中国矿业大学徐海学院毕业设计(论文)
i0－电动机至第Ⅰ轴传动比；
i1,i2－第Ⅰ轴至第Ⅱ轴，第Ⅱ轴至第Ⅲ轴传动比 （2）各轴功率计算
PⅠ=P·?1·?2=45×0.99×0.99=44.1（KW）
PⅡ= PⅠ·?2·?3=44.1×0.99×0.97=42.35（KW） （3·11） PⅢ= PⅡ·?2·?3=42.35×0.99×0.97=40.67（KW）
式中 ?1－连轴器效率； ?1=0.99
?2－轴承效率； ?2=0.99 ?3－齿轮效率； ?3=0.97
（3）各轴扭矩计算
T1=9550 PⅠ/n1=9550×44.1/1480=284.56 (N·m) T2=9550 PⅡ/ nⅡ=9550×42.35/302=1339.21 (N·m) T3=9550 PⅢ/ nⅢ=9550×40.67/80=4854.98 (N·m) 3.4.3 各齿轮的设计计算
（1）高速级减速齿轮设计（直齿圆柱齿轮）
(工作环境假设: 每天工作8小时,每年工作300天,预期寿命10年)
① 选择齿轮材料，确定许用应力 由表6.2 小齿轮40Cr调质
大齿轮45 正火
许用接触应力［?H］ 由《机械设计》中公式6-6，
［?H］=
接触疲劳极限??HlimSHminZN （3·12）
Hlim
查《机械设计》图6-4
б
Hlim1=700 N/mm2
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б
Hlim2=550 N/mm2
接触强度寿命系数ZN，应力循环次数N，由《机械设计》公式6-7
N1=60n1jLh （3·13） =60×1480×1×(10×300×8)= 2.13×109 N2= N1/i1 （3·14） =2.13×109/4.9=4.35×108
查《机械设计》表6-5得
ZN1=1 ZN2=1.05
接触强度最小安全系数SHmin=1 则 ［?H1］=700×１/１
［?H2］=550×1.05/1
许用弯曲应力［?F］ 由《机械设计》式6-12，
?????SFFlimFminYYNX （3·15）
弯曲疲劳极限?б
Flim1Flim
查《机械设计》图6-7，双向传动乘0.7
Flim2=378 N/mm2 б=294 N/mm2
弯曲强度寿命系数YN 查《机械设计》图6-8
YN1=1 YN2=1
弯曲尺寸寿命系数YX 查《机械设计》图6-9(设模数小于5mm)
YX= 1
弯曲强度最小安全系数 SFmin=1.4
则 ［?F1］=378×１×１/1.4=270 N/mm2 ［?F2］=294×１×１/1.4=210 N/mm2 ② 齿面接触疲劳强度设计计算 确定齿轮传动精度等级，按
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v1=(0.013~0.022) n1 3P/n1 (3·16)
估取圆周速度 vt= 6.56m/s, 参考表6.7、表6.8选取 Ⅱ公小轮分度圆直径d1,由式6-5得
d1≥3(ZEZHZ?8级
??H?)22KT1(u?1) （3·17）
?du齿宽系数?d 查《机械设计》表6.9，按齿轮相对轴承为非对称布置
?d=0.8
小轮齿数z1 在推荐值20～40中选
z1=27
大轮齿数z2 z2=iz1=4.9×27=132.3圆整取
z2=132
齿数比u u= z2 /z1=132/27=4.89 传动比误差?u/u=(4.89-4.9)/3.28<0.05
小轮转矩 T1=9.55×106×P/n1=9550?103×44.1/1480
=284564 N·m
载荷系数 K=KAKVK?K? （3·18）
KA－使用系数 查《机械设计》表6.3
KA=1.25
KV－动载系数 由推荐值1.05~1.4
KV=1.2
K?－齿间载荷分配系数 由推荐值1.0~1.2
K?=1.1
K?－齿向载荷分布系数 由推荐值1.0~1.2
K?=1.1
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载荷系数 K=KAKVK?K?
=1.25×1.2×1.1×1.1=1.81
材料弹性系数ZE 查《机械设计》表6.4 ，
Z2E=189.8N/mm 节点区域系数ZH 查《机械设计》图6-3（??0?，x1=x2=0）重合度系数Z? 由推荐值0.85～0.92 Z?=0.87 故 dZ1≥3(EZ?HZ?1(u?1)?)22KTH??=46.68 du齿轮模数m=d1/z1=46.68/27=1.73mm 圆整后 m = 2 mm
小轮分度圆直径d1=mz1=2×27=54 mm
圆周速度 v=πd1n1/60000 （3·19）
=π×54×1480/60000=4.18 m/s
标准中心距a a=m(z1+z2)/2=2×（27+132）/2=159 mm 齿宽 b=?dd1?0.8×48.68=38.94mm 大轮齿宽 b2=b=39 mm
小轮齿宽 b1=b2+（5～10） b1=45 mm ③ 齿根弯曲疲劳强度校核计算
由《机械设计》式6-10
?2kT1F?bdYFaYSaY????F? （3·20） 1m齿形系数YFa， 查表6.5 小轮YFa1=2.57
大轮YFa2=2.21
应力修正系数YSa，查表6.5 小轮YSa1=1.60
大轮YSa2=1.777
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H =2.5 Z
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重合度?a
1?a??z1(tanaa1?tana)?Z2(tanaa2?tana)? （3·21）
2?1= 2?2?27cos20?2?132cos20???27?(tan(arccos)?tan20?)?132?(tan(arccos)?tan20?)??2?27?2?22?132?2?2?? =1.7
重合度系数 Y?=0.25+0.75/?a （3·22）
=0.68
故 ?F1=2×1.81×284560×2.57×1.60/(45×54×2)
= 186.2N/mm2
?F2=2×1.81×284560×2.21×1.777/(39×54×2) = 197.5 N/mm2
④ 齿轮其他主要尺寸计算
大轮分度圆直径 d2?mz2?2×132=264mm
根圆直径 df1?d1?2hf =54-2×1.25×2=39 mm df2?d2?2hf =264-2×1.25×2=259 mm 顶圆直径 da1?d1?2ha=54+2×2= 58 mm da2?d2?2ha=264+2×2=268 mm （2） 低速级齿轮传动计算 ① 选择齿轮材料，确定许用应力 由《机械设计》表6.2 小齿轮40Cr调质 大齿轮45 正火 许用接触应力［?H］ 由公式6-6，
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