开式齿轮传动及其应用

时间：2023-06-22 理论教育版权反馈

【摘要】：设计开式齿轮传动时需注意以下问题：开式齿轮传动的失效形式主要是轮齿弯曲折断和磨损，故设计时只需按弯曲疲劳强度计算模数。已知Ⅲ轴传递的功率P3=2.366kW，n3=130r/min，开式直齿圆柱齿轮传动比i=5，单向转动，载荷平稳，平均每天工作4h，使用寿命15年。

开式齿轮传动及其应用

1.开式齿轮传动设计

设计开式齿轮传动所需的已知条件主要有：传递功率（或转矩）、主动轮转速和传动比、工作条件和尺寸限制等。

设计开式齿轮传动的主要内容是：选择齿轮材料及热处理方式；确定齿轮的齿数、模数、螺旋角、分度圆直径、齿顶圆直径、齿根圆直径、中心距和齿宽、结构尺寸等。

设计开式齿轮传动时需注意以下问题：

（1）开式齿轮传动的失效形式主要是轮齿弯曲折断和磨损，故设计时只需按弯曲疲劳强度计算模数。考虑到齿面磨损的影响，应将求出的模数加大10%～20%，并取标准值（表5-27），而不必验算齿面接触疲劳强度。

（2）开式齿轮常用于低速传动，为了使支承结构简单，一般采用直齿。由于工作环境差，灰尘较多，润滑不良，为了减轻磨损，选择齿轮材料时应注意材料的配对，使其具有减磨和耐磨性能。

（3）开式齿轮一般安装在轴的悬臂端，支承刚度较小，为了减小载荷沿齿宽分布不均，齿宽系数宜取小些，常取φd=0.3～0.4。选取小齿轮齿数时，应尽量取得少一些，使模数适当加大，提高抗弯曲和磨损的能力。

（4）齿轮尺寸确定后，应检查传动中心距是否合适，如带式运输机的滚筒是否与小齿轮轴相干涉；根据大、小齿轮的齿数计算实际传动比和从动轮的转速，并考虑是否修正减速器所要求的传动比和输入转矩。

pagenumber_ebook=215,pagenumber_book=206

图14-1　开式齿轮传动简图

1—电动机；2—带传动；3—单级圆柱齿轮减速器；4—开式齿轮传动；5—运输带；6—传动滚筒

2.开式齿轮传动设计示例

例14-3：设计如图14-1所示的带式运输机传动系统中的开式直齿圆柱齿轮传动。已知Ⅲ轴传递的功率P3=2.366kW，n3=130r/min，开式直齿圆柱齿轮传动比i=5，单向转动，载荷平稳，平均每天工作4h，使用寿命15年。

解：1）选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数

（1）运输机为一般工作机器，速度不高，故开式齿轮传动选用8级精度的直齿轮（GB/T 10095.1—2008）。

（2）材料选择。由表5-20选择小齿轮材料为ZG35SiMn，调质处理，齿面硬度为240HBW；大齿轮材料为QT600-3，正火处理，齿面硬度为200HBW。两者材料硬度差为40HBW。

（3）选小齿轮齿数z3=19，大齿轮齿数z4=5×19=95。

2）按齿根弯曲强度设计　试算齿轮模数的公式为

pagenumber_ebook=215,pagenumber_book=206

（1）确定公式内的各计算数值。

①试选载荷系数KFt=1.3。

②计算小齿轮传递的扭矩。

pagenumber_ebook=215,pagenumber_book=206

③由表5-25小齿轮悬臂布置选取齿宽系数φd=0.4。

④由表5-24查得材料的弹性影响系数。