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④由式13-25[14]求的两齿轮的许用接触用力为
［б］H2=бHIim2/ SHmin=510MPa ［б］H4=бHIim4/ SHmin=510MPa ［б］H1=бHIim1/ SHmin=600MPa ［б］H3=бHIim3/ SHmin=600MPa
?按解除疲劳强度计算齿轮的主要尺寸 ① 计算z2齿轮所需传递的转矩T1 计算z1齿轮所需传递的转矩T2
T1=9550P/n2=9550*14.11/460.57=292.57N*m T2=9550P/n1=9550*14.11/460.57=292.57N*m
②选定载荷系数K查表13.10的K1=1.1 K2=1.1 ③计算齿数比u1
u1=z4/z2=n2/n4=460.57/153.52=3 u2=z3/z1=n1/n3=460.57/34.45=13.37
④选择齿宽系数¤
根据齿轮为硬齿、和齿轮在轴承间不对称布置查表13.15得¤1=0.5 ¤2=0.5
⑤选择材料弹性系数ZE根据两齿轮都是优质碳素钢，查表13.11，ZE1=189.8mmZE2=189.8mm
⑥计算小齿轮的分度圆直径d1、d2由公式（13.22）得d2≥90.6取d2=96mm ⑦确定齿轮的模数因中心距
a1=d2/2(1+u)=192 mm
m1=(0.01-0.02)a=1.92-3.84取m=2 a2=a1=d2/2(1+u)=192mm 得d1=28.79取 d1=30mm
d3=2a2-d1=354mm
m2=(0.01-0.02)a2=1.92-3.84取m2=2
⑧确定齿轮的齿数
z2=d2/m1=48 z4=uz2=144 z1=d1/m2=15 z3=uz1=177
⑨计算齿轮的主要尺寸齿轮分度圆直径
d2=z2m=96mm d4=z4m=288mm d1=z1m=30mm d3=z3m=354mm
齿轮传动中心距a1=（d2+d4）/2=192mm
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取
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a2=（d1+d3）/2=192mm 齿轮宽度b4=¤d2=96mm
b2=b4+（5-10）=101-106mm取b2=105 b3=¤d1=100mm
b1=b3+（5-10）=105-110mm取b2=110
⑩计算齿轮的圆周速度v并选择齿轮精度8
V1=πd2n2/60*1000=4.58m/s按表（13.5）选取齿轮等级为8级精度。 V2=πd1n1/60*1000=0.72m/s按表（13.5）选取齿轮等级为9级精度 ?校核两齿轮的弯曲强度
①确定两齿轮的许用应力由图13.27查的两齿轮的弯曲疲劳极限为
Flim2=220MPa Flim4=220MPa Flim1=230MPa Flim3=230MPa
由表13.13查弯曲强度的安全系数为SFmin=1 由表13.14查得两齿轮的相对集中应力系数为
Yar2=0.96 Yar4=0.98 Yar1=0.81 Yar3=1 计算两齿轮的许用弯曲应力
［б］F2=бFlim2/SFminYar2=229.16MPa ［б］F4=бFlim4/ SFminYar4=224.49MPa
［б］F1=бFlim1/SFminYar1=283.95MPa ［б］F3=бFlim3/ SFminYar3=230MPa
②计算两轮齿根的弯曲应力
由表13.12查得两轮的齿形系数
YF2=2.19 YF4=2.23 YF1=3.14 YF3=2.14 比较YF2/［б］值
YF2/［б］F2=2.19/229.16=0.0095< YF4/［б］F4=2.23/224.49=0.0099 YF1/［б］F1=3.14/283.95=0.011> YF3/［б］F3=2.14/230=0.0093 计算小齿轮齿根的弯曲应力
бF2=2000KT2YF2/b4m2z2=37.09MPa<［б］F2 бF1=2000KT1YF1/b4m2z1=95.15MPa<［б］F2
?齿轮的主要几何参数
中心距
a1=（d2+d4）/2=192mm a2=（d1+d3）/2=192mm
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模数
