一种高剪切效率的沥青剪切仪的制作方法
本发明属于道路工程沥青材料试验研究技术领域，具体涉及一种高剪切效率的沥青剪切仪。
背景技术：
近年来，我国经济飞速发展，对于交通运输的需求只增不减，对于道路建设提出更高要求。我国公路从建国初的几万公里到目前的400万公里，其中高速公路从1984年兴建到1988年底通车的第一条沪嘉高速公路开始到目前拥有总里程7.4万公里，居世界第二位，仅次于美国。在公路工程施工中，如何有效提高路面的耐久性、稳定性、提高其使用性能具有重要意义。沥青是一种常见的用于路面铺设的重要材料之一，它能显著影响路面质量，影响其使用年限等。在路面铺设材料的研究中，可以通过向沥青中添加某些添加剂来有效改善沥青混合料的性能，例如提高沥青路面的高温抗车辙、低温抗开裂性，同时还能提高沥青路面的水稳定性、行车舒适性、耐恶劣环境影响等，具有十分重大的研究价值。在实验室对沥青改性的相关研究中，改性沥青的制备就尤为重要，直接影响改性沥青的使用效用及试验效果。对于改性沥青的制备，通常采用搅拌法、混融法、母体法三种方法。在实验室采用混融法，采用沥青剪切仪对基质沥青和改性剂进行剪切混溶。
改性沥青的性能与改性剂在沥青中的分散状态密切相关，而共混工艺条件是影响改性剂在沥青中的分散状态的重要因素，改性后改性剂细度及分布状态是改性效果的保证，要求改性剂颗粒小于10μm，且均匀稳定的分布于沥青中，不结团且呈絮状。影响剪切效果的因素有剪切速率、剪切时间、剪切设备的剪切效率等。现有试验仪器多是针对剪切速率、剪切时间这两个剪切条件进行优化。剪切时间与剪切速率对软化点有一定的互补作用，增加剪切时间与提高剪切速率有助于提高沥青的软化点；过大的剪切速率和过长的剪切过程会降低延度，并且会使改性沥青的感温性能下降。进行室内实验时，当剪切的基质沥青较多，实验人员拿较深的容器进行剪切时，剪切效率很低，同时还需要试验人员用搅拌棒不断进行搅拌以避免改性颗粒聚集并达到更好的剪切效果，剪切过程漫长且效果也并不理想。为兼顾改性沥青的综合性能，合理优化剪切时间与剪切速率，减轻试验操作负担，应注重优化剪切设备的剪切效率，使沥青达到最佳的剪切效果。
因此，需要提出一种更适用的高剪切效率的沥青剪切仪，以满足使用需求。
技术实现要素：
为了解决现有技术存在的问题,本发明提供一种高剪切效率的沥青剪切仪，技术方案如下：
一种高剪切效率的沥青剪切仪，包括筒状定子、转轴护管、电机装置固定板、无极调速电机装置、可调支架、底座和一轴三x型转子，所述筒状定子顶部与转轴护管下端固定装配，转轴护管上端与电机装置固定板固定装配，电机装置固定板顶部固定装配有无极调速电机装置，无极调速电机装置的输出轴贯穿电机装置固定板且与转轴上端固定连接，转轴设置于转轴护管内，转轴下端与一轴三x型转子固定装配，一轴三x型转子转动装配在筒状定子内部，无极调速电机固定装配在可调支架上，可调支架与底座固定装配；
所述底座顶部开设有凹槽，底座内部竖直设置有匀速马达，所述匀速马达的输出轴贯穿凹槽底部延伸至凹槽内，匀速马达的输出轴上端固定装配有y型支架，转盘底部中央设置有与y型支架相适配的y型凹槽，y型支架嵌入至所述y型凹槽中，转盘顶部可拆卸式装配有容器，所述筒状定子偏心置于容器内，转盘底部与凹槽底部之间设置有导向转圈。
所述一轴三x型转子包括一号转子、二号转子、三号转子、一号转向器和二号转向器，所述一号转向器和二号转向器结构相同，其上下两端各设有一个竖直的转向轴，上端的转向轴与下端的转向轴联动且转向相反，所述一号转子顶部与转轴下端固定装配，一号转子的底部与一号转向器的上端转向轴固定装配，所述一号转向器的中间设置有一号十字型圆孔卡片，所述一号十字型圆孔卡片的十字翅与筒状定子的内壁固定连接，一号十字型圆孔卡片中央的圆孔与一号转向器固定为一整体，一号转向器的下端转向轴与二号转子顶部固定，所述二号转子的底部与二号转向器的上端转向轴固定连接，所述二号转向器的中间设置有二号十字型圆孔卡片，所述二号十字型圆孔卡片的十字翅与筒状定子的内壁固定连接，所述二号十字型圆孔卡片中央的圆孔与二号转向器固定为一整体，所述二号转向器的下端转向轴与三号转子上端固定，一号十字型圆孔卡片和二号十字型圆孔卡片的结构相同，一轴三x型转子与筒状定子组成用于剪切沥青的剪切头。
