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10、带轮结构设计 边的拉力差，可以近似地按带两边所受初拉力的合力来计算。 压力Q的计算公式如下： Q=2zF0sinQ= 161.262??2?2?4?200.33?sin 1581.24N Qmax? 2371.86N ?1581.24N 带初次安装在带轮上时，所需初拉力要比正常工作时大得多，故计算轴和轴承时，通常取： Qmax?1.5Q?1.5?3848.90?2371.86N 10、带轮结构设计 (1)、带轮材料：选用HT200 (2)、带轮结构尺寸： 小带轮dd1 = 125mm>2.5d =2.5?35=87.5mm，dd1<300mm （其中d为电动机输出轴的直径） 大带轮dd2 =280mm<300mm。 因此大、小带轮均采用腹板式。 均为腹板式 3.2. 高速级齿轮传动设计
项 目 计算及说明 40Cr 硬齿面 9
结 果 已知数据 已知数据：额定功率P1=4.23KW；转速n1=417.39r/min； 1、选择齿轮材料、热处理方式和精度等级 (1)、齿轮材料: 故此处大小齿轮均选择40Cr，采用硬齿面。 (2)、热处理方式： 传动比i1=4.26。 1、选择齿轮材料、热处理方式和精度等级 机械设计课程设计
获得软齿面的热处理方法有正火和调质。由于小齿轮受 力比大齿轮多，常采用调质的小齿轮与正火的大齿轮配对，小齿轮调质 故由教材表8.2得：小齿轮采用调质处理，大齿轮采用正火大齿轮正火 处理。大小齿轮面硬度均为50HRC。 (3)、精度等级： 此处大小齿轮选用7级精度。 7级精度 Z1=17 Z2=71 2、初步确2、初步确定主要参数 定主要参6P (1)、小齿轮传递转矩T1?9.55?101?96783.58N?mm； 数 n1 (2)、小齿轮齿数Z1=17,大齿轮齿数Z2=71； (3)、传动比误差?i1?Z2?Z1i1??1.96%?2% 3、齿根弯 (4)、螺旋角β=12o； ，故符合条件； ?d?0.50 (5)、齿宽系数?d?0.50，由教材P144表8.6查得； (6)、端面重合度????1.88?3.2????1?Z1?1????cos??1.61； Z2?? (7)、轴面重合度???0.318?dZ1tan??0.57。 曲疲劳强3、齿根弯曲疲劳强度计算 度计算 强度设计： mn? 因为大小齿轮均采用硬齿面，初步决定按齿根弯曲疲劳32KT1Y?Y?cos?YFYS2?dZ12???F 式中各参数如下所示： (1)、Kt?KAKvtK?K??1.54 式中：使用系数KA=1.00，由教材P130表8.3查得； 动载系数Kvt=1.20； 10
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齿向载荷分布系数Kβ=1.07，由教材图8.11查得； 齿间载荷分布系数Kα=1.20，由教材表8.4查得。 (2)、小齿轮当量齿数ZV1?Z1cos3??18.17， 大齿轮当量齿数ZV2?Z2cos??75.87。 3 (3)、小齿轮的齿形系数YF1=2.89,由教材P139图8.19查得， 大齿轮的齿形系数YF2=2.28,由教材P139图8.19查得。 (4)、小齿轮应力修正系数YS1=1.56，由图8.20查得， 小齿轮应力修正系数YS2=1.78，由图8.20查得。 (5)、重合度系数Yε=0.72，由教材P140图8.21查得。 (6)、螺旋角系数Yβ=0.94，由教材P143图8.26查得。 (7)、小齿轮的许用弯曲应力???F1?YN1?Flim1SF?288MPa， 大齿轮的许用弯曲应力???F2?YN2?Flim2SF?288MPa 式中：小齿轮寿命系数YN1=1.00，由图8.30查得， 大齿轮寿命系数YN2=1.00，由图8.30查得， 小齿轮应力循环次数N1?60n1aLh?50.09?109次 大齿轮应力循环次数N2?n1i1?11.99?109次， 小齿轮的弯曲疲劳极限应力σFlim1=360Mpa， 大齿轮的弯曲疲劳极限应力σFlim2=360Mpa， 安全系数SF=1.25，由P147表8.7查得。 则初步算得小、大齿轮的模数分别为： 3 mn1t?2KT1Y?Y?cos?YF1YS12?dZ12???F1?2.79mm 11
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mn2t?32KT1Y?Y?cos?YF2YS22 ?2.69mm 4、齿轮参数计算 ?dZ12???F2 mnt=2.79mm 由于mn1t?mn2t，则初步选取mnt=2.79mm。 算得小齿轮运动速度为： V??mntz1n1(60?1000cos?)?1.06m/s mn?3mm 由教材P131图8.7查得KV=1.16， 对其进行修正，修正模数mn?mnt3KV/KVt?2.76mm, 根据教材P124表8.1对其圆整为mn?3mm。 4、齿轮参数计算 中心距 a?mn(z1?z2)/(2cos?)?134.95mm 圆整为 a?135mm ??12.10? 修整螺旋角??arccos?m(z?z)/2an12?? a?135mm???12.10 b??dd1?26.08mm 所以：小齿轮分度圆直径d1?mnz1/cos??52.16mm； 大齿轮分度圆直径d2?mnz2/cos??217.84mm； 小齿轮宽度b2=27mm；大齿轮宽度b1=34mm。 d1=52.16mm d2=217.84mm b2=27mm b1=34mm 5、齿面接触疲劳强度计算 式中各参数： (1)、K、T1、b、d1、i1值同前。 (2)、由表8.5查得弹性系数ZE?189.80MPa。 (3)、由图8.14查得节点区域系数ZH?2.4512
5、齿面接触疲劳强度计算 由式（8.20）：?H?ZEZHZ?Z?2KT1(i1?1)i1bd12????H进行校核 。 机械设计课程设计
(4)、由图8.15查得重合度系数Z??0.83。 (5)、由图8.24查得螺旋角系数Z??0.99。 (6)、许用接触应力???H?ZN?HlimSH?1.00?12001.00?1200MPa ???H =1200Mpa 其中：由图8.29查得寿命系数ZN1?ZN2?1.00； 由图8.28查得接触疲劳极限应力 ?Hlim1??Hlim2?1200MPa； 由表8.7查得安全系数SH?1.00。 所以： ?H?ZEZHZ?Z?2KT1(i1?1)i1bd21 ?H= 840.20Mpa 2?1?1.07?1.2?1.16??2.6?1?2.6?27?52.16 ?189.80?2.45?0.83?0.99??840.20MPa????H?H????H 故满足齿面接触疲劳强度。 合格 3.3. 低速级齿轮传动设计
项 目 计算及说明 40Cr 硬齿面 13
结 果 已知数据 已知数据：额定功率P2=4.02KW；转速n2=97.98r/min； 1、选择齿轮材料、热处理方式和精度等级 (1)、齿轮材料: 故此处大小齿轮均选择40Cr，采用硬齿面。 (2)、热处理方式： 传动比i2=3.42。 1、选择齿轮材料、热处理方式和精度等级