机械设计课程设计-抽油机机械系统设计(编辑修改稿)

机械设计课程设计-抽油机机械系统设计(编辑修改稿)内容摘要：

虑此减速器的功率及现场安装的限制，故大小齿轮都选用硬齿面渐开线斜齿轮 （ 1） 齿轮材料及热处理 大小齿轮材料为 45 钢。 调质后表面淬火，齿面硬度为 40～ 50HRC。 经查图，取＝ ＝ 1200MPa， ＝ ＝ 370Mpa。 （ 2） 齿轮精度 按 GB/T10095－ 1998，选择６级，齿根喷丸强化。 ２．初步设计齿轮传动的主要尺寸 因为硬齿面齿轮传动，具有较强的齿面抗点蚀能力，故先按齿根弯曲疲劳强度设计，再校核持面接触疲劳强度。 （ 10） 计算小齿轮传递的转矩 ＝ kNm （ 11） 确定齿数 z 因为是硬齿面，故取 z ＝ 33， z ＝ i z ＝ 33＝ 129 传动比误差 i＝ u＝ z / z ＝ 129/33＝ 3,909 Δi＝ ＝ ％ 5％，允许 （ 12） 初选齿宽系数 按非对称布置，由表查得 ＝ （ 13） 初选螺旋角 初定螺旋角 ＝ 12 （ 14） 载荷系数 K 使用系数 K 工作机轻微冲击，原动机均匀平稳，所以查表得 K ＝ 动载荷系数 K 估计齿轮圆周速度 v＝ ＝。 齿向载荷分布系数 K 预估齿宽 b＝ 80mm 查图得 K ＝ ，初取 b/h＝ 6，再查图得 K ＝ 齿间载荷分配系数 查表得 K ＝ K ＝ 载荷系数 K＝ K K K K = ＝ （ 15） 齿形系数 Y 和应力修正系数 Y 当量齿数 z ＝ z /cos ＝ 19/ cos ＝ z ＝ z /cos ＝ 120/ cos ＝ 查图得 Y ＝ Y ＝ Y ＝ Y ＝ 机械设计课程设计 第 13 页 共 28 页 （ 16） 重合度系数 Y 端面重合度近似为 ＝【 （ ）】 cos ＝【 － （ 1/33＋ 1/129）】 cos12 ＝ ＝ arctg（ tg /cos ）＝ arctg（ tg20 /cos12 ）＝ ＝ 因为 ＝ /cos ，则重合度系数为 Y ＝ + cos / ＝ （ 17） 螺旋角系数 Y 轴向重合度 ＝ ＝ ,取为 1 Y ＝ 1－ ＝ （ 18） 许用弯曲应力 安全系数由表查得 S ＝ 工作寿命两班制， 7 年，每年工作 300 天 小齿轮应力循环次数 N1＝ 60nkt ＝ 60 1 7 300 2 8＝ 10 大齿轮应力循环次数 N2＝ N1/u＝ 10 /＝ 10 查图得寿命系数 ,。 实验齿轮的应力修正系数 ,查图取尺寸系数 许用弯曲应力 比较 , 取 (10) 计算模数 按 GB/T13571987 圆整为标准模数 ,取 (11) 初算主要尺寸 初算中心距 ,取 a=500mm 修正螺旋角 分度圆直径 机械设计课程设计 第 14 页 共 28 页 齿宽 ,取 , , 齿宽系数 (12) 验算载荷系数 圆周速度 查得 按 ， ，查得 ， 又因 ， 查图得 ， ， 则 K＝ ，又 Y =， Y =，。 从而得 满足齿根弯曲疲劳强度。 3．校核齿面接触疲劳强度 （ 5） 载荷系数 ， ， ， ， （ 6） 确定各系数 材料弹性系数 查表得 节点区域系数 查图得 重合度系数 查图得 螺旋角系数 （ 7） 许用接触应力 试验齿轮的齿面接触疲劳极限 寿命系数 查 图得 ， ；工作硬化系数 ； 安全系数 查表得 ；尺寸系数 查表得 ，则许用接触应力为： 取 （ 8） 校核齿面接触强度 ，满足齿面接触疲劳强度的要求。 机械设计课程设计 第 15 页 共 28 页 二 .具体二级齿轮减速器轴的方案设计 （ 1）高速轴 I 材料为 20CrMnTi,经调质处理，硬度为 241~286HBS，查得对称循环弯曲许用应力。 按扭转强度计算，初步计算轴径，取 由于轴端开键槽，会削弱轴的强度，故需增大轴径 5%~7%，取最小轴径 （ 2）轴 II 材料为 45 钢，经调质处理，硬度为 217~255HBS，查得对称循环弯曲许用应力。 按扭转强度计算，初步计算轴径，取 ，取安装小齿轮处轴径 （ 3）轴 III 材料为 40Cr，经调质处理，硬度为 241~286HBS，查得对称循环弯曲许用应力。 按扭转强度计算，初步计算轴径，取 由于轴端开键槽，会削弱轴的强度，故需增大轴径 5%~7%，取最小轴径 轴 I，轴 II，轴 III 的布置方案与具体尺寸分别如图 2— 8，图 2— 9，图 2— 10 所示。 图 2— 8 图 2— 9 机械设计课程设计 第 16 页 共 28 页 图 2— 10 第 三节 轴承的选择及寿命计算 （一） 第一对轴承 齿轮减速器高速级传递的转矩 具体受力情况见图 3— 1 （ 1）轴 I 受力分析 齿轮的圆周力 齿轮的径向力 齿轮的轴向力 （ 2）计算轴上的支反力 经计算得垂直面内 图 3— 1 机械设计课程设计 第 17 页 共 28 页 水平面内 （ 3）轴承的校核 初选轴承型号为 32020 轻微冲击，查表得冲击载荷系数 ① 计算轴承 A受的径向力 轴承 B 受的径向力 ②计算附加轴向力 查表得 3000 型轴承附加轴向力 则 轴承 A ，轴承 B ③计算轴承所受轴向载荷 由于 ，即 B轴承放松， A轴承压紧 由此得 ④计算当量载荷 轴承 A e=, 则 , 轴承 B e=, 则 ⑤轴承寿命 计算 因 ，按轴承 B计算 （二） 第二对轴承 齿轮减速器低速 级传递的转矩 具体受力情况见图 3— 2 （ 1）轴 II 受力分析 齿轮的圆周力 齿轮的径向力 齿轮的轴向力 （ 2）计算轴上的支反力 经计算得垂直面内 水平面内 （ 3）轴承的校核 机械设计课程设计 第 18 页 共 28 页 初选轴承型号为 32928 轻微冲击，查表得冲击载荷系数 ①计算轴承 A受的径向力 轴承 B 受的径向力 ②计算附加轴向力 查表得 3000 型轴承附加轴向力 则 轴承 A ，轴承 B ③计算轴承所受轴向载荷 由于 ，即 B轴承放松， A轴承压紧 由此得 ④计算当量载荷 轴承 A e=, 则 , 轴承 B e=, 则 ⑤轴承寿命 计算 因 ，按轴承 A计算 图 3— 2 （三）第三对轴承 具体受力情况见图 3— 3 （。