一号转向器和二号转向器分别包括一号直齿圆锥齿轮，二号直齿圆锥齿轮、三号直齿圆锥齿轮、轴承和转向器外壳，一号直齿圆锥齿轮的齿轮轴贯穿转向器外壳的上壁且与转向器外壳上壁转动装配，二号直齿圆锥齿轮通过轴承转动装配在转向器外壳的内侧壁上，三号直齿圆锥齿轮的齿轮轴贯穿转向器外壳的下壁且与转向器外壳下壁转动装配，一号直齿圆锥齿轮与二号直齿圆锥齿轮啮合，二号直齿圆锥齿轮与三号直齿圆锥齿轮啮合。
无极调速电机装置包括机壳、直流电机，所述直流电机通过机壳的卡槽固定装配与机壳内壁下部，无极调速器通过机壳的卡槽固定装配与机壳内壁上部，无极调速器的一端通过电线连接交流电，另一端通过电线与直流电机连接，交流电经无极调速器变为两路直流电，一路输入给直流电机励磁，一路输入给直流电机电枢，所述机壳外壁的上部设置有调速旋转开关，调速旋转开关通过电线与无极调速器连接，所述机壳外壁的下部设置有开关按钮。
所述可调支架包括门型吊架、横杆、立杆和夹具，所述门型吊架与无极调速电机装置底部的法兰盘固定装配，门型吊架顶部与横杆的一端铰接，所述立杆竖直固定在底座上，立杆顶部设置有夹具，横杆夹持在所述夹具上。
导向转圈包括圆形环，圆形环底部圆周阵列设置有多个转轮，起到支撑转盘的作用，减轻匀速马达输出轴的压力，同时可使转盘平稳旋转，避免了容器倾倒。
所述横杆中部设置有刻度线。
所述筒状定子采用合金渗碳钢材质制成。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：结构简便，便于安放与拆卸，无极调速，可实时调节不同的转速，以满足剪切需要，在实验中，操作简单方便，节省人力，高剪切效率，可最大满足试验室的改性沥青用量，本发明中所采用的由三个转子与两个转向器所组合而成的转子结构，可实现两两转子相反方向旋转进而实现高效率的剪切，同时转子在旋转时也与筒状定子、转子间的夹片剪切，成倍增加剪切效果，上部横杆的定线固定，使得剪切装置与下部采用的旋转结构产生固定偏心距离，下部旋转结构工作时，达到自动搅拌的效果，节省人力的同时，使得改性剂分布均匀，剪切效率进一步提高，容器旋转结构与上部沥青剪切装置的双固定也杜绝了剪切装置与容器碰撞而造成的安全隐患，使得沥青剪切仪的运用，剪切效率高且安全性能好。
附图说明
图1为本发明高剪切效率沥青剪切仪的整体结构主视图；
图2为本发明高剪切效率沥青剪切仪的整体结构侧视图；
图3为本发明高剪切效率沥青剪切仪的整体结构俯视图；
图4为一轴三x型转子的结构示意图；
图5为筒状定子的结构示意图；
图6为十字型圆孔卡片的结构示意图；
图7为一号转子的结构样式图；
图8为二号转子的结构样式图；
图9为三号转子的结构样式图；
图10为一、二号转向器的结构示意图；
图11为一、二号转向器零部件的结构示意图；
图12为转轴护管、电机装置固定板和转轴的结构示意图；
图13为无极调速电机装置的内部结构示意图；
图14为可调支架的零部件结构示意图；
图15为转盘、y型支架和导向转圈的结构示意图；
图16为本发明高剪切效率沥青剪切仪的电路图；
图中：1-筒状定子，2-转轴护管，3-电机装置固定板，4-无极调速电机装置，5-门型吊架，6-第一十字型圆孔卡片，7-横杆，8-立杆，9-夹具，10-底座，11-容器，12-转轴，13-开关按钮，14-旋转调速开关，15-铰接处，16-匀速马达，17-y型支架，18-导向转圈，19-开关按钮，20-转盘，21-一号转子，22-二号转子，23-三号转子，24-第二十字型圆孔卡片，25-一号转向器，26-一号直齿圆锥齿轮，27-二号直齿圆锥齿轮，28-轴承，29-圆台型卡片，30-转向器外壳，31-直流电机，32-调速器，33-夹套，34-二号转向器；35-三号直齿圆锥齿轮。
