机械设计计算说明书
（8）计算应力循环次数
按N1?60n1jLh，式中：j为齿轮每转一圈时，同一齿面啮合的次数。在此取j?1，
Lh为齿轮的工作寿命，单位为小时。Lh?1班制?8小时?365天?10年。所以
N1=60n1jLh?60?450?1?(1?8?365?10)?7.7884?108
N2=N1/u?7.884?108/3.032?2.6?108
（9）由教材图10-23查得接触疲劳寿命系数kHN1?0.90，kHN2?0.95。 （10）计算许用接触疲劳应力。
取安全系数S?1，失效率为1%。则
[?H1]?kHN1?Hlim1?0.91?570MPa?513MPa
SkHN2?Hlim2?0.95?400MPa?380MPa
S[?H2]?[?H]?2）设计计算
[?H1]?[?H2]513?380?MPa?446.5MPa
22（1）计算齿轮分度圆直径d1t。
d1t?32?1.4?1.3774?1053.032?1?2.38?189.8?0.54?0.982??? 1.03.032?446.5?2?52.85mm（2）计算圆周速度v。
v?（3）计算载荷系数
?d1tn160?1000?3.14?52.85?450?1.24m/s
60?1000由教材表10-2查得：使用系数KA?1.25；根据v?1.24m/s、8级精度，由《机械设计》教材图10-8和表10-3查得动载荷系数kv?1.09；k??1.4，k??1.45。
K?KAKVKF?KF??1.25?1.09?1.3?1.4?2.479
（4）校正分度圆直径。按实际的载荷系数校正所得的分度圆直径，得
d1?d1t3k/kt?52.85?32..479/1.4?63.51mm
（5）计算齿轮模数mn。
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mn?取齿轮模数mn?2mm。
d1cos?63.51?cos15??1.97mm Z1313．计算齿轮传动的几何尺寸
（1）中心距a。
a?(z1?z2)mn(31?94)?2??129.41mm
2cos?2cos15将中心距圆整为129mm
（2）按圆整后的中心距修正螺旋角。
??arccos（3）计算大小齿轮的分度圆直径。
(z1?z2)mn?14.305
2ad1?z1mn31?2?mm?64mm cos?cos14.305d2?（4）计算齿轮宽度。
z2mn94?2?mm?194.016mm cos?cos14.305b??dd1?1?64mm?64mm
取b?64mm。所以，大齿轮宽度b2?64mm，小齿轮宽度b1?69mm。
4．校核齿根弯曲疲劳强度
?F?1）确定公式内各项参数值
（1）从教材图10-24，按齿面硬度查得：小齿轮的弯曲疲劳强度极限?Flim1?240MPa；大齿轮的弯曲疲劳强度极限?Flim2?180MPa。
（2）由《机械设计》教材图10-15，按应力循环次数
查的弯曲疲劳寿命系数 , .
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2KT1YFaYSaY?Y??[?F]bdmn
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（3）计算许可弯曲疲劳应力。 取弯曲疲劳安全系数S=1.4，可得
（4）计算当量齿数。
（5）查取齿数系数及应力校正系数。
由《机械设计》教材查得， ， ， 。 。 （6）计算大小齿轮的
，并加以比较:
所以，大齿轮的
数值大。
（7）选取螺旋角系数 。
（8）重合度系数 ，由《机械设计》教材知 ，齿数多时取小值，取 。
2）校核计算
所以，齿根弯曲疲劳强度满足要求。
5. 齿轮结构设计
由于小齿轮1的直径较小，故采用齿轮轴结构。
大齿轮2采用孔板式结构，结构尺寸按本书的表5-11的经验公式来计算，大齿轮2的孔径根据后续设计的中间轴配合部分的直径来确定，设计结果列于表1-4。
表1-4 大齿轮结构尺寸
名称 毂孔直径 轮毂直径 轮毂宽度l 腹板最大直径 结构尺寸及经验计算公式 根据中间轴设计而定 L=(1.2 1.5) =72 90 13
结果/mm 70 112 64 165 机械设计计算说明书
板孔分布圆直径 板孔直径 腹板厚度C 138.5 18 20 大齿轮2的结构草图如下图所示，高数级齿轮传动的尺寸列于下表.
大齿轮结构草图
表1-5 高速级齿轮传动的尺寸
名称 法面模数 法面压力角 螺旋角 齿数 传动比 分度圆直径 齿顶圆直径 齿根圆直径 中心距 齿宽 计算公式 β 结果/mm 2 20 14.305 31 94 3.032 64 194.016 68 198.016 59 189.016 129 69 64 14
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六、低速级齿轮传动的设计
1．选定低速级齿轮的类型、精度等级、材料及齿数
（1）齿轮传动的类型：按传动方案选用斜齿圆柱齿轮传动。
（2）精度等级：由于输送机为一般工作机械，速度不高，故选用7级精度齿轮传动。 （3）齿轮材料：由《机械设计》中表10-1选择小齿轮材料为45钢，并进行调质处理，平均硬度为220HBS，大齿轮材料为45钢，并进行正火处理，平均硬度为170HBS。大、小齿轮的硬度差为50HBS。
（4）选择小齿轮齿数：z3?24则大齿轮齿数z4?i2z3?2.331?24=55.94，取
z2?56。齿数比u?56?2.33 24（5）选择齿宽系数：按软齿面齿轮，非对称安装，查表10-7，取齿宽系数?d?1.0。 （6）初选螺旋角：??13。
2．按齿面接触疲劳强度设计
2kT1u?1?ZHZEZ?Z???du?[?H]?? ?d3?1）确定公式内各项参数值
3（1）由《机械设计》教材图10-20，选取区域系数ZH?2.42。
（2）大、小齿轮均采用45钢锻造，由《机械设计》教材表10-5，查得材料系数
ZE?189.8MPa。
（3）重合度系数Z?，由《机械设计》教材计算得 。 （4）螺旋角系数Z??cos??cos13?0.987
（5）小齿轮传递的扭矩为
T2?T2?391.093Nm?3.91093?105Nmm
（6）试选载荷系数Kt?1.4。
（7）根据齿面硬度，由《机械设计》教材图10-25查得小齿轮接触疲劳强度极限
?Hlim3?540Mpa，大齿轮接触疲劳强度极限?Hlim4?370Mpa。
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