卧式钢筋切断机设计
图3-2 带轮的结构与尺寸图
3.3 齿轮传动设计
3.3.1 第一级齿轮传动设计
(1) 选材料、确定初步参数
① 选材料 小齿轮：40Cr钢调制，平均取齿面硬度为260HBS 大齿轮：45钢调制，平均取齿面硬度为260HBS ② 初选齿数 取小齿轮的齿数为20，则大齿轮的齿数为20×6.4=128
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128?6.4 20④选择尺宽系数ψd和传动精度等级情况，参照相关手册并根据以前学过的知识选③齿数比即为传动比 i?取 ψd=0.6
初估小齿轮直径d1=60mm，则小齿轮的尺宽为b=ψd× d1=0.6×60=36mm ⑤ 齿轮圆周速度为： v?π?d1?n1π?60?480??1.5m/s 参照手册选精度等级为9级。
60?100060?1000⑥计算小齿轮转矩T1
T1?9.55?106?p2.068?9.55?106??4.1?104N?mm n1480⑦确定重合度系数Zε、Yε：由公式可知重合度为
1??1ε?1.88?3.2?????1.695
20128??则由手册中相应公式可知：
Zε?
4?ε4?1.695??0.877 330.75?0.692 εYε?0.25?⑧确定载荷系数 KH 、KF
确定使用系数 KA：查阅手册选取使用系数为KA=1.85 确定动载系数Kv：查阅手册选取动载系数Kv=1.10 确定齿间载荷分布系数KHa、KFa：
KAFt2*KA*T12?1.85?4.1?104???70.23N/mm?100N/mm bb*d160?36则KHa?1111 ??1.3K???1.45 FaY0.692Zε20.8772ε载荷系数KH、KF 的确定，由公式可知
KH?KA?KV?Kβ?KHα?1.85?1.10?1.15?1.3?3.09
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KF?KHKFa1.45?3.09??3.42 KHa1.3（2）齿面疲劳强度计算 ①确定许用应力[σH]
② 总工作时间th，假设该切断机的寿命为10年，每年工作300天，每天工作8个小时，则：th?5?300?8?12000h ③ 应力循环次数 N1、N2
36.6N?N??Ti?thi1v1?60rn1th?i?1??T??1??th?60?1?480?12000?16.6?0.2?0.76.6?0.5?0.46.6?0.3?
?1?108N2?NN11?108v2?u?6.4?1.56?107
④ 寿命系数 Zn1、Zn2 ，查阅相关手册选取Zn1=1.0、Zn2=1.15 ⑤ 接触疲劳极限取：σhlim1=720MPa、σhlim2=580MPa
⑥安全系数取：Sh=1.0 ⑦ 许用应力 [σh1]、[σh2]
?σσHlimZn2760?1.19h1??S??72M0P ah1?σσHlimZn2h2??S?570?1.34h1?667MPa ⑶ 弹性系数ZE 查阅机械设计手册可选取ZE?190MPa ⑷ 节点区域系数ZH查阅机械设计手册可选取ZH=2.5 ⑸ 求所需小齿轮直径d1
d2khT1uu?1?ZeZh?21?3ψ???Zε?du??σ?h???
?32?3.09?4.1?104??6.4?1??190?2.5?0.877?1?6.4???720??
?55.34mm11
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与初估大小基本相符。
⑹ 确定中心距，模数等几何参数 中心距a：a?55.34??6.4?1??204.75 圆整中心矩取222mm
2 模数m：由中心矩a及初选齿数Z1 、Z2得： m?2a2?173??3
Z1?Z223?92分度圆直径d1,d2
d1?mz1?3?20?60mm d2?mz2?3?128?384mm
确定尺宽：取大齿轮尺宽为 b1=60×0.6=36mm 小齿轮尺宽取 b2=40mm ⑺ 抗弯疲劳强度验算 ① 求许用弯曲应力 [σF] 应力循环次数NF1、NF2
?Ti?thiNF1?60rn1th???T??ti?1?1?h?60?1?480?12000?16.2?0.2?0.76.2?0.5?0.46.2?0.336.2
??
?8.8?107
NF2NF18.8?107???2.2?107
u'4② 寿命系数Yn1、Yn2 ，查阅相关手册选取Yn1=1、Yn2=1 ③ 极限应力取：σ
Flim1=290MPa、σFlim2=220MPa
④ 尺寸系数Yx：查阅机械设计手册选，取Yx=1.5 ⑤ 安全系数SF：参照表9-13，取SF=1.5 ⑥ 需用应力[σ ?σF1?? ?σF2??F1]
、[σF2] 由式（9-20），许用弯曲应力
2σFlimYN1Yx2?290?1?1 ?MPa?387MPaSF1.52σFliY2?22?01?1mN2Yx?MPa?29M3P a
SF1.5齿形系数YFa1、YFa2 由图9-19，取
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