程京华：12级变速机床传动系统设计
考虑到对齿轮及传动系统轴的保护，且不论在何种速度时，都能使带轮轴和Ⅰ轴随时接合或分离，动力传动到Ⅰ轴时冲击、振动较小，过载时可以发生打滑，并达到最大转矩可以调节的目的，大带轮轴和Ⅰ轴之间用多盘摩擦离合器连接。多盘摩擦离合器结构图如图3-5所示：
图3-5多盘摩擦离合器结构图
3.4 齿轮传动设计
3.4.1 第一变速组齿轮的结构尺寸
已知：V带效率为?1?0.96,,轴承(对)效率为?2?0.97,传递功率
p??Pd?1?2?3.80kW，主动轮转速V?710,，最大传动比i?u?2，载荷平稳，单向
回转，单班制工作，工作期限10年，每年按300天计，原动机为电动机。
解：材料、热处理方法。可选一般齿轮材料如下：小齿轮选用45号钢，调制处理，
HB1?450HBS；大齿轮选用45号钢，正火处理，HB2?410HBS，硬质差40HBS,在
规定的30～50范围内。
选择精度等级。减速器为一般齿轮传动，估计圆周速度不大于6m?s，根据参考文献[1]中的表8-4，初选8级精度。
按齿面接触疲劳强度设计齿轮，齿轮承载能力应由齿面接触疲劳强度决定。
?d1??????2) 转矩T1：
??I?u?1? ??du????1) 载荷系数K：查参考文献[1]中表8-5，取K=1.2.
T??9550?Pd?1?24?0.96?0.99?9550??51.13(N?m) nm710- 12 -
蚌埠学院本科毕业设计（论文）
3) 接触疲劳许用应力??H?:
zN??hlim ??H??sH由参考文献[1]的图8-12查得： ?Hlim1?950MPa ，?Hlim2?850MPa。 接触疲劳寿命系数ZN:由公式N=60?n?j?Lh得
、‘】N1?60?710?10?300?8?1.02?109
N11.02?109N2???5.01?108
i2查参考文献[1]的图8-11，得ZN1?1?N1?N0?N0?109? ZN2?1.05
按一般可靠性要求，查参考文献[2]的表8-8，取SH=1.1,则
??H???ZN1??Hlim1SHZN2??Hlim2SH?1?950?863?MPa 1.1?1.05?850?811?MPa? 1.1??H???4) 计算小齿轮分度圆直径d1：
查参考文献[1]中的表8-10，取 ?d?0.3
3d1?76.57取d??60(mm)
KTI?u?1??76.57?du??H??31.2?51130?(2+1)?59.38(mm)
0.3?2?81125) 计算圆周速度v：
V??n1d160?1000?3.14?710?60?2.23(m/s)
60?1000因v?5m?s，故所取的八级精度合适。 ① 确定主要参数，
第一对齿轮(齿数24/48)主要几何尺寸 1) 模数m:
m?d60??2.5(mm) z24- 13 -
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2) 分度圆直径：
d??60(mm)
d2?48?2.5?120(mm) 3) 中心距a:
a?(d1?d2)/2?(60?120)/2?90(mm)
4) 齿根圆直径：
df1?m(Z1?2ha?2c)?2.5?(24?2?1?2?0.25)?53.75(mm)
df2?m(Z2?2ha?2c)?2.5?(48?2?1?2?0.25)?113.75(mm)
5) 齿顶圆直径：
da1?m(Z1?2ha)?2.5?(24?2?1)?65(mm)
da2?m(Z1?2ha)?2.5?(48?2?1)?125(mm)
6) 齿宽B：
b??dd1?0.3?60?18(mm)
经处理后取b2?20mm，则b1?b2?5?25(mm) 第二对齿轮(齿数30/42)的主要几何尺寸 1) 分度圆直径：
d1?m1z1?2.5?30?75(mm)
d2?mz2?2.5?42?105(mm)
2) 齿根圆直径：
df1?m(Z1?2ha?2c)?2.5?(30?2?1?2?0.25)?68.75(mm) df2?m(Z2?2ha?2c)?2.5?(42?2?1?2?0.25)?98.75(mm)
3) 齿顶圆直径：
