风力发电机传动系统的设计doc - 图文(10)

因此取实际齿宽为：BS=135mm,BP=145mm，Br=140mm

(8) 验算S-Pi传动的接触强度 1) 分度圆上名义切向力Ft

Ft?2) 使用系数KA

依据机械设计手册，查表14-1-71，取K,A=1.5

3) 动载荷系数KV 齿轮线速度 v?3.14?130?128=0.87m/s

60?100060?10002000TS2000?1006.71==15488 N das130?dsns=

由设计手册表14-1-80公式计算传动精度系数C

C??0.5048In(z)?1.144In(m)?2.85In(fpt)?3.2 式中z=26,m=5, 代入数值计算 C=7.25 圆整 C=H=7

4) 螺旋线载荷分布系数KH?和齿间载荷分配系数KH? 由机械设计手册，表14-1-87查得

S-P 传动 KH?c?4000b2x?crfma ?1?npx??5.12()?3?Eds2Fm/bx?crfma2Fm/b，且KH?≥1.05

P-C传动 KH??1? 式中，np为行星轮个数

由机械设计手册，查表14-1-29

5) 节点区域系数ZH和弹性系数ZE

KAFt1.5?15488==179 N 查表取KH?=1.0 b130 由机械设计手册，查图14-1-76 ZH=2.47 由表14-1-95 ZE=188.9N/mm2

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6) 重合度系数Z?

由前已知端面重合度??=0.3174 则查图14-1-79 Z?=0.775 7) 计算接触应力

?Hs?ZBKAKVKH?KH?ZHZEZ?Ft??1 ?dsb?Ft??1 ?dPb??Hp?ZDKAKVKH?KH?ZHZEZ?8) 寿命系数ZNT

应力循环次数NLS?60nst

NLp?60npt

由机械设计手册，查表14-1-96公式计算 ZNTS1090.0706 ?()NLS910 ?()0.057NLP ZNTP9) 齿面工作硬化系数ZW和尺寸系数Zx

由图14-1-90 ZWs=ZWp=1.12 由表14-1-99 Zx=1.076-0.0109m=1.02

10) 安全系数SH

SHS??HlimSZNTSZLZVZRZWSZX=1.33

?HSSHP??HlimPZNTSZLZVZRZWPZX=1.4

?HPSHS、SHP均达到表14-1-100规定的较高的可靠度时，最小安全系数

SHmin=1.25～1.30的要求。齿面接触强度核算通过。

2．平行轴齿轮参数设计

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由于在本次设计中采用的是一级行星齿轮+两级平行轴定轴传动型式，在前面已经对行星轮系参数等进行了一系列的计算，对于后两级平行轴间的两对啮合的齿轮，初步采用相同的设计、计算参数，所以以高速轴为例进行设计、计算。

注：依据传动图，与太阳轮所在齿轮轴上的大齿轮为编号1，与其啮合的小齿轮为2号，相对应的中间轴上大齿轮为3号，则高速轴上的小齿轮为4号，具体如图3.5所示。

(1) 选定齿轮类型，精度等级，材料及其齿数；

输出功率 PⅣ=0.5kW,小齿轮转速为1800r/min,传动比为i=4,工作预寿命20年。 1）选择斜齿轮圆柱齿轮。 2）齿轮精度等级为6级精度。

3）材料选择为20CrMnMo，硬度为表56～62HRC，心28～33HRC，热处理应为渗碳+淬火+低温回火。

4）选小齿轮齿数Z4=19，齿轮3齿数Z3=19×4=76 5）初选螺旋角??14?

(2) 按照齿面接触强度设计[9]

由设计公式

3 d1t≥2.32ZHZE?2k1T1??1? 进行计算。 ????d?d?????H??21） 确定公式内的各计算数值

① 选载荷系数Kt以及重合度 ?d =1.62

由于冲击载荷较大，故选取Kt=2 ， ② 计算小齿轮传递的转矩T4。

95?5?105P95.5?105?0.54T4= == 2653N·mm

n18004③ 由表10—7 选取齿宽系数?d=1.

④ 由表10—6查得，选取材料的弹性影响系数ZE=188MPa.

⑤ 由表3-3查得齿轮的接触疲劳强度极限?Hlim4??Hlim3? 785 N/mm2. ⑥ 计算应力循环次数N.

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则 N=60n4jLh

⑦ 计算接触疲劳许用应力。

取接触疲劳寿命系数KHN1=KHN2=0.90，且取失效概率为1%，安全系数[10]

S=1.5，由式 [?H]=

KHN1?lim1 S计算得 ??H?4=??H?3=0.9×785/1.5=471N·mm 2) 计算

① 试计算小齿轮分度圆直径d1t ，代入[?H]中较小的值。

3d1t≥2.32ZEZH2k1T1??1???d?d?????H?= 4.56m/s

??? =48.34mm ?2② 圆周速度 ?=

?d1tn160?1000 计算齿宽b=?d?d1t=38.672mm ③ 计算齿宽与齿高之比。 模数mt=

bhd1t=2.54mm z1bh 齿高h?2.25mt?6.75mm 则齿宽与齿高之比=5.73 ④ 计算纵向重合度??

?=1.205 ???0.318?dz4tan⑤ 计算载荷系数k?kAkVkH?kH??1.443。则按实际的载荷校正所得算得的分度圆直径，由式（10-10a）得 d4=d1t3K?53.9mm，取d4=54mm Kt 计算模数 mn=

(3) 按齿根弯曲强度计算 由式 mn?d1cos?=2.76mm z12KT4Y?cos2?YFaYSa2?dz4????H?

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1) 确定式中计算参数

① 计算载荷系数K。K?KAKVKF?KF?=2.1 ② 由纵向重合度计算??=1.025，查得Y?=0.88 ③ 计算当量齿数 ZV4?Z3Z4Z?=20.80 =83.19 V333cos?cos?④ 查取齿形系数YFa1=2.76 YFa2=2.22 ⑤ 查取应力校正系数YSa1=1.56 YSa2=1.77 ⑥ 计算大、小齿轮的2) 设计计算

YFaYFa并加以比较，大齿轮的大。 [?F]计算mn?1.568 ，由齿面接触疲劳强度的法面模数mn大于由齿根弯曲强度计算的法面模数，取mn=2.0mm，以可满足弯曲强度。但为了同时满足接触疲劳强度计算的分度圆直径d4=53.9mm来计算应有的齿数。于是由式

Z4? 则几何尺寸计算

① 计算中心距 a?d4co?s=26.19，Z4=26，取则Z3=104 2

(Z3?Z4)mn=133.98，圆整后为a?134mm

2cos?② 按圆整后的中心距计算螺旋角?=14?2?5?? ③ 计算大小齿轮的分度圆直径 d4?Z4mnZm=53.6mm d3?3n=214.4mm cos?cos?④ 计算齿轮宽度 由式b??dd计算b=42.88mm 则取 b4=55mm b3=50mm

两平行定轴级的两对齿轮系参数为：

mn?2， ?=14?2?5??，Z1=Z3=104，Z2=Z4=26，d1=d3=208

d2=d4=52mm，中心距a=134mm，则取 b4=55mm b3=50mm 3．齿轮轴的设计

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