四、传动零件的设计计算
4.1、圆锥齿轮传动的设计计算
r已知输入功率P1?5.08kW，小齿轮的转速为：n1?720min，大齿
轮的转速为n2?214.93rmin，传动比i?3.35，由电动机驱动，工作寿命，两班制，带式输送，平稳，转向不变。 1.选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数
（1）、按传动方案，选用直齿圆锥齿轮传动，齿形制JB110?60,齿形角??20?，齿顶高系数ha*?1，顶隙系数c*?0.2，螺旋角?m?0?，不变位。
（2）、运输机为一般工作机器，速度不高，故选用级精度。 （3）、材料选择，小齿轮材料为40Cr（调质），硬度为280HBS，大齿轮材料为45刚（调质），硬度为240HBS，二者材料硬度相差40HBS。 （4）、选小齿轮齿数z1?30,z2?u?z1?3.35?30?100.5圆整取z2?101 实际齿数比的误差为：
u?u?u?3.37?3.353.35?0.0600??500
2.按齿面接触疲劳强度设计
公式：
3
d1t≥
?KT1?4.98ZE ?????Ru??1?0.5?R???H??2（1）、确定公式内的各计算值
1）查得材料弹性影响系数ZE?189.8MPa。
2）按齿面的硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限?Hlim1?700MPa，大
6
12齿轮的接触疲劳极限?Hlim2?600MPa。 3）计算应力循环次数
小齿轮：N1?60njLh?60?720?1?(2?8?52?5?8)?1.44?109
9大齿轮：N2?N1u?1.44?103?4.3?108
4）查得接触批量寿命系数
ZN1?1 ZN2?1.05
5）计算接触疲劳许用应力 查表得安全系数S?1
??H?1???H?2ZN1?Hlim1?1.0?700MPa?700MPa SZ??N2Hlim2?1.05?600MPa?630MPa
S6）齿宽系数?R?1 3（2）、计算
1）试算小齿轮的分度圆直径，带入??H?中的较小值得
3d1??KT1?4.98ZE??????Ru??1?0.5?R???H??231.2?78790?4.98?189.8??63.25mm ????0.337?3??1?0.5?3??630?22）计算圆周速度v
v1??d1n160?1000???67.5?72060?1000?2.534m s3）技术模数
m?d1z1?63.2530mm?2.11mm，查表得标准模数取2.25
4）标准尺寸
d1?mz1?2.25?30?67.5mm，d2?mz2?2.25?101?227.25mm
7
5）锥距
R?112d12?d2??67.52?227.252mm?118.53mm 226）齿宽
b??RR?39.51mm，取b1?b2?40mm
3.按齿根弯曲疲劳强度校核
公式：
?F?4KTY1FYS?R(1?0.5?R)zmu?122132???F?
（1）、确定公式内的各计算值
1）查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限?Flim1?240MPa 大齿轮的弯曲疲劳强度?Flim2?210MPa。 2）查得弯曲疲劳寿命系数
YN1?YN2?1
3）计算弯曲疲劳许用应力 取弯曲疲劳安全系数S=1.3，则，
??F?1???F?2YN1?Flim11.0?240?MPa?184.62MPa S1.3Y?1?210?N2Flim2?MPa?161.54MPa
S1.34）载荷系数 K=1.2 5）节圆锥角
1?1?arctanu?16.54?
?2?90??16.54??73.46?
6）当量齿数
8
ZV1?z130??31 ?cos?1cos16.54z2101??355 cos?2cos73.46?ZV2?7）查取齿形系数
YFa1?2.54,YFa2?2.18
8）查取应力校正系数
YSa1?1.63,YSa2?1.80
（2）、校核计算
?F1??F1?4?1.2?67360?2.54?1.630.33?(1?0.5?0.33)?30?2.25?2.25?14?1.2?67360?2.18?1.800.33?(1?0.5?0.33)?30?2.25?2.25?122322232?160.47MPa??SF?1 ?152.09MPa??SF?2
综合分析考虑，取m=2.25mm,z1?30 得，z2?101，d1?m?z1?2.25?30?67.5mm 4.几何尺寸计算
（1）、计算大端分度圆直径
d1?67.5mm
d2?z2?m?2.25?101?227.25mm
（2）、计算节锥顶距
R?1d12?d22?118.53mm 2（3）、节圆锥角
?1?16.54??16?32'24'' ?2?73.46??73?27'36''
9
（4）、大端齿顶圆直径
da1?d1??2mcos?1?67.5?2?2.25?cos16.54??71.81mm da2?d2??2mcos?2?227.25?2?2.25?cos73.46??228.5mm
（5）、齿宽
b??R?R?13?118.53mm?39.5mm?b1?b2?40mm
4.2、圆柱齿轮传动的设计计算
已知输入功率P3?4.73kW，小齿轮的转速为：n3?214.93rmin，大齿轮的转速为n4?47.76rmin，传动比i?4.5，由电动机驱动，工作寿命，两班制，带式输送，平稳，转向不变。 1.选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数
运输机为一般工作机器，速度不高，故选用9级精度,材料选择，小齿轮材料为40Cr（调质），硬度为250HBS，大齿轮材料为45刚（正火），硬度为210HBS， 由于这是开式齿轮传动，圆柱齿轮以齿面磨损为主要失效形式。通常按照齿根弯曲疲劳强度进行设计计算，确定齿轮的模数，考虑磨损因素，再将模数增大1000?2000,而无需校核接触强度。
2.按齿根弯曲疲劳强度设计 公式：
3 m≥1.262KT1YFYS? ?dz12??F?（1）、确定公式内的各计算值
10