手推式割草机的传动齿轮设计计算案例
目录
手推式割草机的传动齿轮设计计算案例 1
1.1齿轮传动的类型 1
1.2锥齿轮的设计计算 2
1.3齿轮的设计原则 4
1.4齿轮材料的选择和热处理 5
1.5割草机行走轮的设计 5
本次研究设计的这种手推式割草机的主要是设计传动系统部分，割草机的传动系统主要是由带动电机带动长轴高速转动然后通过一对特殊的弧型锥齿轮把电机动力从长轴改变方向然后传递到割刀轴上，由带动切刀轴上的圆盘切割刀高速旋转运动来从而达到割草的主要目的，传动系统部分的设计主要是对弧型锥齿轮的设计。
1.1齿轮传动的类型
1)在一些农业机械、工程机械和简单工程机械设备中，有一些传动齿轮不是自带机械外壳，齿轮完全可以暴露从内在外，这就可以叫开式齿轮传动。这种齿轮传动容易受到异物入侵，而且传动润滑性很差，工作环境条件差，而且传动轮齿容易受到磨损，所以只适合低速传动。
2)一般用于生产汽车、机床、航空民用发动机等的箱体齿轮机械传动都必须是直接安装在精密机械加工和完全密封的封闭箱体中，这就可以叫做封闭式箱体齿轮机械传动，又称箱式齿轮箱。与开式或半开式电机相比，它不仅具有最佳的机械润滑和安全保护性能条件，而且精度很高主要是适用于重要场合。
本次研究设计的新型手推式自动割草机由于割草传动齿轮零件整体尺寸相对较小，传动总成齿轮零件尺寸和传动质量相对较小，转速相对较高，如果传动选择采用开式容易严重损坏其使用寿命，因此割草齿轮机的传动系统选择采用闭式齿轮传动。
1.2锥齿轮的设计计算
一.确定设计计算的基本参数
1.大小齿轮的材料选择45号调质钢。
2.齿轮为8级精度。
3.试选小齿轮齿数z?=20z?=i×Z?=1.5×20=30。
二.按齿面接触疲劳强度设计
齿面接触疲劳强度设计公式为：
1.查表取载荷系数Kt=1.6。
2.计算小齿轮传递的转矩
3.查表选取齿宽系数R=0.30。
4.确定弹性影响系为Zg=189.8√MPa。
5.确定区域载荷系数标准直齿圆锥齿轮传动ZH=2.5。
6.根据循环次数公式N=60njL计算应力循环次数
N?=60n?jL=60×3000×1×10×8×300=×10?
7.查图得接触疲劳寿命系数KHN1=1.02,KHN2=0.92
8.查图得解除疲劳极限应力
HLim1=600MPa,OHLim2=570MPa
9.计算解除疲劳许用应力
取失效概率为1%,安全系数SH=1.0
取两个中较小的[σH]=[oH]?=524.4MP10.计算小齿轮的分度圆直径
d?t=38.13mm
dm?=d?(1-0.50R)=32.41mm
11.计算齿轮的圆周速度
12.计算载荷系数
查表得KA=1.0;Kv=1.2;KHa=KFa=1.2;KHβbe=1.219KHβ=KFβ=1.5KHβbe=1.8285
接触强度载荷系数
K=KAKyKHaKHβ=1.75536
13.按实际的载荷系数校正分度圆直径
d?=d?t3K/Kt=39.33;
圆整并取标准m=2.
14.计算齿轮的相关参数
d?=mz?=20×2=40mm;d?=mz?=30×2=60mm
;δ?=90°-δ?=56.408°
15.圆整并确定齿宽b=0RR=10.8mm;b?=16mm~21mm;
取b=b?=11mm,b?=18mm
三.校核齿根弯曲疲劳强度
1.确定弯曲强度载荷系数K=KAKyKFaKFβ=1.75536
2.计算当量齿数
1.查表得YFa1=2.03;Ysa1=1.89;YFa?=2.02;Ysa?=1.93
4.计算弯曲疲劳许用应力
由图得弯曲疲劳寿命系数KFN1=0.87;KFN2=0.98;取安全系数SF=1
OFN1=500MPa;OFN2=450MPa
按脉动循环变应力确定许用应力
4.校核弯曲强度
根据弯曲强度条件公进行校核
满足弯曲强度，所选参数合适。
图3-1锥齿轮的结构图
1.3齿轮的设计原则
齿轮间的传递主要是靠着前齿面和转动齿的相互咬合运动来进行工作的，齿轮传递是转动齿轮系统直接参与传递作业的部分，所以转动齿轮的发生故障主要还是发生在转动齿轮的前齿面上。主要技术故障表现形式主要有脆性弯折、齿面腐蚀、齿面磨损、齿面胶合及塑性变形等。
齿轮减速驱动的动力强度系数计算通常是以表示齿轮驱动可能发生故障的
参数形式开始进行的。对于一般传动齿轮，采用目前广泛普遍采用的弯曲疲劳强度和齿轮接触疲劳强度两种标准计算公式方法可用来精确校正其疲劳强度。
软齿面(HBS≤350)齿轮闭合传动齿轮失效传