% 轴系设计计算(斜齿圆柱齿轮传动设计计算、轴弯扭组合强度计算、滚动轴承寿命计算)
% ---- 已知条件 ----
f=2000; % 输送带工作拉力(N)
v=1.5; % 输送带工作速度(m/s)
d=250; % 滚筒直径(mm)
nu=0.97; % 斜齿圆柱齿轮传动效率
i=3.5; % 齿轮副传动比
hd=pi/180; % 角度换算成弧度的系数
disp ' '
disp ' ========== 已知条件 ==========';
fprintf(1,' 输送带工作拉力 f = %3.0f N \n',f);
fprintf(1,' 输送带工作速度 v = %3.2f m/s \n',v);
fprintf(1,' 滚筒直径 d = %3.0f mm \n',d);
fprintf(1,' 齿轮传动效率 nu = %3.2f \n',nu);
fprintf(1,' 齿轮副传动比 i = %3.2f \n',i);
% ---- 1-齿轮传动设计计算(采用硬齿面齿轮传动) ----
p2=f*v/1000; % 大齿轮传递功率(kW)
n2=60*v*1e3/pi/d; % 大齿轮转速(r/min)
p1=p2/nu; % 小齿轮传递功率(kW)
n1=i*n2; % 小齿轮转速(r/min)
chm=1500; % 试验齿轮接触疲劳极限(MPa)
cfm=460; % 试验齿轮弯曲疲劳极限(MPa)
chp=0.9*chm; % 试验齿轮许用接触应力(MPa)
cfp=1.4*cfm; % 试验齿轮许用弯曲应力(单向传动)
z1=18; % 小齿轮齿数(选取)
z2=round(i*z1); % 大齿轮齿数
u=z2/z1; % 齿数比
pd=0.675; % 齿宽系数
bat0=10; % 螺旋角初值
t1=9550*p1/n1; % 小齿轮传递转矩(Nm)
zv1=z1/(cos(bat0*hd))^3; % 小齿轮当量齿数
zv2=u*zv1; % 大齿轮当量齿数
ysf1=4.43; % 小齿轮齿形系数
ysf2=3.88; % 大齿轮齿形系数
if ysf1>=ysf2
ysf=ysf1; % 确定计算齿形系数
else
ysf=ysf2;
end
k=1.6; % 载荷系数
am=12.0; % 齿根弯曲强度计算系数(螺旋角范围15-25度)
mnj=am*(k*t1*ysf/pd/z1^2/cfp)^(1/3); % 按照齿根弯曲强度计算模数(mm)
if mnj mn=2; % 确定标准模数(mm)
else
mn=round(mnj+0.5)
end
aj=mn*z1*(1+u)/2/cos(bat0*hd);
a=round(aj/5)*5+5; % 确定中心距(mm)
bat=acos(0.5*mn*z1*(1+u)/a)/hd; % 确定螺旋角
disp ' '
disp ' ========== 齿轮传动设计计算 ==========';
fprintf(1,' 大齿轮传递功率 p2 = %3.3f kW \n',p2);
fprintf(1,' 大齿轮转速 n2 = %3.3f r/min \n',n2);
fprintf(1,' 小齿轮传递功率 p1 = %3.3f kW \n',p1);
fprintf(1,' 小齿轮转速 n1 = %3.3f r/min \n',n1);
fprintf(1,' 试验齿轮许用接触应力 chp = %3.3f MPa \n',chp);
fprintf(1,' 试验齿轮许用弯曲应力 cfp = %3.3f MPa \n',cfp);
fprintf(1,' 小齿轮齿数 z1 = %3.0f \n',z1);
fprintf(1,' 大齿轮齿数 z2 = %3.0f \n',z2);
fprintf(1,' 齿宽系数 pd = %3.3f \n',pd);
fprintf(1,' 齿数比 u = %3.3f \n',u);
fprintf(1,' 小齿轮传递转距 t1 = %3.3f Nm \n',t1);
fprintf(1,' 小齿轮当量齿数 zv1 = %3.3f \n',zv1);
fprintf(1,' 大齿轮当量齿数 zv2 = %3.3f \n',zv2);
fprintf(1,' 小齿轮齿形系数 ysf1 = %3.3f \n',ysf1);
fprintf(1,' 大齿轮齿形系数 ysf2 = %3.3f \n',ysf2);
fprintf(1,' 齿轮模数 mn = %3.2f mm \n',mn);
fprintf(1,' 中心距 a = %3.2f mm \n',a);
fprintf(1,' 螺旋角 bat = %3.3f 度 \n',bat);
if bat>15 & bat '螺旋角在15-25度范围内,计算系数选择合适'
else
'螺旋角超出15-25度范围,重新选择计算系数'
end
d1=mn*z1/cos(bat*hd); % 计算分度圆直径(mm)
d2=u*d1;
han=1.0; % 正常齿制
cn=0.25;
da1=d1+2*han*mn; % 计算齿顶圆直径(mm)
da2=d2+2*han*mn;
df1=d1-2*han*mn-2*cn; % 计算齿根圆直径(mm)
df2=d2-2*han*mn-2*cn;
b=pd*d1;
b2=round(b/2)*2; % 确定齿宽(mm)
b1=b2+6;
ad=733; % 齿面接触强度计算系数(螺旋角范围15-25度)
d1j=ad*(k*t1*(u+1)/pd/chp^2/u)^(1/3); % 按照齿面接触强度计算分度圆直径(mm)
if d1j '满足齿面接触强度要求'
else
'不满足齿面接触强度要求,需要修改设计参数'
end
v=pi*d1*n1/6e4; % 齿轮圆周速度(m/s)
fprintf(1,' 分度圆直径 d1 = %3.3f mm \n',d1);
fprintf(1,' 小齿轮齿顶圆直径 da1 = %3.3f mm \n',da1);
fprintf(1,' 齿根圆直径 df1 = %3.3f mm \n',df1);
fprintf(1,' 齿宽 b1 = %3.0f mm \n',b1);
fprintf(1,' 大齿轮齿顶圆直径 da2 = %3.3f mm \n',da2);
fprintf(1,' 齿根圆直径 df2 = %3.3f mm \n',df2);
fprintf(1,' 齿宽 b2 = %3.0f mm \n',b2);
