《机械设计》课程设计说明书
弯曲强度设计公式为
2KFtT1Y?Y?COS2??YFaYSa??? mnt?32???dz1???F?1?（1）确定公式内的各计算数值
1) 查图得小齿轮的弯曲疲劳强度极限?Flim1?500MPa;大齿轮的弯曲疲劳强度极限
?Flim2?380MPa;
2) 查图取弯曲疲劳寿命系数KFN1?0.85,KFN2?0.88; 3) 计算弯曲疲劳许用应力. 取弯曲疲劳安全系数S=1,得
??F?1?KFN1?Flim1
S???F?2?KFN2?Flim2S0.85?500?303.57MPa1
0.88?380??238.86MPa14) 计算载荷系数K.
KF?KAKVKF?KF??2.17 5) 查取齿形系数.
查表得 YFa1?2.62;YFa2?2.18 6) 查取应力校正系数. 查表得 YSa1?1.6;YSa2?1.83 7) 计算大、小齿轮的
YFaYSa??F?并加以比较.
YFa1YSa1
??F?1?0.014
YFa2YSa2??F?2?0.017大齿轮的数值大. (1)设计计算
42。2?1.3?3.611?10?0.681?0.778?COS14mnt?30.017mm?1.114mm21?24
实际计算
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mn?mnt3
?F2.17?1.114?3?1.322mm?Ft1.3
取标准的模数，mn?1.5。分度圆直径d1?44.63mm,算出小齿轮齿数
d1COS?44.63?COS14。z1???29，
mn1.5 大齿轮齿数 z2?4.01?29?116.3，取z2?117.
这样设计出的齿轮传动,即满足了齿面接触疲劳强度,又满足齿根弯曲疲劳强度,并做到结构紧凑,避免浪费。 4. 几何尺寸计算 （1）中心距：
a??Z1?Z2?mn2COS???29?117??1.5?112.852mm2COS14。
将中心距圆整为115mm 按圆整后的中心距修正螺旋角
（2） 分度圆直径：
β?arcos?Z1?Z2?mn2a?17.79
Z1mn 29?1.5d1???45.68mm。COS?COS17.79?m117?1.5d2?2n??184.31mm 。COS?COS17.79
（3）齿轮宽度：
b??dd1?45.68mm 取 B2?45mm,B1?50mm
3.1.2 低速级齿轮传动设计
1． 选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数
1）按以上的传动方案，选用直齿圆柱齿轮传动。
2）运输机为一般工作，速度不高，故选用7级精度（GB 10095-88）。
3) 材料选择。考虑到制造的方便及小齿轮容易磨损并兼顾到经济性，两级圆柱齿
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轮的大齿轮材料用45钢，小齿轮材料用40Cr，热处理均为调质处理且大、小齿轮的齿面硬度分别为240HBS,280HBS，二者材料硬度差为40HBS。
4）选小齿轮的齿数z?24，大齿轮的齿数为z2?24?3.08?73.92，取z2?74。 2． 按齿面接触强度设计 由设计公式进行试算，即 d2t?3KHtT2u?1ZHZEZ?Z?2.() ?du[?H]22) 确定公式内的各计算数值 1） 试选载荷系数KHt?1.3
2） 由以上计算得小齿轮的转矩T2?13.9?104N?mm
3） 查表及其图选取齿宽系数?d?1，材料的弹性影响系数ZE?189.8MPa，按齿面硬
度的小齿轮的接触疲劳强度极限?Hlim1?700MPa；大齿轮的接触疲劳强度极限
12?Hlim2?550MPa.。
4） 计算应力循环次数
N1?60n2jLh?60?359.10?1?(2?8?300?10)?1.03?10 N2?N19?0.33?10
9?5) 按接触疲劳寿命系数
?HN1?0.91 ?HN2?0.93
6)计算接触疲劳许用应力，取失效概率为1％，安全系数S=1 由 ?????N?lim 得S??H?1???H?2?HN1?Hlim1?637MPaS
???HN2Hlim?511.5MPaS
（2） 计算：
1) 带入??H?中较小的值，求得小齿轮分度圆直径d2t的最小值为
d2t?3KHtT2u?1ZHZEZ?Z?2.()?55.446mm ?du[?H]22) 圆周速度：
???d2tn60?1000?1.04m/s
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3) 计算齿宽： b??d?d2t?1?55.446?55.446mm 4) 计算齿宽与齿高比：
模数: mt?d2t55.446??2.3mm ?124 齿高: h?2.25mt?5.20mm ∴
b?10.67 h5) 计算载荷系数：
查得 动载系数 ?V?1.05
对于斜齿轮 ?H??1.42;?F??1.2
查得使用系数 ?A?1 用插值法查得7级精度小齿轮非对称布置
b时，?H??1.420 由?10.67，?H??1.420 可查得?F??1.31
h 故载荷系数 ?H??A??V??H???H??2.237 6) 按实际载荷系数校正分度圆直径：
d2?d2t3?H?66.437mm ?Htd2COS?66.437?COS14。7） 计算模数： m???2.686mm
?1243．按齿根弯曲强度计算：
弯曲强度设计公式为
2KFtT2Y?Y?COS2??YFaYSa??? mnt?32???dz1???F?2?(2)确定公式内的各计算数值
查图得小齿轮的弯曲疲劳强度极限?Flim1?500MPa;大齿轮的弯曲疲劳强度极限
?Flim2?380MPa;查图取弯曲疲劳寿命系数KFN1?0.85,KFN2?0.88;计算弯曲疲劳许用
应力.
取弯曲疲劳安全系数S=1.4,得
??F?1?KFN1?lim1
S?303.57MPa??F?2K??FN2lim2?238.86MPaS
计算载荷系数K.
KF?KAKVKF?KF??2.12
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8) 查取齿形系数.
查表得 YFa1?2.62;YFa2?2.23. 9) 查取应力校正系数. 查表得 YSa1?1.6;YSa2?1.77 10)计算大、小齿轮的
YFaYSa??F?并加以比较.
YFa1YSa1
??F?1?0.014
YFa2YSa2??F?2?0.017大齿轮的数值大. (3)设计计算
mnt?3 实际模数
2KFtT2Y?Y?COS2??YFaYSa?2?????dz1?F2???1.748 ??mn?mnt3
?F2.12?1.748?3?2.06mm ?Ft1.3 取标准的模数，mn?2.5。分度圆直径d1?66.437mm,算出小齿轮齿数
z1?d1COS???26， mn 大齿轮齿数 z2?3.08?26?80.08，取z2?81. 4. 几何尺寸计算 （1）中心距：
a??Z1?Z2?mn2COS???26?81??2.5?137.8mm2COS14。
将中心距圆整为140mm 按圆整后的中心距修正螺旋角
（2） 分度圆直径：
??arcos?Z1?Z2?mn2a?17.18
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