 強 度 校 核校 核 齒 應(yīng) 力 的 強 度 條 件 是 計 算 齒 根 應(yīng) 力 應(yīng) 不 大 于 許 用 齒 根 應(yīng) 力 ,即F?F??Fp??因 為 ,故 滿 足 彎 曲 強 度 條 件 。2249/470/FpNmNm????4.3b-a 齒 輪 副 的 校 核4.3.1 齒 面 接 觸 強 度 的 校 核 計 算4.3.1.1 齒 面 接 觸 應(yīng) 力 仿 上 , 通 過 查 表 查 圖 和 采 取 相 應(yīng) 的 公 式 計 算 , 可 以 得 到 與 外 嚙 合 副 a-c 不 同 的系 數(shù) 有使 用 系 數(shù) KA=1.35,動 載 荷 系 數(shù) KV=1.1,節(jié) 點 區(qū) 域 系 數(shù) HZ將 代 入 式 4.8 可 得 ZH=2.5'20???重 合 度 系 數(shù) ?將 ε α =1.73 代 入 式 4.9 可 得 Zτ =0.87齒 間 載 荷 分 配 系 數(shù) HK?, 1HK??2.對 行 星 輪 c 進 行 受 力 分 析 易 知 內(nèi) 齒 圈 b 作 用 于 行 星 輪 c 的 切 向 力 等 于 中 心 輪 1作 用 于 行 星 輪 c 的 切 向 力 , 故 仍 有 名 義 切 向 力 Fτ =65KN 考 慮 盡 一 步 減 小 結(jié) 構(gòu) 尺 寸 ,取 內(nèi) 齒 圈 b 的 齒 寬 b3=146㎜故 齒 輪 副 c-b 的 工 作 寬 度 b=136㎜將 各 系 數(shù) 及 u=2.8、 d1=280 代 入 式 4.1-4.3 可 得01365022.5189.746HEFZb????????1012.35..058HAVHpK?????20261.35.1.058AHVHp??????故 取 齒 面 接 觸 應(yīng) 力 σ H=861N/㎜ 24.3.1.2 許 用 接 觸 應(yīng) 力仿 上 , 通 過 查 表 查 圖 和 采 取 相 應(yīng) 的 公 式 計 算 , 可 以 得 到 變 化 的 系 數(shù) 有潤 滑 油 膜 影 響 系 數(shù) ,LVZ由 式 4.12 可 得 滾 動 壓 力650.8312.6Ks????行 星 輪 2 的 圓 周 線 速 度4(75)33601601dnv???故 力 -速 度 因 子 ε =2.316/2=1.158可 得 50℃ 時 潤 滑 油 的 名 義 運 動 黏 度 207/ms??按 可 得27/ms??.9LZ按 vx=3.78, 可 得 05?壽 命 系 數(shù) NT 8210637.310L???按 不 允 許 點 蝕 的 公 式 , 則.650()LNTZ?.916NTZ?將 各 系 數(shù) 代 入 式 4.10 可 得lim150.96.502.910.53HpNTLVRWXS?????取 許 用 接 觸 應(yīng) 力 2/HPm??4.3.1.3 強 度 校 核齒 面 接 觸 應(yīng) 力 22861/10/HHpNNm?????故 齒 輪 副 b-c 滿 足 接 觸 應(yīng) 力 的 強 度 條 件4.3.2 齒 根 彎 曲 強 度 的 校 核 計 算4.3.2.1 齒 根 彎 曲 應(yīng) 力仿 上 , 通 過 查 表 查 圖 和 采 取 相 應(yīng) 的 公 式 計 算 , 可 以 得 到 與 外 嚙 合 副 a-c 不 同 的系 數(shù) 有 :載 荷 作 用 于 齒 頂 時 的 齒 形 系 數(shù) ;FaY, ;12.06FaY?2.04Fa載 荷 作 用 于 齒 頂 時 的 應(yīng) 力 修 正 系 數(shù) ;sa, ;1.87sa21.93sa計 算 彎 曲 強 度 時 的 重 合 度 系 數(shù) ;Y?將 代 入 式 4.17 可 得 ;.6???0.7516829???齒 間 載 荷 分 配 系 數(shù) ?FK;, ;1FK?2.將 相 關(guān) 系 數(shù) 代 入 式 4.13 和 4.14 可 得 ;;0126502.850.6123FFaSmnYb?????????53..1.4AVpK??20153..651.FAVFp???????故 取 齒 根 應(yīng) 力 σ F=556N/㎜ 2。4.3.2.2 許 用 齒 根 應(yīng) 力只 有 壽 命 系 數(shù) 改 變 , 取 , 將 代 入 得NTY60.231()LNT??90.871LN??, 將 相 關(guān) 系 數(shù) 代 入 式 4.18 可 得0.89NTY?lim4702.8931.08.9563FSTNprelRlTX??????取 σ Fp=563N/㎜ 2。4.3.2.3 齒 根 彎 曲 強 度 校 核因 為 ,故 滿 足 彎 曲 強 度 條 件 。2/563/FpFmNm?????4.4 本 章 小 結(jié)本 章 是 設(shè) 計 部 分 的 重 點 之 一 。 計 算 了 齒 輪 副 所 受 的 力 和 力 矩 , 并 校 核 了 a-c,b-c兩 對 齒 輪 副 的 齒 面 接 觸 應(yīng) 力 和 齒 根 彎 曲 應(yīng) 力 。 結(jié) 果 都 符 合 要 求 。
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編號:149749
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- 關(guān) 鍵 詞:
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載重
32
噸輪邊
減速器
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1647-載重32噸輪邊減速器,載重,32,噸輪邊,減速器
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