图1.3接触疲劳强度寿命系数
[4]计算小齿轮分度圆直径d1查表1.4按齿轮相对轴承对称布置取Ψd=1.04 ZH=2.5
表1.4齿宽系数ψd=b／d?
齿相对轴承位置 对称布置 非对称布置 悬 臂 布 置 齿 面 硬 度 ≤350HBS 0.8～1.4 0.6～1.2 0.3～0.4 ＞350HBS 0.4～0.9 0.3～0.6 0.2～0.25 表1.5齿轮材料弹性系数Z(N/mm2) 大齿轮材料 小齿轮材料 钢 铸钢 189.8 188.9 钢 铸钢 188.9 188.0 铸铁 165.4 161.4 球墨铸铁 181.4 180.5 因为材料为45号钢，故取ZE=189.8 N/mm2 。 将以上参数代入下式得：
d1?32KT1?d?ZHZE2u?1?()??H?u
= 32?1.2?272857.13.5?1189.8?2.52??()
1.043.5550 =85.00 mm
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取 d1=90 mm
[5]计算圆周速度 V=n1πd1/(60x1000)=700x3.14x90/(60x1000)=3.297m/s 1.2.4.确定主要参数
表1.6渐开线标准直齿圆柱齿轮几何尺寸公式表
注：式中上面的符号用于外齿轮或外啮合传动，下面的符号用于内齿轮或内啮合传动。
（1）齿数 取Z1=20 则Z2=Z1i=20x3.5=70
(2) 模数 m=d1/Z1=90/20=4.5 mm (正好是标准模数第二系列上的数值) （3）分度圆直径 d1=Z1m=20x4.5=90 mm d2=Z2m=70x4.5=315 mm (4) 中心距 a=(d1+d2)/2=(90+315)/2=202.6 mm
(5) 齿宽 b=Ψdxd1=1.04x90=93.5 mm 取b2=100 mm b1=b2+5=105 mm 1.2.5.校核弯曲疲劳强度
表1.7齿形系数YFa及应力校正系数
z(zv) YFa YSa z(zv) 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 2.97 2.91 2.85 2.80 2.76 2.72 2.69 2.65 2.62 2.60 2.57 2.55 2.53 1.52 1.53 1.54 1.55 1.56 1.57 1.575 1.58 1.59 1.595 1.60 1.61 1.62 30 35 40 45 50 60 70 80 90 100 150 200 ∞ 注：1）基准齿形的参数为α=20°、 2）对内齿轮：当α=20°、2.65，YSa＝2.65。
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、ρ=0.38m(m为齿轮模数)； 、ρ=0.15m时，齿形系数YFa＝
YFS?YFaYsa
(1)齿形系数YFS,查得 YFS1=4.25 YFS2=4.1 (2)弯曲疲劳许用应力 [σF]= σFlimYN/SF
按齿面硬度中间值查图一得：σFlim1=250 MPa σ由图1.8 得弯曲疲劳寿命系数；
Flim2
=210 Mpa
图1.8弯曲疲劳寿命系数
YN1=1 (N0=3x106,N1>N0)
得：σFlim1=250 MPa σFlim2=210 Mpa [σF1]=250 MPa
YN2=1 (N0=3x106,N2>N0) [σF2]=210 MPa 按一般可靠性要求，取弯曲疲劳安全系数SF=1,则 [σF1]= σFlim1Y N1/SF=250 MPa [σF2]= σFlim2 YN2/SF=210 Mpa (3)校核计算
σF1=2kT1YFS1/bmd1=2x1.2x272857.1x4.25/(100x4.5x90)=68.7MPa＜[σF1] σF2=σF1YFS2/YFS1=68.7x4.1/4.25=66.3 MPa ＜[σF2] 1.2.6. 结构设计
渐开线齿轮有五个基本参数
名称 齿数(teeth number) 符号 意义 标准化数值 Z 在齿轮整个圆周上轮齿的总数称为齿数 齿距分度圆齿距p与π的比值模数(module) m 模数决定了齿轮的大小及齿轮的承载能我国规定标准化模数 力。 7
压力角(特指分度圆压力角)(pressure angle) 齿顶高系数 顶隙系数 齿顶高计算系数:顶隙(clearance)计算系数 我国规定标准化齿顶高系数为1 我国规定标准化顶隙系数为0.25 决定渐开线齿形和齿轮啮合性能的重要我国规定标准化压力角 为20度 参数 da=d+2ha=90+9=99 mm
df=d+2df=d-2x1.25m=90-11.15=78.85 mm
2轴的设计
2.1选择轴的材料
该轴没有特殊的要求，因而选用调质处理的45号钢，可以查的其强度极限
?B＝650MPa。
2.2轴的最小直径的估算：
表2.1轴常用材料的[τ]值和C值 轴的材料 [τ]/MPA C Q235,20 12～20 160～135 35 20～30 135～118 45 30～40 118～106 40Cr,35SiMn 40～52 107～97 查表2.1得C取118
dmin?C3P203?118?36.07mm n700因此 取d=40 mm
由机械制图手册查得
公称直径d ＞38～44 公称尺寸b×h 12×8 长度L 28～140 2.3轴的结构设计
根据齿轮减速器的简图确定轴上主要零件的布置图（如图）和轴的初步估算定出轴径进行轴的结构设计。
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图2.1
2.3.1轴上零件的轴向定位
齿轮的一端靠轴肩定位，另一端靠套筒定位，装拆、传力均较为方便；两段端承常用同一尺寸，以便于购买、加工、安装和维修；为了便于拆装轴承，轴承处轴肩不宜过高（其高度最大值可从轴承标准中查得），故左端轴承与齿轮间设置两个轴肩。
2.3.2轴上零件得周向定位
齿轮与轴、半联轴器与轴得周向定位均采用平键联接及过盈配合。根据设计手册，并考虑便于加工，取在齿轮、半联轴器处得键剖面尺寸为b×h=18×11，配合均采用H7/k6；滚动轴承内圈与轴的配合采用基孔制，轴得尺寸公差为k6。 2.3.3确定各段轴径直径和长度
轴长：取决于轴上零件得宽度及他们得相对位置。 具体工作时，需要注意以下几个问题：
1）轴上与零件向配合的直径应取成标准值，非配合轴段允许为非标准值，但最好取为整数。
2）与滚动轴承相配合的直径，必须符合滚动轴承的内径标准。 3）安装联轴器的轴径应与联轴器的孔径范围相适应。 4）轴上的螺纹直径应符合标准。
5）轴上与零件相配合部分的轴段长度，应比轮毂长度略短2～3mm，以保证零件轴向定位可靠。
6）若在轴上装又滑移的零件，应该考虑零件的滑移距离。 7）轴上各零件之间应该留有适当的间隙，以防止运转时相碰。 2.4轴的结构工艺性
轴的形状，从满足强度和节省材料考虑，最好是等强度的抛物线回转体。但是这种形状的轴既不便于加工，也不便于轴上零件的固定；从加工考虑，最好是直径不变的光轴，但光轴不利于零件的拆装和定位。由于阶梯轴接近于等强度，
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