北华大学学士学位论文
由上式得：
Fy2=
65.5?6436.93=16864.8N
25Fy1?Ft?Fy2??10427.87N
所以 MY1?Ft?40.5?260695.7N?mm
Ft?Fz1?Fz2 （4.10）
Fr?59=FZ2?25+Ma Fad780.73?72Ma===28106.28Nmm （4.11）
22由上式得
Fz2?
102?222.69?428.6N
53
Fz1?Fr?Fz2??205.9NMX1?Ma?Fr?40.5??19087.34N?mm
22M?My1?Mx1?316N?m （4.12）
6、校核轴的强度
进行校核时，只校核轴承受最大弯距和扭距的截面（既危险截面）的强度即可。如图4.1
M2?(dT)2(260.8?103)2?(0.6?196.97?103)2?ca===47.2 （4.13）
W0.1?403 式中?ca——轴的计算应力，MPa； M——轴所受的弯矩，N·mm； T ——轴所受的扭矩，N·mm； W ——周的抗弯截面系数，mm3；
查得20CrMnTi的???1?=98Mpa 因此?ca
4.2 斜齿轮的设计和校核
二级采用斜齿轮传动，大小齿轮材料均选20CrMnTi,热处理方法为渗碳后淬火。硬度为56-62HRC
查得?Hlim1=?Hlim2=1500MPa ?Flim1=?Flim2=440Mpa
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图4.2 斜齿轮设计图
1、齿面接触强度设计
a2KT1?ZHZE?n?3??????1 R??????H????（1）确定计算参数
1) 计算载荷系数 K=1.2--2.0 取K=1.6 2) 计算小齿轮传动转矩 T1?561.66Nm 3) 齿宽系数取 ?R?0.3 4) 许用应力取
sHmin?1.2 ZNZLVZRWZX?1.0 [?H1]?[?H2]??Hlim1ZNZLVRZWZXS?1500?1Hm1.2?1250MPain（2）计算 1) 齿宽
b=?RR=0. 3?107.5=32.25mm
取b=34mm
2) 齿轮分度圆直径
a?476(2.261?1)31.6?561.660.4?2.261?12502?133.48 取a=160mm
3) 选齿数
小齿轮Z1=17 大齿轮Z2=uZ1=3?17=51
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4.14）4.15） （ （ 北华大学学士学位论文
实际齿数比u=
Z2=3=i1 Z14) 计算圆周速度
v??d1n160?1000??98.06?48060?1000?2.5m/s
5) 按经验公式选择模数。锥齿轮以大端模数为标准值
m =
取m=4mm 2、主要几何参数 1) 螺旋角 取ha?1,c*?0.25
*2R2Zu?117?3?1=
2?1052?3.69mm （4.16）
??arccos2) 分度圆直径
d1?mn(Z1?Z2)2.5(38?86)?arccos?14.36? （4.17）
2a2?160mnz1cos??2.5?38?98.06mm （4.18） ?cos14.36d2?mnz22.5?86??221.93mm （4.19） cos?cos14.36?3) 齿顶圆直径
da1?d1?2hamn?98.06?2?1?2.5?103.06mm （4.20）
?da2?d2?2hamn?221.93?2?1?2.5?226.93mm （4.21）
?4) 齿根圆直径
df1?d1?2(ha?c?)mn?98.06?2(1?0.25)2.5?91.81mm （4.22） df2?d2?2(ha?c?)mn?221.93?2(1?0.25)2.5?214.68mm（4.23）
??3、斜齿轮的强度校核
1) 校核齿面接触疲劳许用应力
查得 ZN1?ZN2?ZN?1 ZLRV?0.87
ZX?1 SHmin?1.25
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[?H1]??HlimZNZLVRZWZXSHmin?1500?1?0.87?1?1?1044MPa （4.24）
1.282) 齿面接触疲劳应力
切向力 Ft?2000T22000?561.66??1145N5 （4.25） d198.06查得KA?1,KV?1.05,K??1.26,K??1.12
ZE?189.8MPa,ZH?2.5,Z?Z??0.749
?KAKVK?K?Ft(u?1)H?ZEZHZ?Z?bd1u
?189.8?2.5?0.7491?1.05?1.26?1.12?11455(2.261?1)64?98.06?2.261 ?701.9MPa4、校核齿根弯曲疲劳强度 1) 齿根弯曲疲劳许用应力
取 YST1?YST2?2 YN1?YN2?1 Y?relT1?Y?relT2?1 YRrel1?YRrel2?0.9 YX1?YX2?1 SFmin1?SFmin2?1.25
[?Flim1YN1Y?velT1YRvelT2Yx1YST1?1?1?0.9?1?2F1]??S?440Fmin1.25?633.6MPa [?F2]?[?F1]
2) 齿根弯曲疲劳应力
取 YFa1?2.3759 YSa1?1.6748 2 YFa2?2.1789 YSa2?1.791 1 Y?Y??0.63
?KAKVK?K?FtF1?bmYFa1YSa1Y?Y?n?1?1.05?1.26?1.12?1145564?2.5?2.3759?1.67482?0.63
?112Mpa
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4.26）
（北华大学学士学位论文
?F2?强度校核
?F1YFa2YSa2YFa1YSa1?112?2.1789?1.7911?110Mpa
2.3759?1.69482 因为 ?F1???F1? ?F2???F2? 所以满足齿根弯曲疲劳强度要求
图4.3 锥齿轮设计图
4.3 锥齿轮的设计和校核
一级采用锥齿轮传动，大小齿轮材料均采用20CrMnTi，热处理方法为渗碳后淬火。强度极限为?B=1100Mpa，屈服极限为?s=850Mpa，齿芯强度为300HBS，齿面硬度56~62HRC。
1、齿面接触疲劳强度设计
?ZE?KT1?d1?3?????????1?0.5??2u （4.27） ?H?RR22、确定计算参数
1) 计算载荷系数 取K=1.8
2) 计算小齿轮传动转矩 T1?196.97Nm 3) 齿宽系数取 ?R?0.3 4) 重合度
ZV1cos?17.92?cos20??arcos?arcos=32.29 （4.28） ?17.92?2?1ZV1?2ha?a1?a2?arcosZV2cos??21.85° （4.29）
ZV2?2ha?
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