da1?m(Z1?2ha)?2.5?(30?2?1)?80(mm) da2?m(Z1?2ha)?2.5?(42?2?1)?110(mm) 4) 齿宽b：
b??dd1?0.3?75?22.5(mm)
经处理后取b1?25mm，则b2?b1???20(mm) 第三对齿轮（36/36）的主要几何尺寸 1) 分度圆直径：
d1?m1z1?2.5?36?90(mm)
d2?mz2?2.5?36?90(mm)
2) 齿根圆直径：
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df1?m(Z1?2ha?2c)?2.5?(36?2?1?2?0.25)?83.75(mm)df2?m(Z2?2ha?2c)?2.5?(36?2?1?2?0.25)?83.75(mm)
3) 齿顶圆直径：
da1?m(Z1?2ha)?2.5?(36?2?1)?95(mm)
da2?m(Z1?2ha)?2.5?(36?2?1)?95(mm)
4) 齿宽b：
b??dd1?0.3?90?27(mm)
经处理取b1?b2?30mm ② 按齿根弯曲疲劳强度校核。
由参考文献[1]中的式（8-5）得出?F，若?F???F?则校核合格。 齿形系数YF：由考文献[1]；查表8-6得：
YF1?2.65;YF2?2.35;
应力修正系数Ys：查文献[1]中表8-7得：
YS1?1.59;YS2?1.71;
由文献[1]中图8-8查得:?Flim1?500MPa,?Flim2?450MPa 由文献[1]表8-8查得：SF?1.3 由文献[1]图8-8查得：YN1?YN2?1 所以：
[?F]1?YN1?Flim11?500??384.62(MPa)
SF1.3[?F]1?故
YN2?Flim21?450??346.15(MPa)
SF1.3
?F?2KTYF1Ys12?1.0?51130?2.65?1.59??143.61(MPa)?[?F]1b1md20?2.5?60YF2YF22.35?1.71?143.61?141.60(MPa)?[?F]2YF1YF12.47?1.65?F2??F齿根弯曲疲劳强度校核合格。
3.4.2 第二变速组齿轮结构尺寸的设计
已知：V带效率为?1?0.96,,轴承(对)效率为?2?0.99,传递功率
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程京华：12级变速机床传动系统设计
p???Pd?1?2?3?3.65kW,主传动轮最低转速v?355r/min,，传动比i?2.84，载荷
2平稳，但想回转，单班制工作，工作期限10年，每年按300天计，原动机为电动机。 解：
①小齿轮选用45号钢，调质处理，HB1=450HBS；大齿轮选用45号钢正火处理，
HB2=410HBS，硬质差40HBS，在规定的30～50范围内。
②选择精度等级。估计圆周速度不大于6m/s，根据参考文献[1]中的表8-4，初选8级精度。
③ 齿面接触疲劳强度设计齿轮，齿轮承载能力应由齿面解除疲劳强度决 0定。
3 d1?76.57KTII?u?1? ??du??H?1) 载荷系数K：参考文献[1]中的表8-5，取k?1.2。 2) 转矩TII:
T???9550?2Pd?1?2?3nm4?0.96?0.992?0.97?9550??98.21(N?m)
3553) 接触疲劳许用应力 ??H? ：
??H??z????lim SH由参考文献[1]中的图8-12查得：??lim1=950MPa，??lim2=850MPa 接触疲劳寿命系数ZN:由公式N=60?n?j?Lh得
N1?60?355?10?300?8?5.01?108
N11.02?109N2???2.5?108
i2查参考文献[1]的图8-11，得 ZN1?1?N1?N0?N0?109?
ZN2?1.05
按一般可靠性要求，查参考文献[1]的表8-8，取SH=1.1,则 ??H???ZN1??Hlim11?950??863?MPa?
SH1.1ZN2??Hlim2SH?1.05?850?811?MPa?
1.1 ??H???4) 计算小齿轮分度圆直径d1：
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