Pd?Pw/η
传动装置的总效率：
η?η1*η2^2*η3
式中，η1、η2……为从电动机到夹具杆之间的各传动机构和轴承的效率。由表4.1查得：减速机效率η1?0.75，滚动轴承η2?0.99，圆柱齿轮传动η3?0.97
η?0.75*0.99*0.99*0.97?0.713
故 Pd?Pw/η?1.6/0.713?2.2kW C.电动机额定功率Ped
选择SEW公司的减速电机R系列RF57 可得转矩为450N.m，转速为46.69r/min
4.3 齿轮设计
4.3.1选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数 由于我们上述可得齿数比为2.4
（1）根据该设计要求，我们可以选用直齿圆柱齿轮传动，压力角取为20°。 （2）参考机械设计选用7级精度。
（3）材料选择。参考机械设计，选择小齿轮材料为40Cr（调质），齿面硬度280HBS，大齿轮材料为45钢（调质），齿面硬度240HBS。
（4）选小齿轮齿数z1?24，大齿轮齿数z2?uz1?2.4*24?57.6，取z2?58。 4.3.2按齿面接触疲劳强度设计（1）失算小齿轮分度圆直径，即
d1t?32KHtt1u?1?ZHZEZ??**???^2 ??φdu??H??
1）确定公式中的各参数值 ?试选KHt?1.3。 ?小齿轮传递的转矩。
T1?450N.m
?由表4.2选取齿宽系数?d?1。
表4-2
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装置状况 两支承相对于小齿轮作对称布置 两支承相对于小齿轮作不对称布置 小齿轮做悬臂布置
φd 0.9~1.4（1.2~1.9） 0.7~1.15（1.1~1.65） 0.4~0.6
④由机械设计查得区域系数ZH?2.5。
⑤由机械设计查得材料的弹性材料的弹性影响系数ZE?189.8MPa1/2。 ⑥计算接触疲劳强度用重合度系数Zε。
?a1?arccos[z1cos?/(z1?2h*a)]?29.841? ?a2?arccos[z2cos?/(z2?2h*a)]?24.719?
?a?[z1(tan?a1?tan?')?z2(tan?a2?tan?')]/2π?1.694
Z??4??a?0.877 3⑦计算接触疲劳许用应力[?H]。
由机械设计查得小齿轮和大齿轮的接触疲劳极限分别为?Hlim1?600Mpa、
?Hlim2?550Mpa。
计算应力循环次数：
N1?60n1jLh?4.147*109N2?N1/u?1.716?109
由机械设计查取接触疲劳寿命系数KHN1?0.90、KHN2?0.95。 取失效率为1%、安全系数S?1,得
KHN1?Hlim1?540MpaS
KHN2?Hlim2[?H]2??523MpaS[?H]1?取[?H]1和[?H]2中的较小者作为该齿轮副的接触疲劳许用应力，即
[?H]?[?H]2?523Mpa
2）试算小齿轮分度圆直径
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d1t?32KHtT1u?1ZHZEZ?2**()?101.550mm ?du[?]（2）调整小齿轮分度圆直径 1）计算实际载荷系数前的数据准备。 ?圆周速度V。
v?πd1tn1?0.248m/s
60?1000?齿宽b。
b??dd1t?101.550mm
2）计算实际载荷系数KH.
?由机械设计手册差的使用系数KA?1。
?根据v?3.0m/s、7级精度，由机械设计手册查得动载系数Kv?1.02。 ?齿轮的圆周力。
Ft1?2T1/d1t?8.863?103N
KAFt1/b?1?8.863?103/101.550N/mm?87.3N/mm＜100N/mm
查阅机械手册得持剑载荷分配系数KHa?1.2。
④由机械设计手册用插值法查得7级精度、小齿轮相对支承对称布置时，得齿向载荷分布系数KH??1.323。由此，得到实际载荷系数
KH?KAKvKH?KH??1?1.02?1.2?1.323?1.62
3）可得按实际载荷系数算得的分度圆直径
d1?d1t3KH?109.279mm KHt及相应的齿轮模数
m?d1/z1?4.553mm
3.按齿根弯曲疲劳强度设计 （1）试算模数，即
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mt?32KFtT1Y??dz12?YFaYsa??????F??? ??1）确定公式中的各参数值 ?试选KF1?1.3。
?计算弯曲疲劳强度用重合度系数。
Y??0.25?0.75?a?0.693
?计算
YFaYsa??F?。
查得齿形系数YFa1?2.65、YFa2?2.23。 查得应力修正系数Ysa1?1.58、Ysa2?1.76。
0pa、查得小齿轮和大齿轮的齿根弯曲疲劳极限分别为?Flim1?50M?Flim2?380Mpa。
查得弯曲疲劳寿命系数KFN1?0.85，KFN2?0.88。 取弯曲疲劳安全系数S?1.4，得
??F?1?KFN1?Flim1?303.57Mpa
S??F?2?KFN2?Flim2?238.86Mpa
SYFa1Ysa1??F?1YFa2Ysa2?0.0138
??F?2?0.0164
因为大齿轮的
YFaYsaYFaYsa??F?大于小齿轮，所以取
??F??0.0164
2）试算模数
mt?32KFtT1Y??dz12?YFaYsa???mm ???F????2.841??（2）调整齿轮模数
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1）计算实际载荷系数前的数据准备。 ?圆周速度v。
d1?mtz1?68.184mm
v??d1n160?1000?0.17m/s
?齿宽b。
b??dd1?68.184mm
?宽高比b/h。
*h?(2ha?c*)mt?6.392mm
b/h?10.67
2）计算实际载荷系数KF。
?根据v?0.17m/s，7级精度，查得动载系数Kv?1.0。
?由Ft1?2T1/d1?1.320?104N，KAFt1/b?193N/mm＞100N/mm，查得齿间载荷分配系数KFa?1.0。
?用插值法查得KH??1.315，结合b/h?10.67，得KF??1.27。 则载荷系数为
KF?KAKvKFaKF??1.27
3）按实际载荷系数算得的齿轮模数
m?mt3KF?2.819mm KFt对比计算结果，由齿面接触疲劳强度计算的模数m大于由齿根弯曲疲劳强度计算的模数，由于齿轮模数m的大小主要取决于弯曲疲劳强度所决定的承载能力，而齿面接触疲劳强度所决定的承载能力，仅与齿轮直径有关，可取由弯曲疲劳强度算得的模数2.819mm并就近圆整为标准值m=3mm，按接触疲劳强度算得的分度圆直径d1?68.184mm，算出小齿轮齿数z1?d1/m?22.728。
取z1?23，则大齿轮齿数z2?uz1?55.2，取z2?55，Z1与Z2互为质数。 这样设计出的齿轮传动，既满足了齿面接触疲劳强度，又满足了齿根弯曲疲劳强度，并做到结构紧凑，避免浪费。 4.几何尺寸计算
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