具体实施方式
需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
如图1至图16所示，本发明提供了一种高剪切效率的沥青剪切仪，包括筒状定子1、转轴护管2、电机装置固定板3、无极调速电机装置4、可调支架、底座10和一轴三x型转子，筒状定子1顶部与转轴护管2下端固定装配，具体的，筒状定子1与转轴护管2的下端螺纹连接固定，转轴护管2上端与电机装置固定板3固定装配，具体的，转轴护管2上端与电机装置固定板3之间螺纹连接固定，转轴12采用合金结构钢材质制成，具有较好的强度和韧性，能够满足高速旋转的要求，电机装置固定板3顶部固定装配有无极调速电机装置4，具体的，电机装置固定板3与无极调速电机装置4之间通过螺栓固定连接，无极调速电机装置4的输出轴贯穿电机装置固定板3且与转轴12上端固定连接，转轴12设置于转轴护管2内，设置转轴护管2的目的在于，保护其内部的转轴12，同时也避免了操作人员在转轴12转动时受到危险，转轴12下端与一轴三x型转子固定装配，一轴三x型转子转动装配在筒状定子1内部，无极调速电机固定装配在可调支架上，可调支架与底座10固定装配。
底座10顶部开设有凹槽，底座10内部竖直设置有匀速马达16，底座10侧壁上设置有用于控制匀速马达16启停的开关按钮19，匀速马达16的输出轴贯穿凹槽底部延伸至凹槽内，匀速马达16的输出轴上端固定装配有y型支架17，转盘20底部中央设置有与y型支架17相适配的y型凹槽，y型支架17嵌入至y型凹槽中，转盘20顶部可拆卸式装配有容器11，具体的，转盘20顶部设置有与容器11底部相适配的凹槽，容器11嵌入至转盘20顶部的凹槽中，使用前可将容器11取下，便于向容器11内灌注沥青，筒状定子1偏心置于容器11内，转盘20底部与凹槽底部之间设置有导向转圈18。
一轴三x型转子包括一号转子21、二号转子22、三号转子23、一号转向器25和二号转向器34，一号转向器25和二号转向器34结构相同，其上下两端各设有一个竖直的转向轴，上端的转向轴与下端的转向轴联动且转向相反，一号转子21顶部与转轴12下端固定装配，具体的，一号转子21上端中心部分突出一圆杆，并设有螺纹，便于与转轴12下端通过螺纹连接，一号转子21的底部与一号转向器25的上端转向轴固定装配，具体的，一号转子21底部中央设置有预留孔，便于与一号转向器25的上端转向轴连接，使一号转子21与一号转向器25的上端转轴12成一整体，一号转向器25的中间设置有一号十字型圆孔卡片，一号十字型圆孔卡片的十字翅与筒状定子1的内壁固定连接，一号十字型圆孔卡片中央的圆孔与一号转向器25固定为一整体，一号转向器25的下端转向轴与二号转子22顶部固定，二号转子22的上端中央设有预留孔，用于与一号转向器25的下端转向轴固定连接，二号转子22的底部与二号转向器34的上端转向轴固定连接，二号转子22的底部中央设有预留孔，用于与二号转向器34的上端转向轴固定，二号转向器34的中间设置有二号十字型圆孔卡片，二号十字型圆孔卡片的十字翅与筒状定子1的内壁固定连接，二号十字型圆孔卡片中央的圆孔与二号转向器34固定为一整体，二号转向器34的下端转向轴与三号转子23上端固定，三号转子23上端中央设置有预留孔，用于与二号转向器34的下端转向轴固定，一号十字型圆孔卡片和二号十字型圆孔卡片的结构相同，一轴三x型转子与筒状定子1组成用于剪切沥青的剪切头。
