机械设计课程设计说书
计 算 及 说 明 5)查应力校正系数 由表10-3查得，YSa1?1.596,YSa2?1.778 6)由图10-20c查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限?EN1?500MPa；大齿轮的弯曲疲劳强度极限?EN2?380MPa 7）由图10-18取弯曲疲劳系数KFN1?0.85,KFN2?0.90 8）计算弯曲疲劳许用应力 取弯曲疲劳安全系数S=1.4，由式（10-12）得 结 果 [?F]1?KFN1?FE1SKFN2?FE2S?0.85?500?303.57MPa 1.40.9?380?244.286MPa 1.4[?F]2?? 9）计算大小齿轮的YFaYSa,并加以比较 [?F]1YFa1YSa[?F]1?2.592?1.596?0.01362 303.572.205?1.778?0.01604 244.286YFa2YSa2[?F]2（1） 设计计算 ? 大齿轮的数值较大 422?1.510?9.359?10?0.88?cos14?mn?3?1.855 21?24?1.625 对比计算结果，由齿面接触疲劳强度计算法面模数mn大于齿面弯曲疲劳强度计算带模数，去mn?2.0mm，以满足弯曲强度。但为了同时满足接触疲劳强度算得分度圆直径d1?59.091，来计算齿数。于是有， z1?d1cos?59.091?cos14???28.6 mn216
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计 算 及 说 明 取z1?29，则z2?z1?3.32?96 4.几何尺寸计算 1）计算中心距 结 果 z1?29 z2?96 a?129mm (z?z2)?mn(29?96)?2 a?1??128.826mm 2cos?2cos14? 修正后的中心距为129mm. 2)按圆整后的中心距修整螺旋角 ??arccos(z1?z2)mn(29?96)?2?arccos?14.3054?14?18'20'' 2a2?129??14.3054 ?14?18'20'' 因?改变不多，故参数?a,K?ZH等不必修正。 3）计算大小齿轮分度圆直径 d1?z1mn29?2??59.856mm cos?cos14?18'20''d1?59.856mm zm96?2d2?2n??198.44mm cos?cos14?18'20''4）计算齿轮宽度 d2?198.44mm b??d1?1?59.856?59.856mm 圆整后取B1?60mm,B2?70mm B1?60mm B2?70mm 17
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计 算 及 说 明 6.3低速级齿轮的设计计算 1.选定齿轮类型、精度等级、材料和齿数。 1）根据传动方案，选用斜齿圆柱齿轮传动。 2）运输机为一般工作机器，速度不高，故选用7级精度（GB10095-88） 3）选择材料。由表10-1选择小齿轮材料为40Ｇr（调质），硬度289HBS,大齿轮材料45钢（调质），硬度为240HBS，二者材料硬度差为40HBS. 4)选小齿轮齿数为z1=24，大齿轮齿数为z2=2.46?24=59.04，取z2=59 5）选取螺旋角。初选螺旋角??14? 2.按齿面接触强度设计 由设计计算公式（10-9a）进行计算，即 3结 果 齿轮的设计计算公式及有关数据和图表皆引自【2】第186-237页 小齿轮材料：40Ｇr 大齿轮材料：45钢 7级精度 d1t?（1）确定公式内的各计算数值 2KtT1?d???u?1ZHZE2?() u[?H]1)试选Kt=1.6 2）由图10-30 选取区域系数 ZH?2.43 3）由图10-26 ??1?0.78 ??2?0.89 则?????1???2?0.78?0.89?1.67 4)计算小齿轮传递的转矩 小齿轮的转矩可视为与轴I的输出转矩相等 T1?T1o?2.9535?105N.mm 5)由表10-7选取吃宽系数?d=1 6）由表10-6查得材料的弹性影响系数ZE?189.8MPa 7）由图10-21d按齿面强度查得小齿轮的接触疲劳强度极限?Hlim1=600MPa;大齿轮的接触疲劳强度极限为?Hlim2=550MPa; 8）由式10-13计算应力循环次数 12N1?60n1jLh?60?173.49?1?(2?8?300?5)?2.498?108 N12.498?108N2???1.016?108 i12.469)由图10-19取接触疲劳寿命系数KHN1?0.92,KHN2?0.93 10)计算接触疲劳许用应力 取失效概率为1%，安全系数S=1，由式(10-12)得 18
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计 算 及 说 明 [?H]1?KHN1?Hlim1SKHN2?Hlim2S?0.92?600MPa/1?552MPa 结 果 [?H]2?许用接触应力 ?0.93?550MPa?511.5MPa [?H]?([?H]1?[?H]2)/2?(552?511.5)/2?531.75MPa （2）计算 1）计算小齿轮分度圆直径dd1，代入[?H]的值 3d1t?2KtT1?d???u?1ZHZE2?() u[?H]52?1.6?2.9535?103.462.43?189.82 ?3??() 1?1.72.46531.75?84.289mm 2）计算圆周速度v ???d1tn1??84.298?173.49??0.766m/s 60?1000 60?1000b??d?d1t?1?84.289?84.289mm 3）计算齿宽b 4)计算齿宽和齿高之比 模数：mt?b hd1tcos?84.289?cos14???3.43 z124 齿高：h?2.25?mt?2.25?3.43?7.722mm b84.289??10.994 h7.722 5)计算纵向重合度 ???0.318?dz1tan??0.318?1?24?tan14??1.903 5） 计算载荷系数 根据v=0.766m/s,7级精度，由图10-8查得动载荷系数KV?1.05 19
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计 算 及 说 明 由表10-4用插值法查得，7级精度，小齿轮相对支承非对称分布时， 结 果 KH??1.417 由图10-13查得KF??1.33 由表10-3查得KH??KF??1.1,故载荷系数 K?KAKVKH?KH??1?1.05?1.1?1.417?1.673 7)按实际的载荷系数校正所算得分度圆直径，由式（10-1０a）得 d1?d1t3 8）计算模数 K1.673?84.289?3?84.933 Kt1.67mn?d1tcos?84.933?cos14???3.43mm z124 3.根据齿根弯曲疲劳强度设计 由式（10-17） 3mn?（2） 确定计算参数 6） 计算载荷系数 2KT1Y?cos2??dZ21???YF?YS? [?F]K?KAKVKF?KF??1?1.03?1.1?1.33?1.507 7） 根据纵向重合度???1.903从图10-28查得螺旋角影响系数Y??0.88 8） 计算当量齿数 ZV1?z124??26.27 33cos?cos14?ZV2?9） 查齿形系数 z259??64.586 cos?3cos314?由表10-5查得YFa1?2.592,YFa2?2.262 20