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齿轮的径向变位法在传动机械方面的应用
由于灌酒机的多年使用，灌酒机大齿轮又长期与酒液接触，轮齿严重磨损，造成啮合间隙过大，不能满足罐酒工艺要求，在此情况下，作者对大齿轮做了负变位修复，重新加工小齿轮并做了正变位：
1 传动要求
对灌酒机传动部分的要求：只是平稳定比，但由于是修复，必须保证中心距不变，且是齿轮副零变位传动，这种情况方案有：
(1)重新加工两齿轮；
(2)重新加工小齿轮作正变位，修复大齿轮为负变位；
(3)重新加工大齿轮作正变位，修复小齿轮为负变位。
根据加工难易程度，考虑到费用高低，选择了方案(2)。这样既节约资金又减少加工时间。
2 齿轮模数m的测定
1)被测齿轮齿数：Z1＝30，Z2＝180
2)测量小齿轮齿顶圆直径D′＝257 mm
3)m=D′/Z1＋Z2＝8
4)实测中心距 A＝840 mm
5)核对中心距 A＝(Z1＋Z2)m/2＝840 mm
3 变位系数的确定
3.1 最小变位系数
对于α＝20° ha*＝1的齿轮，Zmin＝17，Xmin＝-9.57
3.2 考虑到变位后齿轮轮齿强度问题，和现有大齿轮轮齿磨损情况，对大齿轮齿厚，进行测绘：
S＝m(π/2+2xtgα)
经测绘S＝ 10 mm，取加 工余量S＝8，cosα′＝cosα，a不变值，a=a′ α＝α′=20°取S＝8.20得：x＝(S/m-π/2)/2tgα＝0.784取x=-0.75＞xmin满足条件
4 强度计算：P＝30 kW n1＝20 r/min
4.1 载荷计算
小轮传递扭矩：T1＝9.55×106P/n1
＝1.432×106（N.m）
Ft=2T1/α，Fr=Ft.tgα，Fn=Ft/cosα，
Wm=Fn/b
W＝k0.Wm k=kA.k4.kβ
KA＝1工况系数;k0＝1.25动荷系数；kβ＝1荷分布系数。
4.2 齿面接触疲劳强度计算：
接触疲劳强度计算是针对齿面疲劳点蚀进行的，对开式传动不必做校核。
4.3 齿根弯曲强度计算：
强度条件：σF＝σb=M/W≤［σ］F (1)
σF——齿根弯曲应力；［σF］——许用弯曲应力；M——齿根弯曲力矩；W——齿根危险剖面的剖面模量
计算得：
(2)
YF——齿形系数 YF＝2.2；YS——齿根应力集中系数 YS＝1.72；ψ′d＝b/d1＝0.21，b=50,d1＝240，Z1＝30，m=8,k=1.25，T1＝1.432 5×106N.m。
许用弯曲应力［σF］的计算：
单向受载的齿轮，其许用应力按下式计算：
［σF］＝σOF/SF.YN.YX (4)
σOF——轮齿单向受载时齿轮材料弯曲疲劳强度极限；σOF＝1.8HB＝540(N／mm2)；SF——安全系数 SF＝2.0；Yx——尺寸系数Yx=0.91；YN＝1弯曲寿命系数。
代入式(3)得：［σF］＝245.7 N／mm2
代入式(2)得［σF］＝140 N/mm2＜245.7 N/mm2弯曲强度足够。
4 结论
由以上论述可知，对磨损的大齿轮做负变位修复方案是可行的，即节约资金又保证了原设计的效果。 |
