自行車鏈輪變齒輪計算

蘇一范　苑雷揚(yáng)　譚雙鵬　王宸　龐震

一、設(shè)計任務(wù)書

1、設(shè)計題目

本次機(jī)械設(shè)計項目課程的設(shè)計主題為自行車鏈輪變換為齒輪的相關(guān)計算，本次設(shè)計的目的旨在對自行車的動力結(jié)構(gòu)進(jìn)行改裝，以此來完善對齒輪結(jié)構(gòu)設(shè)計及計算的學(xué)習(xí)，經(jīng)過小組討論，我們確定了設(shè)計的方向——以錐齒輪組替換鏈傳動來進(jìn)行自行車的動力提供。

2、原始數(shù)據(jù)

已知輸入功率P=320W，主動輪轉(zhuǎn)速n1=60/min，齒數(shù)比u=2.2，由人工驅(qū)動，工作壽命15年。

二、方案設(shè)計

1、選定齒輪類型、精度等級、材料及齒數(shù)

選用標(biāo)準(zhǔn)直齒錐齒輪齒輪傳動，壓力角取為20度。

采用輕型汽車的工作齒輪精度，參考表10-6，選用7級精度，小齒輪40Cr（調(diào)質(zhì)） 280HBS，大齒輪45鋼（調(diào)質(zhì)） 240HBS

小齒輪齒數(shù)z1=16，大齒輪齒數(shù)z2=uz1=2.2*16=35.2，取z2=36

2、按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計

由式10-29試算小齒輪分度圓直徑，即

確定公式中的各參數(shù)值

①選KHt=1.3。②計算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩。

③選取齒寬系數(shù)=0.3。④查得區(qū)域系數(shù)ZH=2.5。⑤查得材料的彈性影響系數(shù)ZE=189.8。⑥計算接觸疲勞許用應(yīng)力[]。查得小齒輪和大齒輪的解除疲勞極限分別為由式10-15計算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)：

查取接觸疲勞壽命系數(shù)。取失效概率為1%，安全系數(shù)S=1，由式10-14得

取兩者中較小的作為該齒輪副的接觸疲勞許用應(yīng)力，即

計算小齒輪分度圓直徑。

調(diào)整小齒輪分度圓直徑

計算實際載荷系數(shù)前的數(shù)據(jù)準(zhǔn)備

①圓周速度v。

②當(dāng)量齒輪的齒寬系數(shù)。

3、按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計

由式10-27計算模數(shù)，即

確定式中的各參數(shù)值。

①試選 ②計算

由分錐角和，可得當(dāng)量齒數(shù)，。得齒形系數(shù)。得應(yīng)力修正系數(shù)。得小齒輪和大齒輪的齒根彎曲疲勞極限分別為。取彎曲疲勞壽命系數(shù)。取彎曲疲勞安全系數(shù)S=1.7，由式10-14得

所以取

試算模數(shù)

調(diào)整齒輪模數(shù)

1）計算實際載荷系數(shù)前的數(shù)據(jù)準(zhǔn)備。

①圓周速度v。

②齒寬b。

計算實際載荷系數(shù)。

①根據(jù)v=0.0903m/s，8級精度，由圖10-8得動載系數(shù)

②直齒錐齒輪精度較低，取齒間載荷分配系數(shù)

③由表10-4用插值法得

則載荷系數(shù)為

由式10-13，可得按實際載荷系數(shù)算得的齒輪模數(shù)為

根據(jù)齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計算的模數(shù)，就近選擇標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)，按照接觸疲勞強(qiáng)度算得的分度圓直徑，算出

三、主要設(shè)計結(jié)論

前后采用兩對相同的直齒錐齒輪：齒數(shù)，模數(shù)，壓力角，變位系數(shù)，分錐角，齒寬，小齒輪選用40Cr（調(diào)質(zhì)），大齒輪選用45鋼（調(diào)質(zhì)）。齒輪按7級精度設(shè)計。兩個小錐齒輪間用軸連接。