燕山大学课程设计报告 设计计算过程 结论：由于在室内工作，噪音应较小，且应具有较高的传动能力，所以选结果 选择斜齿轮 择斜齿轮。 4.3 第一级齿轮传动设计计算 4.3.1 第一级齿轮传动参数设计 (1)选取齿数：由于此件为常规件,Z1=(20~40),因而,第一级小齿轮选择齿数为 24，大齿轮齿数，Z2 =Z1*i=61.68,取Z2 =62 Z262u???2.58,传动比误差为0.81%,< 5% 所以，满足要求． Z124 (2)齿宽系数ψR＝0.3 ψR＝0.3 (3)按齿面接触疲劳强度进行设计：初定小齿轮大端分度圆直径d1 2 ??4KT1ZEZH d1?3 ?? ?[?]??2?（1-0.5?）u?H? RR 确定公式内的各计算数值 ⅰ.确定载荷系数K ① 使用系数KA 由于动力机为电动机，载荷性质为：平稳 由《机械设计》P82页，表6-4 查得KA?1.00 KA=1 ② 动载系数Kv vZ1 估计圆周速度v?4m/s，?0.88，由《机械设计》P82页图6-11(b)查得动 100 载系数KV?1.06 KV=1.06 ③ 齿间载荷分配系数K? 对于圆锥齿轮传动，由于制造精度较低，不考虑与重合度有关的K?的影响， 取K?=1。 ④ 齿向载荷分布系数K? K?=1 由《机械设计》P85图6-17，在非对称布置，软齿面，尺宽系数?d?1.0的 前提下，查得K??1.06 故，K?1.00?1.08?1.06?1.00?1.12 ⅱ.确定弹性系数ZE
- 7 - Kβ=1.06 燕山大学课程设计报告 设计计算过程 由于大齿轮和小齿轮均采用45号钢。由《机械设计》P87页表6-5查得材 料的弹性影响系数 ZE?189.8MPa ⅲ.确定区域系数ZH 由《机械设计》P87页图6-19选取区域系数ZH?2.5Mp N1?60n1jLn?60?960?1?(8?300?8)?1.106?109N11.106?109N2???4.303?108u2.59结果 K=1.12 ZE?189.8MPa 应力循环系数为 ZH?2.5Mp 其中，n1，n2分别为小齿轮，大齿轮转速，j为小齿轮每转一圈同一齿面啮 合的次数，Lh为齿轮的工作寿命。 由《机械设计》P95 图6-25取接触疲劳寿命系数 KHN1?1 KHN2?1 iv. 材料的接触疲劳强度极限?Hlim KHN1?1KHN2?1由《机械设计》图6-27c）、图6-27b）按齿面硬度（小齿轮采用调质处理，大齿轮采用正火处理）分别查得， 小齿轮的接触疲劳强度极限?Hlim1?550Mpa 大齿轮的接触疲劳强度极限?Hlim2?450MPa v. 齿轮传动许用应力 取失效概率为1%，安全系数SH?1，则 ?Hlim?KHN??Hlim?KHN [?H]? SHSH?1 [?]?1?550?550(MPa)得， H1 [?H2]?1?450?450(MPa) （1）各项参数已求得，初算小齿轮直径 4?1.12?23.68189.8?2.52 d1?3?()?59.03 (mm) 24500.（31-0.5?0.3）?2.58 （2）计算圆周速度 ?d1n1??57.14?960 v? ??2.87(m/s)?（4m/s）60?100060?1000 （3）修正载荷系数 按 vZ12.87?22'??0.63m/s， 查得动载系数KV?1.07 100100 (4) 校正计算的分度圆直径d1
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燕山大学课程设计报告 设计计算过程 ??d13 d1KV1.07?59.02?3?58.13(mm) KV1.12'结果 KV?1.07 d1≥58.13mm ' 至此可得，速度系数Kv修正后，小齿轮分度圆直径最小值是58.13mm (5) 确定各尺寸参数 ⅰ.选定法面模数mn d58.13?2.64(mm) mn?1?z122 通过查阅《机械设计》P76,表6-1，取标准值mn?3mm ⅱ.分度圆锥角 Z1?21?6?36? Z2?2?90?-?1?68?53?24? ⅲ. 分度圆锥距 ?1?arctan mn?3mmZ2?3?241?2592?99.61mm mZ11?( R=)22Z12 ?1=21°6′36″ d1?mZ1?72mmⅳ. 计算大端分度圆直径 d2?mZ2?186mm?2=68°53′24″ ⅴ. 计算齿轮宽度 b??R?R?0.3?91.62?29.88(mm)取b1=b2=30m 4.3.2 第一级齿轮传动强度校核 根据齿根弯曲疲劳强度校核 ?F?‘4KT1 R=99.61mm d1=72mm d2=186mm b1=b2=30mm ZV1=23.55 ZV2=159.05 YFa1?2.68YFa2?2.18- 9 -
