背负式山地灌木切割机设计(编辑修改稿)

背负式山地灌木切割机设计(编辑修改稿)内容摘要：

]1[ 图 1013 得 FbK = 故载荷系数 K=Ka Kv HaK HbK =2 = 按实际的载荷系数校正所算得的分度圆直径 由式 ]1[ （ 1010a）得 m=d1/z1=(416) 按齿根弯曲强度设计 由式 ]1[ （ 105）得弯曲强度的设计公式为  13 212 F a s adFYYKTm Z (417) 确定公 式内的各计算数值 1）由 ]1[ 图 102c 查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限 1 420FE MPa  ；大齿轮的弯曲疲劳强度极限 2 420FE MPa  ； 2）由 ]1[ 图 1018 查得弯曲疲劳寿命系数 1  ； 2  ； 12 3） 计算弯曲疲劳许用应力 取弯曲疲劳安全系数 S=，由式（ 1012）得   111 0 . 8 7 4 2 0 2611 . 4F N F EF K S      222 0 . 9 0 4 2 0 2701 . 4F E F EF K S  载荷系数 K= 4） 查取齿形系数 1  ； 2  ； 5）查取应力校正系数 由 ]1[ 表 105 查得 Ysa2= 1  ； 6）计算大、小齿轮的  Fa SaFYY并加以比较  111 2 .9 1 1 .5 3 0 .0 1 9 5 6261F a S aFYY   222 2 . 2 3 6 1 . 7 5 4 0 . 0 1 4 5 3270F a S aFYY  小齿轮的数值大 设计计算  13 212 F a s adFYYKTm Z (418) = 综合分析考虑，取 m= d1=27mm 算出小齿轮齿数 1Z =d1/m=27/=18 大齿轮的齿数 13 2Z =u Z1=4 18=72 这样设计出来的齿轮传动，即满足了接触疲劳强度，又满足了齿根疲劳强度。 几何尺寸计算 计算分度圆直径 11 18 27d z m    22 72 1. 5 10 8d z m    计算中心距 12( ) 2 ( 27 108 ) 2 d d     计算齿轮宽度 1 0. 5 27 13 .5dbd    1B =15 2B =20 验算 Ft=2 1T / 1d =2 1380/27= KaFt/b=2 100N/mm 假设成立，计算有效。 锥齿轮的强度校核 选材料、热处理方法、定精度等级 大小齿轮材料均为 20Cr,渗碳，硬度均为 5662HRC；由 ]1[ 图 1021（ e）查得lim 1500H MPa  ，由 ]1[ 1020（ d）查得 lim 500F MPa  ；采用 7 级精度 ,齿面粗糙度 R m 初步设计 选用直齿锥齿轮，按接触疲劳强度进行初步设计 ,材料选择，小齿轮材料为 40Cr（调质），硬度为 280HBS，大齿轮材料为 45 刚（调质），硬度为 240HBS，二者材料硬度相差 40H BS。 14 选小齿轮齿数 1Z =18,则 2Z =18 4=72 按齿面接触疲劳强度设 计 公式：  3 2211 )( HEtt Zurr TKd  (419) 1) 确定公式内的各计算值 查得材料弹性影响系数 MPa。 按齿面的硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限 lim 1 600H MPa  ，大齿轮的接触疲劳极限 lim 2 550H MPa  2) 查得接触批量寿命系数 1  2  3) 计算接触疲劳许用应力   1 l im 11 0 . 9 3 6 0 0 5 5 8H L HH K M P a M P aS       2 l i m 22 0 . 9 7 5 5 0 5 3 3 . 5H L HH K M P a M P aS     4) 试选  ，查得 1 . 0 , 1 , 1 . 5 1 . 2 5 1 . 8 7 5aK K K     所以 1 . 0 1 . 2 1 1 . 8 7 5 2 . 2 5avK K K K K         mNnPT  0 0 5 5 09 5 5 0 111 13R 5) 试算小齿轮的分度圆直径，带入  H 中的较小值得  32211 )( HEtt Zurr TKd  = 几何尺寸计算 1) 齿数 取 1Z =， 2Z =78 15 2) 计算圆周速度 v V= 4000/60 1000=3) 计算载荷系数 根据 V=, 7 级精度 ,查得  所以 1 . 