m1=(0.01-0.02)a1=1.92-3.84取m=2 m2=(0.01-0.02)a2=1.92-3.84取m=2 分度圆直径
d2=z2m=96mm d4=z4m=288mm d1=z1m=30mm d3=z3m=354mm 齿轮宽度
b4=¤d2=96mm
b2=b4+（5-10）=101-106mm取b2=105 b3=¤d1=100mm
b1=b3+（5-10）=105-110mm取b2=110
2.5.4圆柱蜗杆传动
已知输入功率P=13.54kW，轴Ⅳ上蜗杆转速n=153.52r/min传动比i=2.89预计使用10年，每天使用8小时。 计算与说明 主要结果 1选择材料由表10-5[3]与表10-6蜗杆选用45钢表面淬蜗杆45钢表面淬火 火，表面硬度（45-55）HRC： 涡轮CuSn10P1砂型铸造 涡轮选用CuSn10P1砂型铸造、ζb=220MPaζs=140MPa 2确定z8、z9、n9 由表10-3[3]确定蜗头杆数 z4=4 z 9=iz4=12 n9=n/i=53.12r/min 3计算涡轮工作转矩T5 估计蜗杆啮合效率η1=0.89 自定轴承效率η2=0.99 搅油效率η3=0.96 T2=9.55*106P1η2η3η1i/n=5.12*106N*mm 4确定载荷系数K 由表10-7[3]查取工作情况系数KA=1 初设涡轮圆周速度v2≦3m/s，取动载荷系数Kv=1 因在和平稳取齿向载荷分布系数Kβ=1 22
Z9=4 z9=12 n9=53.12r/min T2=0.7*107N*mm K=1
2012届毕业设计 故K=KaKvKβ=1 5确定涡轮许用接触应力 ［бH］=60n5t=6.37*107 ［б］=（0.75-0.9）бb【107/N】=115MPa ［б］=125MPa 6解除疲劳强度计算 q=7mm 由式（10-10）可知，m3q≧9.47cosγKT2（ZE/z2［б］）m=20mm 2 d8=140mm 由z4=4查表10-9[3]的9.47cosγ=8.71 由表9-11查的弹性系数ZE=155 将上述各有关参数带入上式得 m3q≧51726取m3q=64000，q=7mm，m=20mm，d4=140mm 7计算圆周速度v2与滑动速度vs V9=0.67m/s v2=πd5n5/60*1000=πmz5n5/60*1000=0.67m/s 蜗杆分度圆导程角 γ=arctanz1/q= vs=v2/sinγ= 由于v2<3m/s，故选取Kv=1可用，vs<涡轮选用材料CuSn10P1砂型铸造可用 8传动效率计算 由表10-11可知啮合功率η1=0.89 轴承功率η2=0.99 搅油功率η3=0.96 蜗杆的传动效率η=η1η2η3=0.85 实际效率与初定效率相近，前确定参数可用 9蜗杆传动的主要几何尺寸计算 中心距a=m/2（q+z9）=190mm 分度圆直径d8d9 D8=140mm d9=mz9=240mm 蜗杆顶圆直径da8、涡轮喉圆直径da9 da8=d8+2ha*m=189mm da9=d9+2ha*m=280mm
η=0.85 a=190mm d9=240mm d8=140mm da8=189mm da9=280mm 23
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2.6轴的结构设计
2.6.1轴的设计
?选轴的材料
根据工作条件初选轴的轮材料选用45号钢调质处理 ?初步估算轴的最小直径
按扭矩强度法估算轴的最小直径。初算轴径时若最小直径轴开有键槽时，d增大5%-7%，A值根据教材表16.8，轴ⅠA1=118轴ⅡA2=110轴ⅣA4=115。
dmin1?A13轴Ⅰ
P114.11?118?3?36.17mmn1460.57，因为最小直径安装带轮，设有一个键槽，
则d1=dmin（1+5%）=36.17*1.05=37.98mm取d1=38mm
dmin2?A23轴Ⅱ值d2=80 P113.54?110?3?79.2mmn134.45，因为轴Ⅱ安装有安装滚动轴承，取为标准dmin3?A33轴Ⅳ准值 d4=50mm
P113.54?115?3?49.02mmn1153.52，因为轴Ⅳ安装有安装滚动轴承，取为标?.轴的结构设计 设计轴Ⅰ草图如下图所示：
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