（1）计算分度圆直径
d1?z1m?69mmd2?z2m?165mm
（2）计算中心距
a?(d1?d2)/2?117
（3）计算齿轮宽度
b??dd1?69mm
考虑不可避免的安装误差，为了保证设计齿宽B和节省材料，一般将小齿轮略价款（5~10）mm，即
b1?b?(5~10)mm?74~79mm
取b1?76mm，而使大齿轮的齿宽等于设计齿宽，即b2?b?69mm。 5.元整中心距后的强度校核
以上齿轮副的中心距不利于设计和制造零件。为此，可以通过调整传动比、改变齿数或变位法进行圆整。我们采用变位法调整中心距就近至a'?120mm。在圆整时，以变味系数和不超出机械设计手册推荐的合理工作范围为宜。其他集合参数，保持不变。
齿轮变位后，齿轮副集合尺寸发生变化。应重新校核齿轮强度，以明确齿轮的工作能力。
（1）计算变位系数和
?计算啮合角、齿数和、变位系数和、中心距变动系数和齿顶高降低系数。
??acosa?/a'??22.069? a'?arccosZ??Z1?Z2?23?55?78
X??X1?X2?(inva'?inva)Z?/(2tan?)?0.573 y?(a'?a)/m?1 ?y?x??y??0.427
当前的变位系数和提高了齿轮强度，但重合度有所下降。 ?分配变位系数X1、X2。
25
坐标点(Z?/2,X?/2)?(39,0.287)位于L11线和L12线之间。按这两条线作射线，再从横坐标的Z1、Z2处作垂直线，与射线交点的纵坐标分别是x1?、x2?。 （2）齿面接触疲劳强度校核
?H?2KHT1u?1?＜??H? ?dd13u齿面接触疲劳强度满足要求，并且齿面接触应力比标准齿轮有所下降。 （3）齿根弯曲疲劳强度校核
?F1?2KFT1YFa1Ysa1Y?＜??F?1?dm3z122KFT1YFa2Ysa2Y??F2?＜??F?232?dmz1
齿根弯曲疲劳强度满足要求，并且小齿轮抵抗弯曲疲劳破坏的能力大于大齿轮。 6.齿轮零件图 7.主要设计结论
齿数Z1?23,Z2?55,模数m?3mm，压力角??20?，变位系数，中心距
a?120mm，齿宽b1?76mm、b2?69mm。小齿轮使用40型铬，大齿轮使用45
型钢。齿轮按照七级硬度进行设计。
4.3 主轴部件的设计 3.3.1轴的材料选取和结构图
选取轴的材料为 45 号钢，调质处理。根据轴上零件的安装、定位及轴的制造工艺，确定轴的结构如图：
图4.10轴的结构图
3.3.2计算主轴上的功率、转速、转距 功率
26
P?P0η圆柱齿轮的额定功率选用η?????，于是P?2.2?0.96?2.112 扭动力矩
T?9550P?1056N.m n23.3.3初定轴的最小直径
按照扭转强度来估算直径，公式如下：
dmin?C?3Pn
在上式里，C作为根据轴的构成材料以及受力情况选用的运算系数，按照相关机械设计规范[8]可以知道45号钢，C?118~106，这与受力轴承受的力矩大小还有一定距离，因此选用C?112；在这时，n选用最小值，此外，转动速率是0~20rpm，选用n?19.1pm，代入上计算式里可知：
dmin?53.8mm 考虑到大齿轮加键，需要增大轴径，确定最小轴径是57mm。
在这时，可以基本确认连通大齿轮的轴段的直径d=57mm，据此可确定大齿轮的厚度S=69mm，其详细构造尺寸如下：
图4.11连杆轮结构示意图
轮毂直径
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d2?(1.8～2)d1，
取??T/WT?9550?p/0.2d3n????Mpa。
3.3.4轴的结构尺寸确定
轴的两端分别与连杆轮相连接，因此选用d1?2?d7?8?20mm。带轮使用轴肩定位模式，并且定位的高度h?0.07d， d2?3?d6?7?25mm。考虑到轴直径的作用，在轴承介绍信息表里选用整体有衬里的滑动型轴承，轴承的大小是
d?D?B?30?38?50, 因此d3?4? d5?6?30mm。根据相关的机械设计规范可知
[8]
关于齿轮啮合，所以 d4-5=57 mm，根据连杆轮的结构可知L1?2?L7?8?12mm。
根据轴承的结构，能够确定L3?4?L5?6?47mm。按照轴承的拆卸、安装以及方便添加润滑油的实际需求，设置L2?3?65mm,L6?7?66mm。按照轴的整体结构，设置L4?5?105mm。
3.3.5轴承的设计
根据轴的结构可以确定，轴承的直径为30毫米。按照相关机械设计规范[8] 采用操作方便的系统有衬里的滑动型轴承。
表4-2调心球轴承
其装配如图
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图4.12调心球轴承
3.3.6轴的校核
(1)根据扭转的强度进行计算，可以准确计算传动轴的受力情况，也可以准确计算具有弯矩、扭矩双重作用的轴的受力情况。其强度大小是：
??T/WT?9550?p/0.2d3n????Mpa
在上式中，?是受力轴的扭动力矩，T是扭动力矩，WT是受力截面系数，在截面中
WT??d3/16?0.2d3
p是做功功率，n是受力轴的旋转速率，d是受力轴的直径，???是扭力力矩的应
力。因此，将所有的相关数据带入如下公式，计算可知：
??T/WT?9.55?106p/0.2d3n?9.55?106?2.2/0.2?243?19.1?0.040Mpa
因为受力轴的选用了45号钢，因此根据资料表可查，45号钢的扭动力矩是，
[8]
???=25～45MPa
?????。在经过校核之后，确定受力轴满足转矩规定
(2)按弯扭合成强度进行校核 径向力：
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