在本实施例中，一号转子21的转向与转轴12转向相同，通过一号转向器25的转向，二号转子22的转向与一号转子21的转向相反，通过二号转向器34的转向，三号转子23的转向与二号转子22的转向相反，从而使一号转子21与二号转子22之间、二号转子22与三号转子23之间产生剪切效应，同时，三个转子在运转时均与一、二号十字型圆孔卡片之间产生剪切，使得该剪切头的剪切效果成倍增加，本发明采用一轴三x型转子结构，也是为了当剪切基质沥青的两较小时，使用下方的二号转子22和三号转子23剪切，当剪切的基质沥青的量较大时，用整个剪切头进行剪切，使被剪切的基质沥青达到最佳的剪切效果。
一号转向器25和二号转向器34分别包括一号直齿圆锥齿轮26，二号直齿圆锥齿轮27、三号直齿圆锥齿轮35、轴承28和转向器外壳30，一号直齿圆锥齿轮26的齿轮轴(即转向器的上端转向轴)贯穿转向器外壳30的上壁且与转向器外壳30上壁转动装配，二号直齿圆锥齿轮27通过轴承28转动装配在转向器外壳30的内侧壁上，三号直齿圆锥齿轮35的齿轮轴(即转向器的下端转向轴)贯穿转向器外壳30的下壁且与转向器外壳30下壁转动装配，一号直齿圆锥齿轮26与二号直齿圆锥齿轮27啮合，二号直齿圆锥齿轮27与三号直齿圆锥齿轮35啮合，具体的，一号直齿圆锥齿轮26的齿轮轴上设置有两个圆台型卡片29，两个圆台型卡片29底面相对设置，且分别位于转向器上壁内外两侧，用于固定一号直齿圆锥齿轮26，二号直齿圆锥齿轮27的齿轮轴上设置有两个圆台型卡片29，两个圆台型卡片29底面相对设置，且分别位于转向器下壁内外两侧，用于固定二号直齿圆锥齿轮27。
具体的，转向器内的三个直齿圆锥齿轮主要受拉应力和弯应力，对于材料的性能要求：表面高强度、心部强韧耐冲击，因此选择采用合金渗透刚材料制成。
具体而言，无极调速电机装置4包括机壳、直流电机31，直流电机31通过机壳的卡槽固定装配与机壳内壁下部，直流电机31的上端设置有无极调速器32，无极调速器32通过机壳的卡槽固定装配与机壳内壁上部，无极调速器32的一端通过电线连接交流电，另一端通过电线与直流电机31连接，交流电经无极调速器32变为两路直流电，一路输入给直流电机31励磁，一路输入给直流电机31电枢，调速器32通过控制电枢直流电压来调节直流电动机转速，机壳外壁的上部设置有调速旋转开关，调速旋转开关通过电线与无极调速器32连接，机壳外壁的下部设置有开关按钮13。
具体的，y型支架17底部预留有用于匀速马达16输出轴插入的孔洞，y型支架17设置成y型，可分担匀速马达16的输出轴与转盘20接触所产生的压力，起到保护匀速马达16的作用，同时匀速马达16与转盘20之间通过y型支架17与y型凹槽的配合实现固定，可承受较大的扭矩，提高容器11转动时的稳定性。
导向转圈18包括圆形环，圆形环底部120°圆周阵列设置有三个转轮，起到支撑转盘20的作用，减轻匀速马达16输出轴的压力，同时可使转盘20平稳旋转，避免了容器11倾倒。
具体而言，可调支架包括门型吊架5、横杆7、立杆8和夹具9，门型吊架5与无极调速电机装置4底部的法兰盘固定装配，门型吊架5由一圆柱形杆弯折而成，门型吊架5顶部与横杆7的一端铰接，立杆8竖直固定在底座10上，立杆8顶部设置有夹具9，横杆7夹持在夹具9上，通过夹具9可调节横杆7在水平方向上的位置。
门型吊架5的设置，方便了容器11从转盘20上取下，具体方法为，直接抬动门型吊架5下方的装置使门型吊架5绕铰接处15转动，使门型吊架5下方的装置远离容器11，从而方便直接取下容器11。
横杆7采用合金结构钢材质制成，合金结构钢具有较高的抗弯拉强度和屈强比(一般在0.85左右)、较高的韧性和疲劳强度，立杆8采用圆钢制成，其底部设置有外螺纹，以便与底座10螺纹固定。
具体而言，横杆7中部设置有刻度线，以便通过夹具9调整横杆7的位置，使一轴三x型转子偏心置于容器11内，从而通过底部转盘20的转动达到搅拌的目的。
具体而言，筒状定子1采用合金渗碳钢材质制成，合金渗碳钢具有较高的耐磨性，能够承载较高的接触应力和冲击荷载，一轴三x型转子在剪切沥青时，会使沥青与筒状定子1内壁之间产生摩擦力，进而达到剪切效果，合金渗碳钢能很好的满足要求。
本发明的工作原理如下：
