齿轮设计计算示例--吉惠工程塑胶

例题1 现将正齿轮的Duracon（等级M25）齿轮与金属齿轮组合起来，请求出用于减速比为 的减速机时的Duracon齿轮的齿宽。 假定电动机的转速为1,800rpm，输出扭矩为T＝0.6N·m，Duracon齿轮的模数m＝1mm，齿数Z＝60，压力角α＝20°。此外，假定金属齿轮的齿数为10个。 假定使用条件为初期润滑脂润滑，使用温度为60℃，1天运转3小时，耐用年数为2年。

解答
由于经过油脂润滑，因此可以不考虑摩损（面压）而只考虑轮齿的弯曲强度。 由（2）式可知
从题意得知
	T＝0.6N·m d＝m·Z＝(1)(60)＝60mm y′＝0.713(表1-1参照) Z＝60
接着用（3）式求出所述使用条件下的弯曲应力σb。
首先求出耐用期间轮齿所承受的重复弯曲次数N：
	N＝(300rpm)(60分)(3小时)(365天)(2年) ＝3.94×107
因此由图1－1可知标准条件的弯曲应力σb′为
	σb′＝33MPa
接着求出节点的线速度：
于是由图1－2可知
	Kv＝1.4
工作温度为60℃，因此由图1－3可知
	KT＝0.66
由于是初期油脂润滑，因此
	KL＝1.0
由于是Duracon与金属的组合，因此
	KM＝1.0
由于是DuraconM25，因此由表1－3可知
	KG＝1.2
假设1天运转3小时，存在轻度冲击，则由表1－2可知
	Cs＝1.00
于是（3）式变为：
由上可知（2）式为
	∴b＝0.77mm
因此设定b＝1mm。

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例题2 如果在例题1中要进行无润滑运转，则请求出所需的齿宽。

解答 在无润滑的情况下，需要从轮齿的弯曲强度和摩损（面压）两个方面来探讨。 　从弯曲强度方面来求齿宽。 条件与上题相同，只改一下润滑系数KL也可，因此
	KL＝0.75
于是（2）式变为：
	∴b＝1.02mm
因此设定b＝1.1mm。
从摩损（面压）方面来求齿宽。 有（4）式可知所述使用条件下的面压为
此处根据①的结果
	假定b＝1.1mm
根据题意
	d1＝10mm i＝6 E1＝205000MPa（金属的弹性模量） E2＝2580MPa（加入M25在23℃时的弹性模量，然后进行温度修正） α＝20°
此外由（1）（2）式可知
由上可知（4）式为
接着求出标准容许面压Sca。 模数小的齿轮通常摩损也小，因此将m＝2mm的图1－4用于m＝1的本题会更趋安全，因而也可直接使用。 根据图1－4，重复次数N＝3.94×107时的容许面压Sca为
	Sca＝33MPa
由于Sc＝108.5MPa，因此Sca＜Sc，从而导致摩损。 于是求出Sc＝33MPa的齿宽后 根据（4）式，齿宽与 成正比，因此
根据上述情况，应采用b＝11.9mm。 但60℃时的摩损可能大于23℃时，因此建议将齿宽增加20％。

 

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