?R(1?0.5?R)Z1mu?12232?YFa1?YSa?[?F]i.计算当量齿数ZV1?ZV2Z1?23.35cod3?1' Z2??159.05cod3?2' ⅱ.查取齿形系 由《机械设计》P89 表6-21查得齿形系数 YFa1?2.68YFa2?2.18Ysa1?1.58Ysa2?1.80 ⅲ.查取应力修正系数 由《机械设计》P89 表6-22查得应力修正系数 强度校核：
燕山大学课程设计报告 设计计算过程 结果 ?2.68?1.58?53.42 ?420?F?14?1.07?23.180.3?（1-0.5?0.3）22?27?2.59?14?1.07?23.18222222 ?2.18?1.80?49.50 ?390?F2?0.3?（1-0.5?0.3）22?27?2.59?1 Ysa1?1.58Ysa2?1.80 所以所选参数合适 4.4第二级齿轮传动设计计算 4.4.1 第二级齿轮传动参数设计 （1）选取齿数：由于此件为常规件,Z1=(20~40),因而,第一级小齿轮选择齿数 为21，大齿轮齿数，Z2 =Z1*i=84，传动比误差为0 合适 （2）选取螺旋角： 一般件的螺旋角在8°~25°之间，因而，在此初选螺旋角β＝10° （3）齿宽系数 ψｄ取0.7~1.15,取ψｄ＝1 按齿面接触强度设计 由公式进行试算，即d1?3?ZEZHZ?Z?2KT1u????du?1??[?H]?? ??2 (1) 确定公式内的各计算数值 ⅰ.确定载荷系数K ① 使用系数KA 由于动力机为电动机，工作状态为平稳，由《机械设计》P82页，表6-4查得KA?1.00 ② 动载系数Kv 估计圆周速度v?4m/s，载系数KV?1.07 ③ 齿间载荷分配系数K? Kα可由重合度ε查表可得，对于圆柱齿轮，有 ???[1.88?3.2(1111?)]cos??[1.88?3.2(?)]cos10??1.66 Z1Z22174vZ1?0.84，由《机械设计》P82页图6-11(b)查得动100 Z1=21 Z2=84 β=10° ψｄ＝1 KA?1.00 KV?1.07 ???bsin??dZ11?21?tan??tan10??1.18 ；??????1.66?1.18?2.24 ?mn?? 由《机械设计》P84 图6-13 查得K??1.38 ④ 齿向载荷分布系数K?
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燕山大学课程设计报告 设计计算过程 由《机械设计》P85图6-17，在非对称布置，软齿面，尺宽系数?d?1.0的前提下，查得K??1.06 故，K?1.00?1.07?1.38?1.06?1.57 ⅱ.确定弹性系数ZE 由于大齿轮和小齿轮均采用45号钢。由《机械设计》P87页表6-5查得材料的弹性影响系数 ZE?189.8MPa ⅲ.确定节点区域系数ZH 由《机械设计》P887页图6-19选取区域系数ZH?2.46 ⅳ.确定重合度系数Z? 结果 K??1.38 K??1.06 K=1.57 ZE?189.8MPa??4???(1???)? Z?? 3??当???1时，???1，则Z??ⅴ.螺旋角系数Z? Z??cos??cos10??0.992 N1?60n1jLn?60?960?1?(8?300?8)?1.106?109N2?N11.106?10??4.303?108u2.599 11??0.78 ??1.66ZH?2.46 Z??0.78 应力循环系数为其中，n1，n2分别为小齿轮，大齿轮转速，j为小齿轮每转一圈同一齿面啮合的次数，Lh为齿轮的工作寿命。 由《机械设计》P95 图6-25取接触疲劳寿命系数 Z??0.992 KHN2?1 vi. 材料的接触疲劳强度极限?Hlim 由《机械设计》图6-27c）、图6-27b）按齿面硬度（小齿轮采用调质处理， 大齿轮采用正火处理）分别查得， 小齿轮的接触疲劳强度极限?Hlim1?550Mpa 大齿轮的接触疲劳强度极限?Hlim2?450MPa v. 齿轮传动许用应力
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