0 1 . 2 3 1 1 . 8 7 5 2 . 3 1avK K K K K         4) 按实际的载荷系数校正所得的分度圆直径： d1= 5) 计算模数 m= 1d / 1Z = 按齿根弯曲疲劳强度设 计 公式： m≥  3 12 2 214(1 0 . 5 ) 1 F a S aFRRYYKTzu   (420) 确定公式内的各计算值 1) 查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限 1 500FE MPa  ，大齿轮的弯曲疲劳强度2 380FE MPa 。 2) 查得弯曲疲劳寿命系数 120. 86 , 0. 9F N F NKK 3) 计算弯曲疲劳许用应力 取弯曲疲劳安全系数 S=，则，   111 0 .8 6 5 0 0 3 0 7 .1 41 .4F N F EF K M P a M P aS      222 0 . 9 3 8 0 2 4 4 . 2 91 . 4F N F EF K M P a M P aS    4) 载荷系数 K= 5) 节圆锥角 11 arctan 1 8 .4 3 5u  2 9 0 1 8 .4 3 5 7 1 .5 6 5    16 6） 当量齿数 Zv1=18/=22 Zv2=72/=216 7) 查取齿形系数 122 .6 5 , 2 .1 1 5F a F aYY 8) 查取应力校正系数 121. 58 , 1. 86Sa SaYY 9) 计算大小齿轮的  Fa SaFYY ,并加以比较。  1112 .6 5 1 .5 8 0 .0 1 3 63 0 7 .1 4F a S aFYY   2222 . 1 1 5 1 . 8 6 0 . 0 1 6 1 92 4 4 . 2 9F a S aFYY  大齿轮的数值大。 设计计算 m≥  3 12 2 214(1 0 . 5 ) 1 F a S aFRRYYKTzu  = (421) 综合分析考虑，取 m=3mm, 1Z =23 2Z =23 4=92 1d =3 23=69 1) 计算大端分度圆直径 1d =69 2d = 2Z m=92 3=276 2) 计算节锥顶距 22691 3 1 1 0 9 . 0 9 8 622dR u m m      3) 节圆锥角 1 1 8 .4 2 5 1 8 2 6 39。 6 39。 39。   2 7 1 .5 6 5 7 1 3 3 39。 5 4 39。 39。   17 4) 大端齿顶圆直径 da1=d1+2m cos￠ = da2=d2+2mcos￠ = 5) 齿宽 13 R m m m m     12 36b b mm取 校核接触强度 强度条件  HH   计算接触应力  HHVAeHmmtKEHH KKKKuubd FZZZZZ  121 (422) 式中 2HZ  ]2[ MPaZE  Z 1Z KZ 4 02 0 0 011 mmt dTF  bb eH AK 1NKKV 式中   4 1 0 2 2 4 39。 312 VVeHmtAapt CCbFKCyfK mFpt 14 ay )/(1439。 mmmNC  VC VC 18 则 1 VK  bcHH KK  HK 则 0 0 3 2 5 4 8 92H 许用接触应力   RVLXHHH ZZZZS m inlim  式中 1XZ LZ VZ RZ 1minHS 则   3 5 09 7 5 7 5 0 0 H 结论：  FH   校核齿根 弯曲强度校核 强度条件  FF   计算齿根应力  YYYYYmbFKKKK SaFameFmtFFVAF  (423) 式中 1 .5 1 .5 2 .2 5FHKK    FaK  bb eF FaY ， FaY SaY ， SaY 19 Y 1Y 1KY )()(  Rm mm  则 8 7 4 F  SaFa STFaFF YYYY 许用接触应力   xR re lre lTF STF YYYS YF  m inlim 式中 MPaF 500lim FS STY relTY ， relTY RrelTY 1XY 则   2500 F 结论：  FF  1 ，  FF  2 满足齿根弯曲度。 齿轮各检验项目及公差值的计算 （小齿轮）精度等级： 6C GB 11365 对齿轮 ： 齿距累计公差 mFP 32 齿剧极限偏差。