使用时，将容器11取下，向容器11内灌注适量待试验沥青，后将容器11放置在转盘20顶部的凹槽中，开启匀速电机和无极调速电机装置4，匀速电机驱动转盘20转动，带动容器11自转，无极调速电机装置4驱动一轴三x型转子在筒状定子1内转动，通过一轴三x型转子的各级转子反向转动，使沥青与筒状定子1内壁之间产生摩擦力，进而达到剪切效果，同时一轴三x型转子偏心设置与容器11内，容器11自转时可起到搅拌沥青的作用，进一步提高剪切效果。
如下给出具体工程实践中，各装置可采用的参数：
筒状定子1：高度9.7cm，上端螺纹端高度为1cm，螺纹设在外壁，内径为5.4cm，壁厚0.3cm，上端螺纹处壁厚0.15cm；
转轴护管2：上端直管高度25cm，内径2cm，壁厚0.2cm，直管上端高度1cm外壁设螺纹，下端十字型圆片外径6cm，内径2cm，内径与外径之间设4个翅成十字型外接0.3cm宽圆环，翅长1.5cm，宽0.4cm，十字型圆片在边缘处弯折处一圆环，外径6cm，壁厚0.15cm，内壁设螺纹，与筒状定子1螺纹匹配，转轴护管2为一“倒t型”。
电机装置固定板3：外径14cm，内径2.4cm，厚度1cm。
无极调速电机装置4：机壳高度20cm，内径10cm，壁厚0.15cm，底面采用外径14cm，内径2.4cm，壁厚1cm，直流电机31高度10cm，直径7cm，调速器32(长*宽*高)5.5cm*4cm*3cm；
门型吊架5：高度25cm，长12.3cm，直径1.5cm；
横杆7(长*宽*高)：35.7cm*1cm*3.5cm，在25.7cm处设刻线；
立杆8：长度80cm，直径2cm；
夹具9：夹套33(长*宽*高)7cm*3cm*5cm，夹套33两侧中心留有直径1cm，长度1cm的螺纹孔，靠近右侧螺纹孔设有与螺纹孔垂直的长度1.5cm，宽度1.5cm，高度3.5cm的长孔，靠近左侧螺纹孔设有竖直的类三角形的长孔，最大间距为1.2cm，螺钉长度2cm，直径1cm；
底座10：箱壳(长*宽*高)：33cm*17cm*8，壁厚0.2cm，在箱壳距离宽边5cm处设直径11.5cm的凹槽，凹槽高度3.5cm，底板(长*宽*高)：30cm*17cm*1cm，重5kg；
容器11：内径10cm，壁厚0.1cm，高度≥10cm；
转盘20：转盘20总高度2.3cm，结构可分解为：中间钢板厚度0.3cm，直径10.3，钢板上接宽度0.2、高度1.2cm、内径10.1cm的圆环，钢板下部同圆心接高度0.6cm、直径5cm、且中间设有y型槽的圆盘，y型槽与y型支架17相配合，y型转盘20为一整体结构。
y型支架17：高度0.8cm，结构可分解为：一小型圆盘外接三个翅，小型圆盘：高度0.8cm，外径1.5cm，内径0.5cm，翅长度0.5cm，宽1cm，高度0.8cm，三翅绕圆盘每120度环形分布，y型支架17为一整体结构；
导向转圈18：高度0.6cm、宽度0.3cm、内径7cm的圆环每120度接一个厚度0.3cm、直径1cm的小轮；
一号转子21：直径5cm，总高度3.5cm，结构可分解为：中部为直径3cm、高度2cm的圆柱，上部凸出同圆心的直径0.5、高度1.5cm的螺杆，下部自上而下留有直径0.5cm、高度0.8cm的螺纹孔和直径2.3cm、高度0.4cm的预留孔，圆柱每九十度外接长度0.8cm、高度0.8cm、宽度0.8cm的长条，长条外接内径4.6cm、宽度0.2cm、高度2cm、弧长1.8cm的弧形条；
二号转子22：直径5cm，总高度2cm，结构可分解为：中部为直径3cm、高度2cm的圆柱，上部自上而下留有直径2.3cm、高度0.4cm的预留孔和直径0.5cm、高度0.6cm的螺纹孔，下部自上而下留有直径0.5cm、高度0.6cm的螺纹孔和直径2.3cm、高度0.4cm的预留孔，圆柱每九十度外接长度0.8cm、高度0.8cm、宽度0.8cm的长条，长条外接内径4.6cm、宽度0.2cm、高度2cm、弧长1.8cm的弧形条；
三号转子23：直径5cm，总高度2cm，结构可分解为：中部为直径3cm、高度2cm的圆柱，上部自上而下留有直径2.3cm、高度0.4cm的预留孔和直径0.5cm、高度0.6cm的螺纹孔，圆柱每九十度外接长度0.8cm、高度0.8cm、宽度0.8cm的长条，长条外接内径4.6cm、宽度0.2cm、高度2cm、弧长1.8cm的弧形条；
一、二号转向器34：总高度3.5cm，转向器外壳30高度2.3cm，底面内径0.5cm，一、二、三号直齿圆锥齿轮35选取模数为m＝1、齿数为z＝17、分度圆半径为d＝17mm的圆锥直齿轮，一、二号直齿圆锥齿轮27大端凸出1cm的螺杆，三号直齿圆锥齿轮35大端凸出0.3cm的螺杆，圆台型卡片29小端圆直径0.5cm，大端圆直径1cm，高度0.1cm，轴承28选择685ce深沟球轴承28；
齿轮的选择以及计算：
在本实例中的转向器所涉及到的齿轮只是用于改变轴的旋转方向不需变速，所以根据《齿轮手册》选用等比直齿圆锥齿轮。锥齿轮具有如下特点：寿命长，高负荷承载力，耐化学和腐蚀性强，降噪和减震，重量轻，成本低，易于成型，润滑性好。因此直齿圆锥齿轮是最优选择。
我国规定直齿圆锥齿轮大端模数为标准值，大端分度圆压力角α＝20°，大端齿顶高系数
确定大端模数：
df＝m(z-2.5)(1-1)
式中：df-齿根圆直径，mm；
m-齿轮模数，mm；
z-齿数。
d＝mz(1-2)
式中：d-分度圆直径。
对于直齿圆锥齿轮，α＝20°，
根据转子剪切改性剂的需求以及转向器的放置和体积的综合考虑，假定齿轮的df＝15mm，由(1-1)可得m＝1.03，参照我国规定的标准模数系列表(gb/t1357-1987)，可选取m＝1作为直齿圆锥齿轮的模数。
由(1-2)可得d＝17mm，由(1-1)得df＝14.5mm；
确定分度圆锥角：
式中：δ-分度圆锥角
由此可得：δ＝45°
齿顶高：ha＝m＝1mm，齿根高：hf＝1.2m＝1.2mm，齿全高：h＝2.2m＝2.2mm；
确定齿顶圆直径：da＝d+2hacosδ1
则da＝19mm
确定锥顶距r：
确定齿顶角θa：
确定齿根角θf：
确定根锥角δf：δf＝δ-θf＝37°
确定顶锥角δa：δa＝δ+θa＝51.7°
进行齿轮强度校核：
齿轮的强度校核进行齿面接触强度校核和齿根弯曲强度校核，
齿面接触强度需要满足以下公式：
式中：σh-齿面接触强度；
ze-材料弹性系数；
k-载荷系数；
t1-齿轮传动的转矩；
b-齿宽，mm；
d-分度圆直径；
ψr-齿宽系数，不同的齿制具有不同的齿宽系数，其中：直齿(1/4～1/3)；
u-传动比；
齿根弯曲强度需要满足以下公式：
式中：yf-标准外齿轮齿形系数；
在本实施例中，齿轮选用的材料为合金渗碳钢20crmnti，渗碳淬火，这种钢材比较匹配本实例要求齿轮具有表面高强度、心部强韧耐冲击的性能，根据钢材可得齿轮齿面硬度hb＝hrc60，该齿轮材料的接触疲劳极限应力σhlim和弯曲疲劳极限应力σflim分别为：
σhlim＝1480mpa，σflim＝570mpa
取安全系数：sh＝1.3，sf＝1.6
故许用应力σh和σf分别为：
齿轮传动的转矩t1：
取齿宽系数ψr＝0.3，载荷系数k＝1.6，z＝17，u＝1，ze＝189.8，齿宽：b＝ψrr＝2.55mmyf＝2.97
齿面接触强度：
齿根弯曲强度：
因此齿轮的齿面接触强度和齿根弯曲强度足够。
最后应该说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细说明，领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本权利要求范围当中。
- 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞！